江西九江及鄰區(qū)主要斷裂活動(dòng)性遙感綜合分析

李 凱，吳中海，李家存，周春景，馬曉雪

(1.首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院，北京 100048；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081；3.資源環(huán)境與地理信息系統(tǒng)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048；4.國(guó)土資源部新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

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江西九江及鄰區(qū)主要斷裂活動(dòng)性遙感綜合分析

李 凱1,2,3,4，吳中海2,4，李家存1,3，周春景2,4，馬曉雪1,2,3,4

(1.首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院，北京 100048；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081；3.資源環(huán)境與地理信息系統(tǒng)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048；4.國(guó)土資源部新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

利用Landsat 8、Google Earth等中高分辨率遙感影像以及ASTER GDEM資料并結(jié)合前人研究成果，在分析總結(jié)江西九江及鄰區(qū)主要活動(dòng)斷裂帶遙感影像解譯標(biāo)志的基礎(chǔ)上，獲取該區(qū)主要活動(dòng)斷裂空間展布情況，結(jié)合地震地質(zhì)資料進(jìn)一步探討該區(qū)主要活動(dòng)斷裂的性質(zhì)及其第四紀(jì)活動(dòng)性。研究發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)斷裂構(gòu)造空間展布復(fù)雜，以北東與北西走向?yàn)橹鳎渲械闹饕顒?dòng)斷裂帶可歸并為4大斷裂系統(tǒng)，分別為廬江—廣濟(jì)斷裂系、黃岡—鄱陽(yáng)斷裂系、九江斷裂系和東至—鄱陽(yáng)斷裂系。根據(jù)主要斷裂帶的地貌錯(cuò)位、三維地貌與地形信息及歷史地震數(shù)據(jù)等對(duì)斷裂活動(dòng)性進(jìn)行分析和分級(jí)，將該區(qū)主要斷裂的現(xiàn)今活動(dòng)性劃分為顯著、較顯著和一般3個(gè)級(jí)別，并進(jìn)一步討論了區(qū)域斷裂活動(dòng)與地震的關(guān)系。

江西九江；活動(dòng)斷裂；遙感標(biāo)志；斷裂活動(dòng)性；地震

江西九江及鄰區(qū)地處揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)、華南褶皺帶和秦嶺—大別山構(gòu)造帶三大構(gòu)造單元銜接部位，曾經(jīng)歷過多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂構(gòu)造較為發(fā)育。該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展良好，規(guī)劃有許多國(guó)家重大工程，例如核電站、過江通道、鐵路等；地面植被覆蓋和人為改造地表嚴(yán)重，綠化率較高；活動(dòng)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂發(fā)育情況良好，地震發(fā)生相對(duì)較頻繁。因此，全方位地正確認(rèn)識(shí)該地區(qū)斷裂空間展布及活動(dòng)性特征具有重大地質(zhì)和經(jīng)濟(jì)意義。然而鑒于江西九江地區(qū)地貌覆蓋及人為改造活動(dòng)的情況，斷裂的地表露頭跡象常常較少，利用常規(guī)地質(zhì)方法判別該地區(qū)斷裂活動(dòng)性特征較為困難。遙感影像具有全局通視、主要斷裂特征突出、受地面條件影響少等優(yōu)勢(shì)，將遙感影像投入到該地區(qū)活動(dòng)斷裂的研究中具有很高的實(shí)用性。前人早在20世紀(jì)70年代就將遙感影像應(yīng)用于地表調(diào)查困難的青藏高原主要斷裂的研究當(dāng)中[1]，之后學(xué)者們進(jìn)一步利用多源遙感影像研究斷裂空間展布及活動(dòng)性特征[2～3]，大大提高了解譯精度，已成為活動(dòng)斷裂研究中一種必不可少的方法。本文在梳理總結(jié)前人研究成果及主要遙感標(biāo)志基礎(chǔ)上，采用Landsat8 ETM全色影像、Google Earth影像及ASTER GDEM等數(shù)據(jù)，總結(jié)江西九江及鄰區(qū)活動(dòng)斷裂遙感解譯標(biāo)志，解譯主要活動(dòng)斷裂，并結(jié)合地震地質(zhì)情況分析斷裂活動(dòng)性特征，以期為九江地區(qū)活動(dòng)構(gòu)造的深入認(rèn)識(shí)、重大工程的選址及防震減災(zāi)研究等提供有效的幫助。

1 區(qū)域概況

江西九江及鄰區(qū)橫跨鄂東南、皖西南、贛北地區(qū)，氣候溫和，屬于亞熱帶季風(fēng)區(qū)，人口密集，湖泊、江河分布廣泛，長(zhǎng)江橫穿而過；地勢(shì)西高東低，西部多為海拔300～500 m的褶皺帶，東部過渡為平原區(qū)，海拔多在80 m以下，北部依次發(fā)育有長(zhǎng)江沖積平原和皖南山區(qū)，南部毗鄰鄱陽(yáng)湖平原。

研究區(qū)各個(gè)時(shí)期地層發(fā)育較為齊全(見圖1)。中元古代早期，受中條運(yùn)動(dòng)影響，九江地區(qū)地槽發(fā)展階段經(jīng)歷了早期地槽沉降和晚期褶皺回返；晉寧運(yùn)動(dòng)時(shí)期褶皺上升成山，之后進(jìn)入地臺(tái)發(fā)展階段；震旦紀(jì)—志留紀(jì)處于相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)展時(shí)期，以斷塊隆起和拗陷為主；中三疊世末期，印支運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈作用，褶皺顯著形變，斷裂較為發(fā)育，是江西九江地區(qū)重要的一次地質(zhì)事件；燕山運(yùn)動(dòng)的多次強(qiáng)烈作用導(dǎo)致斷塊繼續(xù)上隆，并伴隨斷裂的改造及盆地發(fā)育；新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的多次作用，奠定了現(xiàn)今構(gòu)造-地貌格局。

圖1 江西九江地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological sketch map of Jiujiang,Jiangxi

新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以來，九江地區(qū)西部的幕阜山—九嶺山隆起以隆升運(yùn)動(dòng)為主，兩側(cè)斷陷盆地發(fā)育，西與江漢—洞庭湖斷陷盆地、東與鄱陽(yáng)湖—安慶斷坳盆地遙相對(duì)照，形成隆凹相見的地貌構(gòu)造格局[4]；南部鄱陽(yáng)湖地區(qū)為典型的沉降區(qū)，并存在局部的斷塊抬升。學(xué)者們調(diào)查研究[5～6]發(fā)現(xiàn)，鄱陽(yáng)湖至今一直處于沉降狀態(tài)，位于鄱陽(yáng)湖地區(qū)北段的廬山為典型的斷塊山，山體抬升數(shù)百米。

九江地區(qū)周邊斷裂構(gòu)造復(fù)雜且較為發(fā)育，眾多區(qū)域性活動(dòng)斷裂縱橫分布，如北西向的襄樊—廣濟(jì)斷裂帶、北東向郯廬斷裂帶南段的宿遷—廣濟(jì)斷裂、北東向的九江—靖安斷裂帶、近東西向的九江—瑞昌斷裂帶等(見圖1)。前人的研究多認(rèn)為九江鄰區(qū)內(nèi)主要活動(dòng)斷裂以北東向郯廬斷裂帶廬江—廣濟(jì)段和北西向襄樊—廣濟(jì)斷裂帶兩大區(qū)域性大斷裂交匯，影響和作用該區(qū)主要構(gòu)造活動(dòng)[7]，九江地區(qū)南部北東向九江—靖安斷裂帶也是區(qū)域構(gòu)造體系中有顯著影響的斷裂帶。本文主要研究以北北東向九江—靖安斷裂、北東向郯廬斷裂帶南段末端廬江—廣濟(jì)斷裂、北西向襄樊—廣濟(jì)斷裂為主的大型活動(dòng)斷裂，通過解譯多源遙感影像數(shù)據(jù)(見表1)，為主要斷裂活動(dòng)性特征分析提供遙感證據(jù)。

表1 多源遙感影像

2 活動(dòng)斷裂主要遙感標(biāo)志

活動(dòng)斷裂是現(xiàn)今仍在活動(dòng)或近代地質(zhì)時(shí)期曾有過活動(dòng)，將來還可能重新活動(dòng)的斷裂。一般來說，斷裂活動(dòng)會(huì)顯示出具有近代活動(dòng)性的地貌學(xué)證據(jù)，形成各種構(gòu)造地貌形態(tài)以及控制兩側(cè)地貌差異，往往時(shí)代愈新的活動(dòng)斷裂活動(dòng)性愈強(qiáng)，其地質(zhì)-地貌活動(dòng)性證據(jù)也愈完整[8]。遙感影像不僅直觀地表現(xiàn)活動(dòng)斷裂的構(gòu)造形態(tài)，同時(shí)又宏觀地反映斷裂活動(dòng)性等特征。活動(dòng)斷裂的遙感影像研究通常是識(shí)別并建立活動(dòng)斷裂的影像標(biāo)志，采取人機(jī)交互的手段，解譯活動(dòng)斷裂在遙感影像上的表現(xiàn)。活動(dòng)斷裂的遙感影像標(biāo)志主要有色調(diào)、地層、地貌、水系等，表現(xiàn)在地貌上主要有斷層三角面、水系錯(cuò)動(dòng)、沖洪積扇疊置、盆地等，一般歸為3類，即線性標(biāo)志、垂直錯(cuò)動(dòng)標(biāo)志和水平錯(cuò)動(dòng)標(biāo)志[3,8～12](見表2)。

3 九江及鄰區(qū)主要斷裂活動(dòng)性遙感標(biāo)志

九江及鄰區(qū)主要活動(dòng)斷裂的活動(dòng)性跡象在遙感影像上主要表現(xiàn)為較明顯的線性特征，并且線性特征的清晰程度差異隨著斷裂活動(dòng)性變化。其中最宏觀的遙感標(biāo)志為隆起區(qū)與斷陷區(qū)邊界、盆山邊界、線性溝谷槽地、一系列形態(tài)規(guī)模不一的呈串珠狀排列的湖泊以及褶皺的錯(cuò)斷等。由于盆地、湖泊、溝谷以及槽地的地形特殊性，與周圍起伏較強(qiáng)烈的地貌形成明顯反差，因此，在衛(wèi)星遙感影像上均呈現(xiàn)較單一色調(diào)的線性特征，沒有陰影，與周圍影像產(chǎn)生強(qiáng)烈對(duì)比。除此之外，沿?cái)嗔褞н€發(fā)育一系列活動(dòng)斷裂的微觀標(biāo)志，如線狀排列的斷層崖和斷層三角面，沖-洪積扇的形態(tài)變化、水系的同步轉(zhuǎn)折等。根據(jù)遙感解譯結(jié)果，研究區(qū)內(nèi)斷裂錯(cuò)綜復(fù)雜，存在區(qū)域性斷裂交接的情況，可劃分為4個(gè)區(qū)域性斷裂系統(tǒng)(見圖2)，分別是以郯廬斷裂帶南段末端廬江—廣濟(jì)斷裂帶為主干斷裂的廬江—廣濟(jì)斷裂系(F1)、以襄樊—廣濟(jì)斷裂東段為主體的黃岡—鄱陽(yáng)斷裂系(F2)、以九江—靖安斷裂為主體的九江斷裂帶(F3)和以東至斷裂為主體的東至—鄱陽(yáng)斷裂帶(F4)。本文根據(jù)遙感解譯標(biāo)志，結(jié)合前人研究成果，按照區(qū)域性斷裂系分布對(duì)研究區(qū)內(nèi)主要斷裂活動(dòng)標(biāo)志及特征進(jìn)行分析。

表2 遙感解譯標(biāo)志

3.1 郯廬斷裂系南段廬江—廣濟(jì)斷裂帶

郯廬斷裂帶南段末端發(fā)育的廬江—廣濟(jì)斷裂帶自九江北部沿長(zhǎng)江中游北東向展布，分割了長(zhǎng)江中游沖擊平原和北部盆地以及皖南山區(qū)三部分。郯廬斷裂帶是中國(guó)東部一條古老的經(jīng)歷了多期運(yùn)動(dòng)而今仍在活動(dòng)著的巨型斷裂帶[13]，總體上北北東向延伸，自大陸東北的肇興向南西方向延伸至華中的廣濟(jì)附近，長(zhǎng)度超過2400 km。郯廬斷裂帶南段末端廬江—廣濟(jì)斷裂帶自安徽廬江縣南西至湖北武寧市，主干斷裂由2條近乎平行的北東向斷裂構(gòu)成，全長(zhǎng)140±10 km，總體走向N40°—50°E，東段與北東向樅陽(yáng)—宿松斷裂向南西方向并進(jìn)，南西段與北西向襄樊—廣濟(jì)斷裂交匯于武寧市(見圖3a)。廬江—廣濟(jì)斷裂帶在遙感影像上表現(xiàn)出顯著的線性特征，主要為特征明顯的地貌分界線(見圖3b)、斷層三角面(見圖3c)、構(gòu)造水系格局(見圖3e)、和沖-洪積扇沿?cái)鄬泳€性展布(見圖3c)等。在郯廬斷裂系主干斷裂兩側(cè)，構(gòu)造水系沿2條主干斷裂展布，斷裂控制河流發(fā)育，可見斷裂一側(cè)河流成掃帚狀排布，穿過斷裂的河流呈現(xiàn)較弱的右行偏轉(zhuǎn)。黃梅縣北部可見數(shù)條沖溝成平行狀排列，兩條主干斷裂“挾持”中間第四紀(jì)地層廣布的斷陷區(qū)及區(qū)內(nèi)水系北東向線性展布發(fā)育。在斷裂帶太湖段，多期斷層三角面以及沖-洪積扇線狀展布，規(guī)模巨大的擠壓破碎帶十分發(fā)育。印度板塊與歐亞板塊相互碰撞后引起青藏隆起的加速，影響了郯廬斷裂運(yùn)動(dòng)方式和性質(zhì)[13]，新近紀(jì)初開始郯廬斷裂帶持續(xù)遭受著擠壓活動(dòng)作用[14]。歷史地震資料顯示斷裂帶緩沖區(qū)域內(nèi)，小型地震發(fā)生頻率較高，根據(jù)遙感影像的線性清晰程度、地貌差異以及地震活動(dòng)性初步判斷，郯廬斷裂帶整體活動(dòng)性顯著。

圖3 廬江—廣濟(jì)斷裂帶解譯標(biāo)志Fig.3 Interpretion marks of Lujiang-Guangji faults zone

3.2 襄樊—廣濟(jì)斷裂帶

圖4 襄樊—廣濟(jì)斷裂帶解譯標(biāo)志Fig.4 Interpretion marks of Xiangfan-Guangji faults zone

襄樊—廣濟(jì)斷裂帶是秦嶺—大別造山帶南緣邊界斷裂帶，橫亙于揚(yáng)子板塊與秦嶺—大別造山帶之間，貫穿九江地區(qū)境內(nèi)。研究區(qū)內(nèi)主干斷裂襄樊—廣濟(jì)斷裂帶自黃岡沿?fù)P子江向南東展布至鄱陽(yáng)縣，與郯廬斷裂帶、贛江斷裂帶、東至—鄱陽(yáng)斷裂帶交匯，整體走向N35°—40°W，全長(zhǎng)約100 km。襄樊—廣濟(jì)斷裂帶東段，斷裂沿長(zhǎng)江北西向展布，控制著兩側(cè)地貌的發(fā)育。斷裂帶西側(cè)區(qū)域地貌以隆起區(qū)和線性槽地相間分布，并伴隨有線性槽地內(nèi)構(gòu)造湖泊沿?cái)嗔逊植迹粩嗔褞|側(cè)地勢(shì)較平緩，以斷陷湖泊和盆地為主。襄樊—廣濟(jì)斷裂帶所處整體區(qū)域?yàn)榈湫偷呢?fù)地形地帶(見圖4a)。研究區(qū)內(nèi)斷裂帶主干斷裂北西向展布，線性特征明顯，且局部有構(gòu)造湖泊呈線性排列于斷裂一側(cè)，北西向槽谷地貌和丘陵呈階梯狀于斷裂兩側(cè)展布。城市與斷裂帶共同沿長(zhǎng)江分布，自然地貌人為改造較為嚴(yán)重，許多構(gòu)造地貌被嚴(yán)重破壞。在主干斷裂帶，線性盆山分界線較為明顯(見圖4b—4e)，并且可見斷裂多期活動(dòng)形成的斷層三角面，以及武穴東北部線狀平直的山間谷地和沿谷地內(nèi)線狀分布的構(gòu)造湖泊(見圖4d)。

從遙感影像上看，主干斷裂襄樊—廣濟(jì)斷裂帶沿長(zhǎng)江整體線性特征較為顯著，且東段比西段清晰，垂直錯(cuò)斷地貌發(fā)育，河流下切地層，證明了斷裂帶具有垂直方向運(yùn)動(dòng)的特征。斷裂帶西段，河流地貌呈“L”型，盆地邊緣斷塊山沿?cái)嗔延休p微的左行扭動(dòng)現(xiàn)象，負(fù)地形地貌呈菱形，指示了斷裂帶表現(xiàn)有左旋走滑特征。因此，研究區(qū)內(nèi)襄樊—廣濟(jì)斷裂帶兼具垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)。歷史地震資料表明，襄樊—廣濟(jì)斷裂帶發(fā)生了3次4級(jí)以上地震，斷裂帶西部陽(yáng)新縣發(fā)生了1次5級(jí)以上地震，九江地區(qū)發(fā)生了3次破壞性較大的地震，而且襄樊—廣濟(jì)帶東部低震級(jí)地震發(fā)生頻率較高。由于九江地區(qū)處于斷裂活動(dòng)性整體較低的板塊，而根據(jù)遙感解譯結(jié)果，襄樊—廣濟(jì)斷裂帶向東南延伸至九江與九江—靖安斷裂帶交匯，斷裂帶東段線性清晰程度明顯弱于郯廬斷裂帶，所以該斷裂帶活動(dòng)性整體比郯廬斷裂帶南段低。但襄樊—廣濟(jì)斷裂帶、郯廬斷裂帶以及九江—靖安斷裂帶交匯處地震活較頻繁，活動(dòng)性顯著。

3.3 九江斷裂帶

九江斷裂帶位于鄱陽(yáng)湖西側(cè)，本次研究將九江—靖安斷裂、九江—安義斷裂和湖口—新建斷裂等7條斷裂劃為九江斷裂帶體系(見圖5a)，總體走向N20°—35°E。主干斷裂由3條近乎平行的北東向斷裂組成，開始于九江附近，向東南穿過德安、鄱陽(yáng)湖西側(cè)地區(qū)，延伸到115°E左右，全長(zhǎng)約190 km，沿主干斷裂地貌表現(xiàn)以地壘式斷塊山和丘陵為主。九江斷裂帶東段與黃岡—鄱陽(yáng)斷裂帶交匯，控制著鄱陽(yáng)湖西界，線性影像清晰；北段可見多期斷層三角面線狀排列(見圖5b)，斷裂沿著線性溝谷向西南展布(見圖5c、5e)，局部水系出現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)折現(xiàn)象，且隆起區(qū)與斷陷區(qū)分界線較為明顯。九江—靖安斷裂東部的鄱陽(yáng)湖區(qū)域?yàn)榈湫偷某两祬^(qū)，北部的廬山為斷塊山。對(duì)斷裂帶北段第四紀(jì)沉積的研究發(fā)現(xiàn)，在高海拔地區(qū)存有潮濕低海拔環(huán)境下形成的網(wǎng)紋紅土，而鄱陽(yáng)湖水面下也深埋有網(wǎng)紋紅土[4,6,15]，證明斷裂帶北段區(qū)域處于強(qiáng)烈的差異性抬升沉降過程中。斷裂帶北端控制廬山的邊界地帶，南段斷裂地貌呈現(xiàn)出丘陵夾著河谷發(fā)育、河流沿著斷裂線性展布之勢(shì)。九江斷裂帶是江西省典型的新華夏系斷裂構(gòu)造[16]，由一系列北東向展布的斷裂和受其控制的狹長(zhǎng)斷谷地組成，地貌反差較為強(qiáng)烈，主干斷裂中段第四紀(jì)沉積覆蓋嚴(yán)重，城市分布，線性特征較明顯，構(gòu)造水系特征較為顯著，河流水系偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象較少。

遙感影像顯示，九江瑞昌西部的幕阜山—九嶺山隆起區(qū)是區(qū)域性斷裂真空帶，此處為斷陷區(qū)與隆起區(qū)的過渡地帶，存在著4條北東向小型活動(dòng)斷裂。這4條斷裂在宏觀上最為明顯的標(biāo)志是對(duì)褶皺的切割錯(cuò)斷，在遙感圖像上呈現(xiàn)出線性褶皺隆起的突然中斷并且與周圍地層存在較大程度的色差，斷裂線性標(biāo)志較為明顯。斷裂沿盆地邊緣發(fā)育(見圖5d)，構(gòu)成一個(gè)小型的斷裂帶，沿?cái)嗔丫植坑^察，地貌上表現(xiàn)為褶皺巖層被錯(cuò)斷、線性排列的斷層三角面，斷裂控制著瑞昌盆地邊界的發(fā)育。地震資料顯示，九江瑞昌是九江地區(qū)地震活動(dòng)性最高的區(qū)域，值得注意的是，2005年九江—瑞昌發(fā)生了5.7級(jí)破壞性地震，瑞昌盆地內(nèi)斷裂的活動(dòng)性得到了印證。

3.4 東至—鄱陽(yáng)斷裂系

本文根據(jù)遙感解譯結(jié)果把皖江斷裂帶、東至斷裂帶及鄱陽(yáng)斷裂帶劃為東至—鄱陽(yáng)斷裂帶體系(見圖6a)。宏觀上，皖江斷裂帶由2條北西向斷裂組成，控制著長(zhǎng)江安徽段(皖江)南部河谷、鄱陽(yáng)湖北界的發(fā)育和皖江北西向線性展布，谷地內(nèi)有數(shù)個(gè)湖泊串珠狀排布，隆起區(qū)與凹陷區(qū)邊界顯著；東至斷裂帶包括4條北東向斷裂和1條北西向斷裂，分布在鄱陽(yáng)湖東界隆起區(qū)，斷裂沿溝谷展布，影像線性特征較顯著；鄱陽(yáng)縣附近3條近乎平行的北西向斷裂構(gòu)成了鄱陽(yáng)斷裂帶，控制了鄱陽(yáng)湖東北邊界處3條河谷的發(fā)育。微觀上，在湖口縣北部，一組線狀平直的隆起突出地表，與兩側(cè)地貌形成鮮明的對(duì)比(見圖6b)，皖江斷裂沿線可見斷塊山和沖-洪積扇呈線狀排列，除此之外，該斷裂帶還存在有斷陷沼澤、谷地等活動(dòng)斷裂構(gòu)造地貌，在影像上呈現(xiàn)為色調(diào)異常帶；東至斷裂帶線狀影像較顯著，存在多處活動(dòng)斷層地貌，如沖溝錯(cuò)動(dòng)、河流轉(zhuǎn)折、沖-洪積扇形態(tài)變化、側(cè)疊(見圖6c，6d)等，且均存在輕微右旋走滑現(xiàn)象；鄱陽(yáng)斷裂帶位于東至—鄱陽(yáng)斷裂帶南部，斷裂帶區(qū)域內(nèi)地形起伏明顯，斷裂控制著河谷谷地發(fā)育，晚第四紀(jì)活動(dòng)性特征表現(xiàn)為右旋走滑，在鄱陽(yáng)縣東部，河流多呈現(xiàn)直線型分布，跨斷裂的河流轉(zhuǎn)折顯著。

a—東至-鄱陽(yáng)斷裂帶空間展布特征；b—皖江斷裂湖口東部線性隆起；c—東至斷裂線性溝谷；d—東至斷裂線性溝谷及沖溝同步偏轉(zhuǎn)圖6 東至—鄱陽(yáng)斷裂帶解譯標(biāo)志Fig.6 Interpretion marks of Dongzhi-Poyang fault zone

4 斷裂活動(dòng)性級(jí)別劃分

活動(dòng)斷裂差異運(yùn)動(dòng)往往形成構(gòu)造地貌，利用遙感影像分析斷裂活動(dòng)性特征，大多依托于構(gòu)造地貌標(biāo)志進(jìn)行。綜合研究九江地區(qū)斷裂活動(dòng)性宏觀與微觀遙感標(biāo)志結(jié)果顯示，研究區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂具有顯著的分區(qū)特征，錯(cuò)動(dòng)地貌較顯著，但是由于該區(qū)斷裂整體活動(dòng)性較弱，很難判斷走滑性質(zhì)。綜合一系列遙感標(biāo)志，歸納了該區(qū)主要活動(dòng)斷裂的特征(見表3)。

遙感解譯結(jié)果顯示，沿長(zhǎng)江和鄱陽(yáng)湖東界自湖北黃岡至江西鄱陽(yáng)縣發(fā)育了一組跨長(zhǎng)江的北西向左旋走滑斷裂帶，斷裂帶以襄樊—廣濟(jì)斷裂為主干斷裂，可見有斷層三角面、構(gòu)造湖泊和斷塊山，并以線性平直的狀態(tài)沿長(zhǎng)江排布。由于構(gòu)造地貌被嚴(yán)重破壞，在微觀地貌的遙感解譯中未發(fā)現(xiàn)較多的影像標(biāo)志。但是，該斷裂帶主要沿長(zhǎng)江和鄱陽(yáng)湖邊界發(fā)育，斷裂整體影像線性程度較好，與周圍地貌色差較大，據(jù)此認(rèn)為襄樊—廣濟(jì)斷裂帶活動(dòng)性較顯著。

九江斷裂帶位于長(zhǎng)江西南側(cè)和鄱陽(yáng)湖西側(cè)，是一組北東向的右旋走滑斷裂帶，主干斷裂線性特征較平直，隆起區(qū)與斷陷區(qū)邊界清晰，局部斷層三角面和沖-洪積扇呈線狀排布，線性谷地發(fā)育，跨斷裂的河流多呈現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)折，在瑞昌盆地周圍分布的斷裂切斷該區(qū)褶皺地貌，沿盆地邊界發(fā)育，根據(jù)遙感影像反映出的錯(cuò)斷現(xiàn)象，并綜合地震資料分析，九江斷裂帶是一組整體活動(dòng)性較顯著的斷裂帶。

東至—鄱陽(yáng)斷裂帶位于長(zhǎng)江南部，控制鄱陽(yáng)湖北界發(fā)育。該斷裂帶第四紀(jì)活動(dòng)以發(fā)育一系列線性河谷為特征，皖江斷裂沿著長(zhǎng)江河谷邊界發(fā)育，東至斷裂控制了鄱陽(yáng)湖西北側(cè)一系列線狀河流溝谷的發(fā)育。除了皖江斷裂帶控制發(fā)育的皖江河谷規(guī)模較大外，其他河谷規(guī)模較小，并發(fā)育有規(guī)模較小的盆地(東至盆地)，在局部解譯中發(fā)現(xiàn)幅度較小的沖溝水系位錯(cuò)現(xiàn)象。由此分析，東至—鄱陽(yáng)斷裂帶數(shù)條斷裂活動(dòng)性存在差異，但是斷裂帶整體活動(dòng)性一般。

另外，綜合此次活動(dòng)斷裂遙感解譯發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)內(nèi)4個(gè)區(qū)域性大斷裂在空間展布特征上具有顯著的相似性，郯廬斷裂帶南端線性影像平直且明顯，顯示出斷裂帶繼承了老構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)軌跡下行，自廬江向西南延伸至武穴市，與襄樊—廣濟(jì)斷裂交匯，而且位于長(zhǎng)江西側(cè)九江斷裂帶的走向以及運(yùn)動(dòng)特征與郯廬斷裂帶相似，筆者推測(cè)，九江斷裂帶或是郯廬斷裂帶過長(zhǎng)江的延伸構(gòu)造。

5 討論

5.1 斷裂空間展布特征

研究區(qū)內(nèi)主要活動(dòng)斷裂由4組斷裂系構(gòu)成(見圖7)，控制著九江地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造格局。北西向區(qū)域性斷裂帶襄樊—廣濟(jì)斷裂切割研究區(qū)，分別與北東向區(qū)域性斷裂帶郯廬斷裂帶、九江斷裂帶和東至斷裂帶交匯。在幾何形態(tài)上，4組斷裂系以“包夾”之勢(shì)向江西九江地區(qū)“聚攏”，構(gòu)成了江西九江地區(qū)獨(dú)特的共軛分布斷裂構(gòu)造帶。對(duì)比區(qū)域地質(zhì)圖可知，這4條斷裂的發(fā)育具有明顯的遷就和利用老構(gòu)造行跡的特點(diǎn)。解譯結(jié)果顯示，襄樊—廣濟(jì)斷裂為九江地區(qū)構(gòu)造板塊的邊界大斷裂，對(duì)于斷裂兩側(cè)地貌具有顯著的控制作用，根據(jù)其空間展布特征推斷，該斷裂可能延伸過長(zhǎng)江南部并沿鄱陽(yáng)湖東側(cè)邊界至鄱陽(yáng)縣。九江斷裂帶與東至斷裂帶分布在長(zhǎng)江南部，鄱陽(yáng)湖東西兩側(cè)，前人對(duì)于郯廬斷裂帶南段的空間展布研究大體上認(rèn)為，受到長(zhǎng)江大斷裂的阻隔，郯廬斷裂帶終止于長(zhǎng)江北部廣濟(jì)一帶[17～20]，并未發(fā)現(xiàn)郯廬斷裂帶南沿過長(zhǎng)江的證據(jù)。但是從遙感解譯結(jié)果分析，九江斷裂帶在空間展布與運(yùn)動(dòng)性質(zhì)方面與郯廬斷裂帶南段具有相似之處，推測(cè)九江斷裂可能是郯廬斷裂帶南延的證據(jù)。

圖7 江西九江主要活動(dòng)斷裂Fig.7 Main active faults in Jiujiang, Jiangxi

宏觀上，九江地區(qū)斷裂空間展布特征反映了位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)、秦嶺-大別造山帶以及華南褶皺帶三大構(gòu)造板塊拼接部位的九江地區(qū)的構(gòu)造特殊性，該地區(qū)受到周邊板塊運(yùn)動(dòng)造成的近東西方向的擠壓力作用，活動(dòng)斷裂主要呈現(xiàn)共軛破裂狀格局。

5.2 活動(dòng)斷裂與地震活動(dòng)的關(guān)系

研究區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)并不強(qiáng)烈，地震主要分布在4大斷裂帶交匯處，郯廬斷裂帶與襄樊—廣濟(jì)斷裂帶交匯處以及九江斷裂帶與襄樊—廣濟(jì)斷裂帶交匯處最為密集(見圖8)。九江地區(qū)發(fā)生過少量4～5級(jí)地震以及數(shù)量較多的3級(jí)以下地震，指示了九江地區(qū)晚第四紀(jì)以來整體較低的地震活動(dòng)性。然而對(duì)比地震的發(fā)生年代以及分布方位發(fā)現(xiàn)，九江瑞昌盆地是3級(jí)以下地震的密集分布區(qū)域，該區(qū)域?yàn)?大斷裂系交匯區(qū)域，是區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力異常區(qū)，地形對(duì)照性較強(qiáng)，地貌表現(xiàn)為幅度較大的隆起區(qū)與斷陷區(qū)，發(fā)生在斷裂系共軛部位的地震震級(jí)較小且密集。對(duì)2005年九江瑞昌地震發(fā)震斷裂的研究仍存在爭(zhēng)議，多數(shù)人認(rèn)為是北東向斷裂與北西向斷裂共同作用[27～30]，筆者根據(jù)遙感解譯結(jié)果以及九江地區(qū)地震的時(shí)空分布于斷裂交匯處密集的特點(diǎn)推測(cè)，九江地震可能是北東向與北西向斷層共同活動(dòng)的結(jié)果。

①1634年湖北羅田級(jí)地震等震線；②1897年湖北陽(yáng)新5級(jí)地震等震線；③2005年江西九江5.7級(jí)等震線；④319年江西南昌西北級(jí)地震等震線；⑤1756年江西波陽(yáng)東北級(jí)地震等震線圖8 江西九江及鄰區(qū)地震分布及歷史地震烈度圖(地震數(shù)據(jù)來源：中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)；等震線來源：中國(guó)地震信息網(wǎng))Fig.8 The earthquake distribution and historical earthquake intensity in Jiujiang and adjacent areas, Jiangxi

根據(jù)遙感解譯結(jié)果并綜合前人研究成果發(fā)現(xiàn)，江西九江及鄰區(qū)主要斷裂第四紀(jì)活動(dòng)特征較少，地震活動(dòng)性較低，絕大多數(shù)斷裂構(gòu)造活動(dòng)為第四紀(jì)甚至新生代以前就存在的老斷層活動(dòng)，但是該區(qū)域活動(dòng)斷裂空間展布特征復(fù)雜，斷裂交匯處地震頻發(fā)，影響地區(qū)穩(wěn)定性，具有破壞性地震發(fā)生的潛在特質(zhì)，需要對(duì)該區(qū)域潛在地震危險(xiǎn)性進(jìn)行深入研究。

5.3 存在問題及建議

筆者依托中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目的大力支持，從遙感地質(zhì)的角度，圍繞九江及鄰區(qū)主要活動(dòng)斷裂遙感影像特征開展深入研究，對(duì)該區(qū)主要活動(dòng)斷裂的空間展布特征和活動(dòng)性有了初步的、較為全面的了解。從這一最新的研究成果發(fā)現(xiàn)，九江地區(qū)4組斷裂系包括了規(guī)模不一、活動(dòng)性不同的斷層，其中以郯廬斷裂帶南段和襄樊—廣濟(jì)斷裂帶東段活動(dòng)性最為顯著，并且地震的發(fā)生在時(shí)空上向斷裂帶交匯處聚集。因此，通過遙感解譯的方式判斷該區(qū)主要斷裂的活動(dòng)特征，可為九江地區(qū)活動(dòng)構(gòu)造的深入認(rèn)識(shí)、重大工程的選址及防震減災(zāi)研究等提供有效的幫助。但是由于九江地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且斷裂整體活動(dòng)性較弱，遙感解譯很難判斷斷裂走滑性質(zhì)，加之如人為破壞、褶皺的變質(zhì)線性和地表作用沿老斷層的侵蝕切割等干擾因素導(dǎo)致解譯誤差，雖然初步獲得了九江及鄰區(qū)主要活動(dòng)斷裂特征，但是在現(xiàn)有的研究程度下還需要進(jìn)一步驗(yàn)證及深入研究。建議進(jìn)一步深入研究的內(nèi)容應(yīng)包括以下幾點(diǎn)：

①利用地表調(diào)查和遙感解譯相結(jié)合的方法更準(zhǔn)確地掌握該區(qū)主要活動(dòng)斷裂的空間展布及活動(dòng)性質(zhì)。

②結(jié)合物探方法及超高精度遙感解譯，更進(jìn)一步獲得斷層位置及地貌特征，這可為進(jìn)一步定量研究斷裂的活動(dòng)性質(zhì)提供重要條件。

③利用地質(zhì)學(xué)方法和GPS速度場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)一步更精確地定量該區(qū)斷裂帶第四紀(jì)的斷裂滑動(dòng)速率，這有利于斷裂活動(dòng)性高精度定量遙感研究。

6 結(jié)論

宏觀上，九江及鄰區(qū)主要活動(dòng)斷裂以北東向活動(dòng)斷裂與北西向活動(dòng)斷裂共軛式分布，可分成4個(gè)主要活動(dòng)斷裂系統(tǒng)，分別為：依托郯廬斷裂帶發(fā)育的廬江—廣濟(jì)斷裂系、以襄樊—廣濟(jì)斷裂帶為主體的黃岡—廣濟(jì)斷裂系以及九江斷裂帶和東至—鄱陽(yáng)湖斷裂系。遙感解譯結(jié)果顯示，各個(gè)斷裂的形態(tài)、規(guī)模和活動(dòng)特征有所差異，北東向斷裂以右旋走滑為主，北西向斷裂以左旋走滑為主。

綜合分析斷裂帶上線性影像的發(fā)育程度以及各種錯(cuò)斷地貌體，將斷裂活動(dòng)性分成“顯著、較顯著、一般”3個(gè)級(jí)別，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，郯廬斷裂帶影像線性特征平直，活動(dòng)性顯著，控制斷裂兩側(cè)構(gòu)造地貌體發(fā)育。襄樊—廣濟(jì)斷裂帶沿線第四紀(jì)沉積堆積，線性影像較平直，是九江地區(qū)兩大構(gòu)造板塊的邊界斷裂帶，活動(dòng)性顯著。九江—靖安斷裂、東至斷裂與瑞昌盆地?cái)嗔丫€性影像較清晰，活動(dòng)性較顯著。

九江及鄰區(qū)現(xiàn)今地震活動(dòng)(1970—2016)指示了地震強(qiáng)度與頻率從鄰區(qū)向九江增強(qiáng)的趨勢(shì)?？傮w上，3級(jí)以下地震發(fā)生頻率較高，歷史上零星發(fā)生有4級(jí)以上破壞性地震，多發(fā)生于活動(dòng)斷裂沿線與其他活動(dòng)斷裂交匯處，表明九江地區(qū)地震的發(fā)生多為多個(gè)斷裂帶相互作用的結(jié)果，在區(qū)域地殼穩(wěn)定性調(diào)查研究中應(yīng)著重關(guān)注斷裂帶交匯處。

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

LI Kai1,2,3,4, WU Zhong-hai2,4, LI Jia-cun1,3, ZHOU Chun-jing2,4, MA Xiao-xue1,2,3,4

(1.College of Resource Environment and Tourism, Capital Normal University, Beijing 100048, China;2.InstituteofGeomechanics,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100081,China;3.BeijingKeyLaboratoryofResourceEnvironmentandGeographicInformationSystem,Beijing100048,China;4.KeyLaboratoryofNeotectonicMovementandGeohazard,MinistryofLandandResources,Beijing100081,China)

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

1006-6616(2016)03-0577-17

2016-04-27

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(12120114002101，DD20160268)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41571013，41171009)

李凱(1991-)，男，碩士研究生，主要從事3S技術(shù)與地學(xué)應(yīng)用研究。E-mail：likai082491@sina.com

吳中海(1974-)，男，博士，研究員，主要從事新構(gòu)造和活動(dòng)構(gòu)造研究。E-mail：wzhh4488@sina.com

P546；P627

A