江西九江及邻区主要断裂活动性遥感综合分析

李凯; 吴中海; 李家存; 周春景; 马晓雪

江西九江及邻区主要断裂活动性遥感综合分析

李凯^{1, 2, 3, 4,},
吴中海^{2, 4, ,},
李家存^{1, 3},
周春景^{2, 4},
马晓雪^{1, 2, 3, 4}

1.
首都师范大学资源环境与旅游学院, 北京 100048
2.
中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081
3.
资源环境与地理信息系统北京市重点实验室, 北京 100048
4.
国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室, 北京 100081

基金项目:

中国地质调查局地质调查项目 12120114002101

中国地质调查局地质调查项目 DD20160268

国家自然科学基金项目 41571013

国家自然科学基金项目 41171009

详细信息

作者简介:
李凯(1991-), 男, 硕士研究生, 主要从事3S技术与地学应用研究。E-mail:likai082491@sina.com

通讯作者:
吴中海(1974-), 男, 博士, 研究员, 主要从事新构造和活动构造研究。E-mail:wzhh4488@sina.com

中图分类号: P546;P627
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2016-04-27
- 刊出日期: 2016-09-28

COMPREHENSIVE REMOTE SENSING ANALYSIS ON ACTIVITIES OF THE MAIN FAULTS IN JIUJIANG AND ADJACENT AREAS, JIANGXI

LI Kai^{1, 2, 3, 4
,},
WU Zhong-hai^{2, 4
, ,},
LI Jia-cun^{1, 3},
ZHOU Chun-jing^{2, 4},
MA Xiao-xue^{1, 2, 3, 4}

1.
College of Resource Environment and Tourism, Capital Normal University, Beijing 100048, China
2.
Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China
3.
Beijing Key Laboratory of Resource Environment and Geographic Information System, Beijing 100048, China
4.
Key Laboratory of Neotectonic Movement and Geohazard, Ministry of Land and Resources, Beijing 100081, China

摘要

摘要: 利用Landsat 8、Google Earth等中高分辨率遥感影像以及ASTER GDEM资料并结合前人研究成果，在分析总结江西九江及邻区主要活动断裂带遥感影像解译标志的基础上，获取该区主要活动断裂空间展布情况，结合地震地质资料进一步探讨该区主要活动断裂的性质及其第四纪活动性。研究发现，该地区断裂构造空间展布复杂，以北东与北西走向为主，其中的主要活动断裂带可归并为4大断裂系统，分别为庐江-广济断裂系、黄冈-鄱阳断裂系、九江断裂系和东至-鄱阳断裂系。根据主要断裂带的地貌错位、三维地貌与地形信息及历史地震数据等对断裂活动性进行分析和分级，将该区主要断裂的现今活动性划分为显著、较显著和一般3个级别，并进一步讨论了区域断裂活动与地震的关系。
- 江西九江 /
- 活动断裂 /
- 遥感标志 /
- 断裂活动性 /
- 地震
Abstract: This paper summarized interpretation marks of the main active fault zone in Jiujiang and its adjacent areas to obtain the spatial distribution of the main active faults using the Landsat 8, Google Earth and other moderate-high resolution remote sensing images and ASTER GDEM data combined with previous studies. At the same time, the nature of the main active faults in the area and the Quaternary activity were discussed on the basis of seismic geological data. It is found that the spatial distribution of fault structures in this area is complex, with NE and NW oriented, and the main development active fault zones are divided into 4 fault systems, including Lujiang-Guangji fault system Huanggang-Poyang fault system, Jiujiang fault system and the east Poyang fault system. According to the landform dislocation, 3-D landforms and terrain information and historical earthquake data of the main active fault zones, the activity of faults are analyzed and classified.The activity of the main faults in this area are divided into 3 different levels, which are remarkable, moderately remarkable and general, then further discusses the relationship between earthquake and the regional seismic activity.
- Jiujiang /
- active fault /
- remote sensing mark /
- fault activity /
- earthquake

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图 1 江西九江地区地质简图

Figure 1. Geological sketch map of Jiujiang, Jiangxi

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图 2 江西九江及邻区活动断裂遥感解译图

Figure 2. Remote sensing interpretation map of active fault in Jiujiang and adjacent areas, Jiangxi

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图 3 庐江—广济断裂带解译标志

Figure 3. Interpretion marks of Lujiang-Guangji faults zone

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图 4 襄樊—广济断裂带解译标志

Figure 4. Interpretion marks of Xiangfan-Guangji faults zone

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图 5 九江断裂带解译标志

a—九江断裂带空间展布特征；b—九江—靖安断裂九江南部断层三角面；c—九江—靖安断裂德安东部线性槽谷；d—瑞昌盆地线性边界；e—九江—靖安断裂靖安东部线性槽地

Figure 5. Interpretion marks of Jiujiang fault zone

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图 6 东至—鄱阳断裂带解译标志

a—东至-鄱阳断裂带空间展布特征；b—皖江断裂湖口东部线性隆起；c—东至断裂线性沟谷；d—东至断裂线性沟谷及冲沟同步偏转

Figure 6. Interpretion marks of Dongzhi-Poyang fault zone

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图 7 江西九江主要活动断裂

Figure 7. Main active faults in Jiujiang, Jiangxi

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图 8 江西九江及邻区地震分布及历史地震烈度图(地震数据来源：中国地震台网；等震线来源：中国地震信息网)

① 1634年湖北罗田5 1/2级地震等震线；② 1897年湖北阳新5级地震等震线；③ 2005年江西九江5.7级等震线；④ 319年江西南昌西北5 1/2级地震等震线；⑤ 1756年江西波阳东北5 1/2级地震等震线

Figure 8. The earthquake distribution and historical earthquake intensity in Jiujiang and adjacent areas, Jiangxi

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表 1 多源遥感影像

Table 1. The list of multi-source remote sensing image

遥感影像种类	空间分辨率	幅宽	主要应用
Landsat8	全色波段：15 m 多光谱波段：30 m	170 km×185 km	OLI陆地成像仪在继承了ETM+的波段基础上进行了改进，11个波段让影像信息更加丰富，多波段组合可较好应用于地质构造解译
Google Earth	1级：59.75 km 2级：29.87 km 3级：14.94 km … 18级：0.4 km 19级：0.23 m 20级：0.11 m	用户可根据需要截取研究区范围	由于分辨率可以达到分米级，因此在微地貌研究、细微地物的解译与判读方面优势明显
ASTER GDEM	水平精度：30 m 垂直精度：20 m	分片尺寸：3601像素×3601像素(1°×1°)	地质构造解译、能源勘探、自然资源保护、环境管理、公共工程设计、消防、重建以及城市规划等多个研究领域

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表 2 遥感解译标志

Table 2. The list of remote sensing interpretation marks

遥感影像标志类型	遥感影像标志特征
线性标志(断裂在卫星遥感图像上一般具有较为清晰的线状特征，并且沿断裂伴有色条线、色条带、和色条面的异常，易于在卫星遥感图像上识别，常作为活动断裂在卫星影像上识别的最明显标志。一般来说，活动断裂的线性影像愈明显、两侧色调反差愈大，活动强度也愈大，一般为深大断裂。)	活动特征点的线状展布：一系列活动特征地形地物的连接线，如河流的同步拐点连接线、冲-洪积扇顶点的连接线、盆地的雁列分布或串珠状排列、湖泊与负地形的线状展布、温泉的线状展布、地裂缝断续线状展布等。色调与形态的分界线：不同地质体、地貌的线性分界线，如隆起区域沉降区的分界线、基岩与第四纪沉积物分界线、植被差异分界线。
垂直错动标志(断裂活动有多种形式，活动断裂的垂直标志主要是活动断裂垂向错动的影响标志。在遥感影像上可根据影像形态特征、信息特征、光谱特征等进行分析。)	地层标志：一条规模较大的断裂往往会切错几个不同时代的地层，断裂在新构造时期的活动，控制着上第三系—第四系的沉积断层崖和断层三角面：断裂的垂直错动往往形成陡峭挺拔的断层崖，或断层崖发育成一系列排列整齐的断层三角面，沿着断裂在影像上呈现出色调较深、阴影明显的线性特征冲-洪积扇标志：强烈的垂直差异错动形成山地与山前一系列线状排列的冲-洪积扇，在卫星影像上，时代新的冲-洪积扇色调较深，形态完好隆起区与断陷区：隆起地貌与断陷地貌呈串珠状展布。隆起区地形起伏，阴影明显，色调较深，山脊线明显，谷底狭窄深切；断陷区地形微缓起伏，没有阴影，影像色调较浅水系型式变化：在隆起区与沉降区差异带，活动断裂的垂直差异错动往往造成水系型式的变化。在上升盘，水系一般呈深切的树枝状或格子状；在下降盘，水系多呈树枝状、平行状、羽状或扇状
水平错动标志(水平错动显著的活动断裂，不仅线状平直，而且影像上可见到地层和地貌形态的扭动，往往产生水平位移量，其位移量的大小反映了断裂活动性强弱。)	地层错动：断裂活动不仅能切错几个地层，并且能牵引地层变形或错位，他们在遥感影像上线状特征清楚，两盘对应点标志清晰山脊扭动：当活动断裂具有较大的水平错距时，往往会错断新生代发育而成的现代地貌形态，将山脊、山嘴、条状带剥夷面等错开，并发生扭动变形。盆地、湖泊的变形：受活动断裂控制的盆地与湖泊，当断裂发生明显平移错动时，他们的形态往往发生扭动变形。遥感影像上最上最常见的是条带状或菱形的拉分盆地水系同步转折：跨断裂的河流由于受到断裂水平运动的影响而发生急剧转折以致水系重新配置，真实的记录了最近地质时期断层的滑动过程，其通常作为判定活动断裂的最明显的标志之一冲-洪积扇的变化：扇形地的中轴线与断裂斜交的锐角方向可表征断裂的水平运动方向，不同期洪积扇的侧叠也可作为断裂水平运动的佐证，并且老扇体到新扇体的方向可反映所在盘的平移前进方向河谷谷坡的同步不对称：跨断裂的河流水平错动发生旁烛作用，造成两岸谷坡的不对称。遥感影像上，缓谷坡色调较浅，第四纪发育较好；陡谷坡色调较深，常见侵烛壁、侵烛崖发育，阴影明显冲沟错动：冲沟错动是走滑活动断裂较常见的地貌特征，不同时代发育的冲沟错距有所差异，当一次断层水平错动的幅度超过沟谷宽度时，便会形成断头沟或断尾沟

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表 3 九江及邻区断裂活动特征

Table 3. Characteristics of fault activities in Jiujiang and adjacent areas

断裂名称	编号	断裂走向	断裂长度/km	断裂运动性质	地震活动性	断裂活动性	地貌特征
郯庐断裂带 (庐江—广济断裂)	F1-1	NE	140	右旋走滑	显著	显著	隆起区与断陷区分界线，湖泊沿断裂呈线状分布
郯庐断裂带 (庐江—广济断裂)	F1-2	NE	140	右旋走滑	显著	显著	断块山沿断裂分布，隆起区与断陷区分界、河流呈扫帚状分
枞阳—宿松断裂	F1-3	NE	80	右旋走滑	显著	显著	隆起区与断陷区分界，河流沿断裂分布
望江—宿松断裂	F1-4	NE	40	右旋走滑	较显著	较显著	断裂沿湖泊边界展布，断块山呈线性分布
张家园—街后塆断裂	F1-5	NE	35	右旋走滑	较显著	较显著	线性沟谷
查尔山—绿杨断裂	F1-6	NE	20	右旋走滑	一般	一般	线性沟谷
贺家山断裂	F1-7	NE	10	右旋走滑	一般	一般	线性河谷
襄樊-广济断裂	F2-1	NW	127	左旋走滑	显著	显著	长江边界断裂，隆起区与断陷区分界
襄樊-广济断裂	F2-2	NW	107	左旋走滑	显著	显著	断块山沿断裂分布，隆起区断陷区分界、线性谷地、湖泊串珠状分布
鄱阳湖断裂	F2-3	NW	20	左旋走滑	一般	一般	盆山边界
鄱阳—余干断裂	F2-4	NW	47	左旋走滑	一般	一般	湖泊边界
蕲春断裂	F2-5	NW	35	左旋走滑	较显著	较显著	隆起区断陷区分界，河流沿断裂分布
英山断裂	F2-6	NW	36	左旋走滑	较显著	较显著	线性沟谷，断层三角面
黄石断裂	F2-7	NW	18	左旋走滑	较显著	较显著	线性断块山边界
阳新断裂	F2-8	近EW	37	左旋走滑	一般	一般	线性沟谷，湖泊边界
九江—靖安断裂	F3-1	NE	190	右旋走滑	较显著	较显著	隆起区与断陷区分界线，鄱阳湖西界，线性河谷、河流转折
九江—安义断裂	F3-2	NE	190	右旋走滑	较显著	较显著	断块山沿断裂分布，隆起区与断陷区分界、鄱阳湖西界、丘陵谷地线性排列
湖口—新建断裂	F3-3	NE	190	右旋走滑	较显著	较显著	隆起区断陷区分界，河流沿断裂分布
潘狮垄—源口断裂	F3-4	NE	15	右旋走滑	较显著	较显著	断裂沿盆地边界展布，褶皱岩层错断
瑞昌断裂	F3-5	NE	30	右旋走滑	较显著	较显著	褶皱错断
瑞昌—阳新断裂	F3-6	NE	20	右旋走滑	较显著	一般	线性谷地、褶皱错断
徐家山断裂	F3-7	NE	13	右旋走滑	较显著	一般	盆山边界
东至—鄱阳断裂	F4-1	NE	101	右旋走滑	一般	较显著	位于华南丘陵地带，控制河谷发育，冲-洪积扇线状排列，局部河流转折，冲沟错动，线性影像较显著，地貌差异较大
东至—都昌断裂	F4-2	NE	89	右旋走滑	一般	较显著
彭泽—鄱阳断裂	F4-3	NE	28	右旋走滑	一般	一般
彭泽—都昌断裂	F4-4	NE	39	右旋走滑	一般	一般
湖口—都昌断裂	F4-5	NW	36	左旋走滑	一般	一般
东至—湖口断裂	F4-6	NE	88	右旋走滑	显著	显著	隆起区与皖江河谷的边界断裂，控制谷地发育，沿断裂发育有湖泊，影像清晰
皖江断裂	F4-7	NE	150	右旋走滑	显著	显著	皖江段影像平直，断裂控制河流走向、沿断裂发现多措断块山，地貌对照性明显
枫树林—刘家嘴断裂	F4-8	NE	32	右旋走滑	一般	一般	线性河谷
浮梁—鄱阳断裂	F4-9	NE	59	右旋走滑	一般	一般	线性河谷
乐平—余干断裂	F4-10	NE	50	右旋走滑	一般	一般	线性河谷

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