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受印度板块与欧亚板块碰撞的远程挤压效应,天山于晚新生代以来发生构造复活,在其北部前陆盆地区形成了三排近东西向展布的逆断层-褶皱带。独山子背斜位于第三排逆断层-褶皱带的最西端,现今仍在不断活动中。定量限定独山子背斜的生长扩展过程对于了解造山带前陆的时空演化、理解褶皱的生长机制、构造地貌发育过程和区域地震危险性评价等方面有重要意义。对背斜构造活动性进行评价的主要方法包括地质方法和地貌方法。地质方法包括使用盈余面积法计算背斜缩短抬升速率,利用断层相关褶皱定量几何模型结合地震剖面和沉积地层的时代计算背斜活动速率等。该方法可以限定单点或剖面上的绝对地质速率,但计算结果缺乏空间覆盖能力。地貌方法使用面积高度积分、起伏度、陡峭指数和χ值等方法提取对应的定量参数,对区域的构造地貌特征进行评价。该方法计算结果的空间覆盖性好,但很难直接通过地貌参数得到绝对地质速率大小。使用地质和地貌相结合的方法可以使两者优势互补,对构造活动性进行高精度、广覆盖的评价。目前对独山子背斜的地质研究缺乏背斜晚更新世以来的活动速率变化过程的评价,并缺乏对背斜抬升速率和轴向生长速率的全面评价。针对此问题,本文首先以位于背斜西倾伏端的古河道阶地为研究对象,进行了无人机航拍、变形量分析和阶地年龄测定等工作,计算得到了背斜西部的缩短抬升速率和背斜向西的轴向生长速率。然后对背斜中部和东部的河流阶地及冲积扇面的年龄和变形量进行统计,计算得到了背斜中部和东部的抬升速率。最后结合前人对独山子背斜活动速率的研究结果,对独山子背斜中、东和西部不同时间尺度上的缩短、抬升和轴向生长速率进行了较为全面的覆盖。目前对独山子背斜的地貌研究缺乏背斜区域地貌参数的评价。针对此问题,本文基于ALOS-12.5m地形数据对独山子背斜HI指数、ksn、起伏度和χ值进行计算和插值,获得各参数的空间分布图。结合地质速率和地貌参数计算结果,本文对独山子背斜构造地貌特征进行了以下讨论:(1)背斜活动速率的空间分布:把地貌参数的空间分布和典型位置的绝对地质速率进行对比分析,对独山子背斜活动速率的空间分布进行精确限定。(2)背斜构造地貌的演化时序:把背斜抬升时间不同的区域的地貌特征和背斜不同时间尺度的活动速率进行对比,探究背斜活动速率的变化过程及其地貌响应。(3)独山子背斜演化模型的构建:综合背斜活动速率和地貌参数时空分布的研究结果,构建独山子背斜构造地貌时空演化模型。研究结果表明,独山子背斜西倾伏端古河道T3、T2和T1阶地的形成年龄分别为83.7-4.5+4.4ka、55.6-3.2+4.4ka和28.4-1.6+2.4ka。结合阶地的变形量得到三级阶地形成以来分别0.63±0.03mm/a、0.84±0.06mm/a和0.92±0.06 mm/a的缩短速率和0.67±0.03mm/a、0.87±0.06mm/a和1.01±0.07 mm/a的抬升速率。使用古河道阶地的空间展布和年龄得到了背斜向西12.9±0.5mm/a的轴向生长速率。对奎屯河和背斜东部冲积扇面的年龄和变形量进行了计算和统计,得到了背斜中部7.5-10ka以来1.89±0.27mm/a的抬升速率和背斜东部30ka以来1.43 mm/a的抬升速率。将ksn的空间分布使用背斜典型位置的抬升速率进行标定,得到了独山子背斜抬升速率的空间分布。结果表明从背斜倾伏端到背斜核部,抬升速率总体呈线性增加趋势。背斜西倾伏端区域抬升速率总体≤1 mm/a,向东速率逐渐增加,至奎屯河区域抬升速率增至2 mm/a左右。奎屯河东岸代表背斜核部区域的范围内,抬升速率达到背斜抬升速率的峰值(>2 mm/a)。由核部继续向东抬升速率逐渐下降,至背斜东部冲积扇面区域速率降至约1.43 mm/a。继续向东至背斜东边界抬升速率逐渐降为零。将背斜轴向生长导致的背斜轴向不同区域抬升时间的差异,和这些区域不同的地貌参数特征进行对照,得到了背斜生长过程中ksn、HI指数和起伏度的演化过程。结果表明独山子背斜演化过程中HI指数整体呈下降趋势,对应地貌演化阶段的向后发展。ksn整体呈上升趋势,对应了独山子背斜演化过程中缩短抬升的加速过程。起伏度整体呈先增后减趋势,体现了背斜演化过程中地表形态呈现由河流逐渐深切向后期深切地势逐渐消减的连续变化。结合背斜的三维生长速率、分水岭的移动方向和地貌参数的演化时序,构建了独山子背斜构造地貌时空演化模型。对独山子背斜χ值的计算结果表明,侵蚀作用首先使背斜核部形成谷地,并形成了沿谷地边缘分布的环状分水岭。随着背斜的不断演化,分水岭呈现由核部向外侧迁移的趋势。在此过程中ksn数值整体呈现核部高、外侧低的特征,随着背斜的生长ksn高值区范围由核部逐渐扩大。HI指数数值整体表现为核部低、外侧高的特征,随着背斜的生长HI指数低值区范围由核部逐渐扩大。起伏度数值整体表现为背斜边界和核部中心低、中部高的特征,随着背斜的生长中部的峰值区域逐渐向背斜边界处移动。