新疆博州地區(qū)斷裂構(gòu)造的遙感研究

劉小利 李 雪 李井岡 王秋良

（中國地震局地震研究所，地震大地測量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430071）

新疆博爾塔拉蒙古自治州（簡稱博州，下同）位于西天山北部、準(zhǔn)噶爾盆地西端，包括阿拉套山、科古琴山、博羅科努山及其所夾凹陷盆地或谷地。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以北西西向?yàn)橹?，其間有北東向構(gòu)造與其相互疊加，斷裂發(fā)育，地震活動(dòng)頻度高、強(qiáng)度大，構(gòu)成了較典型的盆、嶺（山）活動(dòng)構(gòu)造帶，是研究新疆地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)的重要地區(qū)之一。尤其是，山前斷裂和山前新生推覆構(gòu)造體系是該區(qū)現(xiàn)今中強(qiáng)地震孕育和發(fā)生的主要場所。有史記載以來，區(qū)內(nèi)發(fā)生了一系列中強(qiáng)地震。

為了調(diào)查博州地區(qū)的斷層展布及其活動(dòng)特征，選取83.8°～79.8°E，44°～45.6°N范圍內(nèi)的Landsat ETM+影像、ALOS影像、ASTER GDEM數(shù)據(jù)進(jìn)行了聯(lián)合解譯。首先，對(duì)Landsat ETM+影像以“R=波段7、G=波段4、B=波段1”進(jìn)行假彩色合成，將ALOS的10 m分辨率的多光譜波段和2.5 m的全色波段進(jìn)行融合，提高影紋差異判讀的準(zhǔn)確性；然后，對(duì)垂直精度為20 m、水平精度為30 m的ASTER GDEM數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度分析法和地貌渲染法增強(qiáng)處理，突出地形、地貌的分布、起伏和形態(tài)特征；最后，對(duì)影像采取反差增強(qiáng)、彩色合成、高通濾波、方向?yàn)V波等增強(qiáng)處理，增強(qiáng)影像的色調(diào)差異、方向指示性，突現(xiàn)斷裂構(gòu)造的特征信息。在此基礎(chǔ)上，編繪了1:50萬、1:10萬等一系列不同比例尺的影像圖件。

根據(jù)遙感影像的色調(diào)、影紋、地層、地貌、水系、土壤-植被等線性構(gòu)造解譯標(biāo)志，區(qū)內(nèi)重點(diǎn)解譯出20條主要斷裂，其影像特征如下：

（1）大部分?jǐn)嗔哑渚€性構(gòu)造較為清晰，在盆地、平原地區(qū)多呈不同色調(diào)的界面，部分呈白色亮帶。如博爾塔拉河斷裂西段在影像上表現(xiàn)為一條斷續(xù)延伸的灰白-白色異常帶；東段線性明顯，斷裂切割了第四系覆蓋層，表現(xiàn)為坳折線，形成兩側(cè)截然不同的色調(diào)與影紋，北側(cè)為阿拉套山山前沖洪積沉積物，南側(cè)為博河河流相沖積物。斷裂兩側(cè)水系不對(duì)稱，北側(cè)發(fā)育，且與主斷裂呈直角拐彎，拐點(diǎn)與斷裂線處于同一直線上，南側(cè)則少有支流注入，這說明斷裂具有繼承性活動(dòng)特點(diǎn)。

（2）在山區(qū)，斷裂多呈直線、弧線切割山脊、溝谷和水系。如科古琴山南坡斷裂北西段溝谷深切，東南段呈南高北低的構(gòu)造階梯，其影像色調(diào)深、淺有別。斷裂斷錯(cuò)了河流，形成了新的斷層陡坎、陡坡。河流的“S”、“L”形同步彎折反映了該斷裂的右旋平移性質(zhì)。

（3）在山區(qū)與平原或盆地接觸部位，斷裂多呈白色或淺色殼帶。如達(dá)爾布特-布爾克斯臺(tái)斷裂在ETM+影像上顯示為一條醒目淺藍(lán)-灰白色狹窄條帶組成的斷層谷地（西段）和階地（東段），說明在新生代仍在繼續(xù)活動(dòng)。庫松木契克山北坡斷裂色線清晰，山地與山前洪積扇分布的分界線明顯。山前沖積扇形態(tài)清晰，頂點(diǎn)呈線狀排列，中軸線由于斷裂交匯的銳角指示了南盤的平移前進(jìn)方向，反映了斷裂具右旋平移性質(zhì)。

（4）部分大斷裂在影像上表現(xiàn)為由多條近方向或不同方向的小斷層平行、斜列、交接復(fù)合而成。如阿拉山口-艾比湖斷裂北西段，兩側(cè)多條平行次級(jí)斷裂發(fā)育，斷裂扭動(dòng)形成擠壓脊和小型拉分盆地。

（5）通過影像增強(qiáng)處理，可發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)第四系覆蓋區(qū)一些較為明顯的隱伏斷層標(biāo)志。如阿拉山口-艾比湖斷裂中段為隱伏區(qū)，經(jīng)方向?yàn)V波和假彩色合成后，兩側(cè)土壤-植被色調(diào)和影紋差異明顯，沿?cái)嗔延幸?guī)模較小的湖泊出露。阿拉爾斷裂北西段經(jīng)方向?yàn)V波后，洪積扇清晰可見，洪積裙形成陡坎顯示了斷裂的最新活動(dòng)，裙上辮狀水系發(fā)生右旋同步扭動(dòng)。

總之，通過遙感影像假彩色合成、坡度分析與地貌渲染和線性構(gòu)造影像增強(qiáng)處理，提高了斷裂構(gòu)造解譯的能力，遙感影像展現(xiàn)了大量斷裂構(gòu)造信息。本次研究是初步的，下一步將通過野外現(xiàn)場調(diào)研和地質(zhì)考察，對(duì)盆、嶺（山）構(gòu)造帶結(jié)構(gòu)、形成機(jī)制和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征及其孕育中強(qiáng)震地震的相關(guān)性進(jìn)行更詳細(xì)的研究。