兰州盆地黄河三级阶地的光释光年龄

对兰州盆地黄河南岸范家坪三级阶地剖面进行了观测和地层结构分析,对剖面中段细粒沉积层以2.5cm的间隔采取了粒度、磁化率样品。通过对16个光释光(OSL)样品的细颗粒石英简单多片技术的测年以及下伏早期冲积层的电子自旋共振(ESR)测年,得到三级阶地地层剖面的年代学结果:下伏早期冲积层为中、下更新统范家坪组砾石层,黄河至少于8万年前在其上开始河床沉积,约7万年左右开始堆积以冲洪积相为主的细粒层。推测黄河三级阶地形成年龄约为7万年左右,对应晚更新世末次间冰期与末次冰期之间。

利用河流阶地约束活动逆冲-褶皱构造变形速率的不确定性:以天山北麓为例

河流地貌,特别是河流阶地是新构造与构造地貌、活动构造研究的一个重要对象,常用来刻画下伏构造变形的速率与时空模式,但利用河流地貌约束构造变形速率存在潜在的不确定性。基于十多年在天山北麓开展的构造地貌研究,认为不确定性主要包括以下4个方面:(1)与阶地定年策略有关的不确定性。对于晚更新世末—全新世的年轻阶地,利用阶地沉积顶部年龄和上覆堆积底界年龄分别约束得到的变形速率可能存在比较大的差异,本研究中这种差异为50%;对于更老阶地,用这两个年龄限定的变形速率差异不大。(2)与阶地对比有关的不确定性。沿背斜走向,河流过程对构造活动(如背斜基岩抬升)的响应存在时间上的不同步性。因此,对于发育在同一背斜构造上的不同河流,用某条河流已定年阶地的年龄,基于河流间的阶地对比确定另一条河未定年阶地的年龄,可能会导致阶地年龄不可忽视的偏差,进而造成对变形速率及其时空模式的误判。(3)与河流阶地位相相关的不确定性。不同成因的阶地均能呈现特定的阶地位相(向下游收敛或发散),这不利于基于阶地拔河高度的上下游阶地对比,也不利于利用阶地探讨构造活动的空间特征。(4)对于跨背斜或者断层的地貌面,由于背斜翼部或断层下降盘相对构造下沉,早期形成的地貌面将被后期的沉积物埋藏,这增加了利用该地貌面准确刻画下伏构造变形特征的难度,相关工作也要求构造两侧的变形参考面为同级地貌面。以上不确定性在利用河流地貌刻画逆断裂-褶皱构造变形特征的研究中需要予以注意。

河流阶地演化与走滑断裂滑动速率

断裂滑动速率是活动构造定量研究的最重要参数之一,不仅可以直接应用于活动构造的地震危险性预测和工程场地的地震安全性评价,还为地球动力学研究提供不可缺少的重要信息。原理上,断裂滑动速率可以用总位移量除以其累积时间而获得,但准确地确定断裂滑动速率并不是一件容易的事情,不同方法和研究者测定的同一条断裂的滑动速率可以相差3倍。文中通过对河流基座阶地演化及其对走滑断裂错动响应过程的分析发现,当一条山前河流切入河漫滩使其废弃形成阶地后,断裂的走滑位移使得河流两侧的阶地陡坎都遭到错动,其中一侧的下游阶地陡坎被错入河道而遭到河流的侵蚀,另一侧的下游阶地陡坎被错离河道,受到河流上游右侧地貌的保护而免遭侵蚀。因此,被错离河道一侧的阶地陡坎的位移在上阶地形成时就开始积累,阶地面的暴露年龄相当于位移累积的起始年代。另外,被错离河道一侧的阶地陡坎在下阶地停止侧蚀(可能同时开始接受沉积)时就开始累积位移,下阶地的初始沉积年代也代表阶地陡坎位移开始累积的时间。当然,如果能够获得被位移阶地陡坎的上下阶地年龄,就更能够把滑动速率限定在可靠的范围之内。在上述分析的基础上,提出3种利用河流阶地确定走滑断裂滑动速率的方法:第一是利用上下阶地年龄限定;第二是利用上阶地废弃年代限定错离河道一侧陡坎位移的起始年龄;第三是利用下阶地初始沉积年龄限定错离河道一侧陡坎位移的起始年龄。文中还将这些方法应用于研究海原断裂和阿尔金断裂的全新世滑动速率,获得的滑动速率与百万年尺度的长期平均滑动速率、百年尺度的近期滑动速率和10年尺度的现今滑动速率一致,也与其它地质、地貌学方法独立获得的结果一致。

滇东、滇西地区主要河流低阶地地貌面的年代学研究

在流水沉积物热释光测年适用性和测年数据可靠性研究的基础上 ,对滇东、滇西地区几条主要河流的低阶地进行了系统采样和多方法的综合测年 ,获得了该区主要河流低阶地沉积物的堆积年代及其阶地面的形成时代 ,该区I级支流T1阶地堆积于 4 50 0～ 110 0 0aB .P .,其阶地地貌面形成于 4 50 0～ 50 0 0aB .P .;T2 阶地堆积于 90 0 0～ 2 2 0 0 0aB .P .,该级地貌面形成于 90 0 0～ 10 0 0 0aB .P .;主流T1阶地的堆积年龄为 90 0 0～ 170 0 0aB .P .,阶地面形成于 90 0 0～ 10 0 0 0aB .P .;T2 阶地的沉积年龄为 150 0 0～ 4 50 0 0aB .P .,阶地地貌面形成于 150 0 0aB .P .左右。同时 ,通过阶地堆积时期古气候、古环境的分析 ,探讨了该区低阶地地貌面的成因。