導(dǎo)語(yǔ)：斷裂帶地質(zhì)解譯與檢驗(yàn)一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

沂沭斷裂帶北段活動(dòng)構(gòu)造遙感地質(zhì)解譯

1．活動(dòng)構(gòu)造遙感地質(zhì)解譯標(biāo)志遙感構(gòu)造研究的基礎(chǔ)是顯示在圖像上的客觀存在的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象。一條規(guī)模較大的活動(dòng)斷裂，可以控制晚第三紀(jì)、第四紀(jì)的沉積及其相應(yīng)時(shí)代的巖漿噴發(fā)，沿?cái)嗔研纬筛鞣N構(gòu)造地貌，造成斷層兩側(cè)的地貌差異、扭動(dòng)變形與水系的同步轉(zhuǎn)折等。因此，它們的活動(dòng)狀態(tài)，在衛(wèi)星圖像上可以通過(guò)形態(tài)特征信息和色調(diào)信息進(jìn)行判定。活動(dòng)斷裂遙感影像標(biāo)志可歸納為垂直錯(cuò)動(dòng)標(biāo)志和水平錯(cuò)動(dòng)標(biāo)志。在活動(dòng)斷裂遙感地質(zhì)解譯中，水平錯(cuò)動(dòng)標(biāo)志要比垂直錯(cuò)動(dòng)標(biāo)志易于識(shí)別。(1)垂直錯(cuò)動(dòng)標(biāo)志通過(guò)衛(wèi)星圖像中活動(dòng)斷裂的垂直差異錯(cuò)動(dòng)的影像信息特征、形態(tài)特征等分析對(duì)比，歸納總結(jié)出以下主要垂直錯(cuò)動(dòng)標(biāo)志:①地層斷錯(cuò)標(biāo)志，活動(dòng)構(gòu)造兩側(cè)地層巖性成份的差異、地質(zhì)體的厚度差異、地層的拖曳現(xiàn)象等，在影像特征上主要表現(xiàn)為兩側(cè)色調(diào)的差異及灰階的差異、第四系和基巖的明顯分界線、黃土地區(qū)的連續(xù)滑坡弧的出現(xiàn)、植被的生長(zhǎng)狀況的不同等，這在遙感影像上都是十分明顯和清晰的。如上五井?dāng)嗔?，斷裂兩盤明顯的地層差異特征十分明顯(圖6(a));②斷層崖和斷層三角面標(biāo)志，斷裂的垂直差異錯(cuò)動(dòng)是一盤表現(xiàn)為強(qiáng)烈上升，沿?cái)嗔淹纬闪硕盖偷臄鄬友?陡坎)，或者發(fā)育了一系列整齊排列的斷層三角面。在遙感圖像上，斷層崖(陡坎)與斷層三角面的形態(tài)典型影像特征一般表現(xiàn)為暗色調(diào)陰影比較明顯，易于鑒別，是斷裂垂直差異錯(cuò)動(dòng)的重要標(biāo)志，通過(guò)影像判讀還可以獲得活動(dòng)斷裂垂直錯(cuò)動(dòng)的信息;③水系展布特征變化標(biāo)志，垂直差異錯(cuò)動(dòng)顯著的活動(dòng)斷裂兩側(cè)，常常呈現(xiàn)不同的水系形式，活動(dòng)斷裂通常成為兩種水系形式的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在上升盤，水系形式一般呈深切的樹枝狀水系或格子狀水系，在下降盤，一般形成了淺切割的樹枝狀水系、平行狀水系、羽狀水系或扇形水系，水系特征在衛(wèi)星圖像上，影像清晰，形式典型，是判讀斷裂構(gòu)造的最主要影像標(biāo)志之一;④沖—洪積扇的標(biāo)志，斷裂兩側(cè)強(qiáng)烈的垂直差異錯(cuò)動(dòng)，往往造成斷裂兩盤形成了兩種對(duì)照鮮明、地形反差大的地貌類型，抬升的一盤隆起成為山地，下降的一盤發(fā)育了一系列沖—洪積扇，它們沿?cái)嗔殉收R的線狀排列，扇頂部明顯受活動(dòng)斷裂的控制，有時(shí)同一條活動(dòng)斷裂控制著幾期洪積扇或沖積扇發(fā)育，可以作為斷裂經(jīng)歷了幾次垂直差異錯(cuò)動(dòng)和相對(duì)穩(wěn)定的變化過(guò)程的識(shí)別標(biāo)志，它是活動(dòng)斷裂的階段性隆升所致，在影像上表現(xiàn)為幾期沖—洪積扇的疊加，如臨朐上五井鎮(zhèn)西部的山腳下，由于上五井?dāng)嗔训目刂谱饔茫角暗暮榉e扇前緣沿一條直線分布(圖6(a));⑤地貌形態(tài)變化標(biāo)志，各種地貌形態(tài)都是新生代以來(lái)，內(nèi)、外地質(zhì)應(yīng)力聯(lián)合作用的結(jié)果，因此，利用地貌類型對(duì)比法，往往可以在衛(wèi)星圖像上分析斷裂垂直差異錯(cuò)動(dòng)的狀況，在影像特征上主要表現(xiàn)為地形上形成陡坎、兩側(cè)地貌類型有明顯差異，夷平面及河流階地的高度差異，沙丘、泉水、水井等沿一條直線定向排列，斷層切割山體形成負(fù)地形，負(fù)地形呈直線狀排列，如沿益都—無(wú)棣斷裂負(fù)地形和水塘呈直線狀分布(圖6(b));⑥湖泊與斷陷盆地標(biāo)志，斷陷湖泊與斷陷盆地的發(fā)育，是斷裂活動(dòng)的重要佐證，活動(dòng)斷裂常?？刂浦璧嘏c湖泊的邊緣，而另一側(cè)為隆起，反映了斷裂的垂直差異錯(cuò)動(dòng)，再一種情況是多個(gè)斷陷湖盆的線狀展布，受同一條活動(dòng)斷裂的活動(dòng)所控制，在影像特征上，兩側(cè)色調(diào)呈現(xiàn)明顯不同，尤其在湖泊的邊緣，湖岸線狀特征較明顯，在衛(wèi)星影像上，這類標(biāo)志比較容易鑒別和對(duì)比，如上五井?dāng)嗔芽刂婆R朐盆地發(fā)育。(2)水平錯(cuò)動(dòng)標(biāo)志通過(guò)衛(wèi)星圖像中活動(dòng)斷裂的水平錯(cuò)動(dòng)的影像信息特征、形態(tài)特征等分析對(duì)比，歸納總結(jié)出以下主要水平錯(cuò)動(dòng)標(biāo)志:①巖性地層標(biāo)志，斷裂活動(dòng)可以引起兩盤地層的牽引、拖曳、變形、褶曲與斷錯(cuò)，在衛(wèi)星遙感影像上，主要表現(xiàn)為地層的重復(fù)與缺失、巖層產(chǎn)狀的突然改變、地質(zhì)體的錯(cuò)開、正負(fù)地形的不對(duì)稱接觸，在遙感影像圖上，斷裂兩側(cè)顏色特征的差異十分醒目，容易識(shí)別，如雙山—李家莊斷裂，由于斷層兩側(cè)地層存在明顯差異，在斷層兩盤形成不同的紋理色調(diào)(圖6(c));②地貌形態(tài)標(biāo)志，現(xiàn)代地貌形態(tài)一般都是新生育成形的，因此當(dāng)活動(dòng)斷裂具有較大的水平錯(cuò)距時(shí)，往往山脊、山嘴、條帶狀剝夷面等被錯(cuò)開，并發(fā)生扭動(dòng)變形，在遙感影像上，不論其上部有無(wú)覆蓋層，這些標(biāo)志都比較明顯，在遙感解譯中相對(duì)比較容易判讀，例如，在郯廬斷裂帶的4條斷層共同作用下形成的兩塹夾一壘特殊地貌(圖6(d))，在地塹內(nèi)發(fā)育沂河、沭河水系，富水，影像呈深色調(diào);③盆地和湖泊的扭動(dòng)變形，受活動(dòng)斷裂控制的盆地與湖泊，當(dāng)斷裂兩盤發(fā)生顯著的水平錯(cuò)動(dòng)時(shí)，它們的形態(tài)往往發(fā)生扭動(dòng)變形，這種扭動(dòng)變形與一些大規(guī)模的活動(dòng)斷裂有關(guān)，在影像上表現(xiàn)為一些大范圍的變化;④水系格局的異常，斷裂兩盤的水平錯(cuò)動(dòng)導(dǎo)致穿過(guò)活動(dòng)斷裂的河流和沖溝發(fā)生同步轉(zhuǎn)折和扭曲，活動(dòng)斷裂水平錯(cuò)距的大小，左旋和右旋錯(cuò)動(dòng)方式的不同，可以導(dǎo)致河流和沖溝在平面上呈現(xiàn)出不同的形態(tài)，是一種判斷斷裂水平錯(cuò)動(dòng)的重要標(biāo)志，如受上五井?dāng)嗔芽刂?，沿?cái)鄬泳€出現(xiàn)水系“肘”狀拐彎，受高崖—?jiǎng)⒓仪f斷層控制，影像上呈深色調(diào)的水點(diǎn)沿?cái)鄬拥淖呦蚍植?，宏觀上在一條直線上，受安丘—莒縣斷裂控制，濰河的下游呈直線狀流入萊州灣，不對(duì)稱平行狀、不對(duì)稱樹枝狀、帚狀水系等都是由于斷裂的垂直差異錯(cuò)動(dòng)所引起的;⑤洪積扇形態(tài)的變形，洪積扇、沖—洪積扇的發(fā)育，雖是活動(dòng)斷裂垂直差異錯(cuò)動(dòng)的標(biāo)志，但當(dāng)它們的形態(tài)發(fā)生偏扭變形，扇形地的中軸線與斷裂斜交時(shí)，往往表征了活動(dòng)斷裂兼具水平錯(cuò)動(dòng)，而且其偏扭擺動(dòng)方向反映了所在盤的水平運(yùn)動(dòng)方向;⑥谷地的同步不對(duì)稱，在斷裂水平錯(cuò)動(dòng)過(guò)程中，跨斷裂河流常常發(fā)生同步的旁蝕作用，造成兩岸谷坡不對(duì)稱，而旁蝕形成的侵岸和陡谷坡即反映了該盤的前進(jìn)方向，衛(wèi)星圖像上，緩谷坡的色調(diào)較淺，第四系發(fā)育較好，陡谷坡的色調(diào)較深，常可見到侵蝕壁、侵蝕崖的發(fā)育，陰影明顯。自然界中，單純的水平錯(cuò)動(dòng)或單純的垂直錯(cuò)動(dòng)是極少見的，所以，在衛(wèi)星影像圖上解譯和判讀活動(dòng)斷裂時(shí)，需要兼顧水平錯(cuò)動(dòng)和垂直錯(cuò)動(dòng)的標(biāo)志。2．活動(dòng)斷裂遙感地質(zhì)解譯本次工作共解譯出145條斷裂，據(jù)其規(guī)模和對(duì)城市建設(shè)的影響程度以及對(duì)地質(zhì)體的控制和活動(dòng)情況等，將其分為三級(jí)。重點(diǎn)對(duì)一、二級(jí)斷裂構(gòu)造一級(jí)斷裂構(gòu)造是指控制區(qū)域沉積作用、構(gòu)造變形作用、巖漿作用、變質(zhì)作用及成礦作用，斷裂切割深度大、延伸長(zhǎng)，對(duì)歷史地震和現(xiàn)代地震有明顯控制作用的線性斷裂構(gòu)造。區(qū)內(nèi)一級(jí)線性斷裂構(gòu)造有4條:昌邑—大店斷裂、安丘—莒縣斷裂、沂水—湯頭斷裂和鄌郚—葛溝斷裂。二級(jí)斷裂構(gòu)造是指切割深度較大、延展較長(zhǎng)、對(duì)次級(jí)盆地有控制作用或改造作用，它們常是不同地質(zhì)斷塊的構(gòu)造邊界，控制三級(jí)斷裂構(gòu)造，對(duì)中強(qiáng)地震具有控制作用。區(qū)內(nèi)二級(jí)線性斷裂構(gòu)造主要有19條:青州西—石頭溝斷裂、上五井?dāng)嗔?、朱劉店斷裂、濰縣斷裂、高崖—?jiǎng)⒓仪f斷裂、平原斷裂、溫泉—大石戈莊斷裂、景芝斷裂、昌樂(lè)西斷裂、朱劉店—王望斷裂、白浪河斷裂、甘泉莊—苗山斷裂、雙山—李家莊斷裂、益都—無(wú)棣斷裂、昌樂(lè)—廣饒斷裂、寒亭—坊子斷裂、上口鎮(zhèn)—岞山鎮(zhèn)斷裂、二十里鋪斷裂、廣齊斷裂等。系統(tǒng)歸納和總結(jié)了23條一、二級(jí)斷層的影像特征和解譯標(biāo)志，編制沂沭斷裂帶北段的遙感地質(zhì)斷裂構(gòu)造解譯圖(圖1)。解譯結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)發(fā)育北北東向、北西向、近南北向和近東西向4組斷裂。北北東向斷裂和北西向斷裂為區(qū)內(nèi)的主要斷裂，為一級(jí)和二級(jí)斷裂，兩組斷裂全新世至晚更新世有過(guò)不同程度的活動(dòng)，部分為早中更新世多斷裂，對(duì)強(qiáng)震和中強(qiáng)地震具有控制作用。公元前70年安丘7級(jí)地震發(fā)生在昌邑—大店斷裂和安丘—莒縣斷裂控制的地塹內(nèi)，1829年6．25級(jí)地震發(fā)生在上五井?dāng)嗔雅c雙山—李家莊斷裂和益都—無(wú)棣斷裂交匯部位。近南北向和近東西向斷裂，多為次級(jí)斷層，為前第四紀(jì)斷裂，部分為早中更新世斷裂，這些斷裂對(duì)區(qū)內(nèi)5級(jí)以上地震無(wú)控制作用。

沂沭斷裂帶北段活動(dòng)構(gòu)造遙感地質(zhì)解譯的野外檢驗(yàn)

在遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)上五井?dāng)嗔选㈦p山—李家莊斷裂、鄌郚—葛溝斷裂、沂水—湯頭斷裂、安丘—莒縣斷裂、昌邑—大店斷裂6條主要活動(dòng)斷裂進(jìn)行了野外地質(zhì)考察，對(duì)解譯成果進(jìn)行了野外實(shí)地檢驗(yàn)，檢驗(yàn)率為100%。說(shuō)明在研究區(qū)內(nèi)利用衛(wèi)星遙感影像解譯地質(zhì)構(gòu)造是可行的。采集了5個(gè)斷裂測(cè)年樣品，進(jìn)行了斷裂活動(dòng)性鑒定，獲得了上五井?dāng)嗔选㈦p山—李家莊斷裂、鄌郚—葛溝斷裂和安丘—莒縣斷裂的新活動(dòng)地質(zhì)剖面和活動(dòng)年代數(shù)據(jù)。野外地質(zhì)考察與檢驗(yàn)剖面論述如下。1．安丘—莒縣斷裂安丘地震臺(tái)西側(cè)地質(zhì)剖面安丘—莒縣斷裂在安丘市地震臺(tái)西側(cè)有良好的線性構(gòu)造影像(圖6(e))。野外地質(zhì)考察發(fā)現(xiàn)，斷裂發(fā)育在白堊系王氏組暗紫紅色砂頁(yè)巖、砂礫巖中(圖2)，斷裂面陡立，產(chǎn)狀為110°∠87°。沿?cái)嗔寻l(fā)育構(gòu)造透鏡體、斷層泥。東盤為暗紫紅色砂礫巖，向西緩傾斜。西盤巖性為暗紫紅色砂頁(yè)巖。在斷層露頭中采集了斷層泥熱釋光測(cè)年樣品，測(cè)試年齡為(20．49±1．74)Ka，表明安丘—莒縣斷裂晚更新世有過(guò)活動(dòng)。采樣點(diǎn)，～○下降泉，①殘積層，②紫紅色砂巖(k2w)，③暗紫紅色砂礫巖(k2w)，④斷層破碎帶圖2安丘—莒縣斷裂安丘地震臺(tái)西側(cè)地質(zhì)剖面(圖1中4號(hào)考察點(diǎn))2．唐阝吾阝—葛溝斷裂唐阝吾阝鎮(zhèn)西寺山北沖溝南壁地質(zhì)剖面鄌郚—葛溝斷裂在遙感影像上活動(dòng)斷裂特征明顯，主要表現(xiàn)為清晰的色調(diào)界線。在鄌郚鎮(zhèn)西側(cè)有良好的線性構(gòu)造影像(圖6(f))。野外地質(zhì)考察發(fā)現(xiàn)，斷裂發(fā)育在寒武—奧陶系與白堊系王氏組。斷裂產(chǎn)狀為110°∠77°，為正斷層。巖石強(qiáng)烈擠壓破碎，呈直立片狀，局部發(fā)育揉皺。次級(jí)裂面、斷層泥、斷層角礫巖、構(gòu)造透鏡體等十分發(fā)育。在該處一東西向的沖溝的南側(cè)，第四系黃土層在斷裂通過(guò)處被斷錯(cuò)(圖3)，顯示斷裂的活動(dòng)性，熱釋光測(cè)年結(jié)果表明，斷裂活動(dòng)時(shí)間為(11．59±0．98)Ka之后。3．雙山—李家莊斷裂青州市五里鎮(zhèn)趙河村東的磚廠南地質(zhì)剖面雙山—李家莊斷裂在衛(wèi)星影像上活動(dòng)特征明顯，主要表現(xiàn)為斷層三角面、陡坎線狀分布、微地貌、山脊左行錯(cuò)移、控制現(xiàn)代地形，控制臨朐盆地的北邊界、不同地貌單元的分界線、色調(diào)異常線、不同地質(zhì)體線狀接觸界限，影像清晰，線性特征明顯。青州五里鎮(zhèn)西側(cè)有良好的線性構(gòu)造影像(圖6(g))。野外地質(zhì)考察發(fā)現(xiàn)，斷裂在青州市五里鎮(zhèn)趙河村東的磚廠南河岸處第四紀(jì)黃土剖面有顯示，雙山—李家莊斷裂由兩個(gè)反傾的傾角陡峻的正斷層組成，兩斷面間距離約100m，構(gòu)成一地壘構(gòu)造(圖4)。F1斷層產(chǎn)狀為50°∠70°，為正斷層。斷層北東盤為夾薄層黃土的砂礫層，南西盤為寒武系鳳山組竹葉狀灰?guī)r、薄層灰?guī)r與頁(yè)巖組成。F2斷層產(chǎn)狀為240°∠75°，斷層北東盤為為寒武系鳳山組竹葉狀灰?guī)r、薄層灰?guī)r與頁(yè)巖組成，南西盤為第四系含砂礫夾層的黃土組成。在斷層F1北東盤黃土層中取樣，熱釋光測(cè)年值為(16．73±0．57)Ka，說(shuō)明雙山—李家莊斷裂活動(dòng)時(shí)間應(yīng)為16700年后。圖3鄌郚—葛溝斷裂鄌郚鎮(zhèn)西寺山北沖溝南壁地質(zhì)剖面圖(圖1中3號(hào)考察點(diǎn))采樣點(diǎn)，①含少量小鈣質(zhì)結(jié)核的黃土，②含鈣質(zhì)結(jié)核的暗黑色圖4雙山—李家莊斷裂青州市五里鎮(zhèn)趙河村東的磚廠南地質(zhì)剖面圖(圖1中2號(hào)考察點(diǎn))采樣點(diǎn)，①含少量小鈣質(zhì)結(jié)核的厚層黃土，②含砂礫夾層的黃土，③夾薄層黃土的砂礫層，④寒武系鳳山組竹葉狀灰?guī)r、薄層灰?guī)r與頁(yè)巖4．上五井?dāng)嗔盐寰?zhèn)茹家莊橋東約100m處沖溝南地質(zhì)剖面上五井?dāng)嗔言谛l(wèi)星影像圖上活動(dòng)斷裂特征十分明顯且典型，表現(xiàn)為不同色調(diào)的線性界面、不同影紋的界線、山區(qū)與盆地不同地貌單元的分界線、沖洪積扇前緣呈直線狀、斷層三角面及斷層陡崖成清晰的直線分布和水系同步拐彎。在斷裂東側(cè)的臨朐盆地內(nèi)發(fā)育一系列與斷裂近于直交的小型梳狀水系。在五井鎮(zhèn)茹家莊東西兩側(cè)有兩條十分清晰的平行線性構(gòu)造影像(圖6(h))。野外地質(zhì)考察發(fā)現(xiàn)，在茹家莊西側(cè)的線性構(gòu)造影像為老斷裂的繼承性活動(dòng)，而茹家莊東側(cè)的線性構(gòu)造影像具有新生性活動(dòng)特點(diǎn)。在茹家莊橋東約100m處第四紀(jì)河流相礫石層被斷錯(cuò)(圖5)，斷層走向北東40°，傾向南東，傾角57°，斷層為正斷層。斷層上盤自下而上為:④含鈣質(zhì)結(jié)核黃土，結(jié)構(gòu)疏松，含豆?fàn)顖F(tuán)粒，孔洞發(fā)育，柱狀節(jié)理不發(fā)育，厚約2m;③礫石層，呈楔狀，礫石成份為石灰?guī)r，磨圓度一般，礫徑一般2～4cm，礫石被砂泥充填，膠結(jié)中等;礫石層中夾少量黃土;②砂礫石層。下盤為含礫砂土層。在上盤礫石層中取黃土熱釋光樣，其測(cè)年值為19．41±0．79Ka，說(shuō)明斷層活動(dòng)時(shí)間應(yīng)為19000年之后。采樣點(diǎn)，①黃土，②砂礫石層，③礫石層，層中含少量黃土，④含鈣質(zhì)結(jié)核黃土，含豆?fàn)顖A粒，孔洞發(fā)育，⑤含礫砂土層需要特別強(qiáng)調(diào)的是，上五井?dāng)嗔讶慵仪f橋東斷裂活動(dòng)剖面的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明斷裂活動(dòng)具有方位上的繼承性，活動(dòng)位置上的新生性，即斷裂活動(dòng)的遷移性。上五井?dāng)嗔讶慵仪f橋東斷裂活動(dòng)剖面發(fā)育上五井?dāng)嗔阎鲾嗔训臇|側(cè)100m處，第四紀(jì)河流相礫石層被斷裂斷錯(cuò)。斷裂活動(dòng)的遷移性在中國(guó)東西部的許多重要活動(dòng)斷裂上具有普遍意義。本項(xiàng)研究為安丘—莒縣斷裂1∶5萬(wàn)條帶狀活動(dòng)斷層填圖(022929)工作提供了良好的基礎(chǔ)資料，為確定沂沭斷裂帶北段斷裂的空間分布，評(píng)價(jià)沂沭斷裂帶北段的斷裂活動(dòng)性和地震危險(xiǎn)性提供依據(jù)。沂沭斷裂帶北段活動(dòng)構(gòu)造遙感地質(zhì)解譯與檢驗(yàn)的實(shí)踐證明，具有周期性、視野寬廣和信息豐富的遙感數(shù)據(jù)和便捷快速的圖像處理技術(shù)，在斷裂構(gòu)造探查和活動(dòng)性鑒定中有著廣泛的應(yīng)用前景。

本文作者：王華林王紀(jì)強(qiáng)工作單位：山東省地震工程研究院