相关领域进展与亮点
青藏高原东北缘以昆仑断裂(南部)、阿尔金断裂(西部)以及祁连-海原断裂(北部)三条大型左旋走滑断裂为限定边界并向东一直延伸到六盘山褶皱逆冲断裂带,属于柴达木—祁连活动地块,同时也是高原向大陆内部扩展的最前缘部位(2003)。早新生代以来,该区是一个内陆断陷湖盆,被称为“青东古湖”(1994),沉积了巨厚陆相沉积;后期该湖区隆升并褶皱成山,使得巨型湖盆被切割成一系列挤压盆地,成为高原正在形成的一部分,被誉为研究大陆动力学的金钥匙(李吉均等,1998)。
近年来国内外学者围绕青藏高原东北缘针对盆地演化、河流发育以及断裂活动性等方面做了大量的、出色的工作,并取得了一系列创新性认识,如:高原北部的河西走廊盆地内部磁性地层学年代测定以及黄土高原孢粉特征分析得到了高原北部最晚于40.1 Ma前开始隆升而祁连山地区在8.6~7.8 Ma、3.66 Ma前经历强烈隆升之后又经历多次阶段性抬升的认识(Zhao et al.,2001;赵志军等,2001;方小敏等,2004;戴霜等,2005;Wu et al.,2007)。
通过对黄河阶地面及共和、贵德、同德等盆地沉积物中宇宙沉积核素年代的测定得到黄河自1.75 Ma前切入高原东北缘并于0.25~0.12 Ma前切穿龙羊峡,主要的分歧存在于黄河下切的驱动因素是构造活动还是气候变化(Liet al.,1997;Craddock et al.,2010;Perrineau et al.,2011;Zhang et al.,2014)。(https://www.daowen.com)
国内外众多学者对青藏高原东北缘多条大型边界左旋走滑断裂活动速率进行了重新厘定,野外实地测量结果与GPS数据相一致,边界断裂的走滑速率远小于前期估计,其结果不支持青藏高原物质大规模向东滑移的观点(Zhang et al.,2004;李传友等,2006;Liet al.,2009;Zhang et al.,2014)。
而对构造变形、气候降水及岩性变化等因素具有明显反馈作用的现代地表地形地貌却缺少必要的系统分析与总结;近年来,造山带系统内部的水系发育模式及其对构造隆升、气候变化的响应与反馈越来越得到了各国地质、地貌学家的关注。利用活动造山带内部河流纵剖面并结合一定的年代学资料以定量得到该区隆升速率以及流域盆地内部的各个亚流域盆地对于活动造山带隆升活动的半定量描述越来越成为一种研究新构造运动的常规手段。
构造地貌学是一门介于地貌学、地球动力学和构造地质学之间的边缘学科(韩慕康等,1994),涉及了不同圈层之间的相互作用,是研究地球内、外动力耦合作用的理想途径(王岸等,2005),被认为是认识高原历史的钥匙(赵越等,2008)。2002年9月美国国家科学基金委(NSF)地学部大地构造分部发布了名为“构造地质学与大地构造学的新航向”的白皮书并确立了构造地质学与大地构造学未来发展的四个重大主题;其中名为“大地构造,气候和地表过程的动态相互作用”的第三主题明确指出地表是一个重要的、未被开发的、由地球内部营力与外部营力共同起作用的大地构造学的信息源,现在地表地形地貌也代表了构造作用、气候以及地表过程相互作用的净结果。过去十年,构造-气候-地表的耦合系统引起了各国地球科学家的广泛兴趣,而这种兴趣在日益发展的新技术、新方法和新理论的驱动下持续增温。新理论如在传统认为构造活动是地形地貌塑造的主要因素的基础上提出气候变化也具有同等重要的作用(Zhang et al.,2001);新技术、新方法如低温热年代学(FT,U-Th/He等)、宇宙成因核素测年等方法的发展、电子信息技术与地球科学相结合的激光雷达三维扫描(LiDAR)等遥感技术的应用,特别是数字高程模型(DEM)的引入使得现代构造地貌及地表过程的研究大大区别于传统地貌学,其研究尺度从微观地貌尺度延伸扩展到宏观的造山带、大陆板块甚至全球构造地貌(张会平等,2006)并且各种时间尺度内较为精确的速率数据的获取(如滑动速率,侵蚀速率以及抬升速率)使得构造地貌学成为地球科学中发展最快的学科之一。在造山带尺度上,现在地表地形地貌正是构造活动与侵蚀过程共同作用的结果,而区域地貌形态是反映区域构造活动性的良好载体。正是因为如此,基于数字高程模型以及摄影成像技术,以青藏高原东北缘为研究对象进行宏观尺度的地貌研究与尝试,通过分析差异性的地貌演化反推青藏高原东北缘各部分构造变形演化机制及其灾害环境效应也是国际上的热点。