火星表面雅丹地貌地質(zhì)特征及古環(huán)境意義

1、火星表面雅丹地貌地質(zhì)特征及古環(huán)境意義雅丹地貌為典型的風(fēng)蝕地貌, 在地表大部分沙漠中均有被發(fā)現(xiàn)。隨著人類探索腳步不斷的拓展 , 在金星、火星、土衛(wèi)六一些地外天體上也發(fā)現(xiàn)了雅丹地貌,特別是在火星赤道區(qū)域的梅杜莎溝槽組（MedusaeFossae Formation,MFF ）西部的艾奧利斯 - 澤非瑞亞（ Aeolis-ZephyriaPlanum,AZP）地區(qū) , 雅丹地貌類型豐富?；谟邢薜臄?shù)據(jù) , 前人對(duì)該區(qū)域內(nèi)雅丹地貌的類型和分布進(jìn)行了調(diào)研, 并對(duì)其形成過程進(jìn)行了探討。隨著高分辨率影像覆蓋率的增加, 新的類型雅丹不斷被報(bào)道 , 原有的雅丹分類方法不再適用, 其演化模型也僅能解釋個(gè)別類型的雅

2、丹的形成 , 而對(duì)不同類型雅丹間演化過程缺少相關(guān)研究。而與地球的對(duì)比研究可以很好的幫助我們解決這一問題, 同時(shí)類比研究還可以幫助我們了解雅丹的形成環(huán)境。作為我國最大的雅丹地貌分布區(qū), 柴達(dá)木盆地內(nèi)部發(fā)育了諸多類火星雅丹地貌, 是一個(gè)不可多得的天然類比研究基地。本文利用多源遙感數(shù)據(jù) , 針對(duì)柴達(dá)木盆地和火星表面AZP地區(qū)的雅丹地貌開展了詳細(xì)的調(diào)研 , 對(duì)比研究了二者在形貌學(xué)、 形成演化規(guī)律方面的異同, 并據(jù)此揭示了火星 AZP區(qū)域的古氣候環(huán)境。根據(jù)雅丹的形貌特征和分布區(qū)域, 本文將盆地內(nèi)雅丹分成 11 種類型 , 并歸納為 4 個(gè)組合 , 分別為 : 方山組合（ M組合）、長壟組合（ L 組合）

3、、鋸齒組合（ S 組合）、鯨背組合（ W組合）。雅丹主要分布在盆地西北部和中部（偏東）地區(qū)。柴達(dá)木盆地M組合和 W組合雅丹的平均長寬比值約為3:1, 而 L 組合雅丹長寬比值多大于5:1 。盆地內(nèi)雅丹體的高度普遍不大, 多在 20 m以下 , 集中在 4-7 m, 因地區(qū)和類型不同表現(xiàn)明顯的差異性。柴達(dá)木盆地雅丹的走向在區(qū)域上有差異。在盆地西北部 , 雅丹的主要走向在NW到 NNE之間 , 而在中東部雅丹的走向則近乎 W-E。盆地內(nèi)雅丹地貌的演化可分為胚胎期、青年期、成熟期和退化期四個(gè)階段 , 并且該演化過程存在多次循環(huán)可能性, 在某一階段還存在被中斷的可能性,如遇到抗風(fēng)化能力比較強(qiáng)的地層或者

4、發(fā)育環(huán)境的轉(zhuǎn)變（如氣候突變、 構(gòu)造活動(dòng)或沉積物充填） , 雅丹的演化會(huì)被中斷?；鹦?AZP地區(qū)雅丹地貌覆蓋面積為3.67 105km2,主要分布在 Aeolis 高地、Zephyria 高地及 AZP中央盆地內(nèi)部。本文在研究區(qū)內(nèi)共識(shí)別出11 種類型雅丹 , 同樣其歸為四個(gè)組合 , 分別為方山組合M組合）、長壟組合（ L 組合）、鋸齒組合（ S 組合）、鯨背組合（ W組合）。根據(jù)雅丹發(fā)育的位置和形貌特點(diǎn) , 本研究將各種類型雅丹劃分為不同亞類 ,并繪制成圖。區(qū)域內(nèi)W組合雅丹的長寬比約為3:1, 超過 98%的長寬比小于 5:1.而 L 組合雅丹的長寬比超過81%的大于 5:1 。雅丹高度多在 1

5、00 m以下 , 占到統(tǒng)計(jì)總數(shù)的72.5%。在 Aeolis高地和 AZP中央盆地內(nèi) , 雅丹的走向多為NW-SE,在靠近南部高地部分雅丹的取向?yàn)镾-N 向。而在 Zephyria 高地區(qū)域 , 雅丹的取向則較為復(fù)雜 , 主要取向?yàn)榻?S-N 向, 近W-E向,NE-SW向和 SE-NW方向的雅丹。利用撞擊坑統(tǒng)計(jì)方法,AZP 區(qū)域內(nèi)撞擊坑濺射毯的定年結(jié)果顯示 , 其改造年齡集中在490-630 Ma, 均屬于晚亞馬遜世。表明自亞馬遜晚期開始撞擊坑不再被抹去, 意味著 AZP區(qū)域的風(fēng)蝕速率出現(xiàn)明顯的下降。被 MFF物質(zhì)覆蓋了部分濺射毯的撞擊坑的統(tǒng)計(jì)獲得較老的原始年齡,為 3.48 Ga, 屬于早西方世 , 表明 MFF物質(zhì)在西方紀(jì)早期就已經(jīng)開始堆積 , 其雅丹也應(yīng)該在西方紀(jì)之后開始形成。覆蓋了 W-H型雅丹的撞擊坑濺射毯定年結(jié)果表示 AZP中央盆地中的 W-H型雅丹可能形成在 520-50+50 Ma之前。通過以上對(duì)比研究 ,我們認(rèn)為火星 MFF雅丹與柴達(dá)木盆地雅丹形貌上具有一定的相似性, 二者都經(jīng)歷了多階段的演化過程