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西秦岭南部地形异常隆起与构造解释——兼论东昆仑断裂东段的走滑转换

张波  田勤俭  朱俊文  姚赟胜  王爱国  何文贵  
【摘要】:西秦岭造山带位于东昆仑断裂和西秦岭北缘断裂的应变转换区,关于该区宏观地形地貌与构造活动的关系研究仍较薄弱。文章基于分辨率为30 m的SRTM1-DEM数据,利用ArcGIS 10.2软件的空间分析工具集(地表分析、水文分析等),提取西秦岭地区的地形地貌参数(坡度、起伏度)、流域地貌参数(流域盆地不对称度)和3条地形条带剖面,据此分析西秦岭地区的宏观地形地貌特征,结合区域活动断裂的几何图像和走滑分解,探讨西秦岭地区宏观地形地貌与构造活动的关系。研究结果如下:第一,西秦岭南部为坡度和起伏度的高值区,呈帚状散开形态,以3像素×3像素为统计单元的坡度可达86°,起伏度可达694 m;当步长为0.54 km时,西秦岭南部白龙江流域的平均地形起伏度(862 m、 1104 m、 1200 m)显著高于西秦岭北部的洮河-渭河流域(489 m、 594 m、 526 m),白龙江流域的河谷横剖面呈窄“V”形,以上结果表明西秦岭南部为地形异常隆起区,受到了强烈的构造抬升与河流下切;第二,白龙江流域盆地不对称度为67.5,远离对称状态(流域盆地不对称度=50),白龙江南西侧的流域面积远大于北东侧,说明白龙江流域南西侧受到了更强的构造抬升,发生由南西向北东的构造掀斜;洮河流域盆地不对称度为48.7,接近对称状态(流域盆地不对称度=50),洮河上游南、北两侧的流域面积相当,未受到明显的差异抬升,洮河下游西侧的流域面积明显大于东侧,说明西侧受到了更强的构造抬升,发生由西向东的构造掀斜;第三,西秦岭南部的地形异常隆起区与活动断裂图像均呈帚状散开形态,空间分布近重合,说明西秦岭南部的地形隆起与构造活动关系密切,由于活动断裂(塔藏断裂、白龙江断裂和光盖山-迭山断裂)的走向顺时针旋转,部分走滑分量转换为北东向的挤压缩短和垂向抬升分量,促使西秦岭南部发生异常强烈的地形隆起和构造抬升,形成地形异常隆起区;塔藏断裂更大的走向旋转角(30°)和走滑速率,使更多的走滑分量转换为挤压缩短和垂向抬升分量,导致白龙江流域南西侧受到更强烈的构造抬升,形成西秦岭南部由南西向北东的构造掀斜。宏观地形地貌和区域构造特征支持塔藏断裂、白龙江断裂和光盖山-迭山断裂均是东昆仑断裂东段的组成部分,分配了东昆仑断裂东段的左旋走滑分量,东昆仑断裂东端表现为帚状散开的断裂系统,具有大型走滑断裂端部的典型构造形态,并控制了帚状的地形异常隆起区。

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