断裂构造是一种基本的构造型式。以往对 断裂构造进行研究是以断裂展布地区的构造纲 要图为基本素材来展开的,随着遥感技术在地 学研究领域应用的FI益广泛,用断裂构造遥感 解译图来进行断裂构造的研究逐渐取得了优势 地位。 一、断裂构造遥感研究概述 断裂构造的遥感研究使以往常规地质方法 受限气候、地形等因素的局面得到了根本改善, 断裂构造的研究得以深化,利用遥感技术对断 裂构造进行研究已成为断裂构造研究的一个重 要方面。 断裂构造在遥感图像上的空间结构特征是 其遥感研究的主要内容。断裂构造在遥感影像 上无论是以线形、环形还是以其它形状出现,它 们都会以一定的空间形态形成自己独特的空间 结构;断裂的形成影响其周围一定长度、宽度、 深度的区域,在空间上都会以带的形式出现;由 于应力状态的不同再加上因岩性改变而导致的 差异侵蚀和差异风化,使得断裂带在遥感影像 I I上形成独特的色调、纹理等光谱特征。 断裂构造在遥感影像上一般以线性体的形 式出现,也有一些以环形影像特征出现。线性体 。 与构造要素有关、具优选方位且能反映一个地 区的基本构造格局。虽然遥感图像上的线性体 不全是断裂构造,但相当一部分都是断裂构造 在遥感图像上直接或间接的反映。 对构造线性体的结构图式研究,建立构造 几何学意义的构造线性体模式,为构造序列及 其运动学机制分析提供的空间信息。断裂构造 遥感影像特征研究大多是从遥感图像上构造线 性体的研究开始的,构造线性体多半以其本身 的色线或其两侧地区在影像色调上和图形结构 上的差异而显示出来,它也可以其本身的特有地形或其两侧地貌 景观和水系类型的差异而得到显示。对构造线性体进行研究,其 前提是对其图像信息进行提取和增强,以便能有效地识别。 二、断裂构造的影像光谱特征分析 在光谱特征卜断裂带与两侧块体之间存在着明显的差异,在 没有松散沉积物覆盖的情况下主要表现为两种基本形式:一是线 性的色调异常,即断裂带的色调与两侧的岩层色调不同;二是两 种不同色调的分界面呈线状延伸。因为具备这两种光谱特征的地 物不一定都是断裂,所以,在遥感图像上确定断裂的存在还必须 在此基础l二对岩性、水系和整体地质构造进行综合研究。 断裂带存在的影像标志主要来自地质构造、地貌、水系三个 方面。另外,由于断裂带的存在还会影响到其它自然因素的变异, 如环境变迁、地形演变及地球物理场异常等,形成一系列断裂构 造的间接解译标志。在遥感影像t不仅可以通过这些直接或间接 的解译标志判断出断裂构造的存在,还可以利用其中的一些细节 进一步区分断裂的性质:压性、张性或扭性。 岩石圈地表不均一性所反映的深部信息逐渐引起地学界的 关注,从而为遥感向纵深发展提出一个新的课题:遥感能否探测 深部构造,能否反映与隐伏构造或隐伏矿床有关的地质信息?岩 石圈深部信息的传递主要通过机械形变来实现,深部变形波及地 表,影响到地表的松散沉积物,引起地表微地貌、水系和色调的异 常,从而在遥感影像上有所反映,深构造的格局尤其是深基底断 裂对盖层变形方式也起明显的控制作用。 深断裂构造重新活动的方式和规模是决定其在浅部表现方 式的主要因素。经后期重新活动而穿透上覆盖层的大型深断裂构 造,在遥感图像上影像特征十分清晰,通常表现为具有一定宽度 的色调异常带。隐伏的深断裂构造在遥感图像上常常表现出弥散 性的影像特征:断裂面不出露于地表或不存在连续的断层面,而 是由不连续分布的浅层断裂、折曲、张性裂隙、先成河谷及与其相 关的地貌异常组成较宽的异常带,表现出某些新构造的影像特 征。地表岩石的节理、劈理、片理密集带断续延伸,断陷盆地的线 性排列是断裂构造弥散性影像特征的表现形式。 利用深断裂所具有的影像特征来对其进行遥感研究,从而对 遥感能否探测深部构造这一问题做出了肯定的回答。岩石圈地表 不均一性反映深结构的不均一性是遥感地质突破二维观测局限 性的基本依据,小比例尺遥感图像的概括能力,能够突出大型深 部构造信息,为深部构造的研究提供了有效的辅助工具。 三、运用数理统计方法的断裂构造影像分析 数理统计方法对遥感影像上所提取出来的断裂构造信息进 行定量分析是目前较为流行也是较为实用的一种方法。遥感图像 上往往存在着长短不一、形态各异、为数众多的线性体,这些线性 体构成了一个线性体场。构造线性体的定量统计分析有助于揭示 断裂构造的空间展布规律及其发生、发展和演化。 用于线性体的量化方法有很多种,在实际工作中可以根据问 题的需要选择不同的方法,其中常用且行之有效的有以下几种: 线性构造密度分析:主要有方位角一频度直方图分析和线性 构造等密度图统计分析两种。前者采用概率统计方法,以线性体 的方位角、频度为统计基本数据,可获得线性构造在方位上的分 布特征;在线性体因数量较多而不易逐个分析的情况下,可采用 后者来研究线性构造空间密度分布的数字特征和结构特征,以获 得隐伏或深部的宏观构造信息。 中心对称度分析:根据相关断裂分布的特征函数研究一定区 域内的断裂对称程度,研究环状构造、火山机构、侵入体、穹隆构 造等的有效方法。火山岩和侵入岩体及其周围常发育放射状断 裂,而线性断裂也常常伴生共轭节理,它们均表现出明显的中心 对称性。 失真指数分析:指巨型裂隙场中实际裂隙强度与理论特征值 的偏差量,可用来圈定构造地块或地质体边界,一般构造地块均 以失真指数的高值带为特征。这对寻找和圈定隐伏隆起、环形断 裂、隐伏盆地构造十分有效,也可提供找矿信息。 (作者单位:黑龙江省区域地质调查所) 0黑龙江国土资源2o13 4 遥感技市在断裂构造研究方面的应用