典型岩溶高原边缘夷平面沉积特征及古气候环境——以湘西洛塔及贾坝剖面为例

文章对云贵高原边缘洛塔期(洛塔剖面)和召市期(贾坝剖面)夷平面风化壳进行粒度、磁化率、孢粉等方面的研究,探索其沉积特征及古气候响应。结果显示:洛塔剖面和贾坝剖面风化壳都以黏土和不等粒砂为主,但洛塔剖面岩性和粒度变化比较明显,为杂色黏土质粉砂和粉砂质黏土互层,夹一层砂砾石;贾坝剖面岩性和粒度相对稳定,主要为粉砂黏土。洛塔剖面Mz、Md、SC/D值以及磁化率值整体较高,但变化幅度小且快,贾坝剖面Mz、Md、SC/D值以及磁化率值相对波动较大,由此推断两条剖面所揭示的沉积环境都整体湿润,但贾坝剖面显示出小的干燥波动,即洛塔期夷平面风化壳沉积时期气候为温暖湿润型,召市期夷平面风化壳沉积时期气候为温凉干燥型,这与孢粉中大量水龙骨属(Polypodium)、松属(Pinus)指代的气候意义相同。对比孢粉组合及前人资料,推测洛塔剖面风化壳可能为新近纪早期开始形成,该夷平面可能形成于中新世,而贾坝剖面可能形成于第四纪早期,该夷平面可能形成于更新世。

基于DEM数据的云南省宁洱县夷平面提取及其分布特征

云南省宁洱县位于哀牢山断裂带以西地区,具有强烈的新构造运动表现,为分析该县内新构造运动的差异性构造表现特征,本文借助于ArcGIS软件对DEM数据体进行了不同地貌因子及各级夷平面的提取及分析,结果表明:该县地表总体表现为海拔较高(高程介于1000~3500 m之间,属中海拔地区)、坡度陡(陡坡区和斜坡区共占比91.89%)、地势起伏大(小起伏山地和中起伏山地共占比93.22%)等特征;发育四级不同的夷平面,海拔分别为1220 m、1355 m、1626 m、1707 m。各级夷平面的平面展布特征受构造变形影响明显,大型断裂周缘地区构造变形强烈,断裂发育,夷平面分布较少;断裂发育较少的地区,构造变形以垂向构造隆升为主,夷平面发育。

基于DEM的湘桂交界处夷平面的地貌特征研究

湘桂交界处南岭西段山地上广泛发育了夷平面,而对其地貌特征进行定量分析有助于加深对该区地貌演化的认识.本文基于30 m的DEM数据,在ArcGIS 10.3中,通过均值变点法和最小误差分析法分别限定夷平面的高程和坡度,并结合面积指标,提取了该区的夷平面.结果显示,该区夷平面的坡度介于0~13°,海拔介于1416~1780 m,且主要分布在南山、鸡公山和越城岭上,面积分别为165.41、154.41和83.75 km^(2);夷平面主要切割印支期、加里东期和燕山期花岗岩;结合坡向分析显示,3座山脉的夷平面分布高程大体一致,且接近水平,这表明这些夷平面为一个区域性夷平面的残余面,且该区地形曾经历了漫长的侵蚀夷平阶段,其后期构造抬升以水平抬升为主;夷平面的广泛存在表明该区地形演化还处于地貌侵蚀循环的青壮年期,也是南山牧场形成的地质背景.

关于夷平面的科学问题——兼论青藏高原夷平面

长期地貌演化研究表明 ,夷平面的形成有 4种基本方式 :准平原、山麓剥蚀平原、双层水平面和冻融剥夷平原。它们的形成都需要上千万年至数亿年的构造相对稳定时期。青藏高原上的层状地貌面可以划分为两级夷平面和一级剥蚀面。山顶面形成于渐新世至中新世早期 ;主夷平面是以双层水平面或山麓剥蚀平原形式发育的 ,大致形成于 2 0～ 3 .6MaB .P .期间 ,完成时的高度低于 10 0 0m ;剥蚀面形成于 3 .6～ 1.7MaB .P .期间。

中国东部四明山古夷平面遗迹特征与演化

古夷平面研究在地貌演化和新构造运动研究中占有极其重要的地位,但由于遭受构造运动和剥蚀作用的影响,很多古夷平面遗迹已无从清晰辨识。浙江四明山顶古近纪夷平古风化壳面的发现,为研究浙江东部甚至华东地区的新生代地貌演化提供了重要地质信息,同时为始新世和中新世时的古气候、古环境研究提供了重要物质证据。通过详细的野外地质调查,系统采集了该区5个点位的20个古风化壳样品和7个点位的15个现代风化壳样品,开展黏土矿物分析和玄武岩K-Ar年龄测试。研究确认四明山地区发育有2期古夷平面遗迹,即古近纪(E)和新近纪(N)古夷平面遗迹:第一期夷平面发育时间为65. 0～32. 2 Ma,解体和古夷平面遗迹保存时间为32. 2～21. 7 Ma;第二期夷平面发育时间为21. 7～10. 5 Ma,解体和古夷平面遗迹保存时间为10. 5～3. 0 Ma。研究区2期火山活动喷发所形成的玄武岩盖层有效保护了该区的古风化壳,从而使四明山古夷平面遗迹具有空间展布完整、剖面信息清晰等特征,呈现出由古夷平面(古风化壳)与玄武岩堆积面(现代风化壳)组成的"双风化壳"现象,为观察古夷平面遗迹特征提供了最佳场所。

夷平面研究综述

夷平面 10 0多年的研究已经取得了一定的进展。文章从定义、识别、分类、形成和测年等方面论述了夷平面的研究情况 ,完善了夷平面的定义 ,加强了对影响夷平面形成和保存的自然因素的探讨 ,提出了未来夷平面研究的方向。

长江三峡地区夷平面分布特征及其形成年代

通过野外路线考察，典型地区填图，地质、地形图判读，航片、卫片验证、核对及前人资料分析和年代学方法，对长江三块地区的地貌进行了研究。结果表明：该区现代河谷之上存在两级夷平面和一级剥夷面。高夷平面分布高度为海拔1700-2000m，完成于老第三纪末；低夷平面分布高度为海拔1200-1500m，完成于上新世末；剥夷面分布高度海拔为800～1200m，形成年代为3．4～1．8MaB．P．。高夷平面在地貌上表现为宽浅的坳谷洼地与低矮的缓丘相结合，呈现一派波状起伏的老年期地貌景观；低夷平面多表现为高大的岩溶丘陵与大型洼地相组合的岩溶台面，洼地两侧多有水平溶洞发育；剥夷面可以岩溶盆地、山问盆地、岩溶台面、河谷盆地、岩溶洼地及河流宽谷等多种地貌形式存在，没有大范围可比性。

青藏高原古大湖与夷平面的关系及高原面形成演化过程

青藏高原经过古近纪挤压缩短和增厚地壳均衡隆升,晚新生代形成了以走滑和伸展为主的相对稳定构造环境。中新世早期与晚更新世分别发育巨型古大湖,上新世—早更新世发育很多规模较大的古湖泊,古大湖对夷平面形成演化具有重要的控制作用。中新世早期((24.1±0.6)^(14.5±0.5)Ma)以古大湖的湖面为侵蚀基准面,经过隆起区剥蚀夷平和长期湖相沉积,在高海拔环境下形成早期夷平面。中新世晚期—第四纪以湖面与五道梁群湖相沉积顶面为基准,在高海拔环境下继续发生剥蚀夷平和准平原化,逐步形成主夷平面或高原面。第四纪河流溯源侵蚀导致内外流水系分界线自东向西迁移,在青藏高原东部形成高山峡谷地貌。

青藏高原典型地区的地貌量化分析——兼对高原“夷平面”的讨论

利用新近公布的SRTM数字高程模型(DEM),选取青藏高原北部及高原内、外流区域进行大尺度定量地貌分析。分析表明,青藏高原不同地区的地貌差异反映了它们在地貌演化上的阶段性。在高原北部的祁连山地区,局部地区绝对高程增加的同时,地势起伏反而变缓。这些地区水系的发育程度普遍较低,剥蚀物质往往只经过近距离的搬运仍滞留在逆冲褶皱带内,山间盆地和平地成为山间小河的侵蚀堆积基准,因此“削高填低”的过程有效地降低了局部地形起伏。高原平坦地势是伴随着造山过程及之后的高海拔侵蚀基准和内流型水系条件下“削高填低”剥蚀过程的结果。我们认为高原内部为现今仍在承受剥蚀的地势平坦面。它的形成具穿时性,是内流型水系河流下切侵蚀能力弱化的结果,不直接反映海拔的高低。如果平坦侵蚀面的形成与海拔高程无必然的关联,或侵蚀面可以在任何海拔高度形成,而不一定代表以海平面为基准的准平原,那么它就不能作为一个可靠的参照面用于直接示踪和约束高原的抬升量和抬升时间。

夷平面研究评述

全球构造与地球大尺度地形特征之间的关系研究重新成为一个地学研究热点。在国内,夷平面研究的"回春"是其一个主要的表现形式。但在研究中,一些基本的理论与问题有待明确、探讨和解决。在夷平面理论的研究中,地貌演化的历史研究和演化的机制研究仍是最基本的问题。"夷平面"定义的混乱严重阻碍了相关研究的发展。不同气候和构造环境下,夷平面的形成和演化过程仍需科学地概括和抽象。在研究实践中,时间和空间尺度的精确解释成为关键的问题。一方面,不同类型夷平面的地貌特征(海拔高度、地面坡度、相对高度和面积)仍待明确或半定量、定量表示;而另一方面,夷平面的定年仍是一个棘手的问题。在夷平面的确认过程中,一些地貌学原则和规律应当遵循,如齐一山顶面地貌学成因的不确定性;以及同一地貌单元内,准平原型夷平面的出露具有唯一性等。夷平面的相关堆积是夷平面定年和古地貌重建的基础,但是我们必须明确相关堆积与夷平面的关系,如夷平面的原地相关堆积———风化壳的年龄只能够对夷平面的形成时代给予约束,而不能指示其确切的形成时间。更为困难的是,在古地貌的重建过程中,起始时刻某一区域的地貌特征参数仍然无法精确的确定。

地带性与非地带性夷平面

夷平面是指由剥蚀和夷平作用所产生的,以截面形式横切所有在年龄上先于它的地层和构造的一种平缓地形。前人普遍认为,夷平面是在构造相对稳定条件下经过长期外营力作用形成的一个接近基准面的平坦地形,是地貌长期演化的终极产物。流水侵蚀是夷平面形成的动力学基础。“夷平面”一直是解释新生代以来大的构造格局和地貌演化的重要理论依据,如我国青藏高原隆升的研究。基于气候地貌学原理,文章提出了寒冻夷平面和干旱夷平面的概念;从坡地演化过程理论模型入手,探讨了寒冻、干旱夷平面和流水夷平面的形成机理;提出有别于传统“构造侵蚀旋迴”理论的“构造隆升和地面剥夷动态平衡”的气候夷平地貌假说;此外,还简要分析了这三类夷平面的全球分布规律。

可可西里东部地区的夷平面与火山年代

青藏高原夷平面及其年代是高原隆升、时代和幅度研究中的一个关键问题。可可西里东部地区通过 1∶1 0 0 0 0 0航测地形图所示的山顶面形态特征分析表明 ,本区广泛分布的山顶平坦地形面为青藏高原主夷平面的一部分 ,其海拔高度大多在 490 0～ 5 2 0 0m。本区平坦顶面的熔岩方山常与夷平面交叉分布 ,也为高原主夷平面一部分 ,其同位素年代 1 9.6～6 .95MaB .P .之间的有 3 9个 (9.9～ 6 .95MaB .P .有 1 7个 )。又据本区相邻的山间盆地内的火山地貌年龄推论 ,夷平面形成于 9.9～ 6 .95MaB .P .之后 ,3MaB .P .

夷平面的三维显示与定量分析方法初探

夷平面是当代地貌学研究的一个重要课题之一， 对于重建一个地区的地貌演化的历史具有重要的意义。文中利用遥感与地理信息系统技术， 建立了位于兰州以南、青藏高原东北部边缘的美武高原数字高程模型， 并与陆地卫星影像结合起来进行集成分析， 论述了美武高原三维地貌影像图的信息特点， 提取了若干区段的地形剖面， 进而在分析了高原夷平面地貌参数体系的基础上运用遥感图像监督分类技术自动提取出高原夷平面的具体分布区域。

川西北高原的地貌垂直地带性与寒冻夷平面

川西北高原地貌垂直地带性明显：流水地貌带,＜3 800 m；冰缘地貌带,3800～4200 m；冰川地貌带,＞4200 m；相应的主导地貌过程分别是流水侵蚀,冻融侵蚀和冰川侵蚀。本文提出了高原面形成的寒冻夷平机制,并认为川西北高原是大面积构造隆升背景下形成的寒冻夷平地貌。花岗岩和石灰岩等结晶岩抗寒冻风化能力强,形成了冰川发育的高山；三叠系砂板岩,抗寒冻风化能力差,形成了融冻土流发育的丘状起伏的高原面。此外,还延伸联想到青藏高原夷平面和高原隆升的一些科学问题,如冻融侵蚀在高原地貌形成和演化中的作用,地面隆升幅度与地壳构造上升幅度,高原面高度的区域差异和大冰盖问题等。

湘桂黔滇藏一线覆盖型岩溶地貌特征与岩溶(双层)夷平面

根据岩溶风化壳的发育条件及研究区覆盖型岩溶特征 ,提出岩溶 (双层 )夷平面概念 ,认为研究区覆盖型岩溶是一个统一的岩溶 (双层 )夷平面的组成部分。其现阶段的存在形式如石林、岩墙等为后期不同程度风化 -刻蚀作用的结果 ;其地貌形态多为土下成因 ,并随剥蚀程度。

华北山地夷平面研究

山地夷平面是以河流为主的各种外营力对地面的长期剥蚀、夷平作用形成并被后期地壳运动抬升到山地顶部的大范围的平坦或微波状起伏的面,是复原地貌演化的基础。20世纪90年代以来,笔者在前人研究的基础上,通过大比例尺地形图、卫片图判读以及野外考察和同位素年龄测定等方法,对华北山地夷平面进行了研究。结果表明,华北山地有3期山地夷平面和1期山麓剥蚀面,其形成条件与构造、气候、海平面有关,并有初期的地壳急剧抬升-快速下切、中晚期的逐渐减缓-侧蚀夷平与末期的相对稳定-风化壳发育3个阶段,以溯源侵蚀-谷坡后退的方式进行,夷平面形成后还会产生变形与解体。夷平面研究对于理论研究和生产实践均具有重要意义。

张家界地区风化壳的性质与夷平面形成环境

通过野外考察、室内测试分析及区域对比,对张家界地区风化壳的性质与夷平面的形成环境进行探讨。地貌学、古岩溶、风化壳等特征综合验证了张家界地区夷平面的存在;风化壳化学特征及区域对比表明,夷平面形成于湿热的晚第三纪,其后形成剥夷面。夷平面上风化壳分层明显,自上而下分为腐殖土层、残积层、半风化基岩层和基岩层;化学分析表明风化壳具有粘土含量高、富铝化程度低的特点,湿热的夷平面环境使风化壳脱硅富铁铝作用较弱,形成硅铝风化壳。综合区域对比可知,张家界地区海拔为1 100~1 300 m的一级夷平面形成于晚第三纪湿热的环境;低于夷平面的砂岩平台组成剥夷面（800~950 m）,大约形成于晚上新世到早更新世之间。

西准噶尔山地四级夷平面的划分及构造地貌分区

基于SRTM3-DEM数据，运用ArcGIS技术，采用空间分析、三维地表形态分析和剖面形态分析方法，结合野外调查，对克拉玛依盆地以西、塔域盆地以东的西准噶尔山地的地貌结构进行了初步研究，划分出4级夷平面，讨论了各级夷平面的特征，依据地表特征分析对研究区内的构造地貌区进行了划分。4级夷平面海拔高度分别是2734-1760m、1520-1200m、1000-300m和800660m。参考地表面三维统计得到的拐点（1320m／1270m），将1270m以上地貌面分为2级夷平面：1760m以上夷平面（I）和1520-1200m夷平面（II），地形起伏度均在500-200m以内。Ⅱ级夷平面可能发育于白垩纪至新近纪，山地剥蚀的后期与新近系昌吉河群相对比。1000m以下分为两级剥蚀面，其中之一，剥蚀面高度1000-660m，并一直延伸至300m高度，为一变形的山麓及山前剥夷面（III）。该剥蚀面具有埋藏剥蚀面性质，形成于中更新世一晚更新世。另一级山间剥蚀面出现在860-660m高度上（Ⅳ），发育于晚更新世后期至全新世。4级夷平面代表了山地的4次稳定时期与其间的4次快速抬升，第Ⅲ级剥蚀面的变形记录了青藏高原晚第四纪隆升的远程效应。不同分区之间的构造地貌差异为区域构造分析提供了有价值的分区信息，构成区域构造分区中的一个重要因素。区域研究表明，西准噶尔山地的总体构造线方向呈NE向展布，其与东部的准噶尔盆地和西部塔城盆地及以西地区的NW向构造线方向明显不同，受控于数条NE向断裂的南部扎伊尔山地与北部吾尔喀什尔山地的盆一山间列的构造地貌组合构成了区域南、北之间的对比。依据DEM所做的地表特征分析，把研究区分为北部中山与盆地间列区（I-1）、南部中低山区（I-2）和东南部山缘及山前平原区（Ⅱ）3个构造地貌区。西准噶尔山地（I区）属于天山-准噶尔-萨彦-贝加尔构造强变形带和地震活动带的一部分，这里虽未发生过强烈地震，但具备了发震的基本条件，且临近克拉玛依油气资源开发重地，建议进行必要的地震观测和地震预报。

滇西地区怒江河流阶地、夷平面变形反映的第四纪构造运动

滇西地区自第四纪以来经过了复杂的构造抬升,其上新世准平原面被差异抬升为不同高度的夷平面。在抬升过程中,怒江的侵蚀作用形成了深切的高山峡谷地貌,并形成了能反映构造抬升过程的多级河流阶地。这种高山峡谷地貌的形成不仅与构造活动有关,还与气候变化有关,但构造活动是主因。通过河流阶地和夷平面的研究能够得到河流阶地特征和差异隆升特征,并能够进一步反演该区的构造活动特征。

再论华北山地甸子梁期夷平面及早第三纪地文期

华北山地海拔１０００ｍ以上的山顶面不是一个连续的面，而是两个面，由不同时期的差别侵蚀形成。其中，海拔３０００—２５００ｍ的山顶面是北台面，形成于古新世，代表中生代地文期的结束；海拔２２００—１０００ｍ的山腰面是甸子梁面，形成于渐新世，代表早第三纪地文期的结束。