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Geomorphology, Tectonophysics & JAES: 青藏高原北部祁連山山前河流階地研究:對構造與氣候的指示意義

2019-11-04

階地是河流地貌演化過程中產生的重要地貌類型,它的形成主要受氣候變化和構造抬升的共同影響。由于河流穿過構造活動地區,因此河流階地變形被廣泛用來揭示活動構造變形的類型和運動學速率。祁連山山前發育多條河流,發育的多級河流階地為我們研究山前活動斷裂長時間尺度演化歷史提供了很好的載體。因此,近年來,活動構造研究室楊曉平研究員課題組與張會平研究員、長安大學黃偉亮博士、地殼應力威尼l斯人簡介李安副研究員共同合作,選取祁連山山前洪水拔河、豐樂河和馬營河3條河流的階地進行了地貌面填圖、年代測定(主要采用10Be和OSL)和階地變形測量,以獲得斷裂變形的信息,并且分析河流下切的受控因素。獲得了以下結論:

(1)獲得了祁連山山前佛洞廟-紅崖子斷裂晚更新世以來的逆沖速率:0.9-1.3 mm/a; 山前斷裂大致吸收了祁連山地塊地殼縮短的15-20%;沿祁連山體走向上,祁連山中段山前逆斷裂高抬升速率對應高構造地形(structure relief)、高河流陡峭系數以及高流域盆地侵蝕速率。

(2)山前逆斷裂向河西走廊盆地方向逆沖擴展,形成隱伏的逆斷裂-褶皺,是吸收地殼縮短的重要構造,也是未來可能發生地震的區域;

(3)祁連山北緣地區階地的初始廢棄主要受氣候變化的控制,而持續的河流下切則主要受控于構造抬升;晚更新世/全新世以來祁連山山前河流的高下切速率(5-10mm/a)可能與冰消期大量冰川融水匯入河流,從而誘發強烈河流下切有關。

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圖1(A)洪水拔河階地分布 (B)河流下切速率與構造抬升速率對比 (C)區域河流下切對比

上述研究成果發表在:

(1)Yang, H., Yang, X. *,  Huang, W. Huang, X., Hu. Z., and Yang, H., 2019. 10Be and OSL dating of Pleistocene fluvial terraces along the Hongshuiba River: Constraints on tectonic and climatic drivers for fluvial downcutting across the NE Tibetan Plateau margin, China. Geomorphology, https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2019.106884

(2)Yang, H., Yang, X. *, Zhang, H., Huang, X., Huang, W. and Zhang, N., 2018. Active fold deformation and crustal shortening rates of the Qilian Shan Foreland Thrust Belt, NE Tibet, since the Late Pleistocene. Tectonophysics, 742, 84-100. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2018.05.019

(3)Yang, H., Yang, X. *, Huang, X., Li, A., Huang, W. and Zhang, L., 2018. New constraints on slip rates of the Fodongmiao-Hongyazi fault in the Northern Qilian Shan, NE Tibet, from the 10Be exposure dating of offset terraces. Journal of Asian Earth Sciences, 151, 131-147. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2017.10.034


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