基于遥感影像解译九江地区断裂构造
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*基金项目:本文受基金项目资助:江西省数字国土重点实验室开放基金项目(DLLJ201714)和国家自然科学基金资助项目(No.41402028,41572185)。
基于遥感影像解译九江地区断裂构造
田素素1,黎广荣1,2,郭福生1,郭超
1
,王超1,张运涛3,刘
鑫1
(1.东华理工大学/放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西南昌330013;2.南京大学/内生金属矿床成矿机
制研究国家重点实验室,江苏南京210093;3.江西省核工业地质局261大队,江西鹰潭335000)
摘
要:江西九江地区经济发展良好,该区建有核电站、风力发电等国家重点工程项目,然而构造位置特殊,断裂构造
发育,本文利用Landsat8和Google Earth 的遥感影像以及活动断裂解译标志,识别主要活动断裂。研究表明:影响该区地质构造运动的主要活动断裂带有6组,呈北东向与北西向共轭分布。关键词:江西九江;活动断裂;遥感解译中图分类号:P23
1概述
江西九江地区位于多个构造板块的拼接部位,
由于地理位置的特殊性,导致该区构造运动较频繁,活动断裂较多,地震和热泉较为发育。研究区的经济发展良好,规划和建设有许多国家重大工程项目,例如核电站、风力发电等,在2005年11月26日08:49,江西省九江市曾发生5.7级地震,共造成12人遇难,8000余人不同程度
受伤,倒塌房屋1.8万间,损坏房屋15万多间。因此,分析了解该地区的主要活动断裂的活动性特征具有重要的意义。由于第四系厚度大,建筑、城市绿化等人类活动导致地表改造严重,断裂的活动迹象不明显,利用常规地质方法难以判别。但是遥感信息技术不仅能从宏观上展现活动断裂的影像全貌,更能直观地揭示断裂活动的影像信息,遥感技术相较于常规的地质手段具有明显优势[1]。
早在上个世纪,遥感信息技术就广泛应用于地
质行业中,囊括矿产勘查[2-3]和地质灾害监察[4-5]等各个方面,以及在城市等地表调查困难地区对断裂构造的研究中使用遥感影像[6-7],对影像中活动断裂的特征地貌等断裂信息进行提取和分析[8],并且进一步研究信息提取的方法和技术[9-10]。遥感影像的动态观测可为活动断裂的研究提供必要、适时的信息,因此,适用于对已知或未知活动断裂进行普查
和控制定位[11]。将一般的地质研究方法与遥感信息
技术相结合,互相进行信息补充,使得断裂构造的研究更为具体,遥感技术在活动断裂的研究中具有明显的优势。本文采用Landsat8
OLI 以及Google
Erath 的影像数据,识别和提取九江地区活动断裂的
主要遥感解译标志,解译主要活动断裂。
2九江地区地质概况
江西九江地区位于扬子准地台、华南褶皱带和
秦岭—大别山造山带的拼接部位,特殊构造格局导致该区地质构造以及地形地貌条件比较复杂[12-15]。新
构造运动以来,九江地区主要以断裂—断块差异升降为特色,西部的幕阜山—九岭山隆起以隆升运动为主,两侧断陷盆地发育,西与江汉—洞庭湖断陷盆地、东与鄱阳湖—安庆断坳盆地遥相对应,形成隆凹相间的地貌构造格局,断陷盆地的北东—北北东向边界断裂控制了现今的地震活动,南部鄱阳湖地区为典型的沉降区,并且至今仍处于沉降状态,位于鄱阳湖地区北段的庐山为典型的断块山[16-18]。西部多为海拔300~500m 的褶皱带,东部过渡为平原
区,海拔多在80m 以下,北部依次发育有长江冲积平原和皖南山区,南部毗邻鄱阳湖平原[19]。断裂构造较多,广泛分布于研究区及周边地区(如图1所示)。
研究区各个时期的地层较为齐全(如图1所示)。中元古代早期,九江地区经历了早期沉降和晚
第35卷
第2期
2019年1月
Vol.35
扫地机原理No.2
Jan.2019
甘肃科技
Gansu Science and Technology
第2期
期褶皱回返;晋宁运动时期褶皱上升成山,之后进入地台发展阶段;震旦纪—志留纪期间地质活动较少,以断块隆起和坳陷为主;中三叠世末期,印支运动强烈作用,褶皱显著形变,断裂较为发育,是江西九江地区重要的一次地质事件;燕山运动的多次强烈作用导致断块继续上隆,并伴随断裂的改造及盆地发育;新构造运动的多次作用,奠定了现今构造-地貌格局[19]。建党大业演员表
前人的研究多认为九江地区是北东-北北东向与北西向断裂在空间上彼此组合交切,从而影响该区构造活动[15],主要是北东向的郯庐断裂带庐江—广济段与北西向的襄樊—广济断裂带[20],但是九江地区西部的北东向武宁—瑞昌断裂带、南部北北东向九江—靖安断裂带和东部的北东向皖江断裂带也对九江地区的构造体系有明显影响。
3江地区活动断裂主要遥感标志活动断裂的差异活动会在地表留下明显的地质—地貌活动证据,形成各种构造地貌形态以及控制两侧地貌差异,并且断裂活动的时代愈新,活动性愈强,那么其地质—地貌活动证据保存的也愈完整[21]。因此,活动断裂的遥感影像不仅能够表现出其构造形态,而且能反映出断裂活动性等特征。利用遥感影像研究活动断裂一般是通过地质—地貌证据来识别和建立遥感影像标志,从而达到目视解译活动断裂的目的。根据前人对活
动断裂的遥感影像标志的统计分析,发现在遥感图像上主要表现在色彩差异、特征地貌以及水系错断等方面,总共归为3类,分别为线性标志、垂直错动标志和水平错动标志[22-25]。
九江地区由于周边的湖泊、盆地等较为发育,与活动断裂在地貌上反差明显,所以在遥感图像上的线状特征清晰,两侧的色彩差异较大,没有过渡,对比强烈,并且线性影像越明显、两侧色调反差越大,活动强度也越大。活动断裂周围发育一系列特征地貌,例如线性展布的盆山边界和沟谷槽地、断层三角面、水系的同步转折等(见表1)。
表1九江地区主要活动断裂遥感解译标志
图1江西九江地区地质简图襄樊-广济断裂庐江-广济断裂武宁—瑞昌断裂九江—靖安断裂皖江断裂
东至断裂
田素素等:基于遥感影像解译九江地区断裂构造
F1
万里长城介绍
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初中代数
甘肃科技第34卷
4遥感图像断裂信息提取面积矩计算公式
根据遥感影像标志目视解译九江地区遥感图
像(如图2所示),发现研究区内断裂构造较为发育,大小不一。控制九江地区地质构造格局主要的活动断裂带有6组,分别是庐江—广济断裂带(F1)、襄樊—广济断裂带(F2)、武宁—瑞昌
断裂带(F3)、九江—靖安断裂带(F4)、皖江断裂带(F5)和东至断裂带(F6)。
王东博庐江—广济断裂带属于郯庐断裂的南段末端,由两条接近于平行的主干断裂构成,全长约130km ,走向北东40°~50°,分布在长江北部,自安徽庐江县到湖北武穴市。断裂的线性特征明显,隆起区与沉降区的明暗反差强烈,地貌分界线突出,发育一系列特征地貌,如断块山、断层三角面、断塞塘和构造湖泊等,并呈串珠状沿断裂北东向线状分布,断裂两侧的湖泊表现出轻微的右行偏转。襄樊—广济断裂带是扬子地台与秦岭-大别褶
皱带的构造界线[26]。断裂西起襄樊,向北延伸至湖北
广济,沿长江东南方向穿过鄱阳湖、余干等地区。研究区内主干断裂全长约100km ,走向北西30°~40°。断裂周边城市遍布,人类活动痕迹较多,影响该区的构造地貌形成及保存,但可以看出整体的线性特征,盆山边界也以线状展布,并且可见线性槽地、断块山、断层三角面,以及沿断层崖和槽地线状分布的构造湖泊,两侧的河流呈现“L ”型。
武宁—瑞昌断裂带沿盆地边缘发育,研究区内
主干断裂全长约50km ,走向北东30°~40°。断裂周边褶皱较为发育,岩层被切割错断,导致与
周围地层产生色差。线性特征比较清楚,盆山分界与沟谷沿断裂线状展布。在微观的特征地貌上,断层三角面也呈现线状。该断裂与襄樊—广济断裂带相交于瑞昌盆地的东北部。
九江—靖安断裂带位于武宁—瑞昌断裂的东侧,全长约150km ,整体走向北东20°~35°。该断裂线性特征明显,北部的庐山为典型的断块山,隆起区与断陷区高差较大,界限清晰,可见断层三角面线状分布;中段人类活动频繁,第四纪沉积物发育,构造地貌多被覆盖;南段线性沟谷与槽地发育,断裂沿其北东向发育,将北西向襄樊—广济断裂截切。
皖江断裂带由两条主干断裂构成,沿长江北东向展布,控制周边河谷发育,全长约150km ,走向北东40°~50°。断裂的线性特征在图像上表现的比较明显,因而在地貌上的差异性也很显著,隆起区与断陷区界限清晰,冲—洪积扇线状排布,断裂沿线发育线性隆起、断块山、断层三角面、串珠状湖泊,还存在断陷沼泽和谷地等构造地貌,在影像上形成色调异常带。
东至断裂带位于皖江断裂南部,鄱阳湖东部隆起区,沿线东至盆地发育,全长约100km ,走向北东
20°~35°。断裂线状特征显著,盆山边界与冲—洪积扇呈线状分布,轻微的冲沟错动,发育断块山、断层三角面、线性沟谷等微观断裂构造地貌。
5结论
根据遥感影像解译结果,影响九江地区地质构
造运动的主要活动断裂带有6组,分别为北东向庐江—广济断裂带、北西向襄樊—广济断裂带、北东向武宁—瑞昌断裂带、北东向九江—靖安断裂带、北东向皖江断裂带和北东向东至断裂带,北东向断裂与北西向断裂相交并汇于九江地区。参考文献院
