基于模糊聚类和空间自相关性的河流阶地自动提取方法——以岷江上游漳腊盆地为例

传统研究方法以点、线代表区域地貌面,数据缺乏连续性和系统性,限制了对阶地演化的进一步研究。高分辨率DEM处理方法的发展使广泛精确获取地貌面的定量信息、重建阶地模型、进一步研究阶地演化成为可能。以岷江上游漳腊盆地为研究区域,采用SPOT5高分辨率数据影像构建DEM,将统一标度后的阶地横剖面作为基本研究单元。通过在不同维度使用模糊C均值聚类,得到研究区域内阶地总体形态特征。在提取各级阶地面的过程中,将阶地剖面间的空间相关性与阶地总体形态特征纳入分析,最终建立了一种基于区域总体特征和区域内部自相关的阶地提取方法。对不同级阶地面提取的精度评价表明,其结果与野外实测数据有较高的一致性。文中以实验结果为依据,进一步讨论了漳腊盆地内阶地的形态特征、河流下切速率和区域隆升之间的关系。因此,将模糊聚类分析和空间自相关性结合的区域地貌面提取方法是简捷易行的,适用于阶地等层状地貌面发育区域构造-地貌等相关问题的研究。

黄河中上游阶地对青藏高原东北部第四纪构造活动的反映

黄河中上游河段是横贯整个“柴达木 -祁连山活动地块”的贯流水系。通过对青海共和至宁夏石嘴山段长约 180 0km的黄河中上游阶地的系统考察、阶地剖面实测和年代测定 ,绘制了该河段的阶地纵剖面图。综合分析各段的阶地级数、高度、年代及变形特征得到以下认识 :该流域可划分为若干个次级活动地块 ,表现在不同地块之间的阶地抬升幅度和速率存在较大差别 ;活动地块内部在较大程度上具刚性特征 ,表现在块体内部阶地级数、高度和形成年代基本相当 ;阶地纵剖面反映的本区活动地块自 1.6MaB .P .以来的抬升量大于 3.6～ 1.6MaB .P .的抬升量 ;柴达木 -祁连山活动地块距今 1万年以来和 15～ 2 0万年间存在 2次强烈的构造抬升运动。

基于青衣江变形河流阶地研究龙门山断裂带南段的构造活动性

龙门山断裂带南段第四纪沉积差,断层出露不明显,晚第四纪构造活动性资料零星。为了提高对龙门山断裂带南段构造活动性的认识,探索芦山地震的发震构造,文中在分析龙门山断裂带南段的地貌以及构造演化的基础上,对跨盐井-五龙断裂、大川-双石断裂和芦山盆地的青衣江不同段的6级河流阶地进行了差分GPS连续测量和细致研究,结合对高分辨率航拍影像的地质解译,得到了龙门山断裂带南段青衣江各段的河流阶地横剖面,通过不同河段河流阶地的对比分析,建立了龙门山断裂带南段青衣江河流阶地纵剖面。通过对河流阶地的变形分析,发现龙门山断裂带南段晚第四纪以来,盐井-五龙断裂的平均垂向断错速率为0.6~1.2mm/a,大川-双石断裂没有明显的垂向活动,芦山地震的发震断层控制的山前褶皱最新活动。结合龙门山断裂带南段的地壳深部结构资料和芦山地震的精定位余震资料等,认为芦山地震的发震构造不是大川-双石断裂,而是龙门山断裂带南段的山前盲逆断层和反冲断层。

祁连山大通河河流阶地形成时代及地质意义

祁连山是研究青藏高原隆升与构造变形的关键部位,其中大通河河流阶地是祁连山地区早更新世以来构造隆升和气候变化的载体,厘定大通河河流阶地的形成时代及地质意义对于分析祁连山地区的区域构造和气候环境改变具有重要意义。通过ESR测年技术,并对大通河流域江仓区域的剖面样品实测,获取岩层形成时代数据,分别为(42±4)ka B.P.、(71±5)ka B.P.、(121±12)ka B.P.、(210±20)ka B.P.和(602±60)ka B.P.。根据测年结果,确认剖面为河流相沉积环境,形成时代对应中晚更新世酒泉砾岩和戈壁砾岩时期,表明大通河河流阶地在542~662 ka B.P.之前就已经形成,推测其可能是受到中新世白杨河组之后的盆山运动或早更新世祁连山的褶皱变形影响而形成的。利用测年数据计算抬升速率,从中更新世晚期到晚更新世中期,抬升速率加快,反映了大通河流域的构造运动和气候变化加强,祁连山江仓地区在此期间快速隆升,为青藏高原东北缘以面积和体积扩张的观点提供了新的依据。

成都盆地晚新生代地层划分与对比中存在的问题探讨

成都盆地为龙门山推覆造山带与龙泉山褶断带之间的陆相盆地,晚新生代时期沉积了厚度较大的松散砂砾石层,过去对其地层划分与对比主要依赖于盆地周围的阶地剖面。笔者通过野外调查及室内综合研究,认为这些阶地剖面存在如下问题:(1)长度较短、地层连续性差,沉积物的颜色、成分、结构构造及剖面序列等相似;(2)缺少年代地层与生物地层资料;(3)缺少地层划分对比的标准剖面和标志层,进而导致依据阶地剖面建立的岩石地层单元时代归属存在不确定性,年代地层与岩石地层存在矛盾,生物地层还没有起到地层划分对比的支撑作用。建议在盆地坳陷区实施地质调查井,通过钻井的岩石地层组合及充填序列、年代数据的系统测试和孢粉组合的系统分析等,建立成都盆地地层划分的标准剖面和辅助对比剖面,从而完善该区晚新生代地层划分与对比,为成都市地下空间的三维地质结构建模提供依据。

甘肃酒泉盆地河流地貌与新构造运动

通过对甘肃酒泉盆地北大河、洪水坝河、丰乐河、马营河的阶地进行了野外形态量计，获得了它们的阶地纵剖面，对洪水坝河的阶地年龄进行了测定和估计，并通过卫星像片解译对这些河流的洪积扇进行了制图。作者认为酒泉盆地河流阶地纵剖面的形态和洪积扇的迁移受断层控制，河流在距今大约１６万年和４万年发生的两次由加积转化为下切的事件可能代表两次构造抬升相对强烈时期。

龙门山断裂带南段晚第四纪逆冲活动的河流地貌研究

继2013年芦山M_s7.0地震发生之后,龙门山断裂带南段的地震危险性得到广泛的关注。为了深化对龙门山断裂带南段晚第四纪活动性的认识,我们对横跨该断裂带的青衣江上游河段开展了河流阶地调查与测量。在卫星影像和高分辨率DEM分析的基础上,基于SCCORS系统对河流阶地进行了精细测量和对比,建立了青衣江上游河流阶地纵剖面图。阶地面高程显示,耿达-陇东断裂、盐井-五龙断裂和小关子断裂均垂直断错了青衣江二级以上阶地,表现为逆冲活动,其晚第四纪平均垂直错动速率分别为0.21~0.30mm/yr/0.12~0.21mm/yr和0.10~0.12mm/yr。晚第四纪以来,大川-双石断裂垂直错动量不大,金汤弧形构造带没有活动。通过青衣江河流阶地变形得到龙门山断裂带南段晚第四纪地壳缩短速率为0.48~0.77mm/yr。该缩短速率约为龙门山断裂带中段的一半。结合前人研究,认为龙门山南段前陆区吸收了一半以上的地壳缩短量,其未来地震危险性不容忽视。