辛聰聰 王運(yùn)生 洪 艷 申 通 韓立明 趙 遜

(①地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué)) 成都 610059)(②成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 成都 610059)

0 引 言

雅魯藏布江大致沿印度和歐亞板塊之間的縫合帶發(fā)育，在東構(gòu)造結(jié)形成著名的大拐彎。新生代以來(lái)印度板塊與歐亞板塊的碰撞擠壓，致使青藏高原與喜馬拉雅山脈不斷地隆升，構(gòu)造活動(dòng)較為頻繁(Beaumont et al.，2001)。而雅魯藏布江大拐彎則位于青藏高原的東南緣，印度板塊與歐亞板塊俯沖的最前沿，此處因擠壓隆升強(qiáng)烈斷裂發(fā)育而成為研究的熱點(diǎn)(Beaumont et al.，2004; 雷永良等， 2008; 李吉均， 2013; 康文君等， 2016)。

對(duì)于此處構(gòu)造的差異隆升前人依據(jù)不同的測(cè)年手段，得出不同的結(jié)果進(jìn)行分析研究(丁林等， 1995; 孫東霞等， 2009; Enkelmann et al.， 2011; Zeitlcer et al.，2014)。在使用年代學(xué)方法研究時(shí)，由于對(duì)樣品的采集和后期處理中會(huì)受到種種因素的影響，進(jìn)而不能擴(kuò)展到全區(qū)域，采用地貌流域參數(shù)方法可以很好地彌補(bǔ)這一不足。其中面積-高程積分指數(shù)(Hypsometry Index，簡(jiǎn)稱(chēng)HI)，是常用的地貌參數(shù)之一，此方法是由美國(guó)地貌學(xué)家Strahler A N提出的一種基于數(shù)字高程模型來(lái)獲取流域演化特征及其構(gòu)造活動(dòng)響應(yīng)指標(biāo)的方法，計(jì)算方式主要有起伏法、積分曲線法及體積比法，并可進(jìn)行流域地貌進(jìn)行劃分(Strahler et al.，1952； 張敬春等， 2011； 陳麒光等， 2014)，由于流域地貌特征對(duì)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、氣候以及巖性的差異具有極其敏感的響應(yīng)特征(梁朋， 2015)。近來(lái)人們利用HI方法進(jìn)行區(qū)域構(gòu)造隆升研究，并得到一定成果，趙研等(2017)對(duì)帕隆藏布地區(qū)的差異構(gòu)造隆升的研究發(fā)現(xiàn)HI值的空間分布能夠反映出研究區(qū)的差異隆升，同時(shí)，研究區(qū)內(nèi)流域演化、地震活動(dòng)以及地表沉積、侵蝕之間緊密關(guān)聯(lián)； 常直楊等(2015)比較面積高程積分的計(jì)算方法對(duì)流域隆升的影響，發(fā)現(xiàn)3種計(jì)算方法中，起伏法計(jì)算較為便捷，積分曲線法及體積比例法適用于少流域； 張潔等(2016)利用面積-高程積分研究福建沿海地區(qū)流域盆地的構(gòu)造特征，得出HI值從沿海向內(nèi)陸呈條帶狀逐漸遞減，在區(qū)域內(nèi)NW向主要斷裂帶的活動(dòng)特征和小震活動(dòng)分布特征具有較好的一致性。對(duì)雅魯藏布江大拐彎流域的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的研究主要利用測(cè)年、地質(zhì)分析以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查進(jìn)行，少有利用遙感分析方法進(jìn)行研究。

本文主要利用ASTER-30im數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)(DEM)，以流域單元地貌為研究對(duì)象，基于ArcGIS平臺(tái)進(jìn)行面積-高程積分指數(shù)的提取，用以分析雅魯藏布江中下游地區(qū)流域所處的東構(gòu)造結(jié)的差異隆升。研究區(qū)域范圍主要是雅魯藏布江主干流的中下游，朗縣至墨脫，支流范圍涉及帕隆藏布、易貢藏布、彼得藏布及尼洋河，經(jīng)度范圍由左下至右上為E93.00°，N28.83°-E96.50°，N30.50°。

1 區(qū)域地質(zhì)地貌概況

研究區(qū)位于喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)(圖 1)，這一區(qū)域主要由3大塊地質(zhì)單元組成，外部為念青唐古拉群、岡底斯島弧帶，內(nèi)部則為特提斯喜馬拉雅帶，以及在兩側(cè)之間的雅魯藏布江縫合帶(王猛等， 2008； 康文君等， 2016)。由于該地區(qū)處于印度板塊向歐亞板塊俯沖的前沿，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈(雷永良等， 2008)，周邊發(fā)育有怒江斷裂帶、嘉黎斷裂帶、墨脫斷裂帶、米林—東久斷裂帶、里龍斷裂、雅魯藏布江斷裂帶。在此基礎(chǔ)上，研究區(qū)可分為5個(gè)構(gòu)造斷塊(宋健等， 2011)。

念青唐古拉斷隆(Ⅰ1)北以班公錯(cuò)—怒江斷裂帶為界，南界為嘉黎斷裂帶。區(qū)內(nèi)地勢(shì)北高南低，高峰頂位于西北部，海拔為6000im左右。區(qū)內(nèi)斷裂走向?yàn)榻鼥|西—北西西向。北西西向的塊體邊界斷裂晚第四紀(jì)以來(lái)具有強(qiáng)烈的逆走滑活動(dòng)(宋健等， 2011)，是強(qiáng)震發(fā)生的構(gòu)造部位，在晚第四紀(jì)仍有較為明顯的活動(dòng)，周邊地塊抬升速率為2.43imm·a-1(李光濤， 2008)； 察隅斷隆(Ⅰ2)北以嘉黎斷裂帶東南段為界，南為阿帕龍斷裂帶，西為墨脫斷裂帶，總體地勢(shì)北高南低，向南傾斜。區(qū)內(nèi)以北西向斷裂為主，嘉黎斷裂(任金衛(wèi)等， 2000)與墨脫斷裂(王輝等， 2006； 謝超等， 2016)多具走滑逆沖性質(zhì)，屬于全新世活動(dòng)斷裂，塊體內(nèi)部差異活動(dòng)較弱； 拉薩斷隆(Ⅰ3)主要由嘉黎斷裂與雅魯藏布江斷裂(宋健等， 2011)控制，地勢(shì)北高南低，向南傾斜，斷隆處于近南北向擠壓應(yīng)力環(huán)境，近東西向斷裂發(fā)育，為逆沖或逆走滑性質(zhì)，塊體內(nèi)部差異活動(dòng)較弱； 加拉白壘斷隆(Ⅰ4)與南迦巴瓦斷隆(Ⅰ5)位于南迦巴瓦—高喜馬拉雅斷隆以東，被雅魯藏布江與米林—東久斷裂所包圍，區(qū)域內(nèi)總體地勢(shì)北高南低，同時(shí)區(qū)內(nèi)發(fā)育海拔4500im左右的Ⅲ級(jí)夷平面，斷裂構(gòu)造主要為北東向，晚第四紀(jì)以來(lái)具有強(qiáng)烈的左旋逆沖活動(dòng)，兩斷塊之間發(fā)育有一條丹娘—直白韌性拆離斷裂，此斷裂向NW傾斜，為一逆沖斷裂。

研究區(qū)在雅魯藏布江中下游流域，由朗縣至墨脫，面積為3.6×104ikm2，包含有帕隆藏布、易貢藏布、尼洋河以及金珠藏布等一級(jí)支流，其中帕隆藏布與易貢藏布上游分別以玉普鄉(xiāng)宗壩村和易貢鄉(xiāng)為起點(diǎn)，在通麥匯流后進(jìn)入雅魯藏布江，尼洋河在區(qū)內(nèi)由百巴鎮(zhèn)則巴村至雅魯藏布江交匯口，金珠藏布整條流域處于研究區(qū)內(nèi)。區(qū)內(nèi)主要以高山、深谷級(jí)盆地相間，最為明顯的地貌類(lèi)型為極高山-高山山地地貌，平均海拔為5000～6000im范圍內(nèi)，個(gè)別在7000im，其中6000im以上的海拔地區(qū)往往發(fā)育有現(xiàn)代冰川。研究區(qū)范圍內(nèi)的河流就鑲嵌在這些高山形成的深谷地貌之中，河谷地貌形態(tài)受到地質(zhì)構(gòu)造和巖性的控制而有明顯的差異，河流整體海拔為384～4876im。根據(jù)高程確定大拐彎流域地貌類(lèi)型(圖 1)，朗縣至加拉段內(nèi)，海拔在4500～5500im范圍內(nèi)屬于三級(jí)夷平面(劉靜， 2006)， 3500～4500im范圍內(nèi)屬于一級(jí)谷肩， 3000～3800im范圍屬于二級(jí)谷肩； 加拉下游段內(nèi)， 2500～3800im范圍屬于三級(jí)夷平面， 2000～2600im范圍屬于一級(jí)谷肩。

2 流域單元?jiǎng)澐旨凹夹g(shù)方法

2.1 流域單元?jiǎng)澐?/h3>

在進(jìn)行流域單元?jiǎng)澐謺r(shí)(圖 2)，首先利用ArcGIS軟件中的填洼(Fill)、流向(Flow Direction)和流量(Flow Accumulation)等功能依次對(duì)精度為30im的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，將最后生成的流量進(jìn)行柵格計(jì)算得到水系網(wǎng)絡(luò)，其中計(jì)算閾值設(shè)置為12i000即可滿(mǎn)足要求。在提取河網(wǎng)之后，將其矢量化，為使河流更趨于合理，結(jié)合遙感影像，將不符合實(shí)際的河網(wǎng)水系進(jìn)行平滑處理及調(diào)整。

利用ArcGIS平臺(tái)，將提取的水系網(wǎng)絡(luò)通過(guò)Stream Link工具轉(zhuǎn)化為互相獨(dú)立的個(gè)體，低級(jí)河段匯入高級(jí)河段的交匯點(diǎn)即為匯水點(diǎn)，將此點(diǎn)定義為瀉水點(diǎn)，根據(jù)瀉水點(diǎn)就可以提取出這一流域單元。本文在對(duì)流域單元提取后，得到子流域單元244個(gè)，河流等級(jí)共有6級(jí)，由于研究區(qū)域較大，為保證準(zhǔn)確性，并未對(duì)流域單元進(jìn)行合并，將研究區(qū)以1級(jí)流域單元作為研究對(duì)象，對(duì)單個(gè)的流域單元進(jìn)行面積-高程積分計(jì)算。

圖 1 研究區(qū)構(gòu)造及地貌分布圖Fig. 1 Study area tectonics and geomorphology mapF. 直白—丹娘斷裂； F1. 怒江斷裂， F2. 嘉黎斷裂， F3. 墨脫斷裂， F4. 米林—東久斷裂， F5. 里龍斷裂， F6. 雅魯藏布江斷裂； Ⅰ1. 念青唐古拉斷壟， Ⅰ2. 察隅斷裂， Ⅰ3. 拉薩斷壟， Ⅰ4. 加拉白壘斷隆， Ⅰ5. 南 迦巴瓦斷壟， Ⅰ. 縫合帶

圖 2 研究區(qū)水系網(wǎng)絡(luò)及流域單元Fig. 2 Study area water system network and catchment unit

圖 3 研究區(qū)HI值分布Fig. 3 HI value distribution in the study area

圖 4 HI插值分布圖Fig. 4 HI interpolation distribution

圖 5 剖面線CD、FE上HI值、構(gòu)造及巖性投影分布圖Fig. 5 HI， structure and lithology projection map in the profile line CD and FEF1. 怒江斷裂， F2. 嘉黎斷裂， F3. 墨脫—阿尼橋斷裂， F4. 米林—東久斷裂， F6. 雅魯藏布江斷裂， F. 丹娘—直白韌性拆離斷裂； Ⅰ1. 念青唐古拉山斷隆， Ⅰ2. 察隅斷隆， Ⅰ3. 拉薩斷隆， Ⅰ4. 加拉白壘斷隆， Ⅰ5. 南迦巴瓦斷隆， Ⅰ. 雅魯藏布江縫合帶； 1. 念青唐古拉群， 2. 底斯島弧， 3. 雅魯藏布江縫合帶， 4.直白巖組， 5. 比魯巖組， 6. 多雄拉混合巖

2.2 面積-高程積分值計(jì)算

本文是以ArcGIS為技術(shù)平臺(tái)，面積-高程積分為技術(shù)手段，前文已簡(jiǎn)單介紹ArcGIS在研究中的使用。面積-高程積分主要包括兩個(gè)方面，一是面積-高程積分值，二是積-高程積分曲線。根據(jù)Davis地貌循環(huán)理論，面積-高程積分曲線分別對(duì)應(yīng)著演化的幼年期(HI>0.60)、中年期(0.350.60)、隆升緩慢期(0.51

流域劃分上達(dá)到244個(gè)，計(jì)算量較大，為使快速而準(zhǔn)確地計(jì)算出各個(gè)流域單元的HI值，本文采用了Pike和Wilson提出的高程起伏比法(E)(常直楊等， 2015)，這一方法計(jì)算的結(jié)果近似的等于面積-高程積分值(HI)，公式如下：

(1)

式中，Hmean、Hmax、Hmin分別為研究范圍內(nèi)平均高程、最大高程、最小高程。

利用式(1)對(duì)研究區(qū)進(jìn)行計(jì)算，得到HI值分布圖(圖 3)，在尼洋河與雅魯藏布江的匯水口處出現(xiàn)HI<0.35的老年期特征外，其余為壯年期與幼年期，老年期分布范圍主要在林芝至魯霞以及派鎮(zhèn)這一范圍內(nèi)，這一區(qū)域?yàn)閷捁葏^(qū)。幼年期分布的流域單元較少，分布的走勢(shì)主要與斷層的分布走勢(shì)具有較明顯的一致性，而壯年期的3個(gè)亞期，由研究區(qū)外部向內(nèi)部，HI值是逐漸減小的，由隆升緩慢期向隆升停滯期發(fā)展，而在雅魯藏布江大拐彎處，即扎曲位置為幼年期的強(qiáng)烈隆升。將得到的HI值賦予到對(duì)應(yīng)的亞流域盆地的幾何中心點(diǎn)上，采用克里金插值法對(duì)獲得的HI值進(jìn)行空間內(nèi)插，得到HI等值分區(qū)圖(圖 4)。

3 區(qū)域隆升差異分析

以斷塊區(qū)劃及河流為基礎(chǔ)，在研究區(qū)內(nèi)設(shè)置3條剖面線，分別是剖面線AB、CD和EF，其中剖面線CD、EF垂直于斷裂帶橫跨斷塊分區(qū)內(nèi)HI的高值區(qū)，AB剖面線是一條折線，沿著雅魯藏布江流域進(jìn)行布置。將剖面線上的HI值投影到直角坐標(biāo)系上，橫坐標(biāo)為距離，縱坐標(biāo)為HI值，并將剖面線所經(jīng)過(guò)的區(qū)內(nèi)地質(zhì)要素投影到坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的位置。

3.1 HI值分布特點(diǎn)

根據(jù)圖 1與圖 3，HI>0.43，處于隆升期的區(qū)域與三級(jí)夷平面具有較好的耦合性，尤其是在念青唐古拉斷塊(Ⅰ1)、察隅斷塊(Ⅰ2)以及拉薩斷塊(Ⅰ3)上， 0.35

3.2 構(gòu)造對(duì)HI值空間分布的影響

當(dāng)流域盆地橫跨多條活斷層時(shí)，HI值主要反映區(qū)域性的新構(gòu)造活動(dòng)差異對(duì)流域盆地地形的影響(陳彥杰， 2008)。根據(jù)圖 4，在各個(gè)斷塊中HI>0.60高值分布范圍較廣的為Ⅰ3，其次為Ⅰ1與Ⅰ2，范圍最小的為Ⅰ4與Ⅰ5(圖 4、圖 5)。CD與EF兩條剖面線垂直于斷層，且經(jīng)過(guò)各斷塊的HI高值區(qū)。剖面線的HI高值在Ⅰ3斷塊分布較廣，而值在從Ⅰ3斷塊到Ⅰ5斷塊的過(guò)程中是逐漸降低的，進(jìn)入到Ⅰ2斷塊呈波動(dòng)性上升(圖 5)； 經(jīng)過(guò)Ⅰ1和Ⅰ2兩個(gè)斷塊的剖面線EF所形成的HI投影結(jié)果也是出現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)，主要在經(jīng)過(guò)斷塊邊界時(shí)HI值呈減小現(xiàn)象。各斷塊在第四紀(jì)處于活動(dòng)和相對(duì)活動(dòng)狀態(tài)，斷塊邊界的斷裂帶中，怒江斷裂、嘉黎斷裂、墨脫斷裂、米林—東久斷裂以及里龍斷裂都屬于全新世活動(dòng)斷裂，雅魯藏布江斷裂活動(dòng)性處于晚更新世。來(lái)自印度板塊南北向的擠壓的構(gòu)造應(yīng)力活動(dòng)性一直延伸至近現(xiàn)代，如發(fā)生在1947年與里龍斷裂相關(guān)的7.7級(jí)地震， 1950年發(fā)生的與墨脫斷裂相關(guān)的8.6級(jí)地震以及2017年在大拐彎附近發(fā)生的6.4級(jí)地震。根據(jù)王二七等(2002)研究，岡底斯島弧帶與念青唐古拉群在漸新世發(fā)生仰沖，導(dǎo)致被推高，現(xiàn)今，雅魯藏布江斷裂與米林—東久斷裂兼具對(duì)兩大地層單元的擠壓，隆升未停止。根據(jù)以上斷裂帶的構(gòu)造活動(dòng)，研究區(qū)內(nèi)主要是處于構(gòu)造擠壓，HI>0.43，以構(gòu)造隆升為主，另外，各個(gè)斷塊現(xiàn)今仍處于活動(dòng)狀態(tài)，僅活動(dòng)性存在差異，因此各斷塊上出現(xiàn)HI值的大小和分布不同，根據(jù)HI>0.51在各斷塊分布與各斷塊的三級(jí)夷平面具有良好的耦合性(圖 3)，主要是夷平面在形成時(shí)，侵蝕作用減弱，而構(gòu)造擠壓抬升作用強(qiáng)烈。在斷塊的南部，處于各斷塊相交邊界的HI值屬于各斷塊的最小值，各斷塊內(nèi)部，尤其在遠(yuǎn)離斷裂帶密集地區(qū)，HI值普遍大于0.43。但根據(jù)各斷快及其邊界的斷裂帶活動(dòng)性，在構(gòu)造結(jié)內(nèi)部，即斷塊Ⅰ4與Ⅰ5應(yīng)屬于活動(dòng)性較強(qiáng)的區(qū)域，在雅魯藏布江大拐彎南北兩側(cè)，HI值普遍在0.43以下，甚至出現(xiàn)小于0.35的區(qū)域，僅在扎曲附近出現(xiàn)HI值大于0.60的高值中心(圖 4、圖 6)； 斷塊的交界區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜，活動(dòng)性強(qiáng)烈，HI值出現(xiàn)偏小的情況，如斷塊Ⅰ3的嘉黎斷裂與雅魯藏布江斷裂交匯部及Ⅰ2斷塊的嘉黎斷裂與墨脫—阿尼橋斷裂集中區(qū)。除此以外，在河流發(fā)育密度大或是在河流寬谷區(qū)，HI值偏小，侵蝕較為明顯。因此，部分區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)對(duì)隆升不是主控作用。

3.3 影響HI值空間分布的其他因素

區(qū)內(nèi)分布念青唐古拉群、岡底斯島弧帶以及南迦巴瓦構(gòu)造群3大地層單元(圖 6)，南迦巴瓦群屬于中-新元古代，分為比魯巖組、直白巖組、多雄拉混合巖以及派鄉(xiāng)巖組(許志琴等， 2008)。將各單元巖性投影到剖面線AB與CD上(圖 5)，圖中HI>0.60所分布區(qū)域既有單一巖性，也有多種巖性； 在巖性發(fā)生變化的時(shí)候，HI值呈現(xiàn)減小，也出現(xiàn)增加，當(dāng)處于單一巖性區(qū)域，HI值也出現(xiàn)較為明顯的波動(dòng)，說(shuō)明巖性對(duì)HI值無(wú)較大的影響。據(jù)圖 3與圖 4，在河流分布的區(qū)域范圍內(nèi)，HI值普遍偏低，本文沿雅魯藏布江作剖面線AB(圖 7)，圖中雅魯藏布江縱剖面為河流在剖面線的投影，其中第四系線的粗細(xì)反映分布范圍大小。根據(jù)圖中反映，由上游向下游至派鎮(zhèn)，HI值是逐漸減小的，繼續(xù)沿江向下，HI值呈現(xiàn)波動(dòng)性地增加，直至保持較為穩(wěn)定。在HI低值區(qū)域?yàn)楹恿鹘粎R的區(qū)域，斷裂帶發(fā)育密集，發(fā)育著雅魯藏布江、米林—東久以及丹娘—直白斷裂。在帕隆藏布與易貢藏布兩條河流的下游區(qū)以北發(fā)育嘉黎斷裂，以南為大拐彎縫合帶，斷裂帶發(fā)育集中，導(dǎo)致HI值小于0.43，因?yàn)樵跀嗔褞Ъ袠?gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈區(qū)的巖體結(jié)構(gòu)面發(fā)育，使得抗風(fēng)化侵蝕能力減弱(黃文星等， 2013)，導(dǎo)致在隆升后期出現(xiàn)侵蝕大于抬升的現(xiàn)象。隨著溝壑密度的增加，流域發(fā)育越成熟，被帶出流域的物質(zhì)越多，面積高程積分值則越低(祝士杰， 2013)。對(duì)比雅魯藏布江流域以及帕隆藏布和易貢藏布下游的HI<0.43低值區(qū)域發(fā)現(xiàn)，較HI>0.43高值流域河流密度明顯增加，同時(shí)處于斷裂帶較為集中的區(qū)域，河流較為發(fā)育。HI<0.43的區(qū)域與一、二級(jí)谷肩分布的區(qū)域耦合性較好，主要是由于在谷肩是老河床的底，是在構(gòu)造抬升后，侵蝕下切作用成為主要控制作用較強(qiáng)扎曲附近斷裂發(fā)育，河流眾多，但HI值卻大于0.60，為一高值中心，說(shuō)明斷裂帶密度與河流密度不是決定性因素，僅能影響小區(qū)域范圍內(nèi)的HI值。黃文星等(2013)對(duì)雅魯藏布江大拐彎地區(qū)河流進(jìn)行研究，認(rèn)為雅魯藏布江大拐彎處為強(qiáng)烈隆升核心區(qū)，即使此處的侵蝕下切強(qiáng)烈，但隆升是數(shù)百萬(wàn)年的綜合反應(yīng)，在短時(shí)間內(nèi)不能消除； 對(duì)比蔣忠信(1987)對(duì)滇西北三江河谷縱剖面發(fā)育的研究提出縱剖面形態(tài)對(duì)侵蝕下切強(qiáng)弱與隆升強(qiáng)弱的關(guān)系圖，處于大拐彎流域段剖面形態(tài)處于構(gòu)造隆升占主導(dǎo)，使得此處仍處于河流發(fā)育階段，HI值較高，處于強(qiáng)烈隆升期。

圖 6 研究區(qū)地質(zhì)單元分布(據(jù)許志琴(2008)改)Fig. 6 Geological unit distribution in the study area1. 念青唐古拉群； 2. 岡底期斯島弧； 3. 喜馬拉雅地體； 4. 比魯構(gòu)造巖； 5.直白構(gòu)造片巖； 6. 滾鄉(xiāng)構(gòu)造片巖； 7. 多維拉混合巖； 8. 雅魯藏布江縫合帶； 9. 斷層； 10. 河流； 11. 研究區(qū)； 12. 剖面線； 13. 分區(qū)線； 14. HI高值中心點(diǎn)

于祥江等(2011)認(rèn)為雅魯藏布江大拐彎處于喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)，構(gòu)造活動(dòng)劇烈，但也是氣候作用最為劇烈的地區(qū)，其對(duì)大拐彎磷灰石裂變徑跡年齡測(cè)試結(jié)果分析，得出氣候?qū)?gòu)造結(jié)作用時(shí)間開(kāi)始在0.5～1.0iMa之間，屬于更新世晚期，康文君等(2016)對(duì)南迦巴瓦隆升的研究發(fā)現(xiàn)，距今3iMa以來(lái)發(fā)生3次快速隆升期，王二七等(2002)提出晚中新世后，喜馬拉雅抬升到足以影響大氣環(huán)流的海拔，一方面說(shuō)明氣候作用是在構(gòu)造抬升的背景下發(fā)生的，另一方面，東構(gòu)造結(jié)目前受到氣候作用是合理的。氣候的變化對(duì)冰川作用最為明顯。主要表現(xiàn)在冷暖交替的作用出現(xiàn)冰期及間冰期。間冰期氣候溫暖濕潤(rùn)降雨量充沛，侵蝕作用以河流下切與雨水沖刷為主，此時(shí)河流下切速率達(dá)到最大程度； 在冰期侵蝕表現(xiàn)在河流的緩慢下切及冰川搬運(yùn)作用上。在晚更新世末次冰期(潘保田等， 1989)南峰西麓的則隆弄冰川匯入雅魯藏布江后向下游伸展，并與派區(qū)山地兩側(cè)的冰川相匯，構(gòu)成一道20余公里長(zhǎng)的“大冰壩”，曾一度堵斷雅魯藏布江成堰塞湖，回水到達(dá)尼洋曲內(nèi)的八一鎮(zhèn)附近和主河內(nèi)的米林上游，回水區(qū)長(zhǎng)近百公里，致使此處河流加寬侵蝕沉積加快，第四系沉積物分布較廣，導(dǎo)致此處的HI<0.35，出現(xiàn)老年期特征，此處也成為第四系沉積中心。以南迦巴瓦峰與加拉白壘峰為中心向四周分布著第四紀(jì)冰川遺跡(圖 4)， Ⅰ4與Ⅰ5斷塊的HI低值區(qū)主要以這兩峰為主。晚更新世之后，氣候逐漸變暖(王運(yùn)生等， 2006)，雨量增加，大拐彎降雨量與年齡具有耦合作用(于祥江等， 2011)，年平均降水量由 800imm左右增加到1500imm，磷灰石裂變徑跡年齡由3～4iMa降至0.4～0.5iMa，楊逸疇(1982)認(rèn)為大峽谷水汽通道所產(chǎn)生的效應(yīng)，在中更新世就已經(jīng)達(dá)到高原內(nèi)部了，這一地區(qū)現(xiàn)今的降水分布特征，已經(jīng)存在了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間； 湯懋蒼等(1998)和馮松等(1998)研究表明： 20世紀(jì)80年代中，“季風(fēng)多雨區(qū)”開(kāi)始了新的多雨期，多雨段開(kāi)始最早的地區(qū)在藏東南雅魯藏布江大拐彎一帶，開(kāi)始于1984年，以后分別向東和向西逐漸推移。這一時(shí)期氣候的轉(zhuǎn)暖，致使降雨量的增加，致使冰川逐漸消退，山峰表面的冰磧物在隆升作用產(chǎn)生的勢(shì)能作用下形成泥石流進(jìn)入河道，河流水量的增加產(chǎn)生巨大的侵蝕下切能力，一系列的作用加大侵蝕剝蝕力度，同時(shí)在海拔高度上，兩斷塊內(nèi)最高峰海拔超過(guò)7000im，說(shuō)明構(gòu)造結(jié)對(duì)氣候改變由來(lái)已久，而長(zhǎng)時(shí)間的跨度使得氣候促進(jìn)侵蝕加快的作用越來(lái)越突出。HI值向南迦巴瓦斷壟南部逐漸增大，部分區(qū)域甚至大于0.51，主要是斷壟以南處于下游的三級(jí)夷平面上，侵蝕作用弱于構(gòu)造擠壓。

雅魯藏布江縫合帶為斷裂帶集中的區(qū)域，同時(shí)穿過(guò)河流發(fā)育的位置，也處于氣候較為明顯的區(qū)域。在米林地區(qū)縫合帶， 0.35

蔣忠信(2002)利用最小功對(duì)帕隆藏布流域進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，河流的縱剖面形態(tài)由上凸的發(fā)育期向下凹的成熟期過(guò)渡，下凹的范圍由出水口至宗壩村附近于源頭然烏湖，河流大部分處于成熟期，主要以侵蝕下切為主。根據(jù)對(duì)雅魯藏布江的實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對(duì)研究區(qū)內(nèi)的雅魯藏布江兩岸的坡角以及第四系以來(lái)河段的侵蝕速率進(jìn)行估算，得到圖 8，雅魯藏布江大拐彎朗縣—墨脫段干流左岸岸坡角范圍為10°～55°，右岸坡角為10°～65°，整體上由上游朗縣至下游墨脫兩岸坡角先增后減呈現(xiàn)出波浪形變化趨勢(shì)，左岸坡角曲線變化較為集中，幅度較小，而右岸的變化幅度較大。坡角大小的差異主要是由下切速率造成的，根據(jù)河流的下切速率劃分，朗縣至派鎮(zhèn)0.55imm·a-1，派鎮(zhèn)以下峽谷段5.5imm·a-1。根據(jù)隆升的速率，處于派鎮(zhèn)下游河段的隆升強(qiáng)度要強(qiáng)于派鎮(zhèn)上游。林芝段的隆升速率不強(qiáng)，而其下游段處于快速下切，一方面是快速隆升，另一方面是氣候原因促進(jìn)，出現(xiàn)在構(gòu)造應(yīng)力集中的大拐彎位置在快速下切狀態(tài)下仍表現(xiàn)出隆升狀態(tài)，而其他位置主要以隆升停滯，甚至是侵蝕切割為主的現(xiàn)象。以上結(jié)論與本文研究成果具有較高的一致性。

圖 7 雅魯藏布江大拐彎流域HI值投影變化曲線Fig. 7 Projection change curve of HI value in the Great Canyon Region of the Yarlung Zangbo River

圖 8 雅魯藏布江干流坡角與下切速率變化圖Fig. 8 Variation of slope angle and undercut rate of the main stream of the Yarlung Zangbo River

4 結(jié) 論

本文利用ArcGIS對(duì)雅魯藏布江大拐彎流域的ASTER-DEM-30m數(shù)據(jù)進(jìn)行面積-高程積分計(jì)算，并結(jié)合構(gòu)造、巖性、氣候以及河流信息等基礎(chǔ)資料對(duì)此流域隆升現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析，得到以下認(rèn)識(shí)：

(1)整體上，雅魯藏布江下游區(qū)域內(nèi)，以大拐彎及尼洋河交匯口為中心由外向內(nèi)隆升逐漸由強(qiáng)向弱過(guò)渡。各斷塊內(nèi)或斷塊之間的隆升或下切是由于主控因素的變化，表現(xiàn)出較為明顯的差異。

(2)HI值的分布與地貌類(lèi)型的分布具有較好的耦合性，這一性質(zhì)反應(yīng)構(gòu)造抬升與侵蝕下切的強(qiáng)弱變化。

(3)巖性對(duì)HI影響不明顯。河流發(fā)育密集的區(qū)域，侵蝕能力增加，當(dāng)斷裂帶經(jīng)過(guò)時(shí)，促進(jìn)河流發(fā)育，同時(shí)地表介質(zhì)裂隙、巖體結(jié)構(gòu)面更為發(fā)育，抗侵蝕能力減弱。氣候的變化對(duì)冰川及降雨量有較大影響，末次冰期出現(xiàn)的冷暖交替，冰進(jìn)與冰退，對(duì)大拐彎內(nèi)部的侵蝕具有促進(jìn)作用，氣候的變暖促進(jìn)雨量的增加，使得河流下切加快，高山侵蝕速率增加，在構(gòu)造作用強(qiáng)烈的南迦巴瓦與加拉白壘斷塊區(qū)域，HI值偏低，未表現(xiàn)出構(gòu)造作用的跡象，在以上因素共同作用下的區(qū)域易形成第四系沉積進(jìn)而成為沉積中心。