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第四纪研究 2014年第02期杂志 文档列表

那拉提断裂晚第四纪活动及其反映的天山内部构造变形269-280

摘要：对天山内部大型断裂带晚第四纪以来变形特征的研究是认知天山现今构造变形特征的重要途径.在大比例尺遥感影像解译的基础上,利用野外调查测量、探槽开挖及热释光测年的方法,对那拉提断裂进行了研究.那拉提断裂是一条晚第四纪以来仍有较强活动的大型逆冲左旋走滑断裂带,断裂带宽度巨大,由多条倾向不同的次级断裂组成,分布在南北宽数公里的范围内,这些滑动面是逆冲走滑断裂在地表分散形成的“正花状”构造.晚第四纪期间,那拉提断裂曾多次发生过断错地表的强震事件,是天山内部一条重要的地震构造带.断裂断错了那拉提山前晚第四纪以来的各级地貌面,主要表现为断层陡坎、冲沟水系和地貌面的左旋位移,根据实测陡坎高度和对应地貌面的定年,获得断裂所造成的南北向地壳缩短速率在0.8～1.1mm/a左右,表明天山内部同样存在明显的构造变形.结合目前已有的地震地质研究资料,对天山山前和天山内部吸收的变形量分配进行了讨论,认为天山南北两侧山前对变形量的吸收调节作用并不显著高于天山内部.那拉提断裂具有左旋走滑特征的发现,对于理解天山现今变形方式以及应变分配具有重要的意义.

河流阶地演化与构造抬升速率——以天山北麓晚第四纪河流作用为例281-291

摘要：构造地貌学重点关注构造和地表过程对于地形地貌演化的差异化作用,构造活动速率则是评估这种影响的一个重要指标.利用河流阶地数据计算河流下切速率从而约束构造抬升速率是常用的方法,但由于阶地成因复杂,这一方法具有不确定性.对于山前河流地貌序列,基于背斜段与未变形段的阶地拔河高度差以及阶地面形成年龄,计算得到的河流下切速率可在一定程度上消除气候等因素的影响,因此可用于估算背斜自阶地形成以来的平均抬升速率.基于该方法,本文通过研究天山北麓乌鲁木齐河、塔西河、玛纳斯河、金钩河、安集海河及奎屯河等河流在背斜段发育的主要阶地,分析了背斜抬升速率及其时空特征.天山北麓发育3排逆断裂-背斜带,结果表明位于第Ⅱ排逆断裂-背斜带的吐谷鲁背斜自约13ka以来的抬升速率为3.52mm/a,同时期霍尔果斯背斜构造抬升速率为4.8mm/a,玛纳斯背斜东端的抬升速率相对较小,为＜2mm/a；第Ⅲ排构造带中的独山子背斜全新世抬升速率仅为1.2～ 1.9mm/a.这可能表明,自山前向盆地方向晚第四纪背斜抬升速率大致呈减小趋势,与背斜地壳缩短量的空间分布规律基本一致.更多的阶地年龄数据有助于更好地揭示天山北麓晚第四纪背斜构造活动特征.

基于DEM的白龙江流域构造活动定量分析292-301

摘要：白龙江流域地处青藏高原向黄土高原过渡的斜坡急剧变形带,是我国泥石流、滑坡灾害最为严重的地区之一,由于流域受多条断裂带的影响,内部相对构造活动强度存在差异,因此对该地区构造活动程度的研究显得尤为重要.本文基于SRTM3-DEM数据,利用GIS技术提取了白龙江流域33个子流域的面积高程积分（HI）、河流阶梯指数（SL）、流域盆地不对称度（AF）、流域形状指数（BS）、谷底宽度与谷肩高度比（VF）等5种地貌参数.然后对5种地貌参数进行分级,求取5种地貌参数分级值的算术平均值,作为评价研究区的构造活动程度（Iat）,分为弱、中等、较强和强四类.研究结果表明,白龙江流域中上游地区构造活动程度为中等至强（Iat≤2）,这与该地区受青藏高原隆升效应及断裂带走滑作用相一致.下游地区构造活动程度相对弱（Iat＞2）,地貌差异不明显,这与该地区主要断裂带第四纪以来活动性弱有关.研究结果与区域的地质背景相一致,该研究对利用地貌参数进行流域的活动构造量化分析具有借鉴意义.

龙门山中段山前河流Hack剖面和面积-高程积分的构造地貌研究302-311

摘要：2008年5月12日龙门山发生了8.0级特大地震,仅仅时隔5年,在2013年4月20日,龙门山构造带南段又发生了M7.0级地震,说明该区域构造运动频繁发生,也因此成为地质地貌学家研究构造—地貌—水系的理想场所.构造活动对河流的发育、形态（纵剖面形态、平面形态、三维地貌）等有重要影响.基于DEM数据,本文提取了龙门山中段山前地区的湔江（R1）、金河（R2）、绵远河（R3）、干河子（R4）和安昌河（R5）5条河流及其次流域,分别计算了5条河流的Hack剖面、河长坡降指标（SL参数）以及标准化坡降指标（SL/K）等构造地貌参数,并计算了这5条河流及其次流域的面积-高程积分值,对该地区的构造活动、地貌演化特征进行分析.研究表明：1）龙门山中段山前地区5条河流的Hack剖面皆呈上凸形态,表明龙门山中段山前地区处于构造抬升状态；2）该地区的SL参数主要反映的断裂构造活动信息,SL参数在映秀-北川断裂峰值最为明显,说明该地区该断裂的活动性最强；3）龙门山中段的5条河流面积-高程积分线接近凹形,该地区地貌演化整体上处于“壮年期”向“老年期”过渡阶段；4）龙门山中段山前地区构造活动性在空间上有差异性,该地区的中南段活动性较强,北段地区活动性较弱.

长白山地区晚新生代火山地貌形态研究及其地质应用312-324

摘要：长白山地区晚新生代火山岩规模巨大而且来源复杂.本次研究主要基于新生火山岩与基底地质体在地貌形态上的差异及火山口群和锥状火山口的地貌特征,利用ASTER-GDEM数据,通过地形高程、地势起伏度、坡度、典型剖面、地形参数等分析手段,对比区域地质调查成果,对长白山晚新生代火山岩区的地貌形态进行解译、分析.解译所得到的研究区晚新生代火山岩、火山口群和锥状火山口的分布特征与地质调查结果基本一致.地形剖面分析揭示甄峰山火山口群呈现熔岩高地的地貌特征,指示裂隙式火山活动,其他火山口群均呈锥状火山地貌特征.各锥状火山口群的地形参数特征与地质资料所确定的形成顺序较为一致.在各锥状火山口群及周边地区共解译锥状火山口149个,正确率75％,预测15个,对进一步野外地质调查具有指示意义.此外,综合解译结果及前人地质调查分析,认为长白山晚新生代火山岩及火山口群分布受NW向深大断裂的控制.

甘肃省舟曲特大泥石流的遥感影像特征及古泥石流遥感识别的地质意义325-335

摘要：2010年舟曲特大泥石流是舟曲地区第四纪以来泥石流最新暴发期内强烈活动的体现,所造成的人员伤亡及财产损失堪称世界泥石流灾害史之最.准确分析该地区泥石流的空间分布规律及预测未来泥石流暴发时间可为泥石流的防灾救灾提供科学的依据,其首要任务就是利用一种先进技术对不同时期的泥石流堆积物的空间分布进行快速、准确的识别.遥感技术具有数据获取量大、空间分辨率高及快速等方面的独特优势,可在舟曲特大泥石流及不同时期古泥石流堆积物识别中发挥重要作用.在高分辨率的航空遥感影像上,舟曲特大泥石流具有明显的光谱特征,可用于准确圈定泥石流灾害的范围；泥石流堆积物在沟谷两侧形成的侧碛堤及在堆积区末端形成的扇形地等形态特征也是识别泥石流的另一个重要标志.舟曲县城东南瓦厂村南及马莲坪村西南白龙江支流沟中的垄岗状堆积物和沟口处的扇形地堆积体在光学遥感影像上具有典型的古泥石流堆积的形态特征,雷达遥感的后向散射系数对比分析和对堆积物剖面的沉积特征分析也证明古泥石流的存在.研究结果表明,通过多期次、多空间分布的现代和古泥石流的对比,不仅可以揭示舟曲地区第四纪以来泥石流发育历史并间接反映地质尺度上气候变化特点,还可为未来泥石流的易发性分析提供数据支撑,因此泥石流堆积物的遥感直接识别具有重要的地质意义.

基于AHP和GIS的陕西省地震次生地质灾害危险性评价336-345

摘要：采用层次分析法,选取了地层岩性、地质构造、地形地貌、河流、植被、降雨量和人类活动7个一级指标,以及工程地质岩组、地震密度、地震动峰值加速度、坡度、坡向、河流、植被覆盖度、年降水量和公路9个二级指标,通过构建层次结构、构造判断矩阵、层次单排序和一致性检验,确定各评价指标权重.并利用GIS空间分析功能,对各个评价因子进行综合评价,得到陕西省地震次生地质灾害危险性等级区划图.最后,对评价结果进行了验证.研究结果表明：1）陕西省地震次生地质灾害危险性等级可以划分为不危险区、低危险区、中危险区和高危险区4个等级,其中不危险区面积39766.99km^2,低危险区面积74284.39km^2,中危险区面积63636.89km^2,高危险区面积27652.87km^2,所占比例分别为19.37％,36.18％,30.99％和13.47％;2）危险性等级自北而南逐渐增加,陕北黄土高原地震次生地质灾害以中低危险为主,关中渭河平原整体危险性较小,陕南秦巴山地高危区面积最大,高危险区主要分布在陕南秦巴山地和陕北黄土高原地区,尤其是秦巴山地,需要重点防控；3）危险区空间分布具有相对集中性和局地差异性的特点；4）所选取灾害点样本的分布与危险性等级区划具有一致性,86.62％的灾害点落在危险区内,具有一定的可信度,达到了预期的区划效果.

黄河上游特大型滑坡群发特性的年代学研究346-353

摘要：本次研究通过对黄河上游10处古滑坡采用OSL和14C两种方法测年,总结归纳了6种间接取样测年的思路,即①滑坡体上覆黄土底部、②滑坡体下伏阶地黄土顶部、③滑体内部高温剪切结构面、④堰塞湖湖相层底部、⑤错落式滑坡流水相物质底部和⑥滑坡下伏物质顶部有机碳.通过分析研究发现区内特大型滑坡具有明显的群发分期特性,分别为5万年左右、3万年左右、1.0～0.8万年左右和0.5万年左右.

山西临汾盆地末次冰期时段湖相沉积中的H、D/O事件记录354-363

摘要：千伏村剖面是—沉积延续时间跨越末次冰期时期的湖相沉积剖面.论文利用S1/L1、L1/S0界线年龄及OSL测年数据建立了剖面的深度-年龄坐标系.根据早期形成的分别与气下黄土和古土壤层发育时代对应的、指示不同气候条件下的湖相沉积层特征差异,论文遴选出小于4μm粘土组分含量、中值粒径（Md）、沉积物磁化率、有机质含量、Rb/Sr比值等参数作为区域气候指代参数.剖面系列气候指代参数的变化曲线显示,区域末次冰期期间出现了10个干冷期,发生时间分别在16.9ka B.P.,22.7ka B.P.,24.9ka B.P.,27.1ka B.P.,31.7ka B.P.,41.5ka B.P.,52.8ka B.P.,56.2ka B.P.,61.6ka B.P.和67.5ka B.P.;其中16.9ka B.P.,22.7ka B.P.,27.1ka B.P.,41.5ka B.P.,52.8ka B.P.和67.5ka B.P.可与北大西洋地区的H1 ～H6干冷期事件对应.剖面系列气候指代参数变化曲线也记录了区域18个暖湿事件,且这些事件可与北大西洋地区的D/O循环间冰阶事件对应.研究结果显示东亚地区末次冰期期间的气候高频波动可能与北大西洋地区存在某种联系.

汾阳地区不同类型地下水SO4^2-、δ^34S的特征及影响因素364-371

摘要：本文对山西晋中盆地西南汾阳地区北侧裸露岩溶区的岩溶泉和浅井、南侧覆盖岩溶区的深井和第四系孔隙水井及石膏矿水的水化学成分、硫同位素组成进行了测试分析.结果显示：北侧裸露岩溶区的岩溶泉水和浅井δ^34S的范围为4.53‰～ 6.42‰,SO4^2-含量范围为0.12 ～0.62mmol/L,表明SO4^2-主要来源于大气降水,受石膏溶解和居民活动影响小；南侧覆盖岩溶区的深井δ^34S的范围为8.73‰～19.35‰,SO4^2-含量范围为0.20～2.35mmol/L,SO42＋主要来源于石膏夹层的溶解和FeS2的氧化.第四系孔隙水δ^34S的范围为9.46‰～ 11.05‰,SO4^2-含量范围为0.19 ～ 1.96mmol/L,SO4^2-主要来源于人为污染；石膏矿水δ^34S为19.28‰,SO4-含量为5.62mmol/L,SO4^2-主要来源于石膏层的溶解.因此,应用SO4-和δ^34S可以很好的分析地下水中硫酸盐的来源,这为北方岩溶地下水资源的开发与保护研究提供了重要的手段.

黄河中游吉县段全新世古洪水滞流沉积物光释光测年研究372-380

摘要：通过对黄河中游河口镇-龙门段峡谷进行详细的野外考察,在多个地点发现了含有古洪水滞流沉积物的全新世地层剖面.对山西省临汾市吉县段冯家集剖面的古洪水滞流沉积物系统采样,进行了沉积学及年代学分析研究.野外观测和粒度成分分析表明冯家集剖面夹有5层典型的古洪水滞流沉积物,其性质为细沙质粉沙,具有水平层理,层与层之间被坡积石渣土分隔.该层系的顶界高出黄河平水位达18m.它们是特大洪水在高水位滞流情况之下的悬移质沉积物,客观地记录了全新世时期黄河中游一期5次特大古洪水事件.通过分离出125～225 μm石英颗粒,应用单片再生剂量法（SAR）测得其光释光年龄值,结合地层对比及各种气候替代性指标的分析,确定这些古洪水事件发生在3200～ 3000a B.P.之间,处于全新世中期大暖期向全新世晚期相对干旱期转折的阶段.这对应我国历史上的商末-西周初期,季风气候状态不稳定,黄河流域既有严重地干旱,又有特大洪水事件发生.本文的研究成果为深入揭示河流水文系统对于全球变化的响应规律提供了新的可靠证据.

北京平原南口-孙河断裂南段第四纪活动性的磁性地层学研究381-390

摘要：通过对北京平原南口-孙河断裂南段上下两盘钻孔剖面开展磁性地层学研究,建立了目标钻孔的磁性地层序列.结合沉积物岩石组合特征以及浅部测年数据进行分析,建立了本区第四纪地层格架.断裂两盘地层对比结果表明,南口-孙河断裂南段早更新世、中更新世、晚更新世和全新世垂直落差分别为116.5m,30.0m,4.1m和1.2m,各时代垂直活动速率分别为0.065mm/a,0.046mm/a,0.03mm/a和0.1lmm/a.南口-孙河断裂南段活动特征总体表现为早更新世-晚更新世活动较弱,全新世活动强烈的特点.

甘肃灵台邵寨红粘土的磁性地层及其色度记录391-398

摘要：对位于甘肃灵台的邵寨红粘土剖面进行了系统的磁性地层研究,并对色度的古气候意义进行了探讨.磁性地层研究结果表明,邵寨剖面典型风尘堆积的底界年龄约为5.23Ma B.P.；色度测试结果显示,红粘土的红度和黄度值具有较好的相关性,是反映东亚夏季风强度变化的理想指标；邵寨红粘土的亮度值变化在2.6～3.6Ma B.P.期间与成壤强度的相关性较好,但3.6Ma B.P.以后,两者相关性较差,可能与该时期形成的大量非成壤碳酸盐有关.进一步的研究并结合与已有研究成果的对比分析揭示出,邵寨红粘土剖面的红度、黄度及磁化率指标完整的记录了上新世4.4Ma B.P.以来东亚夏季风阶段性增强的演化过程,该过程与青藏高原西北缘的主体隆升及巴拿马海峡关闭在时间上是一致的,这二者可能是该时期东亚夏季风增强的主要驱动因素.

陕西洛川L1～S4黄土-古土壤湿陷性及其成因研究399-406

摘要：利用工程压缩实验方法,对陕西洛川坡头黄土剖面L1黄土至S4古土壤进行了湿陷性的测定.结果表明,2kg压力下L1～S4湿陷系数变化在0.002 ～0.091之间,S2古土壤及其以上层位都具有湿陷性,湿陷性土层分布深度为20m.L1和L2黄土分别为强湿陷性和中等湿陷,湿陷系数分别为0.071和0.056;S1古土壤上部和S2古土壤分别为弱湿陷和中等湿陷,湿陷系数平均分别为0.018和0.031.3kg压力下L4黄土及其以上层位都具有湿陷性,分布深度达到了28.6m.在L4黄土和其之上的层位都具有不同程度的自重湿陷性.在洛川坡头剖面L3黄土之下的土层已不具有湿陷性,表明导致黄土湿陷的不稳定的土壤结构性孔隙在该层黄土及其以下已经受到了重力作用的破坏.洛川剖面在0～20m左右深度范围黄土湿陷系数、孔隙度和饱和度在垂向上随黄土与古土壤的交替呈波动变化规律,黄土层的湿陷性比古土壤湿陷性强,经受成壤作用弱的S2古土壤比经受成壤强的S1古土壤湿陷强,这是当时的冰期与间冰期成壤作用强弱不同造成的,也表明第四纪气候变化是导致黄土剖面湿陷性强弱变化、饱和度及孔隙度变化的主要原因,同时表明第四纪气候变化理论研究成果在黄土工程性质、工程性质产生原因和垂向变化规律研究方面具有重要应用价值.孔隙度与湿陷系数之间呈指数函数正相关关系,饱和度与湿陷系数之间呈指数函数负相关关系.孔隙度与饱和度具有指示黄土湿陷性强弱的作用.

榆社群高庄组中震积泄水构造及成因模式407-417

摘要：位于华北克拉通中部、沁水含煤构造盆地核心部位的榆社盆地,是一个上新世至早更新世河湖相沉积的内陆小型盆地,浊漳河的侵蚀导致大量新生界剖面出露地表.野外地质调查发现,榆社群高庄组中发育大量泄水构造,包括砂泥岩脉、砂岩脉、泥岩脉、粘土质团块、片状钙质胶结岩脉、结核等,且相互间渐变过渡.基于饱和松散岩土体,在大于一定强度的外动力扰动下,沿岩层软弱结构面发生逃逸,形成泄水构造.基于泄水构造在本区大范围发育的调查结果以及现代地震诱发砂土液化的研究成果类比可知,地质历史时期的高庄组沉积物（地震发生时高庄组沉积物处于饱和松散状态、中值粒径变化范围在0.055 ～0.159mm区间、级配良好且富含CaCO3,FeO和MnO等矿物质）,是在遭受地震震级Ms=5～6的动力扰动下,沿岩层弱面泄水灌入形成了上述泄水构造.地表揭露的各种震积构造关联证据与地震导致饱和松散岩土体液化射流的水动力以及粘粒、砂粒、矿物质等物源供应量变化的形成条件相匹配,构建了表征其成因的“地震液化射流分异模型”.地震液化射流形成不同形态的泄水构造,可作为相变剧烈小型盆地地层识别与对比的良好标志.

14ka B.P.以来巴里坤湖区有机碳同位素记录及古气候变化研究418-424

摘要：通过有机碳同位素（δ^13Corg）,磁化率和粒度的测定和分析,结合光释光年龄标定,对新疆巴里坤湖区滨湖相沉积物14ka B.P.以来δ^13Corg值变化的影响因素及其反映的气候特征进行了研究.结果表明：在巴里坤湖区植被类型主要以C3植被为主,干湿变化是导致δ^13Corg值波动的主要因素,在末次冰消期至早全新世阶段（14.0～8.4ka B.P.）,巴里坤湖区周围冰川尚未融化,剖面δ^13Corg值最为偏正,在-22‰到-21‰之间变化,暗示剖面处在干旱的气候条件下；进入全新世后,随着巴里坤山冰川的融化,湖区湿度增加,同位素值持续偏负,达到-23.5‰,同时中值粒径和磁化率同步降低；在中全新世阶段（7.2～5.0ka B.P.）出现高湖面,同位素值达到-24‰左右,为剖面同位素值最低阶段；中晚全新世阶段（5.0～1.5ka B.P.）δ^13Corg值开始逐渐偏正,表明气候开始变干；1.5ka B.P.至今的δ^13Corg值则是在-24‰～-23‰间频繁波动,反映了该时段气候的不稳定性.

有机质饱和烃和δ^13Corg.记录的博斯腾湖早全新世晚期以来生态环境演变425-433

摘要：通过对新疆博斯腾湖湖芯沉积物中有机质饱和烃、有机质碳同位素组成（δ^13Corg）以及与前人得到的环境代用指标结果综合分析,重建了博斯腾湖从早全新世晚期以来古生态环境和湖泊水文的变化历史.结果表明,博斯腾湖大约在8130cal.aB.P.之前气候冷湿,湖泊不发育；约在8130～6400cal.aB.P.为暖湿的全新世适宜期,博斯腾湖流域降水和开都河径流量增加,湖泊水位上升外溢,水生植物及陆生植物发育；6400～ 5500cal.aB.P.左右冷湿,有效湿度较高,湖泊仍处于较高水位；5500 ～ 3000eal.a B.P.左右气候波动明显,为温干时期,而大约在4500～3900cal.a B.P.期间降温,为冷干环境；3000cal.a B.P.以来气温降低,2300～1250cal.a B.P.左右气温有所回升,大约自1250eal.a B.P.以来博斯腾湖地区自然环境逐渐干旱恶化,陆生植物发育较差,而湖泊中沉水植物发育较好.

长白山西侧哈泥沼泽表面湿度的多指标记录及其可能的驱动因素434-442

摘要：本文采用半定量化的植物大化石技术、腐殖化度分析和烧失量方法,重建长白山地哈泥沼泽表层50cm湿度变化过程,探讨控制沼泽表面湿度变化的主导因素,并试图揭示该地过去175年的气候变化,考察植物大化石在大陆性气候下的敏感性.根据210Pb技术和AMS14C定年法确定剖面年代.结果表明,哈泥沼泽表层50cm以泥炭藓泥炭为主,植物大化石除趋势分析揭示植被演替是由水位变化造成的,且3种指标揭示的哈泥沼泽表面湿度变化趋势基本一致,即从0 ～ 22crn（约公元1983～2008年）表面湿度明显偏大；22～34cm（约1925～ 1982年）处于干燥时期；34～50cm（约1834～1924年）沼泽表面湿度较高.通过与最近的靖宇站的气象数据和长春地区的湿润指数对比,发现3种指标重建的表面湿度与降水数据或者湿润指数比较吻合,与温度关系次之,沼泽表面湿度增大发生在夏季降水和年降水均高的年份.由此推测,降水可能是引起沼泽表面湿度变化的主要因素.结论也说明植物大化石和腐殖化度在大陆性气候条件下对沼泽表面湿度变化仍然反应敏感.