火星表面雅丹地貌地质特征及古环境意义

1、火星表面雅丹地貌地质特征及古环境意义雅丹地貌为典型的风蚀地貌, 在地表大部分沙漠中均有被发现。随着人类探索脚步不断的拓展 , 在金星、火星、土卫六一些地外天体上也发现了雅丹地貌,特别是在火星赤道区域的梅杜莎沟槽组（MedusaeFossae Formation,MFF ）西部的艾奥利斯 - 泽非瑞亚（ Aeolis-ZephyriaPlanum,AZP）地区 , 雅丹地貌类型丰富。基于有限的数据 , 前人对该区域内雅丹地貌的类型和分布进行了调研, 并对其形成过程进行了探讨。随着高分辨率影像覆盖率的增加, 新的类型雅丹不断被报道 , 原有的雅丹分类方法不再适用, 其演化模型也仅能解释个别类型的雅

2、丹的形成 , 而对不同类型雅丹间演化过程缺少相关研究。而与地球的对比研究可以很好的帮助我们解决这一问题, 同时类比研究还可以帮助我们了解雅丹的形成环境。作为我国最大的雅丹地貌分布区, 柴达木盆地内部发育了诸多类火星雅丹地貌, 是一个不可多得的天然类比研究基地。本文利用多源遥感数据 , 针对柴达木盆地和火星表面AZP地区的雅丹地貌开展了详细的调研 , 对比研究了二者在形貌学、 形成演化规律方面的异同, 并据此揭示了火星 AZP区域的古气候环境。根据雅丹的形貌特征和分布区域, 本文将盆地内雅丹分成 11 种类型 , 并归纳为 4 个组合 , 分别为 : 方山组合（ M组合）、长垄组合（ L 组合）

3、、锯齿组合（ S 组合）、鲸背组合（ W组合）。雅丹主要分布在盆地西北部和中部（偏东）地区。柴达木盆地M组合和 W组合雅丹的平均长宽比值约为3:1, 而 L 组合雅丹长宽比值多大于5:1 。盆地内雅丹体的高度普遍不大, 多在 20 m以下 , 集中在 4-7 m, 因地区和类型不同表现明显的差异性。柴达木盆地雅丹的走向在区域上有差异。在盆地西北部 , 雅丹的主要走向在NW到 NNE之间 , 而在中东部雅丹的走向则近乎 W-E。盆地内雅丹地貌的演化可分为胚胎期、青年期、成熟期和退化期四个阶段 , 并且该演化过程存在多次循环可能性, 在某一阶段还存在被中断的可能性,如遇到抗风化能力比较强的地层或者

4、发育环境的转变（如气候突变、 构造活动或沉积物充填） , 雅丹的演化会被中断。火星 AZP地区雅丹地貌覆盖面积为3.67 105km2,主要分布在 Aeolis 高地、Zephyria 高地及 AZP中央盆地内部。本文在研究区内共识别出11 种类型雅丹 , 同样其归为四个组合 , 分别为方山组合M组合）、长垄组合（ L 组合）、锯齿组合（ S 组合）、鲸背组合（ W组合）。根据雅丹发育的位置和形貌特点 , 本研究将各种类型雅丹划分为不同亚类 ,并绘制成图。区域内W组合雅丹的长宽比约为3:1, 超过 98%的长宽比小于 5:1.而 L 组合雅丹的长宽比超过81%的大于 5:1 。雅丹高度多在 1

5、00 m以下 , 占到统计总数的72.5%。在 Aeolis高地和 AZP中央盆地内 , 雅丹的走向多为NW-SE,在靠近南部高地部分雅丹的取向为S-N 向。而在 Zephyria 高地区域 , 雅丹的取向则较为复杂 , 主要取向为近 S-N 向, 近W-E向,NE-SW向和 SE-NW方向的雅丹。利用撞击坑统计方法,AZP 区域内撞击坑溅射毯的定年结果显示 , 其改造年龄集中在490-630 Ma, 均属于晚亚马逊世。表明自亚马逊晚期开始撞击坑不再被抹去, 意味着 AZP区域的风蚀速率出现明显的下降。被 MFF物质覆盖了部分溅射毯的撞击坑的统计获得较老的原始年龄,为 3.48 Ga, 属于早西方世 , 表明 MFF物质在西方纪早期就已经开始堆积 , 其雅丹也应该在西方纪之后开始形成。覆盖了 W-H型雅丹的撞击坑溅射毯定年结果表示 AZP中央盆地中的 W-H型雅丹可能形成在 520-50+50 Ma之前。通过以上对比研究 ,我们认为火星 MFF雅丹与柴达木盆地雅丹形貌上具有一定的相似性, 二者都经历了多阶段的演化过程