福建沿海地區流域盆地的面積-高程積分特征及其新構造指示意義①

張　潔,王少軍,梁明劍

(1.中國地質大學(武漢),湖北 武漢 430074; 2.中國地質調查局南京地質調查中心,江蘇 南京 210016;3.四川省地震局,四川 成都 610041)

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福建沿海地區流域盆地的面積-高程積分特征及其新構造指示意義①

張潔1,2,王少軍1,梁明劍3

(1.中國地質大學(武漢),湖北 武漢 430074; 2.中國地質調查局南京地質調查中心,江蘇 南京 210016;3.四川省地震局,四川 成都 610041)

基于ASTER GDEM V2數據,提取福建沿海地區主要的水系網絡和流域盆地,計算亞流域盆地的面積-高程積分值(HI值),以分析區內流域地貌與新構造運動的響應關系。結果表明,HI值從沿海向內陸呈條帶狀逐漸遞減,與本區NW向主要斷裂帶的活動特征和小震活動分布特征具有較好的一致性,這也可能是區內向內陸地區方向受到臺灣島動力觸角的影響逐漸減弱的原因。同時南海盆地打開的裂谷擴張和太平洋板塊向東俯沖過程的博弈結果在福建沿海地區的流域地貌中也得到了比較充分的反映。

流域面積-高程積分; 新構造活動; 福建沿海地區

0　引言

構造地貌是構造作用導致的地殼隆升和地表過程相互競爭的結果[1-3]。其中水系地貌的發育對構造運動反映相當敏感,其地貌形態可能記錄了不同尺度構造、氣候和侵蝕過程變化的信息[3-8]。因此,水系地貌是研究構造運動與地貌響應的重要紐帶之一[9-11]。Strahler[12]基于Davis地貌侵蝕循環理論,最先提出以流域的面積-高程積分描述流域地貌的發育特征和演化過程。Ohmori[13]采用數值模擬方法,模擬持續的造山隆升作用下造山帶流域盆地的演化和面積-高程積分的變化關系。國內外的研究表明,流域盆地的面積-高程積分可以三維地描述構造地貌及其發育程度,并與地殼隆升速率呈正相關[14-17],是一種分析構造活動十分有效的地貌參數[3,16-19]。

福建沿海地區緊鄰臺灣島、菲律賓板塊和太平洋板塊之間的匯聚帶,其構造變形主要受該匯聚邊界的影響。區域內主要發育有NW和NE向兩組斷裂帶,其中NE向斷裂帶規模最大,控制著區內的構造格局。福建沿海地區位于臺灣島動力觸角的影響區[20],動力觸角的強烈推擠作用地帶應在沿海一線(泉州—廈門—汕頭—福州一線),并向內陸及NE、SW兩側逐漸減弱。在此區域動力學背景下,研究區內NE向斷裂的活動性自東向西逐漸減弱,現代小震活動自東向西也由叢集特征逐漸轉為彌散狀態。

該地區發育有閩江(S1)、甌江(S2)、鰲江(S3)、霍童溪(S4)、交溪(S5)、飛云江(S6)和楠溪江(S7)等主要水系,這些流域的地貌可能記錄了該區構造運動的重要信息,是認識該區構造變形特征及其地貌響應關系的重要紐帶之一。因此,本文基于ASTER GDEM V2數據,劃分福建沿海地區主要水系和流域盆地,計算各亞流域盆地的面積-高程積分值(HI值),并探討其空間差異分布特征,分析其構造意義。

1　地質地貌特征

1.1地質構造

研究區在構造上處于歐亞大陸板塊東南緣,瀕臨太平洋板塊,為環太平洋中新生代巨型構造—巖漿帶的陸緣活動帶的一部分,是全球構造—巖漿活動最活躍的地區之一[21]。區內斷裂構造十分發育,斷裂常呈密集帶狀展布,其中以NNE-NE向及NW向斷裂帶較為重要,形成東西向成條、北西向成塊的福建區域構造格架(圖1)。

1.全新世斷層; 2.晚更新世斷層; 3.前第四紀斷層; 4.左行走滑斷層; 5.斷裂帶編號; 6.中新世以來玄武巖及同位素采樣點;7.山峰及高程; 8.海岸線及水系; 9.縣; 10.市; 11.流域劃分及編號F1：濱海斷裂帶；F2：長樂—詔安斷裂帶；F3：政和—大埔斷裂帶；F4：邵武—河源斷裂帶注：圖中斷裂主要根據1∶100萬地質圖修正和簡化；玄武巖同位素年代數據引用自文獻[22]圖1　研究區中新生代主要斷裂構造分布圖Fig.1　Major Mesozoic-Cenozic faults in the study area

1.2地貌特征與流域劃分

研究區為東南沿海低山丘陵區,地貌類型總體上由北西向南東呈現由侵蝕-剝蝕的中高山-中低山、丘陵、侵蝕-堆積崗地到洪積-沖積平原、沖積平原、海積-沖積平原、海積平原的變化。區內最高山脈為武夷山山脈,海拔多在1 000～1 500 m,其主峰黃崗山高達2 157 m；丘陵地區海拔一般為50～500 m；海岸多為巖質,河流入?？诎l育一系列小型三角洲(圖2)。

基于ASTER GDEM數據,將福建沿海地區劃分為7個主要流域：閩江(S1)、甌江(S2)、鰲江(S3)、霍童溪(S4)、交溪(S5)、飛云江(S6)和楠溪江(S7)。其中,閩江(S1)流域最大,面積達60 838 km2,由建溪、富屯溪、沙溪三條主要支流交匯而成,橫貫沿海山脈,于瑯歧島一帶注入東海。甌江(S2)為山溪型河流,上游迂回于中高山區,河道坡度較陡,多急流險灘,下游河道寬緩,在福州一帶匯入東海；楠溪江(S7)屬于甌江(S2)一大支流,于福州附近匯入甌江。鰲江(S3)源起南雁蕩山脈吳地山南麓,分南、北兩支流,于鳳江匯合后注入東海。交溪(S5)源于福建省太姥山、鷲峰山與浙江省洞宮山脈之間,流域地勢北高南低,水系呈樹枝狀展布?；敉?S4)發源于福建省鷲峰山脈,流經霍童鎮、九都、八都等鄉鎮后匯入三沙灣,注入東海,流域總體地勢由中、低山向低山、丘陵過渡。飛云江(S6)發源于洞宮山白云尖北麓,支流水系多呈羽狀,兩岸流域面積不對稱,可能受構造的影響,于瑞安市東注入東海。

圖2　研究區主要流域劃分Fig.2　Main river basins in the study area

2　面積-高程積分

2.1技術方法

面積-高程積分可以三維地描述流域地貌的特征與演化過程,它的計算關鍵在于分級水系網絡和流域盆地的提取,而ArcGIS強大的空間分析功能使之得以實現。

1971年Pike等[31]推導出簡面積-高程積分(HI值)計算公式：

(1)

式中:HI、Hmean、Hmax、Hmin分別為流域盆地的面積-高程積分值、平均高程、最大高程和最小高程,HI值從0到1,在侵蝕程度較高的區域其值接近于0,而在侵蝕程度較低的地區接近于1[33]。面積-高程積分能夠三維地描述構造地貌及其發育程度[16,34],并且對新構造活動、巖性差異和氣候變化等因素反應也較敏感[14-15,17,35]。

基于ASTER GDEM V2數據,通過ArcGIS的水文分析模塊(Hydrology),按Strahler分級提取研究區水系網絡及其亞流域盆地,共獲得7個主要流域并選取了265個亞流域盆地。

采用式(1)和ArcGIS的統計分析模塊(Statistics)計算每一個亞流域盆地的面積-高程積分值(HI值)。每個HI值都賦予相對應的亞流域盆地的幾何中心點,并采用反加權距離方法對獲得的HI值進行空間內插,生成等值分區圖(圖3)。

圖3　研究區亞流域盆地及HI值分布特征圖Fig.3　Sub-basins and HI values distribution in the study area

2.2面積-高程積分及其構造意義

研究區的HI值呈明顯的條帶狀分布,可大致分為3個條狀區帶(Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區),而且從沿海向內陸延伸,HI值呈明顯的遞減趨勢(圖3)。由于較大的流域盆地可能橫跨多條活動斷裂或多個新構造分區,其值主要反映區域性的新構造活動差異對流域盆地地形的影響；而較小流域盆地的HI值更容易反映巖性差異和局部構造作用的影響[16]。這種HI值的趨勢變化與本區的構造活動特征相對應,區內以濱海斷裂帶(F1)活動性最強,內陸的長樂—詔安斷裂帶(F2)、政和—大埔斷裂帶(F3)、邵武—河源斷裂帶(F4)總體表現為活動性逐漸減弱的態勢[26-31]。其中分布于麗水—龍泉—政和—尤溪一線以東的沿海地區,HI值最高達0.591,尤以景寧—壽寧—屏南一線呈異常高值。展布在該區帶里的長樂—詔安斷裂帶為逆斷層性質,帶內應力場為壓性,該帶的HI值可能反映了長樂—詔安斷裂帶逆沖推覆運動導致區帶內的差異隆升,且由于緊靠濱海斷裂,也可能疊加了濱海斷裂帶新活動和臺灣島動力觸角的影響。

Ⅰ區內福州、福安等地呈低HI值,這是因為這些地方為沿海盆地,表現為盆地沉積和局部構造沉降的特征。

Ⅱ區的西邊界為浦城—建陽—明溪—連城一線,由此可見Ⅱ區基本夾持在東側的政和—大埔斷裂帶和西側的邵武—河源斷裂帶之間?，F代地殼垂直變形觀測表明政和—大埔斷裂帶兩側存在明顯的差異隆升,且東側的隆升幅度高于西側[29],在HI值上則表現為Ⅰ區顯著地高于Ⅱ區,而處于向內陸的過渡地貌帶,其HI值又明顯高于Ⅲ區。Ⅱ區內建甌一帶的HI低值反映的是由于局部構造差異性的隆升導致的閩江上游下切侵蝕強烈的河谷地貌。

Ⅲ區主要是浦城—建陽—明溪—連城一線以西地區,HI值呈明顯的低值異常,這可能反映了該地區構造活動相對較弱,而且遠離濱海地區,受濱海構造變形的影響較小。

HI值剖面(A-B)顯示該值自濱海向內陸方向也呈現出三個臺階,并逐漸遞減[圖3(c)],同時反映了該區域構造活動向內陸減弱的態勢。尤其長樂—詔安斷裂帶(F2)附近HI值剖面呈明顯的高峰值,反映了該斷裂仍存在一定的新活動性,其兩側差異隆升作用對斷裂沿線地貌影響顯著；政和—大埔斷裂帶處于剖面的第二臺階,表明其活動性仍對地貌存在一定的影響,但是相對于長樂—詔安斷裂帶沿線一帶要弱；邵武—河源斷裂帶(F4)則處于HI低值平臺,表明該斷裂第四紀新活動已不明顯,對地貌的塑造趨于停止。

3　區域動力學分析

Fauur M N 等[36]認為,東南沿海地區在中生代—早第三紀受太平洋板塊俯沖作用,處于活動的亞洲大陸邊緣,晚第三紀—第四紀俯沖帶東移形成了亞洲東部邊緣的裂谷盆地。該裂谷系北起西伯利亞,經中國東部至越南[37]。這一大地構造背景與實際觀察到的擠壓構造作用有著明顯的不一致。

對福建廈門地區的中、新代構造應力場研究表明,中、新生代構造應力場的最大主壓應力基本上為NW-SE向,最大主壓應力軸的優選方位分別為：侏羅紀最大和最小主壓應力軸的優選方位分別為SE138°∠8°和SW219°∠11°,白堊紀分別為SW205°∠12°和NW296°∠11°,第四紀分別為NW310°∠5°和SW216°∠7°[37]。這一成果與野外調查結果比較吻合,NE向斷裂以壓扭性構造為主,NW向斷裂以張扭性構造為特征。

以明溪—閩清—龍海為代表的從內陸到沿海橫剖面顯示,新生代玄武巖的年齡逐漸變老。40Ar-39Ar同位素年齡表明[38]：明溪玄武巖年齡2.2～0.9 Ma,閩清玄武巖年齡12 Ma,龍海牛頭山玄武巖17.1～14.9 Ma。位于明溪玄武巖NE方向的浙江游龍,在同一斷裂帶(F4)也有上新世-更新世玄武巖出露；閩清玄武巖NE的浙江新昌玄武巖也獲得40Ar-39Ar同位素年齡為9.4 Ma[31](圖1)。這標志著太平洋板塊向東的俯沖作用始終還在進行。

從上述野外構造研究、地震研究及新生代玄武巖同位素年齡研究的成果可以看出福建沿海地區處于擠壓構造應力場,且越靠近太平洋板塊,應力越強。大地構造所反映的拉張構造環境還應在東南沿海地區以西的裂谷擴張區。

對現代地震的研究認為,福建沿海地區位于臺灣島動力觸角的影響區[39],動力觸角的強烈推擠作用地帶應在沿海一線(泉州—廈門—汕頭—福州一線),并向內陸及NE、SW兩側逐漸減弱。

現今的地震活動特別是大地震的發生主要集中在板塊碰撞的前緣——臺灣島;其次為展布于臺灣NW后緣的構造帶,尤其沿濱海斷裂帶現今中小地震呈條帶狀密集分布,且歷史上發生過7級以上的大地震,表明該帶受到臺灣島動力觸角的影響最為強烈。隨后向內陸進一步延伸,中小地震分布逐漸變得稀疏,反映出從沿海地區到內陸地區受到動力觸角的影響逐漸減弱(圖4)。

同時研究區亞流域盆地及其HI值的分布特征和區域應力場、構造變形強度具有很好的一致性。自沿海向內陸,HI值呈現出明顯條帶狀分區(Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區),且各區帶的HI值總體表現為Ⅰ區>Ⅱ區>Ⅲ區,表明這三個區受到的區域構造應力場的影響逐漸減弱,也說明這種應力場主要來源于板塊匯聚邊界——臺灣島。從研究區內部的活動構造來看,從臺灣海峽的濱海斷裂帶(F1)向沿海的長樂—詔安斷裂帶(F2)以及內陸的政和—大埔斷裂帶(F3)、邵武—河源斷裂帶(F4)總體表現為活動性逐漸減弱的態勢[26-31]；而長樂—詔安斷裂帶、政和—大埔斷裂帶和邵武—河源斷裂帶與3個分區的界線基本吻合,很好地反映了區域構造變形和斷裂活動性差異對研究區地貌的影響及流域地貌的反饋作用。

4　結論

(1)福建沿海地區緊鄰臺灣島、菲律賓板塊和太平洋板塊之間的匯聚帶,受到臺灣島動力觸角的影響比較顯著。濱海斷裂帶、長樂—詔安斷裂帶、政和—大埔斷裂帶、邵武—河源斷裂帶的活動性表現出向內陸延伸呈減弱的總體趨勢。這與不同空間尺度GPS測網表明的大陸東南沿海既存在著以11～12 mm/a 的速度向海洋運動,又存在著以3 mm/a的速度向內陸運動[40]的數據是一致的。

圖4　研究區域動力學模式示意圖Fig.4　Sketch map of the kinetic model in the study area

(2)該地區主要流域的HI值呈現出明顯的條帶狀分區,向內陸方向也呈減弱的態勢,與區域應力場、構造變形強度具有很好的一致性。這表明福建沿海地區的流域地貌對區域構造變形和斷裂活動性差異存在明顯的反饋作用。

(3)福建沿海地區沿NW-SE向主壓應力軸的相互對進,是以南海盆地打開(30～16 Ma)為代表的裂谷擴張使其東南側向SE方向位移,加之太平洋板塊向東俯沖過程的博弈。這種博弈結果在福建沿海地區的流域地貌中得到了比較充分的反映。

References)

[1]李勇,黎兵,Stenffen D,等.青藏高原東緣晚新生代成都盆地物源分析與水系演化[J].沉積學報,2006,24(3):309-320.

LI Yong,LI Bing,Steffen D,et al.Provenance Analysis and Drainage Evolution in Late Cenozoic Chengdu Basin on Eastern Margin of Tibetan Plateau[J].Acta Sedimentologica Sinica,2006,24(3):309-320.(in Chinese)

[2]Burbank D W,Anderson R S.Tectonic Geomorphology[M].Wiley-Blackwell Press,2012:1-17.

[3]梁明劍,郭紅梅,李大虎,等.2013年四川蘆山7.0級地震發震構造機理及青衣江上游流域地貌的響應[J].地學前緣,2013,20(6):21-28.

LIANG Ming-jian,GUO Hong-mei,LI Da-hu,et al.The Seismogenic Tectonic Mechanism of the Lushan MS7.0 Earthquake and the Geomorphological Response of the Upstream Drainage of Qingyijiang River,in 2013,Sichuan,China[J].Earth Science Frontiers,2013,20(6):21-28.(in Chinese)[4]Wobus C,Heimsath A,Whipple K,et al.Active Out-of-sequence Thrust Faultillg in the Central Nepalese Himalaya[J].Nature,2005,434:1008-1011.

[5]張會平,楊農,張岳橋,等.岷江水系流域地貌特征及其構造指示意義[J].第四紀研究,2006,26(1):126-135.

ZHANG Hui-ping,YANG Nong,ZHANG Yue-qiao,et al.Geomorphology of the Minjiang Drainage System (Sichuan,China)and Its Structural Implications[J].Quaternary Sciences,2006,26(1):126-135.(in Chinese)

[6]張天琪,王振,張曉明,等.北天山烏魯木齊河流域面積-高程積分及其地貌意義[J].第四紀研究,2015,35(1):60-70.

ZHANG Tian-qi,WANG Zhen,ZHANG Xiao-ming,et al.Hypspmetric Integral Analysis of the Urumqi River Drainage Basin and Its Implications for Topographic Evolution[J].Quaternary Sciences,2015,35(1):60-70.(in Chinese)

[7]王平,劉少峰,鄭洪波,等.四川盆地東部弧形構造控制的地形和水系發育[J].第四紀研究,2013,33(3):461-470.

WANG Ping,LIU Shao-feng,ZHANG Hong-bo,et al.Structural Control on Topography and Drainage Development in Arcuate Fold-thrust Belts in Easter Sichuan Basin[J].Quaternary Sciences,2013,33(3):461-470.(in Chinese)

[8]張沛全,孫杰,劉小漢,等.沿南盤江-紅水河(中段)的河流地貌特征與地殼變形[J].第四紀研究,2013,33(4):771-784.

ZHANG Pei-quan,SUN Jie,LIU Xiao-han,et al.Features of Fluvial Landform and Crust Deformations along the Nanpanjiang River—Hongshuihe River (Middle Segment)[J].Quaternary Sciences,2013,33(4):771-784.(in Chinese)

[9]Whipple K X,Tucker G E.Dynamics of the Stream-power River Incision Model:Implications for Height Limits of Mountain Ranges,Landscape Response Timescales,and Research Needs[J].Journal of Geophysical Research-Solid Earth,1999,104:17661-17674.

[10]Kirby E,Whipple K X,TANG W.Distribution of Active Rock Uplift along the Eastern Margin of the Tibetan Plateau:Inferences from Bedrock Channel Longitudinal Profile[J].Journal of Geophysical Research,2003,108(B4),2217,doi:10.1029/2001JB000861.

[11]Clark M K,Schoenbohm L M,Royden L H,et al.Surface Uplift,Tectonics,and Erosion of Eastern Tibet from Large-scale Drainage Patterns[J].Tectonics,2004,23:TC1006,doi:10.1029/2002TC001402.

[12]Strahler A N.Hypsometric (Area-Altitude)Analysis of Erosional Topography[J].Bulletin of the Geological Society of America,1952,63:1117-1142.

[13]Ohmori H.Changes in the Hypsometric Curve through Mountain Building Resulting from Concurrent Tectonics and Denudation[J].Geomorphology,1993,8:263-277.

[14]Lifton N A,Chase C G.Tectonic,Climatic and Lithologic Influences on Landscape Fractal Dimension and Hypsometry:Implications for Landscape Evolution in the San Gabriel Mountains,California[J].Geomorphology,1992,5:77-114.

[15]Hurtrez J E,Sol C,Lucazeau F.Effect of Drainange Area on Hypsometry from an Analysis of Small-scale Drainage Basins in the Siwalik Hills (Central Nepal)[J].Earth Surface Processes and Landforms,1999,328:687-694.

[16]陳彥杰.臺灣山脈地形演育的測高曲線與高程頻率分布形態[J].地理學報(臺灣),2008,54:79-94.

CHEN Yan-jie.Features of Hypsometric Curve and Elevation Frequency Histogram of Mountain Topography Evolution in Taiwan[J].Journal of Geographical Science (Taiwan),2008,54:79-94.(in Chinese)

[17]Cheng K Y,Hung J H,Chang H C,et al.Scale Independence of Basin Hypsometry and Steady State Topography[J].Geomorphology,2012,171-172:1-11.

[19]梁明劍,周榮軍,閆亮,等.青海達日斷裂中段構造活動與地貌發育的響應關系探討[J].地震地質,2014,36(1):28-38.

LIANG Ming-jian,ZHOU Rong-jun,YAN Liang,et al.The Relationships between Neotectonic Activity of the Middle Segment of Dari Fault and Its Geomorphological Response,Qinghai Provicnce,China[J].Seismology and Geology,2014,36(1):28-38.(in Chinese)

[20]聞學澤,徐錫偉.對東南沿海1067年和1574年兩次地震的分析[J].地震地質,2005,27(1):1-10.

WEN Xue-ze,XU Xi-wei.Analysis of the Two Historical Earthquakes of 1067 and 1574 in the Southeast Coastal Region of China[J].Seismology and Geology,2005,27(1):1-10.(in Chinese)

[21]郭令智,施央申,馬瑞士,等.中國東南部地體構造的研究[J].南京大學學報:自然科學,1984,20(4):732-739.

GUO Ling-zhi,SHI Yang-shen,MA Rui-shi,et al.Tectonostratigraphic Terranes of Southeast China[J].Journal of Nanjing University:Natural Sciences,1984,20(4):732-739.(in Chinese)

[22]Ho K S,Chen J C,Lo C H,et al.40Ar-39Ar Dating and Geochemical Characteristics of Ate Cenozoic Basaltic Rocks from the Zhejiang—Fujian Region,SE China:Eruption Ages,Magma Evolution and Petrogenesis[J].Chemical Geology,2003,197:287-318.

[23]陳家超,馮霞英,朱振宇.中國東南地區地殼演化、分區及地震成因特點[J].西北地震學報,1994,16(1):58-64.

CHEN Jia-chao,FENG Xia-ying,ZHU Zhen-yu.Crustal Evolution,Division and Seismogenetic Characteristics in Southeast China[J].Northwestern Seismological Journal,1994,16(1):58-64.(in Chinese)

[24]詹文歡,孫宗勛,唐誠,等.華南濱海斷裂帶及其對臺灣海峽地震活動的控制作用[J].熱帶海洋學報,2004,23(4):19-24.

ZHAN Wen-huan,SUN Zong-xun,TANG Cheng,et al.Littoral Active Fault Belt of South China and Its Control on Seismic Activity in Taiwan Strait[J].Journal of Tropical Oceanography,2004,23(4):19-24.(in Chinese)

[25]徐輝龍,葉春明,丘學林,等.南海北部濱海斷裂帶的深部地球物理探測及其發震構造研究[J].華南地震,2010,30(增刊1):10-18.

XU Hui-long,YE Chun-ming,QIU Xue-lin,et al.Studies on the Binhai Fault Zone in the Northern South China Sea by the Deep Geophysical Exploration and Its Seismogenic Structure[J].South China Journal of Seismology,2010,30(Supp1):10-18.(in Chinese)

[26]林錦華.長樂—詔安斷裂帶活動特征與繼承性活動[J].華南地震,1999,19(2):57-61.

LIN Jin-hua.The Active Features and Inheriting Activity of Changle—Zhaoan Fault Zone[J].South China Journal of Seismology,1999,19(2):57-61.(in Chinese)

[27]林淑冰,王志鵬,占惠.長樂—詔安斷裂帶垂直形變與斷層活動特征分析[J].大地測量與地球動力學,2009,29(5):43-50.

LIN Shu-bin,WANG Zhi-peng,ZHAN Hui.Analysis of Characters of Vertical Deformation and Fault Movement of Changle—Zhaoan Fault Zone[J].Journal of Geodesy and Geodynamics,2009,29(5):43-50.(in Chinese)

[28]水汀,閻晉英,施華生,等.政和—大埔斷裂帶基本特征及其演化模式[J].火山地質與礦產,1993,14(2):53-62.

SHUI Ting,YAN Jin-ying,SHI Hua-sheng,et al.The Elementary Features and Evolution Models of Zhenghe—Dapu Fault Zone[J].Volcanology & Mineral Resources,1993,14(2):53-62.(in Chinese)

[29]聶童春,朱根靈.政和—大埔深(大)斷裂帶中段地質構造特征及其演化探討[J].福建地質,2004,23(4):186-194.

NIE Dong-chun,ZHU Gen-ling.On the Characteristics and Evolution of Geological Structures in the Intermediate Section of the Zhenghe—Dapu Deep Faulted Zone[J].Geology of Fujian,2004,23(4):186-194.(in Chinese)

[30]劉大任.邵武—河源斷裂帶活動性及分段評價[J].地質力學學報,1997,3(2):54-60.

LIU Da-ren.Segmentation of the Shaowu Heyuan Fault Zone and Their Activity Assessment[J].Journal of Geomechanics,1997,3(2):54-60.(in Chinese)

[31]劉大任.初論邵武—河源斷裂帶的活動性[J].江西地質,2000,14(2):81-87.

LIU Da-ren.On the Activity of the Shaowu—Heyuan Faulted Belt[J].Jiangxi Geology,2000,14(2):81-87.(in Chinese)

[32]Pike R J,Wilson S E.Elevation-relief Ratio,Jypsometric Integral,and Geomorphic Area-altitude Analysis[J].Geological Society of America Bulletin,1971,82:1079-1084.

[33]劉興旺,袁道陽,史志剛,等.六盤山斷裂帶構造活動特征及流域盆地地貌響應[J].地震工程學報,2015,37(1):168-174.

LIU Xing-wang,YUAN Dao-yang,SHI Zhi-gang,et al.Tectonic Activity Characteristics of the Liupanshan Fault Zone and Geomorphologic Response of Drainage Basin[J].China Earthquake Engineering Journal,2015,37(1):168-174.(in Chinese)

[34]Chen Y C,Sung Q,Cheng K.Along-strike Variations of Morphotectonie Features in the Western Foothills of Taiwan:Tectonic Implications Based on Stream-gradient and Hypsometric Analysis[J].Geomorphology,2003,56:109- 137.

[35]Masek J G,Isacks B L,Gubbels T L,et al.Erosion and Tectonics at the Margins of Continental Plateaus[J].Journal of Geophysical Research,1994,99:13941-13956.

[36]Fauur M N,Natal.in.The Geodynamic Evolution of the Eastern Eurasian Margin in Mesozoic Times[J].Tectonophysics,1992,208:397-411.

[37]Za-i yi T,Ping H,Ke-ding X.The Mesozoic-Cenozoic East China Rift System[J].Tectonophysics,1992,208:341-363.

[38]林建平,鄭聲儉.福建廈門地區中、新生代構造應力場研究[J].現代地質,1989,29(2):236-253.

LIN Jian-ping,ZHENG Sheng-jian.A Research on Mesozoic and Cenozoic Tectonic Stress Fields in Xiamen Region,Fujian Province[J].Geoscience,1989,29(2):236-253.(in Chinese)

[39]聞學澤,徐錫偉,龍鋒,等.中國大陸東部中-弱活動斷層潛在地震最大震級評估的震級-頻度關系模型[J].地震地質,2007,29(2):236-253.

WEN Xue-ze,XU Xi-wei,LONG Feng,et al.Frequency-magnitude Relationship Models for Assessment of Maximum Magnitueds of Potential Earthquakes on Moderately and Weakly Active Faults in Eastern China Mainland[J].Seismology and Geology,2007,29(2):236-253.(in Chinese)

[40]周碩愚,吳云,施順英,等.中國大陸東南邊緣?，F時地殼運動與地震動力學綜合研究[J].地殼形變與地震,2001,21(1):1-14.ZHOU Shuo-yu,WU Yun,SHI Shun-ying,et al.Integrated Research on Current Crustal Movement and Earthquake Dynamics in Marginal Sea,Southeast of China Continent[J].Crustal Deformation and Earthquake,2001,21(1):1-14.(in Chinese)

Hypsometric Integral of Drainage Basins in the Coastal Area of Fujian and Associated Neotectonic Significance

ZHANG Jie1,2,WANG Shao-jun1,LIANG Ming-jian3

(1.China University of Geosciences,Wuhan 430074,Hubei,China;2.Nanjing Center,China Geological Survey,Nanjing 210016,Jiangsu,China;3.Earthquake Administration of Sichuan Province,Chengdu 610041,Sichuan,China)

In this paper,the major river system network and drainage basins in the coastal zone of Fujian are extracted based on ASTER GDEM 2 data,and the hypsometric integral (HI)value of the sub-drainage basins is calculated to analyze the response relation between watershed morphology and Neotectonic activities in the area of analysis.Results show the HI value to be distributed in evident bands,where it tends to gradually reduce from the coast to inland in areas divided into Zones Ⅰ,Ⅱ,and Ⅲ,in accordance with features of the NW fracture zone and distributional characteristics of weak earthquakes in this area.In Zone Ⅰ,regions such as Fuzhou and Fu'an have a low HI value because they are costal basins characterized by basinal deposits and partial tectonic descents.The western boundary of Zone Ⅱ is represented by the line of Pucheng-Jianyang-Mingxi-Liancheng,indicating that Zone Ⅱ is basically situated between the Zhenghe—Dapu fault zone on the east side and the Shaowu-Heyuan fault zone on the west side.Observations of vertical modern crust deformation indicate an obvious differential uplift on both sides of the Zhenghe—Dapu fault zone,with a higher uplifting amplitude in the east than the west,which is a reflected by a remarkably higher HI value in Zone Ⅰ than in Zone Ⅱ; this is obviously higher in the transitional landform zone towards the inland than in Zone Ⅲ.Zone Ⅲ is mainly situated in the area west of the Pucheng—Jianyang—Mingxi—Liancheng line,where the HI value has a well-marked low-value anomaly,which may reflect relatively weak tectonic movement in the region and a relatively light influence from coastal tectonic deformation as it is situated far from the coastal zone.The distribution of HI values basically coincides with activity attributes of major NE fault zones in this region,which may be caused by the gradually weakening influence of dynamic antennas on Taiwan Island towards the inland area.In addition,the conflict between expansion of the open rift valley in the South China Sea Basin and the eastward diving process of the Pacific Plate is also fully reflected in the watershed morphology of the coastal zone of Fujian.

hypsometric integral; Neotectonic activity; coastal area of Fujian

2015-07-06

中國地質調查局“海西經濟區遙感地質綜合調查”項目(12120114074701)

張潔(1980-),女,碩士,在讀博士,高級工程師,從事遙感地質調查與研究工作。E-mail：zhangjienjcenter@163.com。通信作者：王少軍(1965-),女,博士,副教授,主要從事遙感與地理信息系統的教學與科研工作。E-mail:3slab@cug.edu.cn。

TU47

A

1000-0844(2016)04-0638-09

10.3969/j.issn.1000-0844.2016.04.0638