基于DEM的庐山构造活动与地貌演化特征研究

来源 :南京师范大学 | 被引量 : 12次 | 上传用户:csh911229
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对气候驱动下的外力剥蚀与构造活动之间耦合关系的认识是近年来构造地貌学的重要进展之一,在此期间以造山带构造—地表—气候为主题的相关研究层出不穷。造山带地貌形态是构造活动、气候变化等内外营力的产物,反之地貌形态可以反映内外营力的种种特征。构造地貌与地表过程的研究也从传统的“观察-描述-推理”的定性思维发展到以物理实验和数学模型相结合为主要途径的定量研究,其中,数字高程模型(DEM)与GIS空间分析方法广泛应用于构造地貌学两大核心问题:定量研究与过程模拟。庐山为季风气候区面积不足300km2的断块中山,在中国构造地貌学研究中占有非常重要的地位。为全面认识庐山地貌特征本文首先基于5m分辨率的DEM数据对庐山进行了数字地形分析,包括坡度、地势起伏度、高程、条带分析等;其次为解释现今庐山地貌特征的构造成因,本文引入K、AFrelative、HI、Smf、Rb、Bs、SCI、Ksn、Iat等地貌参数综合探讨庐山的相对构造活动、抬升速率与抬升模式;最后探讨了具有空间差异的构造活动支配下的地貌演化阶段。基本结论如下:(1)基于5mDEM数据在分析庐山地势起伏度方面的最佳分析窗口为1600m2,地势起伏度与坡度分布基本一致,两者为较强的正相关关系(R2=0.67),最小值分布于庐山北部宽谷、仰天坪和山麓平原两大区域,最大值分布于山体两侧如三叠泉、石门涧、秀峰一带。庐山山顶存在两级夷平面,高程分别为1300m-1400m和1000m-1200m。(2)Iat结果表明总体上庐山中部构造活动较南北强烈,Ksn的空间差异与岩性、气候关系不大,主要受新构造活动的控制;庐山中部Ksn平均为140,对应的抬升速率为1.12±0.2mm*yr-1,该值代表着庐山地区最快的抬升速率;庐山南北抬升速率整体上呈“马鞍”型抬升,以大月山和仰天坪为峰值;河流纵剖面上发育了三级裂点,高度分别为300m、500m和800-900m,表明上新世以来庐山至少作了三次快速断块抬升,山体中部抬升量最大,约900-1200m。(3)30m和5m的DEM数据计算HI的空间分布基本一致,分析窗口的空间位置对HI影响较大,综合多种空间分析窗口下得出的结论基本一致,结合HI、HC和EP对地貌演化阶段进行定量分析基本可靠。庐山山顶河流源头溯及地区地貌演化正处于地貌发育的幼年期,河流中游深切峡谷地带地貌演化处于壮年期,老年期的地貌面基本发育在山体两侧的山麓平原低地。
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