潘蔚，毛玉仙，余長發(fā)

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，遙感信息與圖像分析技術(shù)國家級重點實驗室，北京100029）

華東南地區(qū)是指東經(jīng)110°～120°、北緯24°～30°之間地區(qū)，是我國熱液鈾礦主產(chǎn)區(qū)，包括湖南、江西、福建大部和浙江、廣東、廣西部分地區(qū)。該區(qū)經(jīng)歷了漫長而復(fù)雜的地質(zhì)演化過程［1］，構(gòu)造-巖漿活動強烈。華東南地區(qū)鈾礦斷裂構(gòu)造控制作用明顯，北東、北北東向斷裂控制成礦帶分布，他們與近南北向、北西、北西西斷裂交匯部位還決定了礦床與礦體的定位［2-6］。已有研究表明，北西-北西西向構(gòu)造以褶皺為主、斷裂為輔。揚子地塊內(nèi)的區(qū)域性斷裂有的形成于加里東期，也有印支-燕山期；華夏地塊內(nèi)的北西-北西西向斷裂主要是中小型，是近代地質(zhì)時期強烈活動的斷裂，與地震和火山活動關(guān)系密切［7-11］。筆者研究發(fā)現(xiàn)，華東南地區(qū)存在大型北西西向斷裂，這些斷裂對地表巖石溫度和鈾礦田的空間定位具有明顯的控制作用［12］，但其深部特征仍不清楚，為此，利用地球物理資料開展了相關(guān)研究。

1 遙感構(gòu)造解譯

1.1 建立地學(xué)信息數(shù)據(jù)庫

為了保證不同地學(xué)信息均有準確的空間關(guān)系，需將本次研究中帶有空間特征的信息存儲在一個地理信息數(shù)據(jù)庫中。由于研究區(qū)處于東經(jīng) 110°～120°、 北緯 24°～30°之間，遙感解譯采用ETM圖像，因此以ETM圖像的空間屬性為準，所有文件采用橫切墨卡托方法，投影和配準到WGS 1984坐標系的第50號帶上，并分別建立地質(zhì)、遙感和地球物理資料數(shù)據(jù)組，為每一個矢量文件建立屬性表。本文中，構(gòu)造解譯屬性表包括構(gòu)造走向、級別、線性顯示度、線性連續(xù)型、解譯標志、解譯比例、構(gòu)造類型、力學(xué)性質(zhì)、形成期次等。

1.2 斷裂的遙感解譯

斷裂是巖層（石）遭受應(yīng)力作用而發(fā)生形變并破裂，斷裂形成后不僅本身留下行跡，而且形成過程中會造成兩側(cè)巖層的一系列變化。這些行跡和變化，在遙感圖像上，可以表現(xiàn)為不同程度的線性特征、紋理界線和色調(diào)邊界。中小型的斷裂，由于其行跡和造成的變化與人眼正常觀察尺度相當(dāng)，因此比較容易識別，深大斷裂則有所不同，常常不是以直接錯斷巖層 （體）為主，而是控制巖層（體）的分布。因此，在遙感圖像上線性特征不如中小型斷裂直觀顯著，中生代以前斷裂由于中新生代地質(zhì)作用的改造，構(gòu)造形跡更加難以辨認。因此，深大斷裂的解譯需要采取綜合分析的方法。

在整個華東南地區(qū)的ETM遙感圖像上，可以發(fā)現(xiàn)不同色調(diào)和紋理的圖像斑塊，這些圖斑代表不同巖石、構(gòu)造和地貌單元，通過識別這些邊界的線性特征，分析兩側(cè)單元的紋理色調(diào)變化代表的地質(zhì)意義，就可以推斷單元界線的構(gòu)造特征和類型（圖1，表1）。

這些界線或邊界，可以根據(jù)線性的清晰程度和連續(xù)性，結(jié)合兩側(cè)的紋理和色調(diào)變化，做如下分類（表1）。

圖1 華東南地區(qū)ETM（752）合成影像與鈾礦田分布Fig.1 ETM image and uranium ore-fields in Southeast China

表1 華東南地區(qū)不同類型解譯斷裂標志與特征Table 1 Type and sign of remote sensing geological interpretation fault in Southeast China

華東南區(qū)域性斷裂的遙感解譯是將鑲嵌好的ETM圖像置于同一計算機屏幕視域內(nèi)，對圖像在色調(diào)和紋理上進行總體審視、分析和對比，劃分不同色調(diào)、紋理區(qū)塊，然后對塊體邊界存在的線性特征進行追索跟蹤，直至與第3塊體明顯相交為止，初步勾畫出研究區(qū)的區(qū)域構(gòu)造。之后，將圖像放大1倍，利用圖像細節(jié)對線性構(gòu)造的形跡進行修改和補充，形成遙感解譯區(qū)域斷裂。需要注意的是，大尺度解譯得到的區(qū)域斷裂，在小尺度下不一定會對應(yīng)一條特別明顯的線性或斷裂，而可能是一組線性影像或斷裂、地層、巖體甚至是盆地的大致邊界。

2 遙感解譯區(qū)域斷裂與已知斷裂的關(guān)系

對華東南地區(qū)遙感構(gòu)造解譯，解譯出21條區(qū)域線性構(gòu)造和兩個大型環(huán)形構(gòu)造，根據(jù)解譯特征和標志分為顯性（出露地表）和隱性（隱伏和推測）兩個層次。

為了分析遙感解譯線性構(gòu)造的斷裂屬性，利用1：500 000地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫和全國區(qū)域性斷裂分布圖［1］對解譯斷裂進行了初步驗證（圖2）。對比發(fā)現(xiàn)遙感解譯構(gòu)造與已知斷裂存在3種關(guān)系。第1類構(gòu)造與已知區(qū)域斷裂基本吻合，可以判定為斷裂：包括宜山-全南、撫州-福州、連城-泉州 （上杭-云霄）、撫州-遂川-宜章、光澤-武平、麗水-蓮花、長壽街-雙牌和贛江斷裂等。第2類構(gòu)造可以用1：500 000地質(zhì)圖上的不同名稱斷裂連接形成，包括東鄉(xiāng)-桐廬、鷹潭-南豐-河源、醴陵-宜章、寧化-南雄和通道-溆浦-石門斷裂；第3類構(gòu)造則是地質(zhì)圖找不到對應(yīng)斷裂的構(gòu)造，共有3條。這3條構(gòu)造對地表巖石形成溫度均有明顯的控制作用，斷裂屬性明顯，分別是近東西向的醴陵-龍泉、北西西向的通道-龍川和永福-佛崗斷裂。進一步研究還發(fā)現(xiàn)，區(qū)域性北西西、近東西向斷裂與區(qū)域性北東、北北東向斷裂的交匯復(fù)合部位，控制了大灣、下莊、鹿井、長江、城口、百順、白面石、仁差、相山、盛源和大洲等我國華東南地區(qū)主要鈾礦田的產(chǎn)出位置［13］。

3 遙感解譯北西西向區(qū)域斷裂的地球物理特征

3.1 重磁異常與深大斷裂

圖2 遙感解譯區(qū)域斷裂與1：500 000地質(zhì)圖區(qū)域斷裂分布關(guān)系Fig.2 Spatial relation of regional faults of RSgeological interpretation and those in geology map

一般認為，布格重力異常主要由地殼厚度 （莫霍面深度變化）、地殼內(nèi)各層 （玄武巖層、花崗巖層、沉積巖層）物質(zhì)密度和與上地幔密度的橫向不均勻等深部因素引起，在此背景上疊加的地殼上部地質(zhì)構(gòu)造會強化異常［13］。深大斷裂會造成地殼厚度變化，并產(chǎn)生特定形態(tài)和強度的異常。與重力異常類似，磁異常是由于組成地殼物質(zhì)的磁激化率的差異造成的，是地殼中磁性體的埋深和強度綜合反映［14］。大范圍的磁異?？梢郧宄姆从车貧ど畈拷Y(jié)晶基底或磁性特征顯著的巖石露頭。深大斷裂可以改變結(jié)晶基底的分布特征，并形成特定形態(tài)的異常組合。因此利用特定形態(tài)的磁異常組合可以用來推斷深大斷裂。深大斷裂造成的重磁異常形態(tài)主要有：走向明顯的線性梯級帶、狹長的帶狀異?；蚓€性異常、串珠狀異常、線性異常帶的水平錯位或平移、異常等值線的同步扭曲、重力場和航磁場發(fā)生明顯變化的分界線，重力高與重力低或航磁高與航磁低之間的線性過渡帶等［15-16］。

3.2 遙感解譯北西西深大斷裂的重力異常特征

利用從全國地質(zhì)資料館收集的1：20布格重力數(shù)據(jù)庫，編制完成了在華南東南地區(qū)的重力異常圖。只有東南沿海局部出現(xiàn)明顯的正異常，其他絕大多數(shù)地區(qū)均為負異常，正負異常的界線與麗水-蓮花斷裂相當(dāng)。遙感解譯發(fā)現(xiàn)的3條北西西向斷裂在布格重力異常和莫霍面等深線圖上，均有不同程度的反映。通道-龍川斷裂東段在布格重力異常圖上反映最為顯著，斷裂位于較大規(guī)模 （－30×10-5～－50×10-5m/s2或－60×10-5～－90×10-5m/s2之間）的重力梯級帶上，同時也是較大規(guī)模的重力低與重力高的分區(qū)界線。通道-龍川斷裂的西段則是串珠狀局部重力低的軸向連線，或重力異常同步扭曲的部位。永福-佛岡斷裂，也有明顯的反映，斷裂與較小規(guī)模（－60×10-5～－70×10-5m/s2之間） 的重力梯級帶吻合。利用布格重力異常數(shù)據(jù)，計算出華東南地區(qū)莫霍面等深度（圖3）。

圖3 華東南地區(qū)莫霍面等深線與推斷斷裂分布 （重力數(shù)據(jù)來自全國地質(zhì)資料館，1998）Fig.3 Bathymetric map of Mohole and deduced fracture in Southeast China

在莫霍面等深度圖上，通道-龍川斷裂正好對應(yīng)韶關(guān)-桂林一帶，由諸多小型幔凹構(gòu)成幔凹區(qū)與北面幔凸、幔凹相間分布區(qū)的過渡帶上，永福-佛岡斷裂則位于與韶關(guān)-桂林幔凹區(qū)與南面幔坪區(qū)的邊界上。表明遙感解譯的兩條北西向區(qū)域斷裂，已經(jīng)對地殼厚度變化產(chǎn)生了影響，是深大斷裂。東西向的醴陵-龍泉斷裂沒有明顯的重力異常相對應(yīng)，在莫霍面推斷的斷裂圖上沒有直接對應(yīng)的斷裂，其作為深大斷裂的重力異常證據(jù)不足，有待進一步研究。

3.3 遙感解譯北西西區(qū)域斷裂的航磁異常特征

利用從中國地質(zhì)資料館收集到的1：100000航磁ΔT數(shù)據(jù)，經(jīng)處理生成了華東南地區(qū)航磁ΔT異常圖。將華東南地區(qū)明顯地分為兩個區(qū)：東區(qū)相當(dāng)于華夏陸塊，磁異常總體為北東向，且密集分布；西區(qū)與揚子陸塊對應(yīng)，磁異常由東部的北東向逐漸轉(zhuǎn)為西部的北北東向，但異常密集程度明顯低于東區(qū)（圖4）。

遙感發(fā)現(xiàn)的3條北西西向斷裂表現(xiàn)出不同的特征。永福-佛岡斷裂以及通道-龍川斷裂的東段異常很明顯。在通道-龍川斷裂中東段，航磁異常均成北東向展布，但是在斷裂沿線，異常軸向發(fā)生轉(zhuǎn)變、形態(tài)發(fā)生扭曲，北東向展布的異常突然轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽魑飨蛘共迹⑿纬纱闋町惓Ｑ財嗔逊植?，表明沿斷裂有基性或超基性巖體侵入。在永福-佛岡斷裂沿線，呈北東向展布的異常幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽魑飨蛘共?，表明永?佛岡斷裂沿線有大量的強磁性體發(fā)育，該斷裂對基性-超基性巖漿活動有明顯的控制作用。與上述兩條斷裂不同，醴陵-龍泉斷裂整體在磁異常圖上表現(xiàn)不明顯，只是在中段局部有近東西向的串珠狀異常沿線分布，說明局部有基性、超基性巖漿活動。綜合分析認為，醴陵-龍泉斷裂對巖漿活動的控制比較弱，是否構(gòu)成深大斷裂，還有待進一步研究。

4 討論與結(jié)論

通過對華東南遙感解譯區(qū)域斷裂與已知區(qū)域斷裂的對比分析，遙感解譯發(fā)現(xiàn)的兩條北西西向和一條近東西向的區(qū)域斷裂，在布格重力異常、莫霍面等深線分布和航磁ΔT異常圖上具有不同的表現(xiàn)：

圖4 華東南地區(qū)航磁ΔT異常與遙感解譯區(qū)域斷裂分布Fig.4 Contour of aeromagneticΔT anomaly and the RSbased regional faults in Southeast China

1）北西西向的通道-龍川斷裂和永福-佛崗斷裂不僅線性特征明顯，控制了地表巖石形成溫度，而且斷裂沿線存在明顯的布格重力異常和航磁ΔT異常，應(yīng)該屬于深大斷裂。

2）近東西向的醴陵-龍泉斷裂雖然遙感線性特征比較明顯，對地表巖石溫度具有控制作用，但只在中段形成比較明顯的航磁ΔT異常，是否為深大斷裂有待進一步研究。