基于地表流域指数和相关资料综合研究帕隆藏布地区的差异构造隆升

摘要/Abstract

摘要： 帕隆藏布地区差异隆升的研究对于东构造结地区构造变形机制的理解以及断块模型的建立具有重要的科学意义。本文基于GIS平台, 利用ASTER-30m的DEM数据, 计算了帕隆藏布地区19个流域地貌单元的面积-高程积分指数(HI), 并结合地震资料、地表沉积与侵蚀过程综合研究了该区域的差异隆升。结果表明HI值的空间分布能够反映出研究区的差异隆升。研究区不同地方处于不同程度构造隆升, 主要存在着两个相对较强的隆升中心, 一个位于东构造结附近, 另一个位于嘉黎断裂带、怒江断裂带交汇部位。此外, 研究区内流域演化、地震活动以及地表沉积、侵蚀之间紧密关联, 共同构成了证据链, 揭示了一个完整的“地下构造运动—地表地貌演化”的过程。

关键词: 差异构造隆升, 面积-高程积分, GIS, DEM, 东构造结

Abstract: Study of the differential uplifting in the Palongzangbu region is crucial to understanding tectonic deformation mechanism and establishing faulted blocks model in the east structural knot. Based on GIS, we used the ASTER-30 m DEM to calculate the hypsometry index (HI) of 19 watersheds in the Palongzangbu region, and studied the differential uplifting in this region combining seismic data, ground deposition and erosion process. The results show that the spatial distribution of HI values can reflect the differential uplifting in the study area. Differential tectonic uplifting lies in different zones, and there are two relative strong uplifting centers. One center is near the east structural knot, another center lies at the intersection between the Jiali fault and Nujiang fault. Moreover, the watershed evolution is closely related to seismic activity, ground deposition and erosion process, which constitutes the evidence chain to reveal the whole process from the underground tectonic movement to the landform evolution on the surface.

Key words: Differential Tectonic Uplifting, Watershed, Hypsometry Index, East Structural Knot

中图分类号:

P315.7

赵妍, 王林, 田勤俭, 李文巧, 徐岳仁. 基于地表流域指数和相关资料综合研究帕隆藏布地区的差异构造隆升[J]. 地震, 2017, 37(3): 38-50.

ZHAO Yan,WANG Lin,TIAN Qin-jian,LI Wen-qiao,XU Yue-ren. Differential Tectonic Uplifting in the Palongzangbu Region based on Watershed Index and Relevant Data[J]. EARTHQUAKE, 2017, 37(3): 38-50.

参考文献

[1] 曹建玲, 石耀霖, 张怀, 等. 青藏高原GPS位移绕喜马拉雅东构造结顺时针旋转成因的数值模拟[J]. 科学通报, 2009, 54(2): 224-234.
[2] 崔仲雄, 裴顺平. 青藏高原东构造结及周边地区上地幔顶部Pn速度结构和各项异性研究[J]. 地球物理学报, 2009, 52(9): 2245-2254.
[3] 滕吉文, 王谦身, 王光杰. 喜马拉雅“东构造结”地区的特异重力场与深部地壳结构[J]. 地球物理学报, 2006, 49(4): 1045-1052.
[4] Zeitler P K, Meltzer A S, Brown L, et al. Tectonics and topographic evolution of Namche Barwa and the easternmost Lhasa block, Tibet[J]. Geological Society of America Special Papers, 2014, 507: 23-58
[5] 孙东霞, 季建清, 张志诚, 等. 雅鲁藏布江中下游流域地貌差异演化的岩屑磷灰石裂变径迹证据[J]. 科学通报, 54(23): 3738-3747.
[6] Enkelmann E, Ehlers T A, Zeitler P K, et al. Denudation of the Namche Barwa antiform, eastern Himalaya[J].Earth and Planetary Science Letters, 2011, 307 (3): 323-333.
[7] 王兆印, 余国安, 王旭昭, 等. 青藏高原抬升对雅鲁藏布江泥沙运动和地貌演变的影响[J]. 泥沙研究, 2014, (02): 1-7.
[8] 黄文星, 王国灿, 王岸, 等. 雅鲁藏布江大拐弯地区河流形态特征及其意义[J]. 地质通报, 2013, (01): 130-140.
[9] 梁朋. 龙门山断裂带南段河流阶地、地貌指数的定量提取及其构造指示意义[D]. 中国地震局地震预测研究所, 2015.
[10] 张会平, 杨农, 张岳桥, 等. 岷江水系流域地貌特征及其构造指示意义[J]. 第四纪研究, 2006, 26(1): 126-135.
[11] Strahler A N. Hypsometric (Area-Altitude) Analysis of Erosional Topography[J]. Geological Society of America Bulletin, 1952, 63(11): 1117-1142.
[12] 赵国华, 李勇, 颜照坤, 等. 龙门山中段山前河流Hack剖面和面积-高程积分的构造地貌研究[J]. 第四纪研究, 2014, 34(2): 302-311.
[13] 苏琦, 袁道阳, 谢虹, 等. 祁连山西段党河流域地貌特征及其构造指示意义[J]. 第四纪研究, 2015, 35(1): 48-59.
[14] 梁明剑, 周荣军, 闫亮, 等. 青海达日断裂中段构造活动与地貌发育的响应关系探讨[J]. 地震地质, 2014, 36(1): 28-38.
[15] 褚永彬, 朱利东, 陈伟, 等. 疏勒河上游河流地貌特征及演化[J]. 第四纪研究, 2015, 35(2): 465-474.
[16] 王林, 何仲太, 马保起. 岱海流域地貌演化及其对断裂活动性的指示意义[J]. 第四纪研究, 2008, 28(2): 310-318.
[17] 苏琦, 袁道阳, 谢虹, 等. 祁连山西段疏勒河流域地貌特征及其构造意义[J]. 地震地质, 2016, (02): 240-258.
[18] 张天琪, 王振, 张晓明, 等. 北天山乌鲁木齐河流域面积-高程积分及其地貌意义[J]. 第四纪研究, 2015, 35(1): 60-70.
[19] 王林, 周青云, 王峻, 等. 基于深部地震资料与地表变形资料的芦山地震发震构造研究[J]. 地震地质, 2016, 38(2): 458-476.
[20] 王猛, 刘焰, 何延波, 等. 喜马拉雅山脉的地质地貌特征: 来自SRTM数字高程模型和降水量数据的约束[J]. 地质科学, 2008, (03): 603-622.
[21] 雷永良, 钟大赉, 季建清, 等. 东喜马拉雅构造结更新世两期抬升—剥露事件的裂变径迹证据[J]. 第四纪研究, 2008, (04): 584-590.
[22] 唐方头, 宋键, 曹忠权, 等. 最新GPS数据揭示的东构造结周边主要断裂带的运动特征[J]. 地球物理学报, 2010, (09): 2119-2128.
[23] 宋键. 喜马拉雅东构造结周边地区主要断裂现今运动特征与数值模拟研究[J]. 地球物理学报, 2011, 54(6): 43-46.
[24] 王阎昭, 王敏, 沈正康, 等. 怒江断裂现今错动速率与地震危险性[J]. 地震地质, 2015, (02): 374-383.
[25] 李光涛. 滇西南怒江断裂带第四纪以来的构造活动性[D]. 中国地震局地震预测研究所, 2008.
[26] 任金卫, 沈军, 曹忠权, 等. 西藏东南部嘉黎断裂新知[J]. 地震地质, 2000, 22(4): 344-350.
[27] 宋键, 唐方头, 邓志辉, 等. 青藏高原嘉黎断裂晚第四纪运动特征[J]. 北京大学学报(自然科学版), 2013, (06): 973-980.
[28] 单菊萍. 基于DEM的雅鲁藏布江河流地貌特征的研究[D]. 中国地质大学(北京), 2007.
[29] 钱程, 崔天日, 李林川, 等. ASTER-GDEM在大兴安岭北段地貌形态分析中的应用[J]. 地质力学学报, 2013, 19(1): 82-92.
[30] 昌小立, 周杨, 罗明良. 基于ASTER GDEM的延河流域水系提取及面积高程积分演技[J]. 资源开发与市场, 2014, 30(12): 1475-1477.
[31] 陈麒光, 邵兆刚, 韩建恩, 等. 基于ASTER-GDEM数据的羊卓雍错地区构造地貌分析[J]. 地质力学学报, 2014, 20(3): 304-316.
[32] Pike R J, Wilson S E. Elevation-Relief Ratio, Hypsometric Integral, and Geomorphic Area-Altitude Analysis[J]. Geological Society of America Bulletin, 1971, 82(4): 1079-1083.
[33] 刘非非, 杜国云. 沂沭断裂带活动构造的流域地貌分析[J]. 第四纪研究, 2016, 36(2): 453-463.
[34] 赵洪壮, 李有利, 杨景春, 等. 面积高度积分的面积依赖与空间分布特征[J]. 地理研究, 2010, (02): 271-282.
[35] 朱志澄. 构造地质学第2版[M]. 中国地质大学出版社, 1999.