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  地震地磁观测与研究  2021, Vol. 42 Issue (S1): 142-144  DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2021.S1.047
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引用本文  

常玉巧. 德钦—维西地区流域盆地面积—高程积分特征及其构造意义[J]. 地震地磁观测与研究, 2021, 42(S1): 142-144. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2021.S1.047.
CHANG Yuqiao. Hypsometry of drainage basins and its tectonic implications across Deqin-Weixi area[J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research, 2021, 42(S1): 142-144. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2021.S1.047.

基金项目

云南省地震局地震科技专项(项目编号:2019ZX03)

作者简介

常玉巧(1988-), 女, 硕士, 工程师, 主要从事活动构造及构造地貌等研究工作。E-mail: 349797655@qq.com
德钦—维西地区流域盆地面积—高程积分特征及其构造意义
常玉巧     
中国昆明 650224 云南省地震局
关键词德钦-维西地区    流域盆地    面积-高程积分    断裂活动    响应    
Hypsometry of drainage basins and its tectonic implications across Deqin-Weixi area
CHANG Yuqiao     
Yunnan Earthquake Agency, Kunming 650224, China
Key words: Deqin-Weixi area    drainage basins    hypsometry    fault active    response    
1 研究背景

德钦—维西地区位于滇西北川滇菱形块体边缘的活动构造区(马瑾,1988),构造位置特殊,地处青藏高原东南缘横断山脉中南段,川滇菱形块体西北界争议较大的三江并流地区,特提斯—喜马拉雅构造域东南部弧形构造转折处,冈瓦纳古陆与欧亚大陆拼合带边缘,也是扬子准地台与滇西地槽摺皱带交接区,构造复杂(吴长富,1998)。区内分布有德钦—中甸—大具断裂和维西—乔后断裂等活动断裂。区域地震活动比较活跃,其分布与块体边界的作用及深部特征有着密切关系。历史上曾发生4次7级以上地震,5—6级中强地震更是时有发生(常祖峰等,2014)。最近一次中强地震为2013年8月31日云南省迪庆州香格里拉县、德钦县与四川省得荣县交界处MS 5.9地震(28.2°N,99.4°E),发震构造为德钦—中甸—大具断裂(贺赤诚等,2015)。该区强烈的自然改造作用和密集的人类活动制约着区域主要断裂带晚第四纪活动性的研究,在一些关键断裂的活动性质上还存在明显分歧(吴中海等,2008)。

在构造活动区,流域盆地的地貌发育对构造隆升和气候等控制因素的变化尤为敏感,是理解构造—地貌—水系响应关系的理想场所(梁明剑等,2014)。采用面积—高程积分,可以定量描述流域地貌的演化阶段,为区域构造隆升与剥蚀之间的平衡关系提供参考(王躲,2018)。本研究借助ArcGIS的空间分析模块,对ASTER GDEM-V2数据进行分析处理,以德钦—维西地区为研究对象,系统提取研究区水系网络及亚流域盆地,在此基础上,分别获取了包括澜沧江和金沙江两大流域4—7级水系共计990个亚流域盆地的面积—高程积分值及12个主要次级流域盆地的面积—高程积分曲线,并结合野外地质地貌调查等,在分析研究区水系及流域地貌特征的基础上,探讨了区域断裂活动对地貌发育的影响作用及其区域构造意义。

2 面积—高程积分

面积—高程积分是Strahler(1952)提出的用于描述流域地貌发育特征及其演化阶段的重要参数。Pike等(1971)将面积—高程积分值(HI)简化为高程起伏比(E),并给出计算公式,公式如下

HIE=(HmeanHmin)/(HmaxHmin) (1)

式中,HmeanHmaxHmin分别表示流域盆地的平均高程、最大高程和最小高程。

面积—高程积分曲线的3种类型——凸型、S型和凹型,分别对应流域盆地地貌演化的幼年期、壮年期和老年期(梁欧博等,2018)。

3 研究结果 3.1 次级流域盆地面积—高程积分曲线

提取德钦—维西地区12个主要次级亚流域盆地的HI曲线,结果见图 1。其中:澜沧江流域的4个亚流域盆地是:阿东河、三岔河、碧玉河和永春河;金沙江流域的8个亚流域盆地是:东水河、珠巴龙河、腊普河、巨甸河、镇兰河、冲江河、冈曲河和小中甸河。

图 1 德钦—维西地区12个主要次级盆地HI曲线 Fig.1 Hypsometric curves of 12 main sub-basins in the Deqin-Weixi area

图 1可见,12个次级亚流域盆地的HI曲线形态可分为4种类型:①阿东河、东水河和三岔河属于微凸型,S>0.6,盆地发育处于幼年期;②碧玉河、冈曲河和小中甸河属于上部凹、下部凸,中间渐变的S型;③巨甸河、腊普河和珠巴龙河属于标准S型曲线;④冲江河、永春河和镇兰河属于微凹S型。分析认为,德钦—维西地区主要次级流域盆地演化阶段不尽相同,其差异性主要是构造活动和河流侵蚀共同作用的结果。其中,碧玉河、冈曲河和小中甸河的演化阶段较为复杂,而这3个流域是区域断裂分布最多区域,分析认为,该组盆地的演化主要受区域断裂活动控制。

3.2 亚流域盆地面积—高程积分

基于ASTER GDEM-V2数据,在提取研究区水系网络的基础上,获取澜沧江和金沙江两大流域4—7级水系共计990个亚流域盆地的面积—高程积分值,并根据HI值的简化计算公式,提取亚流域盆地的最大、最小和平均高程值,计算HI值,而后插值生成HI值分布图,结果见图 2

图 2 德钦—维西地区亚流域盆地HI等值分布 Fig.2 The distribution of the HI values of sub-basins in the Deqin-Weixi area

总体来看,德钦—维西地区HI值具有北高南低趋势,南西侧维西及周边区域,HI值较其他区域低,这一变化与高程起伏变化具有较好的一致性,即山区具有较高的HI值,而盆地与河谷地带HI值较低。HI低值区基本与山间断陷盆地和宽缓河谷盆地的分布范围相吻合,尤其是中甸盆地,表现为大面积较低的HI值分布特征。局部HI值的突变往往沿活动断裂分布,揭示了HI值对断裂活动的响应,如金沙江断裂、维西—乔后断裂、德钦—中甸—大具断裂。

4 结论

对线性影像特征比较明显的一些地段开展了地质地貌和断层活动性调查,获得一些晚第四纪活动性的代表性剖面和典型地质地貌特征。结合区域面积—高程积分特征,取得以下认识。

(1)德钦—维西地区主要次级流域盆地演化阶段不尽相同,其差异性主要是构造活动和河流侵蚀共同作用的结果。其中,碧玉河、冈曲河和小中甸河的演化阶段较为复杂,而这3个流域是区域断裂分布最多的区域,分析认为,该组盆地的演化主要受区域断裂活动控制。其中,小中甸河次级流域盆地的演化主要受中甸—龙蟠—乔后断裂活动影响;冈曲河次级流域盆地的演化则受金沙江断裂带南段和德钦—中甸—大具断裂共同影响;碧玉河次级流域盆地则是随维西—乔后断裂活动的见证者。

(2)HI低值区基本与山间断陷盆地和宽缓河谷盆地的分布范围相吻合,尤其是中甸盆地,表现为大面积较低的HI值分布特征。局部HI值的突变往往沿活动断裂分布,揭示了断裂活动对HI值的影响,如金沙江断裂、维西—乔后断裂、德钦—中甸—大具断裂。

综上所述,研究区主干断裂对地形地貌具有明显的控制作用,水系形态和亚流域盆地的发育对断裂活动具有较好的响应。

参考文献
常祖峰, 张艳凤, 李鉴林, 等. 德钦-中甸-大具断裂晚第四纪活动的地质与地貌表现[J]. 地震研究, 2014, 37(1): 46-52.
贺赤诚, 李献瑞, 王杰, 等. 云南迪庆5.9级地震构造背景、深部流变结构与发震机制[J]. 地球科学(中国地质大学学报), 2015, 40(10): 1653-1666.
梁明剑, 周荣军, 闫亮, 等. 青海达日断裂中段构造活动与地貌发育的响应关系探讨[J]. 地震地质, 2014, 36(1): 28-38.
梁欧博, 任俊杰, 吕延武. 涪江流域河流地貌特征对虎牙断裂带活动性的响应[J]. 地震地质, 2018, 40(1): 42-56.
马瑾. 滇西北发震构造条件及其与鲜水河断裂带的对比[J]. 地震地质, 1988(4): 35-43.
王躲. 青藏高原中部格仁错断裂带构造地貌研究[D]. 中国地震局地质研究所, 2018.
吴长富. 滇西北地区区域地壳稳定性分区与定量评价[D]. 昆明理工大学, 2001.
吴中海, 张永双, 胡道功, 等. 滇西北哈巴-玉龙雪山东麓断裂的晚第四纪正断层作用及其动力学机制探讨[J]. 中国科学(D辑), 2008, 38(11): 1361-1375.
Pike R J, Wilson S E. Elevation-relief ratio, hypsometric integral, and geomorphic area-altitude analysis[J]. Geological Society of America Bulletin, 1971, 82: 1079-1084. DOI:10.1130/0016-7606(1971)82[1079:ERHIAG]2.0.CO;2
Strahler A N. Hypsometric (area-altitude) analysis of erosional topography[J]. Bulletin of the Geological Society of America, 1952, 63: 1117-1142. DOI:10.1130/0016-7606(1952)63[1117:HAAOET]2.0.CO;2
图 1 德钦—维西地区12个主要次级盆地HI曲线 Fig.1 Hypsometric curves of 12 main sub-basins in the Deqin-Weixi area
图 2 德钦—维西地区亚流域盆地HI等值分布 Fig.2 The distribution of the HI values of sub-basins in the Deqin-Weixi area
德钦—维西地区流域盆地面积—高程积分特征及其构造意义
常玉巧