频谱分析法在反演造山带地形高差演化中的应用——以中国大别山、米仓山和美国内华达山脉为例

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• 责任者：苏哲^c中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室^d1981^e博士研究生 ; 刘静^c中国科学院青藏高原研究所大陆碰撞与隆升国家重点实验室 ; 张鲁新^c中国科学院地质与地球物理研究所地球深部研究国家重点实验室 ; 王二七
• 刊名：地质科学
• 出版年：2011
• 卷期：46^b3
• 关键词：地形 ; 造山带 ; 频谱分析11^a大别山12^a美国20^a构造地貌 ; 反演问题 ; 傅里叶分析31^a米仓山32^a内华达
• 页码：743～762
• 索书号：P206/208-4
• 图表：^c参47插图
• 分类号：1300,2100
• 文摘期号：2012/03

摘要

近年来迅速发展的低温热年代学已极大改善了人们对地壳内(1～6 km)隆升和剥蚀过程的认识。然而在实际工作中，样品的采集除了受到气候、地理环境等恶劣条件的制约以外，在对低温热年代学数据进行解释或以此计算造山带的隆升剥露速率时，使用的一些有关近地表热结构的假定条件通常是不科学的，如将易受地表起伏影响的地热等温线形态考虑成水平分布，往往造成数据解释的误导性。该文引入了Braun(2002b)的一种在信号学中常用的方法，利用快速傅立叶变换(FFT)和分形几何学的思想，把样品的高程(h)和对应年龄(a)分别作为输入和输出信号，将高程和年龄所代表的时频域信号转换为地形空间波数域信号，从而得到造山带在后造山作用阶段的地形演化情况。这种方法综合考虑了地表的地形起伏对等温线形态的影响。作者将该方法成功应用于中国的大别山、米仓山地区和美国的内华达山脉，估算出大别山核部地区35 Ma以来地形高差缩小了40％～50％(β≈-0.45)，其边部地区50 Ma以来地形起伏降低了约70％(β≈-0.33)；米仓山—汉南地区90 Ma以来地形起伏变化不大，隆升与剥蚀量基本相抵(β≈-1)；美国内华达山脉65 Ma以来地形起伏缩小了近1/2(β≈-0.4)。