路 芳，高明星，周書(shū)賢，王 順

(新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830017)

0 引 言

新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為人類(lèi)創(chuàng)造了必要生存環(huán)境和條件，包括海洋和陸地的變化、河流發(fā)育等，但是它也帶來(lái)了自然災(zāi)害，如地震、滑坡、泥石流、海嘯和火山爆發(fā)等；因此，充分了解和掌握新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象、特征和規(guī)律是人類(lèi)與自然和諧相處的必然要求。隨著3S技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)造地貌學(xué)也取得了一些重要進(jìn)展，從傳統(tǒng)的定性描述構(gòu)造運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎炕芯?。?guó)外學(xué)者Hack[1]1973年首次提出的河長(zhǎng)坡降指數(shù)，定量地描述了河流縱剖面坡度變化。眾多學(xué)者使用數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)數(shù)據(jù)提取了多個(gè)地貌指數(shù)，并將指數(shù)獲得的結(jié)果結(jié)合起來(lái)，評(píng)估研究區(qū)內(nèi)相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造強(qiáng)度的分布，揭示區(qū)域內(nèi)的構(gòu)造活動(dòng)水平[2-13]。

借鑒于國(guó)外相關(guān)理論和研究，國(guó)內(nèi)學(xué)者也進(jìn)行了大量活動(dòng)構(gòu)造的相關(guān)研究，取得諸多成果。曹凱等[14]利用Hack剖面和河長(zhǎng)坡降指數(shù)兩個(gè)地貌參數(shù)，分析昆侖河流域第四紀(jì)以來(lái)強(qiáng)烈的構(gòu)造差異隆升。趙洪壯等[15]計(jì)算北天山10條河的Hack剖面和河長(zhǎng)坡降指數(shù)，結(jié)果表明研究區(qū)的地貌參數(shù)與構(gòu)造抬升運(yùn)動(dòng)具有很強(qiáng)的相關(guān)性。高明星等[16]利用面積高程積分和河長(zhǎng)坡降指數(shù)量化青藏高原東北緣地形的變形，推斷青藏高原東北緣的新構(gòu)造。大量學(xué)者以DEM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用GIS提取多個(gè)地貌參數(shù)，并定量分析區(qū)域地貌對(duì)構(gòu)造活動(dòng)的響應(yīng)[17-25]。然而綜合多個(gè)地貌指數(shù)研究阿爾金東段地區(qū)的構(gòu)造活動(dòng)較少，以及利用相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)探討阿爾金東段區(qū)域隆升差異機(jī)制的研究較少。本文基于DEM數(shù)據(jù)提取黨河、野馬河、踏實(shí)河、疏勒河、石油河等流域的地貌參數(shù)特征，并計(jì)算相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)，以此評(píng)估阿爾金東段斷裂帶周?chē)恿饔騼?nèi)的構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度的空間分布，以期為掌握青藏高原東北緣活動(dòng)構(gòu)造的特征及其動(dòng)力學(xué)機(jī)制提供數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而了解大震活動(dòng)的地質(zhì)構(gòu)造背景與發(fā)生條件。

1 研究區(qū)概況

55 Ma以來(lái)，歐亞板塊與印度板塊每年以40～50 mm/a的速率持續(xù)匯聚碰撞，應(yīng)力擴(kuò)散至青藏高原北部，加速了周緣隆升造山運(yùn)動(dòng)和斷裂帶的發(fā)育[26-28]。阿爾金斷裂帶是一條具有數(shù)百公里水平斷距的走滑斷裂帶[29-32]，同時(shí)阿爾金走滑斷裂帶也是青藏高原北緣邊界主控?cái)嗔?，?duì)高原新生代地殼變形起著重要作用。

研究區(qū)域內(nèi)黨河、野馬河、踏實(shí)河、疏勒河、石油河水系均發(fā)育于阿爾金東段斷裂帶前，由圖1所示，區(qū)內(nèi)地形高程介于1086～5568 m之間，平均高程2352.56 m。本文將高程信息劃分為4個(gè)等級(jí)，分別為1086～1500 m、1500～2500 m、2500～3500 m和3500～5568 m，地勢(shì)呈現(xiàn)南高北低的特征。由于地區(qū)獨(dú)特的構(gòu)造演化以及氣候特征，黨河、野馬河、踏實(shí)河、疏勒河、石油河等河流的地貌特征成為研究阿爾金東段斷裂帶附近流域構(gòu)造演化的理想對(duì)象。

圖1 研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造圖(a)及地貌與地質(zhì)構(gòu)造圖(b)(斷層資料來(lái)源于劉亢等[33])

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)

DEM數(shù)據(jù)是將有限的地形高程數(shù)據(jù)對(duì)地形表面的數(shù)字化表達(dá)以及過(guò)程模擬，它是二維地理空間上對(duì)三維地形表面的表達(dá)[34]。DEM數(shù)據(jù)能夠利用其豐富的地形信息提取對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)的流域特征，從而完成對(duì)地形的研究分析。本文采用的(Shuttle Radar Topography Mission，SRTM)DEM數(shù)據(jù)是由地理空間數(shù)據(jù)云提供的共享數(shù)據(jù)，分辨率為90 m；矢量化地質(zhì)圖的斷層數(shù)據(jù)引自劉亢等[33]；地震點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(https：//earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/)；降雨量數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)——國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http：//www.geodata.cn)；地質(zhì)圖數(shù)據(jù)來(lái)源于地質(zhì)云(https：//geocloud.cgs.gov.cn/)。

2.2 水系及亞流域提取

大量研究表明，DEM的預(yù)處理工作主要是對(duì)平地進(jìn)行抬升和移除洼地[35]，以確保提取河流的連續(xù)性以及準(zhǔn)確性。當(dāng)匯流累積量達(dá)到一定的值，就會(huì)發(fā)生地表水流動(dòng)，因此設(shè)置合理的閾值對(duì)提取的河網(wǎng)精度影響至關(guān)重要[36]。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，將預(yù)定的河網(wǎng)與矢量化得到的河網(wǎng)疊加，對(duì)比后得到合適的閾值為12000，然后形成五級(jí)河網(wǎng)。集水區(qū)指地表水及其他物質(zhì)匯聚，經(jīng)公共出水口排出的匯水區(qū)域，即流域。針對(duì)阿爾金東段斷裂帶的活動(dòng)構(gòu)造，提取黨河、野馬河、踏實(shí)河、疏勒河、石油河等5個(gè)流域。由于本研究針對(duì)阿爾金東段斷裂帶活動(dòng)構(gòu)造的流域分析，故依據(jù)分割結(jié)果選取覆蓋斷裂帶的子流域進(jìn)行刪減得到173個(gè)子流域，其中研究區(qū)內(nèi)黨河、野馬河、踏實(shí)河、疏勒河、石油河流域細(xì)分的子流域分別有42、4、63、35和29個(gè)子流域。

2.3 地貌參數(shù)獲取

2.3.1 坡 度

坡度表示斜坡的傾斜程度，是一種重要的宏觀地形因子。利用軟件中的空間分析模塊表面分析中的工具，可計(jì)算出流域的地形坡度分布。本文提取子流域的平均坡度并利用自然斷點(diǎn)法分為五級(jí)。第1級(jí)，[0～2)；第2級(jí)，[2～4)；第3級(jí)，[4～7)；第4級(jí)，[7～10)；第5級(jí)，[10～21)。

2.3.2 地勢(shì)起伏度

地勢(shì)起伏度(R)可以用最高點(diǎn)海拔高度與最低點(diǎn)海拔高度的差值量化區(qū)域的地形變化的宏觀地形因子。地勢(shì)起伏度越大，級(jí)別越高，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度則越強(qiáng)[37]。地勢(shì)起伏度計(jì)算公式如下：

R=Hmax-Hmin

(1)

式中：Hmax、Hmin表示流域內(nèi)最大和最小高程值。本文地勢(shì)起伏度分級(jí)參考1:100萬(wàn)數(shù)字地貌圖[38]，共分為5個(gè)等級(jí)。第1級(jí)小于200 m；第2級(jí)介于200～500 m之間；第3級(jí)介于500～1000 m之間；第4級(jí)介于1000～2500 m之間；第5級(jí)大于2500 m。

2.3.3 分形維數(shù)

分形理論是由美國(guó)數(shù)學(xué)家曼德布羅特創(chuàng)立，它可以描述局部與整體的相似性[39]。水系的分形維數(shù)(fracial dimension)，F(xiàn)D能夠表征地貌侵蝕發(fā)育階段。一般而言，流域分形維數(shù)高值對(duì)應(yīng)著低構(gòu)造隆升，低值對(duì)應(yīng)著該地區(qū)易受新構(gòu)造變形影響[3]。計(jì)算公式如下：

lgN(s)=-fd×lgs+b

(2)

式中：fd的絕對(duì)值表示水系的分形維數(shù)，N(s)為覆蓋水系所需網(wǎng)格數(shù)目，s為網(wǎng)格邊長(zhǎng)，b為待定常數(shù)[37，40]。

參照Guillermo等[41]的分級(jí)方法，將分形維數(shù)分為5個(gè)等級(jí)：第1級(jí)的分形維數(shù)大于1.15；第2級(jí)介于1.1和1.15之間；第3級(jí)介于1.08～1.1之間；第4級(jí)介于1.06～1.08之間；第5級(jí)小于1.06。

2.3.4 面積高程積分

面積高程積分值(hypsometric integral，HI)可以定量表示地貌發(fā)育演化特征，地貌發(fā)育演化時(shí)間短，流域受侵蝕程度低，面積高程積分越大，面積高程積分低值則反之[37]。本文選用起伏比法[42]計(jì)算流域內(nèi)的面積高程積分值，計(jì)算公式如下：

HI=(Hmean-Hmin)/(Hmax-Hmin)

(3)

其中：Hmean、Hmax、Hmin表示流域內(nèi)高程的平均值、最大值、最小值。

利用ArcGIS下的分區(qū)統(tǒng)計(jì)工具計(jì)算子流域高程的平均值、最大值、最小值，最后根據(jù)計(jì)算公式使用柵格計(jì)算器計(jì)算面積高程積分值。常直楊[43]指出較大的集水區(qū)計(jì)算的面積高分值能夠較好地反映區(qū)域內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)，故本文依據(jù)二級(jí)流域提取了面積高程積分值，并將計(jì)算的結(jié)果賦值到研究區(qū)內(nèi)子流域上。最后將面積高程積分值分為5個(gè)等級(jí)，第1級(jí)小于0.3，第2級(jí)介于0.3～0.4之間，第3級(jí)處于0.4～0.5之間，第4級(jí)介于0.5～0.6之間，第5級(jí)大于等于0.6。

2.3.5 河長(zhǎng)坡降指數(shù)

河長(zhǎng)坡降指數(shù)(SL)可以描述河流侵蝕和沉積過(guò)程[43]。SL值的大小主要受構(gòu)造活動(dòng)和巖石抗侵蝕力影響，計(jì)算公式如下：

(4)

式中：ΔH為每單位河段的高程差；ΔL為每單位河段的距離；L為河流源頭至河段中點(diǎn)的距離。

根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，利用自然鄰域法得到河長(zhǎng)坡降指數(shù)分布圖。提取子流域的SL平均值并利用自然斷點(diǎn)法分為5個(gè)等級(jí)，第1級(jí)小于146；第2級(jí)介于145～325之間；第3級(jí)為325～564；第4級(jí)河長(zhǎng)坡降指數(shù)值介于564～1010之間；第五級(jí)大于1010。指數(shù)越大，級(jí)別越高，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度越強(qiáng)。

2.4 相對(duì)構(gòu)造指數(shù)

對(duì)單一的地貌參數(shù)等級(jí)進(jìn)行算術(shù)平均值得到相對(duì)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度(IRAT)，即(S/n)。S是各個(gè)子流域地貌指數(shù)等級(jí)的總和，n代表地貌參數(shù)的數(shù)量。相對(duì)構(gòu)造活動(dòng)等級(jí)越大，則流域構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度越強(qiáng)。利用自然斷點(diǎn)法將研究區(qū)內(nèi)的相對(duì)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度等級(jí)分為5個(gè)級(jí)別，計(jì)算公式如下：

IRAT=(FD+Slope+HI+SL+R)/5

(5)

3 結(jié)果與分析

3.1 地貌參數(shù)

3.1.1 坡度的空間分布

據(jù)統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)坡度值介于0°～67.78°之間，平均值為6.15。由圖2(a)可知，阿爾金東段斷裂帶南部大多數(shù)流域的平均坡度介于7°～21°之間，坡度分級(jí)為第4級(jí)和第5級(jí)，由此可見(jiàn)坡度值與高程存在著正相關(guān)關(guān)系。從圖2(a)中可知斷裂帶附近的坡度整體上大于其他流域，如黨河南山南緣斷裂、昌馬斷裂、旱峽—大黃溝斷裂、野馬河—大雪山斷裂以及阿爾金斷裂帶周?chē)钠露却蠖啻笥?5，主要處于第4級(jí)和第5級(jí)。地震點(diǎn)所處的流域坡度值往往較高于其他流域，其中坡度大于15°以上流域有9地震點(diǎn)，5個(gè)處于黨河流域南部，2個(gè)處于野馬河流域，2個(gè)位于石油河流域，均位于斷裂帶附近。由此可見(jiàn)，斷裂帶、地震點(diǎn)與坡度存在一定的相關(guān)性，斷裂帶和地震點(diǎn)周?chē)饔虻钠露戎低容^高。

圖2 地貌指數(shù)分級(jí)空間分布圖

3.1.2 地勢(shì)起伏度的空間分布

由圖2(b)可知，區(qū)域內(nèi)地勢(shì)起伏變化較大，地勢(shì)起伏度平均值為2352.61 m，流域內(nèi)地勢(shì)起伏度大部分介于1000～2500 m之間，占流域總面積的53.14%，地勢(shì)起伏度介于2500～3411 m之間占流域總面積的20%，少數(shù)為200～1000 m主要分布在阿爾金東段斷裂帶北部，小于200 m以下的零星分布。由圖2(b)可知，地勢(shì)起伏度與高程值遞減規(guī)律一致，由南部向北部逐漸降低，即高山區(qū)→中山區(qū)→低山丘陵區(qū)的地勢(shì)起伏度整體上呈現(xiàn)高→中→低的趨勢(shì)。區(qū)域內(nèi)的斷裂帶大多位于起伏度變化較高的地區(qū)，地震點(diǎn)附近流域的地勢(shì)起伏度往往較高于其他地區(qū)，其中10個(gè)地震點(diǎn)位于2500～3411 m之間，最小震級(jí)為3.4，最高震級(jí)為7.9，14個(gè)地震點(diǎn)介于1000～2500 m中間，大多集中在黨河流域和野馬河流域。由此可見(jiàn)，斷裂帶和地震點(diǎn)與地勢(shì)起伏度存在一定的相關(guān)性，斷裂帶和地震點(diǎn)周?chē)牡貏?shì)起伏變化往往比較大。

3.1.3 分形維數(shù)的空間分布

由圖2(c)可知，研究區(qū)內(nèi)分形維數(shù)值小于1.06的流域較多，其次便是分形維數(shù)值大于1.15的流域。分形維數(shù)與高程值并不存在明顯的相關(guān)性，各級(jí)別的分形維數(shù)分布較為分散，說(shuō)明地貌不同的地區(qū)其水系發(fā)育程度也不相同。野馬河流域以及黨河流域西部和南部的分形維數(shù)大于1.15，處于第1級(jí)，說(shuō)明該區(qū)域水系發(fā)育程度比其他地區(qū)較高。阿爾金斷裂帶以南的踏實(shí)河流域、疏勒河流域以及石油河流域的分形維數(shù)大多數(shù)小于1.06，處于第5級(jí)，說(shuō)明這些區(qū)域的水系發(fā)育程度較低。

3.1.4 面積高程積分的空間分布

由圖2(d)可知，研究區(qū)內(nèi)面積高程積分值由南到北逐漸降低，與高程值呈正相關(guān)。研究區(qū)南部地勢(shì)較高的地方，面積高程積分值在0.3以上，阿爾金東段斷裂帶以北的面積高程積分值大部分在0.3以下。斷裂帶周?chē)饔虻拿娣e高程積分值大部分都高于其他流域，如黨河南山南緣斷裂、野馬河—大雪山斷裂、昌馬斷裂及旱峽—大黃溝斷裂附近流域的面積高程積分等級(jí)主要處于第2級(jí)和第3級(jí)。地震點(diǎn)所處的流域其面積高程積分等級(jí)往往較高于其他流域，其中10個(gè)地震點(diǎn)位于0.4之上的流域，14個(gè)地震點(diǎn)處于0.3～0.4之間的流域。由此可見(jiàn)，斷裂帶、地震點(diǎn)與面積高程積分值存在一定的相關(guān)性，斷裂帶和地震點(diǎn)周?chē)饔虻拿娣e高程積分值往往比較高。

3.1.5 河長(zhǎng)坡降指數(shù)的空間分布

河長(zhǎng)坡降指數(shù)值受區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)和巖性的影響，異常高的河長(zhǎng)坡降指數(shù)值往往揭示該區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈或者該地區(qū)巖性抗侵蝕能力較強(qiáng)等[37]。由圖2(e)可知，研究區(qū)內(nèi)的河長(zhǎng)坡降指數(shù)由南至北整體呈遞減趨勢(shì)，南北兩側(cè)的河長(zhǎng)坡降指數(shù)值的大小揭示阿爾金東段斷裂帶北側(cè)的巖性比南側(cè)的巖性較簡(jiǎn)單；高山區(qū)的河長(zhǎng)坡降指數(shù)整體上高于中山和低山地區(qū)，亦說(shuō)明高山區(qū)的活動(dòng)構(gòu)造較低山區(qū)強(qiáng)烈。斷裂帶附近流域的河長(zhǎng)坡降指數(shù)值整體上大于其他地區(qū)，其中黨河流域、野馬河流域南部的河長(zhǎng)坡降指數(shù)等級(jí)大多數(shù)處于第4級(jí)和第5級(jí)，所指示的活動(dòng)構(gòu)造較為明顯。地震點(diǎn)所處的流域的河長(zhǎng)坡降指數(shù)值往往比其他流域高，大多處于第4級(jí)和第5級(jí)，其中15個(gè)地震點(diǎn)河長(zhǎng)坡降指數(shù)等級(jí)處于第4和第5級(jí)。由此可見(jiàn)，斷裂帶、地震點(diǎn)與河長(zhǎng)坡降指數(shù)存在一定的正相關(guān)性，斷裂帶和地震點(diǎn)周?chē)饔虻暮娱L(zhǎng)坡降指數(shù)往往比較高，高值分布可能指示部分物質(zhì)堆積或者構(gòu)造活動(dòng)抬升。

3.2 相對(duì)構(gòu)造指數(shù)的空間分布

研究區(qū)相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)按照自然斷點(diǎn)法分級(jí)后加上手動(dòng)調(diào)整分為5級(jí)(圖3)，級(jí)別越高對(duì)應(yīng)流域的構(gòu)造活動(dòng)越強(qiáng)。整體上，阿爾金東段斷裂帶是相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造強(qiáng)度的分界線，研究區(qū)從南到北，由高山區(qū)至低山區(qū)過(guò)渡，相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)逐漸降低，斷裂帶北部流域大部分屬于第1、2級(jí)，少部分屬于第3、4級(jí)，阿爾金東段斷裂帶南部大部分處于第4級(jí)和第5級(jí)。研究區(qū)內(nèi)斷裂兩側(cè)的流域相對(duì)構(gòu)造活動(dòng)指數(shù)較高，往兩側(cè)擴(kuò)展的流域相對(duì)構(gòu)造活動(dòng)指數(shù)逐漸減弱，如黨河南山—南緣斷裂整體上屬于第5級(jí)，野馬河—大雪山斷裂、昌馬斷裂、鷹嘴山南緣斷裂、旱峽—大黃河斷裂附近流域整體上屬于第4級(jí)。其中，23個(gè)地震點(diǎn)分別處于第4、5級(jí)。

圖3 研究區(qū)相對(duì)構(gòu)造活動(dòng)指數(shù)分級(jí)空間分布圖

研究區(qū)南部區(qū)域自西向東，相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)整體上逐漸降低，不同流域內(nèi)相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)存在著明顯的差異性，如黨河流域南部，野馬河流域整體上相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)等級(jí)較高，反映區(qū)域的隆升量較大。究其原因，主要是因?yàn)榘柦饠嗔雅c黨河南山斷裂在此交匯，構(gòu)造應(yīng)力由走滑轉(zhuǎn)換為逆沖和走滑兩種運(yùn)動(dòng)模式，發(fā)育的黨河南山南緣斷裂和黨河南山主峰斷裂以逆沖為主，野馬河—大雪山斷裂以走滑為主。踏實(shí)河流域整體上相對(duì)黨河流域相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)值小，反映區(qū)域隆升活動(dòng)比黨河流域弱。值得注意的是，石包城鷹嘴山南緣斷裂附近流域的相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)等級(jí)較高，這是因?yàn)樵摂嗔雅c阿爾金斷裂帶相交，屬于應(yīng)力轉(zhuǎn)換區(qū)，故區(qū)域隆升作用在該區(qū)增強(qiáng)。阿爾金東段斷裂附近的疏勒河流域以及石油河流域整體上相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)等級(jí)較低，但阿爾金斷裂與旱峽—大黃溝斷裂交匯于疏勒河?xùn)|地區(qū)，相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)所指示的構(gòu)造活動(dòng)較高于周?chē)渌饔?，該斷裂的活?dòng)方式主要是以逆沖為主。

3.3 影響因素分析

降雨量的變化、巖性以及構(gòu)造活動(dòng)等因素控制區(qū)域地貌的演化。

3.3.1 降雨量變化

研究區(qū)屬于內(nèi)陸干旱季風(fēng)氣候區(qū)，由于區(qū)域內(nèi)地形、地勢(shì)起伏變化較大，故氣候差異大。由圖4(a)降雨量分布圖和研究區(qū)概況圖(圖1)對(duì)比可知，降水量總體上自北向南逐漸增大，與高程變化趨勢(shì)一致。若排除構(gòu)造、巖性等因素，自北向南降雨對(duì)地表的侵蝕作用增強(qiáng)，面積高程積分值應(yīng)變小，但事實(shí)上卻呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)。因此，降雨量對(duì)地貌參數(shù)的影響較小。河長(zhǎng)坡降指數(shù)在黨河流域南部、野馬河流域踏實(shí)河流域南部以及疏勒河流域西南部出現(xiàn)較高值，表明這一帶山體隆升強(qiáng)烈，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較活躍。山體的快速隆升導(dǎo)致高山地形形成，從而又增加了該地區(qū)的降雨量。因此，在某種程度上，降雨量分布的變化更可能是由于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成的。

圖4 研究區(qū)巖性、降雨量、構(gòu)造影響因素綜合分布圖

3.3.2 巖 性

不同的巖性組合會(huì)導(dǎo)致巖石產(chǎn)生不同的抗侵蝕力。沿阿爾金斷裂帶黨河流域內(nèi)巖性主要以志留紀(jì)地層為主，主要為花崗閃長(zhǎng)巖、英云閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖等，抗侵蝕能力強(qiáng)；野馬河出露中元古代灰?guī)r、砂板巖，志留紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖，更新世風(fēng)積黃土、沖積、洪積砂礫、碎石、亞砂土、河湖砂質(zhì)泥，古近紀(jì)復(fù)成分砂礫巖，青白口系砂巖、粉砂巖夾灰?guī)r，抗侵蝕能力較差。踏實(shí)河流域出露的更新世風(fēng)積黃土、沖積、洪積砂礫、碎石、亞砂土、河湖砂質(zhì)泥，寒武紀(jì)火山碎屑巖沉積，抗侵蝕能力較差。疏勒河流域主要出露奧陶紀(jì)玄武巖、火山碎屑巖夾硅質(zhì)泥巖、硅質(zhì)巖，石油河出露白堊紀(jì)砂礫巖夾粉砂巖、泥巖。如果研究區(qū)內(nèi)巖性對(duì)構(gòu)造活動(dòng)的影響較大，在不同時(shí)間尺度下巖層的巖性發(fā)生變化的交界處，其地貌參數(shù)值會(huì)發(fā)生明顯的改變。本文將區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖(圖4(b))和圖2、圖3相比較時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)地層交界處地貌參數(shù)值有顯著變化，這表明巖性對(duì)流域地貌參數(shù)的貢獻(xiàn)率很小。綜合巖性分布，昌馬鎮(zhèn)周?chē)饔蚩骨治g能力較差，若排除構(gòu)造、降雨等因素對(duì)地貌指數(shù)的影響，這些地區(qū)面積高程積分值、河長(zhǎng)坡降指數(shù)與其他流域相比應(yīng)偏低，但圖中指示的并不明顯；因此，排除巖性是影響研究區(qū)流域地貌參數(shù)的主要因素。

3.3.3 構(gòu)造活動(dòng)

活動(dòng)斷裂滑動(dòng)速率不僅可以定量描述晚第四紀(jì)構(gòu)造變形，同時(shí)也是研究活動(dòng)構(gòu)造的重要內(nèi)容[44-45]。大量研究結(jié)果分析了阿爾金斷裂走滑速率規(guī)律[46-49]，一致認(rèn)為阿爾金斷裂由西向東的水平走滑速率逐漸降低(圖4(c))。對(duì)比圖4(c)與圖3不難發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)等級(jí)整體上變化趨勢(shì)與阿爾金東段斷裂水平走滑速率變化趨勢(shì)一致，說(shuō)明區(qū)域內(nèi)相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造受構(gòu)造作用的影響較為明顯。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有逐漸降低的趨勢(shì)，即阿爾金斷裂附近的黨河流域、野馬河流域整體上相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)等級(jí)較高，亦反映黨河流域和野馬河流域新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最為活躍；踏實(shí)河流域整體上相對(duì)黨河流域的相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)值小，疏勒河流域以及石油河流域整體上相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)等級(jí)較低，反映該區(qū)域新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)比黨河流域弱。

由圖3可知，阿爾金東段斷裂和其他斷裂交匯處與周?chē)渌饔蛳鄬?duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)等級(jí)出現(xiàn)明顯變化，故本文細(xì)化了交匯處子流域并重新計(jì)算相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)值，如圖4(c)所示。阿爾金東段斷裂與黨河南山斷裂交匯區(qū)、踏實(shí)河流域石包城附近的鷹嘴山南緣斷裂交匯區(qū)以及阿爾金斷裂與旱峽—大黃溝斷裂交匯于疏勒河?xùn)|地區(qū)附近的流域相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)所指示的構(gòu)造活動(dòng)較高于周?chē)渌饔?，這是因?yàn)檫@些斷裂與阿爾金斷裂帶相交，區(qū)域隆升作用在這些地方增強(qiáng)。這一結(jié)果與羅浩等[50]人對(duì)阿爾金斷裂東段的轉(zhuǎn)換模式研究成果一致。

4 結(jié) 論

本文定量分析了阿爾金東段斷裂帶附近流域地貌特征及構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度，阿爾金東段斷裂帶是整個(gè)研究區(qū)相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造強(qiáng)度的分界線，從南到北，從高山、坡度高以及起伏度高的地區(qū)到低山、坡度低及地勢(shì)平坦地區(qū)過(guò)渡；研究區(qū)相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)等級(jí)自西向東逐漸降低，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有逐漸降低的趨勢(shì)，即研究區(qū)南部黨河、野馬河流域相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)等級(jí)比踏實(shí)河、疏勒河和石油河流域高，亦反映黨河、野馬河流域相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造強(qiáng)度受區(qū)域隆升的作用明顯。震點(diǎn)所處的流域、斷裂帶兩側(cè)流域以及阿爾金東段斷裂與其他斷裂交匯處子流域相對(duì)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度等級(jí)均高于周?chē)渌饔?，往外擴(kuò)展的流域相對(duì)構(gòu)造活動(dòng)指數(shù)逐漸減弱。

值得注意的是，研究區(qū)最東部的流域相對(duì)活動(dòng)構(gòu)造指數(shù)等級(jí)較低，這是否能夠說(shuō)明走滑斷裂末端位移被北祁連山逆沖斷裂轉(zhuǎn)換吸收，仍然需要進(jìn)一步細(xì)化分析。