汶川Ms8.0级地震的水系响应

2008年5月12日龙门山汶川8.0级地震导致了映秀—北川断裂、彭县—灌县断裂、小鱼洞断裂和擂鼓断裂发生了地表破裂,在平面上显示为两条近于平行的北东向逆冲—走滑型断层,在剖面上显示为叠瓦状。汶川地震的地震破裂和同震变形在瞬间就改变了地形坡度,并导致地貌和河流体系产生相应的变化和调整,记录了整个区域的位移情况,为探索地震与水系之间的关系提供了关键信息。在整合汶川地震所导致的地表破裂、地形和水系变化相关数据的基础上,描述了汶川地震驱动的逆冲作用和右旋走滑作用引发的河道垂向位错和水平位错,标定了汶川地震导致的河道坡折点和河道转折点,刻画了映秀—北川断裂和彭县—灌县断裂和小鱼洞断裂等活动断裂对河床剖面、河道走向、河道分段性和不规则水系样式等方面的控制作用,探讨了汶川地震驱动了隆升作用对河流剖面的影响与调整,建立了汶川地震的水系响应及其识别标志。研究结果表明:汶川地震驱动的构造作用对该区水系的河道走向、河道坡折点、河道流转折点和河床剖面具有明显的控制作用,为重塑龙门山晚新生代构造-地貌-水系演化提供一个范例和定量约束条件。

黄河、长江的形成演化及贯通时间

黄河、长江的形成演化是在新生代以来统一构造-气候-地貌体系中发生的重大地貌事件。印度板块与亚洲大陆碰撞和太平洋板块向亚洲大陆之下俯冲,造成了中国大陆地势从东高西低变为西高东低,和随之的东亚季风形成、强化,导致黄河、长江水系形成。中更新世以来的构造运动,导致青藏高原东缘山地的加速隆升,进入了冰冻圈,季节性冰川融水加大了河川径流,为两大河流的贯通奠定了水动力基础。末次间冰期的气候突然变暖,不但导致冰冻圈融水补给的河川径流陡增,可能给了长江、黄河贯通最后一击,而且加速了三峡一带碳酸盐岩地下化学溶蚀,促进地下河发育和瞿塘峡地表河袭夺的完成。黄河、长江在末次间冰期期间彻底贯通,现今的水系格局形成。黄河三门峡的贯通时间为0.125 Ma左右,长江三峡可能在0.30～0.12 Ma期间完成贯通。

雅鲁藏布江流域河流纵剖面特征及其地貌学意义

雅鲁藏布江(雅江)流域的纵剖面与河道平面形态具有特殊性。基于全球数字高程模型ASTER GDEM和遥感影像提取雅江流域10条河流纵剖面及相应的河道平面形态,利用简单函数拟合纵剖面形态,并结合凹曲度指数和河长坡降指数,分析河道纵剖面沿程变化与构造活动之间的联系及其地貌学意义。雅江大部分支流纵剖面的最佳拟合形态为指数函数,雅鲁藏布江干流、波堆藏布和曲宗藏布的凹曲度分别为1.126、2.709和1.263,属于极端凹曲度;尼洋曲和则普曲分别为0.218和0.134,属于低凹曲度;其余河流属于中等凹曲度。雅江干流、帕隆藏布和易贡藏布分别出现6次、4次和5次宽窄交替的藕节状形态,宽段为辫状河段,窄段为峡谷段,后者主要是构造活动的产物,也受崩塌、滑坡、泥石流、冰碛坝等影响。

陆内水体浅识——兼谈波浪状构造地貌的意义

首先阐发了陆内水体的自然功能与社会功能，接着重点对渤海这个我国最大的陆内水体的重要作用以及渤海面临着消亡的危险性进行了论述，最后强调了应适度维护波浪状地貌景观，因地制宜兴利除弊，并提出了“导黄（河）入黄（海）”以拯救渤海的较具体的方案。

河口湾潮坪潮汐水道发育特征及地质意义——以钱塘江为例

河口湾中的砂体是有利的油气储集层,但复杂的水动力变化导致古代河口湾识别困难。通过对现代钱塘江河口湾的研究表明,河口湾潮坪环境潮汐水道可以成为识别古河口湾的一种辅助标志。基于野外实地观测,结合卫星地图对潮坪环境潮汐水道的发育特征进行了详细的描述,并探讨了它的地质意义。结果表明:1)泥坪潮汐水道横截面形态主要有"V"型及宽缓的透镜状,平面上由海向陆可划分为曲折的A段、平直的B段和树状分叉的C段;2)砂坪潮汐水道横截面形态主要有"U"型和阶梯型,平面上由海向陆可划分为曲折或平直的A’段和树状分叉的B’段,A’段的平直与曲折主要受控于砂坪潮道规模的大小;3)在砂质潮坪中常见炭屑层、包卷层理、液化流痕、垮塌构造、波痕等特殊的沉积构造;不同形态和规模的潮坪潮道主要受控于潮坪坡度、沉积物粒度、河口湾形态及相对海平面高低的影响,高坡度、低海平面有利于完整序列潮道的发育;4)不同类型河口湾潮坪潮道的特征及其伴生的特殊沉积构造可以为确定地质历史时期的古河口湾及其演化提供参考。

祁连山东段基岩河道宽度对差异性构造抬升的响应

河道宽度调整是基岩河流系统响应构造、气候、岩性等外部扰动的重要方式之一。对祁连山东段山区基岩河流进行的水力几何学研究发现，河道宽度调整是祁连山地区基岩河流响应构造驱动的重要方式之一。位于低山带的冰沟河河道宽度向下游增加的速率明显高于位于高山带的宁缠河，河道宽度一面积回归拟合结果显示，冰沟河河道宽度一面积指数（b′）值为0．55，而宁缠河为0．46。对冰沟河和宁缠河河床基岩露头硬度进行的测量和计算显示，两条河流平均硬度值（R）分别为58．8±8．8和66．0±7．2。对比河道宽度向下游的调整变化与河床基岩露头的硬度变化，发现二者无明显相关关系，说明基岩抗蚀性不是控制河道宽度变化的主要因素。对比河道宽度的系统变化与区域差异性构造抬升速率的分布模式，发现宁缠河位于高抬升速率（高山带）地区的河段河道宽度较窄（b′≈0．44），而冰沟河位于低抬升速率（低山带）地区的河段河道宽度较宽（b′≈0．55）。因此，可以推断高山带和低山带河流河道宽度向下游增加速率的系统差异，应该是河道响应不同地貌带间差异性构造抬升的结果。此外，利用经验模型和Finnegan等的模型对冰沟河和宁缠河河道宽度进行了预测，结果显示经验模型较好地预测了河道宽度的系统变化趋势，而Finnegan等的模型则更好地体现了河道内部特征的变化和各种影响因素间的相互作用。

汶川(M_s8.0)地震的河流地貌响应

2008年5月12日龙门山汶川(M_S8.0)地震导致了北川断裂、彭灌断裂和小鱼洞断裂发生了地表破裂,显示为两条近于平行的北东向逆冲-走滑型断层。同震变形在瞬间就改变了地形坡度,并产生了巨量的滑坡和泥石流,导致河流地貌产生相应的变化和响应。本文在整合汶川地震所导致的地表破裂、地形和水系变化相关数据的基础上,标定了汶川地震驱动的逆冲-走滑型构造作用对河流坡折点、河流转折点、河道走向的控制作用,刻画了平行的走滑-逆冲断层对河流地貌与不规则水系样式的控制作用,讨论了汶川地震驱动的隆升作用对河床梯度剖面的影响,探讨了汶川地震和暴雨驱动滑坡、泥石流和洪水及其剥蚀卸载作用对河道地貌和龙门山地形演化的影响。研究结果表明:1)汶川地震驱动的右行走滑作用导致水平位错和偏转,使水系产生新的河流流向的转折点;2)汶川地震驱动的逆冲作用导致的垂向位错使水系产生新的河流坡折点;3)汶川地震驱动的活动断层走向对河道走向具有控制作用;4)汶川地震驱动抬升作用导致河床梯度平衡剖面和剥蚀基准面的变化;5)汶川地震驱动的滑坡使得该地区剥蚀作用加强,同震滑坡量远大于同震岩石隆升增加的山脉体积,导致了龙门山造山带的物质亏损;6)龙门山地形雨的"雨影区"产生的强降雨带与汶川地震驱动的地表破裂带和滑坡带的空间分布位置一致,暴雨季节来临时容易出现滑坡、泥石流和洪水,这是未来几十年所面临的地质灾害。因此认为,在龙门山地震活动频繁的地区,河流地貌和水系样式主要受地震构造活动控制。

祁连山北部基岩河道宽度对构造和岩性的响应

活动造山带基岩河流地貌研究,目前已成为构造地貌学研究的前沿和热点。河道宽度形态的调整变化是基岩河流响应构造、岩性和气候等扰动的重要方式之一。通过研究祁连山北部地区6个重点流域基岩河道的宽度形态发现:河道宽度总体上呈现出东西向和南北向的变化特征,河道向下游增宽的速率,东段地区显著高于中段地区,低山带显著高于高山带;对比河道宽度的变化特征与构造抬升速率及岩性抗蚀性的变化,可以推断:在祁连山北部地区,基岩河道宽度响应构造抬升和岩性抗蚀性的变化进行了系统地调整,构造抬升控制了流域河道宽度变化的总体趋势,而岩性抗蚀性变化则导致了流域内部局部河段河道宽度的大幅波动。在祁连山北部地区开展的基岩河道宽度形态研究,为利用基岩河道形态研究造山带的构造变形奠定了基础,对于探索构造抬升背景下地貌的发育过程具有十分重要的意义。

雅鲁藏布江大拐弯地区河流地貌参数揭示的地质构造意义

雅鲁藏布江大拐弯地区的构造活动与河流侵蚀作用都十分强烈。利用数值地貌参数对构造抬升的敏感响应，本文对雅鲁藏布江中、下游流域的DEM数据进行了地貌参数的提取。通过对雅鲁藏布江及其支流的面积-高程积分和河流陡峭系数的分析，结合区域降雨量及岩性分布特征，探讨了不同区段地貌参数变化所蕴含的构造活动信息。研究发现雅鲁藏布江大拐弯地区的隆升活动具有明显的差异性，南迦巴瓦峰东部和北部的隆升活动强度高于西部，喜马拉雅构造结东端的隆升中心存在向北扩展、向东迁移的趋势，尤其以加拉至墨脱河段的岩石隆升最为强烈。加查裂点与南迦巴瓦裂点均位于隆升块体的西边界，横向构造隆升可能控制了裂点的形成和稳定。