摘要:为定量认识畹町断裂带地貌特征及其对构造的指示意义,基于30 m的DEM数据,采用空间分析方法,提取该断裂带地形剖面、地形起伏度、坡度、水系偏转角、河流纵剖面上凹指数等参数数值,得到了畹町断裂带构造地貌的一些定量化特征,并通过这些数值特征讨论了其指示的构造意义。结果表明,研究区总体地势以畹町断裂为界东北高西南低,海拔沿断层垂直方向随距离的增加而增加到1 500~2 000 m后趋于平稳。垂直断层方向的地形剖面反映的阶地特征与普通意义的侵蚀阶地的特征差异明显,表明畹町断裂在很大程度上控制了区域河流阶地的发育及其形态特征。断裂两侧水系分布明显不对称,沿走滑断裂水系发生系统性拐弯,且水系级别越高,其拐弯距离越长。沿畹町断裂(怒江干流)走向分布的11条水系偏转角的角度大致在45°~175°之间,多数分布在100°范围内,高于100°的有3个。畹町断裂带水系偏转角的数值特征说明水系在断层左旋走滑作用的长期影响下,汇入角发生了偏转。区域内9231%的河流纵剖面上凹指数b>1,纵剖面为凹形,反映了畹町断裂对其发育的影响。
关键词:畹町断裂;地貌特征;构造意义;水系分布
中图分类号:P31522文献标识码:A文章编号:1000-0666(2017)01-0129-09
0引言
50 Ma前左右,印度板块与欧亚板块碰撞(Zhu et al,2005)形成了青藏高原和喜马拉雅造山带,并使喜马拉雅构造结东侧的滇西南地区经历了强烈的陆内变形。印度板块北移碰撞欧亚板块的所谓“板块驱动力”及由这种碰撞或挤压导致青藏高原压缩、抬升、增厚之后所派生的“侧向挤压驱动力”共同作用于滇西南地区。由于受到来自印度板块的东向俯冲及青藏高原的侧向挤出双重作用(Li et al,2008;Chen et al,2013),形成了以实皆断裂为西边界、红河断裂为东边界,一系列NE和NW向大规模走滑运动为主要特征的活动断裂的构造格局(许志琴等,2011),使得该地区构造强烈、大震频发。因此滇西南地区陆内变形的构造特点、变形历史、动力成因及内部与地震密切相关的活动断层一直备受地球科学研究者关注(Liu et al,2012;Tapponnier et al,1982)。
畹町断裂是滇西南一条重要的弧形展布断裂,由于其处滇缅交界区,加之气候条件差、交通不便,前人对该断裂的研究尚缺乏系统性和实质性(常祖峰等,2012)。近年来滇西南地区的新构造运动较为活跃,滇西地区又推进了一些大型基础设施建设项目(如泛亚铁路,中缅石油输气管线等),对地震灾害防御的意识不断增强。本文主要以畹町断裂内重要水系怒江流域作为研究区域,研究该断裂带的地貌特征及构造意义指示,以期为滇西南地区的抗震设防和防震减灾工作提供基础资料和决策依据。
1断裂概况
畹町断裂位于中缅交界地带(图1),西起瑞丽盆地东北缘,向东沿畹町河而上,经畹町、曼海、中山、安宁、高家寨、蚌冬、旧城、新寨,止于湾甸附近,呈向南突出的弧形展布,蚌冬西断裂走向近EW,以东走向NE,倾向N和NW,倾角60°~80°,全长170 km。沿畹町断裂曾发生多次中强地震,如1946年1月26日缅甸MS60地震、1976年6月6日安定MS60地震、1976年7月7日勐棒东MS60地震、1976年6月6日勐棒东MS53地震和勐兴西MS53地震等。研究区新构造运动的显著特点表现为夷平面变形与背景的不协调,从地质发展演化看,中生代末期的燕山运动使全区上升,寒武纪—白垩纪的盖层发生褶皱、断裂,沿断裂带形成局部凹陷;之后遭受剥蚀夷平面作用;上新世的喜马拉雅运动,不仅使夷平面抬升为高原,同时引起基底断裂复活,造成高原解体,从而奠定现今山水对照地貌形态雏形(云南省地震局综合大队地质队,1981)。F1:畹町断裂;F2:怒江断裂西支;F3:怒江断裂东支;F4:龙陵—瑞丽断裂
2数据收集和处理
DEM是对地形地貌特征及其参数研究最为重要的数据之一。本研究所使用的DEM数据空间分辨率为30 m,来源于中国科学院地理数据云网站,断裂和河流数据来源于云南省地震局地震应急基础数据库云南省地震局2010地震应急基础數据库,为shp格式矢量数据,投影坐标系为WGS84。在数据处理时,为了保持数据的一致性,将所有数据都统一为与地震应急基础数据库相同的投影系和坐标系。在数据预处理基础之上,通过ArcGIS软件,基于DEM提取研究区的高程、地形起伏度、坡度等地貌参数,来认识研究区地势地貌特征及其构造指示意义。河流对构造活动的微妙变化十分敏感(Holbrook,Schumm,1999),流域地形及其相关的构造、侵蚀之间的关系是地貌学研究的核心内容之一(Burbank;Anderson,2002)。在构造活跃区,剔除其他因子干扰,流域表现出来的形态也可以用来反演区域的构造活动(李宗盟等,2012)。换言之,通过对研究区河流地貌因子的提取与分析,有助于对畹町断裂构造活动历史的认识。在本研究中,通过提取水系形态、水系偏转角、河流纵剖面形态来认识畹町断裂区域的流水地貌特征及其构造指示意义,这些水系参数数据提取均在ArcGIS平台上完成。
3地势地貌特征
地貌特征是地质构造格局的基本反映,是新构造运动过程中必然的分布规律(李祥根,2003)。宏观地貌发育的总体特征代表了长周期、大尺度区域构造作用的结果,记录了不同变形过程(张会平等,2012)。目前,常用的地貌发育特征因子包括地形起伏度和坡度等。
31总体地势特征
整体上,研究区呈现出东北高而陡峭、西南低而宽缓的地势特征,该区属于高黎贡山以西的一块自东北向西南倾斜的切割山原。从数值特征看,研究区高程值介于517~2 917 m,呈三级夷平面分布形态,各级分布形态总体受区内主干断裂控制,东北部以高黎贡山为主体,夷平面呈东北至西南的弧形展布。整个研究区内水系发达,涉及到的水系主要隶属于伊洛瓦底江水系和萨尔温江水系。海拔在517~1 258 m的区域,为水系、盆地及少量特征不明显的一级阶地,约占研究区总面积的3812%;海拔在1 258~1 848 m的区域,多为二级阶地,约占研究区总面积的3955%;海拔为1 848~2 917 m的地区主要分布在研究区的北东向和正南,约占研究区总面积的2233%,并以这一海拔相对高的地区作为流域分水岭界面向西南递降,在分水岭地带抬升的同时,畹町断裂局部相对下降,形成串珠状分布的断陷谷和断陷盆地。研究区内山水对照明显的地貌,以及与区域抬升相对出现的“线状”分布断陷带,是以畹町断裂为主体的构造带新生代以来产生强烈的垂直差异运动的结果。