余鳳鳴，何龍清，王 磊

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430074;2.武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢 430205;3.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，南昌 330002)

武當(dāng)?shù)貐^(qū)韌性剪切帶遙感解譯

余鳳鳴1，2，何龍清3，王 磊2

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430074;2.武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢 430205;3.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，南昌 330002)

利用遙感技術(shù)提取韌性變形構(gòu)造信息的研究一直在進(jìn)行之中。武當(dāng)?shù)貐^(qū)構(gòu)造變形歷史復(fù)雜，韌性剪切變形具有一定的代表性。通過對武當(dāng)?shù)貐^(qū)推覆、滑覆型韌性剪切帶的ETM圖像遙感解譯，認(rèn)為盡管韌性剪切帶在遙感圖像上沒有明顯的異常界面，但因地質(zhì)體的不同組成使韌性剪切帶兩側(cè)影像的色調(diào)有明顯差異;經(jīng)小波分析和面理提取后，面理、線理集合體的影像特征和方位變化對韌性剪切帶的識別有較好的效果。利用上述方法對鄖西—鄖縣滑覆型剪切帶、房縣—竹山推覆型剪切帶等6個典型實例進(jìn)行了解譯分析，經(jīng)野外驗證，與實地調(diào)查結(jié)果較為吻合，證實了這一方法的可行性，為推覆、滑覆型韌性剪切帶的遙感解譯提供了有益的借鑒。

遙感解譯;小波分析;武當(dāng)?shù)貐^(qū);韌性剪切帶

0 引言

武當(dāng)?shù)貐^(qū)地處南秦嶺造山帶，經(jīng)歷了多期推覆、滑覆型韌性剪切疊加改造，產(chǎn)生強(qiáng)烈的構(gòu)造置換和固態(tài)流變變形［1］，對武當(dāng)?shù)貐^(qū)礦床的形成和產(chǎn)出有著深刻的影響。確定和理順這些推覆、滑覆型韌性剪切帶，具有極為重要的意義［2］。

韌性剪切帶為巖石中高應(yīng)變線性流變帶。在韌性剪切帶研究中，傳統(tǒng)地學(xué)方法需要做大量繁瑣的工作［3］，且影響因素很多，難以窺其全貌，研究成果往往有不確定性。遙感圖像視域廣闊，從幾百m到幾百km的空間獲取構(gòu)造線性特征，可以客觀地把握區(qū)域構(gòu)造的總體特征，在影像上直觀地反映韌性剪切帶的變形痕跡。因具有明顯破裂面的大型斷裂帶易于解譯，最常見的解譯成果表現(xiàn)為直線型脆性斷裂和環(huán)形構(gòu)造遙感解譯圖;而韌性剪切帶沒有顯著位移和分界面，紋理信息較弱，直接進(jìn)行目視解譯的難度較大，一直處于探索之中。陸關(guān)祥等［4］對南天山東段銅花山—榆樹溝地區(qū)韌性剪切帶進(jìn)行了遙感信息提取及解譯標(biāo)志的研究，總結(jié)出韌性剪切帶獨(dú)特的影像特征;王林峰等［5］采用分形理論，通過對比韌性剪切帶中不同規(guī)模構(gòu)造在幾何學(xué)和運(yùn)動學(xué)方面具有的相似性，利用遙感技術(shù)對東天山地區(qū)的大型韌性剪切帶進(jìn)行了應(yīng)變分析，取得了較好效果;劉穎等［6］借助遙感技術(shù)，對韌性剪切帶宏觀構(gòu)造特征和顯微構(gòu)造特征進(jìn)行對比，提出了遙感與顯微技術(shù)相結(jié)合的研究方法。本文則利用小波變換增強(qiáng)ETM遙感圖像中的紋理信息，通過遙感信息和地學(xué)信息綜合分析，對韌性剪切帶的解譯進(jìn)行了新的嘗試，獲得了較好的效果。

1 區(qū)域地質(zhì)及韌性剪切帶特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

武當(dāng)?shù)貐^(qū)以青峰—襄廣斷裂為界，南部為揚(yáng)子地層區(qū)上揚(yáng)子地層小區(qū)，出露震旦系—志留系地層，以穩(wěn)定類型的地臺蓋層沉積為特征;北部為南秦嶺地層區(qū)，出露元古宇—新生界地層，以活動類型和穩(wěn)定類型的交替沉積為特征，各地層單位總體呈NW向展布［7］。

武當(dāng)?shù)貐^(qū)具有印支期前的伸展滑覆構(gòu)造、印支造山期推覆構(gòu)造和燕山—喜山期脆性構(gòu)造等6期構(gòu)造變形，以區(qū)域性鄖西—鄖縣斷裂、十堰斷裂為界，在平面上分為北部伸展滑脫構(gòu)造區(qū)、核部走滑構(gòu)造帶和南部推覆構(gòu)造區(qū)等3個不同的構(gòu)造單元［8］(圖1)。

在圖1中，南北向顯示出不同(巖)組界面(如耀嶺河組(Nylh)頂、底界面)或不同能干巖層(粘性或剛性和屈服強(qiáng)度高于相鄰層的巖層)間順層韌性剪切帶分割的層圈構(gòu)造，東西向表現(xiàn)為以推覆型韌性剪切帶分割的構(gòu)造巖片疊置的褶沖構(gòu)造樣式的構(gòu)造格架，它們各自突顯出推覆或滑覆構(gòu)造的特征，分別記載了武當(dāng)?shù)貐^(qū)推覆、滑覆型韌性剪切帶演化過程中某一階段的構(gòu)造特點［9］。本文論述的武當(dāng)?shù)貐^(qū)推覆、滑覆型韌性剪切帶主要指印支期前的伸展滑覆作用形成的順層滑覆型韌性剪切帶和印支造山期形成的推覆型韌－脆性剪切帶。

圖1 武當(dāng)?shù)貐^(qū)構(gòu)造單元及典型剪切帶分布Fig.1 Distribution of tectonic units and typical shear zones in Wudang area

1.2 順層多重滑覆型韌性剪切變形帶特征

武當(dāng)?shù)貐^(qū)在晉寧至加里東期的伸展構(gòu)造體系上，疊加順層滑脫變形構(gòu)造帶，沿大套地層的接觸面展布，重要的滑脫變形帶主要有5個［10］:①武當(dāng)山群底部(變基性火山巖底部)滑脫面(DF0);②武當(dāng)山群變酸性火山巖段與變基性火山巖段之間的滑脫面(DF1);③武當(dāng)山群變沉積巖組與變酸性火山巖段之間的滑脫面(DF2)，規(guī)模大，成礦條件最佳;④耀嶺河組與武當(dāng)山群變沉積巖組之間的滑脫面(DF3);⑤耀嶺河組和陡山陀組之間的滑脫面(DF4)，在區(qū)域內(nèi)常以剝離斷層形式出現(xiàn)。

順層韌性剪切變形為造山期前伸展作用所形成，在空間上具有不同層次、時間上具有多期次活動的多重滑脫構(gòu)造，沿滑脫面發(fā)生的“順層”剪切作用，使卷入的巖層產(chǎn)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造變形和構(gòu)造置換，伴有強(qiáng)烈的固態(tài)塑性流動變形，形成糜棱巖－超糜棱巖化;而順層掩臥重褶皺、“拔絲”構(gòu)造、褶疊層構(gòu)造、Z型或S型及無根鉤狀褶曲、“水滴”狀和“羅紋式”鞘褶皺(群)等韌性變形普遍可見［11］。

1.3 推覆型韌－脆性剪切帶特征

印支主造山期形成的逆沖推覆型韌－脆性剪切構(gòu)造是在順層滑脫剪切帶的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要分布于武當(dāng)山—竹山逆沖推覆－穹盆褶皺構(gòu)造區(qū)和鄖縣—鄖西穹盆褶皺構(gòu)造區(qū)［12］。該剪切帶是在區(qū)域上持續(xù)的SN向收縮擠壓構(gòu)造背景下，自北向南或由南向北逆沖推覆剪切作用形成的脆－韌性應(yīng)變軟化帶［13］。

推覆型韌－脆性剪切帶總體呈NW向線狀展布，規(guī)模大小不一;帶內(nèi)發(fā)育構(gòu)造片巖、糜棱巖及擠壓構(gòu)造透鏡體、“σ”或“δ”型旋轉(zhuǎn)碎斑系、“窗欞”狀構(gòu)造、不對稱褶皺、密集折劈理和S–C組構(gòu)等，總體顯示由北向南或由南向北逆沖推覆剪切的運(yùn)動學(xué)特征;沿剪切帶可見絹云母、綠泥石等變質(zhì)礦物及變形變質(zhì)分異石英脈大致定向分布，反映變形發(fā)生于低綠片巖相疊加區(qū)域變質(zhì)或脆－韌性動力變質(zhì)作用的環(huán)境。

2 韌性剪切帶信息提取及遙感影像特征

本文利用小波變換增強(qiáng)ETM遙感圖像中的紋理信息，通過小波包各結(jié)點功能與對小波系數(shù)性質(zhì)的詳細(xì)分析，提取了武當(dāng)?shù)貐^(qū)的韌性變形信息;通過遙感信息和地學(xué)信息的綜合分析，對推覆、滑覆型韌性剪切帶進(jìn)行了遙感解譯。

2.1 遙感數(shù)據(jù)源

本文選用陸地衛(wèi)星ETM數(shù)據(jù)(景號為125/36，123/38，126/37和 126/38，獲取時間為 2000年 7月，云層覆蓋率＜5%)進(jìn)行武當(dāng)?shù)貐^(qū)韌性剪切帶信息提取。在ETM各個波段中，選擇對地質(zhì)構(gòu)造信息貢獻(xiàn)率較大的ETM7(R)，4(G)，1(B)波段組合進(jìn)行了假彩色合成。對選取的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了幾何精糾正、鑲嵌融合、圖像拉伸和圖像裁切等數(shù)據(jù)預(yù)處理，從而獲取研究區(qū)的遙感基礎(chǔ)圖像(圖1)。

2.2 韌性剪切帶的小波分析

小波(wavelet)就是小區(qū)域、長度有限、均值為0的波形，振幅正負(fù)相間的震蕩形式。小波變換是一種全局變換，因在時域和空域同時具有良好的定位能力、能夠充分突出特殊的特征而成為繼Fourier變換以來在科學(xué)方法上的重大突破，故有人把小波變換稱為“數(shù)學(xué)顯微鏡”［14］。韌性剪切帶與一般構(gòu)造體的最大區(qū)別在于剪切帶表現(xiàn)出的特殊紋理特征，而在遙感圖像中紋理代表了影像強(qiáng)度的空間變化，小波分析具有能分離這種影像強(qiáng)度變化細(xì)節(jié)的特點［15］。本文采用的小波函數(shù)是 Haar小波，其形式為

式中:ψH為小波變換后的反射信號;x為小波變換前的原反射信號。

采用Haar小波作為影像小波變換的小波基，主要理由為:①Haar小波是規(guī)范正交小波基，能夠?qū)τ跋裥畔⑦M(jìn)行緊湊的表征［16］;②從一般意義上講，Haar小波變換能針對不同目標(biāo)加強(qiáng)不同尺度上的多分辨率信息［17］。對于剪切帶及其兩側(cè)塊體，通過Haar小波變換，可消除各種非構(gòu)造成因的細(xì)紋理，加強(qiáng)主導(dǎo)構(gòu)造線，加大色調(diào)差異，明顯增強(qiáng)影像特征;③Haar小波能夠很好地反映目標(biāo)的邊界信息［18］，對韌性變形的伴生或次級構(gòu)造(如面理、片理、線理、褶皺)以及它們之間的切割、改造和控制關(guān)系具有較好的顯示效果;④Haar小波變換算法簡單快速，對大數(shù)據(jù)量的遙感圖像處理較為高效、便捷，在構(gòu)造變形極為復(fù)雜的造山帶內(nèi)，用簡單紋理的集合去磨合局部細(xì)節(jié)和構(gòu)造形跡更有利于構(gòu)造變形信息的提取。

2.3 韌性剪切帶的影像特征

韌性剪切帶所具有的特點在一定程度上給目視遙感解譯工作帶來困難，主要表現(xiàn)在2個方面:①韌性剪切帶兩側(cè)的地質(zhì)體可以有巨大的位移，但剪切帶卻沒有顯著的破裂面;②韌性剪切帶主要由糜棱巖類巖石組成，糜棱巖是在高溫、高壓作用下經(jīng)韌性變形和動態(tài)重結(jié)晶作用形成的致密構(gòu)造巖類，因含水量少，在影像上與圍巖的色調(diào)難以區(qū)分。

不過，韌性剪切帶兩側(cè)巖石還是可能存在差異;兩側(cè)的地質(zhì)體發(fā)生的巨大位移、卷入地層的產(chǎn)狀和厚度、巖石的成分和結(jié)構(gòu)特征會有顯著的突變，并以面理變形的方式保留下來，在遙感圖像上留下明顯的紋理特征。由此，在韌性剪切帶的遙感解譯中，可從以下3個方面切入［17］:①韌性剪切帶的規(guī)?？梢詮娘@微尺度到地殼巨型，規(guī)模越大在遙感圖像上顯示越清楚;②遞進(jìn)變形使韌性剪切帶的早期面理被動旋轉(zhuǎn)呈“S”型彎曲，與剪切面理共同組成剪切帶獨(dú)特的標(biāo)志性S–C組構(gòu)，其夾角自強(qiáng)變形的中心向弱變形的邊緣增大;③韌性剪切變形往往伴隨有宏觀的運(yùn)動學(xué)標(biāo)志，隨著變形的持續(xù)，運(yùn)動學(xué)標(biāo)志會被拉長、剪斷、發(fā)生旋轉(zhuǎn)，形成“S”形、拖尾狀的變形標(biāo)志物、旋轉(zhuǎn)石香腸、雁列狀脈等，在遙感圖像上都會反映出來。

3 武當(dāng)?shù)貐^(qū)韌性剪切帶遙感解譯

本文基于韌性剪切帶在ETM遙感圖像中的影像特征，通過小波包對不同方向、不同尺度紋理的分析，消除了影像中的干擾信息，使一些隱蔽性強(qiáng)的構(gòu)造特征因韌性剪切帶兩側(cè)紋理的不一致而突顯出來，建立了解譯標(biāo)志;根據(jù)韌性剪切帶遙感解譯標(biāo)志，對武當(dāng)?shù)貐^(qū)6條典型韌性剪切帶(因篇幅所限，只涉及到5個重要滑脫變形帶中的 DF4，DF3和DF2)進(jìn)行了遙感解譯及野外驗證，其中，六斗—安陽滑覆型韌性剪切帶為遙感解譯的結(jié)果，其他剪切帶則是通過遙感解譯對原有認(rèn)識進(jìn)行修正的結(jié)果。

3.1 六斗—安陽滑覆型韌性剪切帶(F1)

六斗—安陽韌性剪切帶(圖1中的F1)北側(cè)為陡山沱組(Z1d)黑色炭質(zhì)板巖、含炭薄層狀灰?guī)r和白云巖，南側(cè)為耀嶺河組(Nylh)鈉長綠簾綠泥片巖、絹云鈉長石英片巖，為兩套地層之間的滑脫面DF4(圖2)。

圖2 六斗—安陽滑覆剪切帶解譯圖Fig.2 Interpretation map of Liudou—Anyang sliding nappe shear zone

該剪切帶在影像上呈NW向伸展的曲線溝谷，剪切帶內(nèi)紋理密集、色調(diào)深淺不一，彼此交切，方向復(fù)雜(以NW向為主)。沿剪切帶存在一些小型環(huán)狀構(gòu)造，在地形上為許多規(guī)模不大但走向多變、邊緣多呈齒狀、尾端常見有分叉的山脊和溝谷。紋理特征顯示，剪切帶北側(cè)的紋理從剪切帶往外由NNE向轉(zhuǎn)為NNW向;南側(cè)紋理在剪切帶處較為雜亂復(fù)雜。從剪切帶兩側(cè)面理提取的紋理顯示，面理因剪切帶的滑動而彎曲，形成滑劈理，滑劈理的不對稱性指示剪切帶曾發(fā)生過左行走滑運(yùn)動。通過小波分析和面理提取(圖2(b))，六斗—土門鎮(zhèn)在影像上顯示為一大型環(huán)形構(gòu)造，地層界線明顯，呈環(huán)形相套，條帶狀紋理呈同心圓狀分布，轉(zhuǎn)折端呈平滑弧形，與NW向鄖西—鄖縣剪切帶斜交。環(huán)形構(gòu)造內(nèi)植被覆蓋少，裸露的巖石表面凹凸不平，主要為武當(dāng)山群變酸性火山巖;環(huán)形構(gòu)造外植被發(fā)育，表現(xiàn)為棱角分明的中低山地貌，判斷此環(huán)形構(gòu)造為一背斜，軸面走向呈NWW—近EW向，向南傾，傾角較大，樞紐向西傾伏，傾伏角較小。

安陽—前營段為六斗—安陽滑覆剪切帶的東段，南北兩盤在影像上的色調(diào)和紋理差異明顯，為巨型色調(diào)異常帶，兩側(cè)地層不同。經(jīng)小波分析和面理提取(圖3)后推測，北側(cè)為陡山沱組(Z1d)含礫－泥質(zhì)砂頁巖，植被發(fā)育;紋理呈灰黑色，相對稀疏，多呈NE向;南側(cè)為中新生界和耀嶺河組(Nylh)地層，巖層多裸露，紋理多呈灰白色，較為密集，呈近SN—NE向分布。地層界面呈波狀，總體呈NWW向展布;地層界線附近紋理條帶密集，色調(diào)深淺不一，顯示有構(gòu)造變形且?guī)r石破碎強(qiáng)烈。剪切帶兩側(cè)紋理的不對稱性指示剪切帶曾發(fā)生過左旋和右旋運(yùn)動。

圖3 安陽—前營滑覆型韌性剪切帶解譯圖Fig.3 Interpretation map of Anyang—Qianying sliding nappe ductile shear zone

斷裂西南側(cè)有2個大型環(huán)狀色調(diào)異常區(qū)，導(dǎo)致剪切帶延伸方向發(fā)生改變。環(huán)狀異常區(qū)呈封閉橢圓形，環(huán)內(nèi)巖石為武當(dāng)山群變酸性火山巖(Ptwd3)，紋理細(xì)密，曲線狀，總體為NW向，與環(huán)外面理呈銳角相交，明顯受剪切作用影響發(fā)生彎滑。根據(jù)滑劈理及環(huán)形體與主剪切帶的相交關(guān)系判斷，六斗—安陽滑覆剪切帶曾發(fā)生過左旋運(yùn)動。

3.2 隕西—隕縣滑覆型韌性剪切帶(F2)

耀嶺河組(Nylh)與武當(dāng)山群變沉積巖組(Ptwd4)之間的滑覆剪切帶(圖1中的F2)為2套地層之間的滑脫面DF3，在影像上呈線性色調(diào)異常帶特征，其西北段較清楚，呈NW向的幾組線狀山脈和溝谷相間分布，控制了溝谷水系的走向;其東南段因被第四系覆蓋，在地貌上轉(zhuǎn)變?yōu)槠骄徢鹆辏老】梢姷谒南党练e的NW向直線帶狀分布特征，此處河流沖溝和主干河流漢江呈銳角狀轉(zhuǎn)折。小波分解圖和面理提取圖顯示，此剪切帶內(nèi)紋理雜亂、色調(diào)深淺不一;剪切帶兩側(cè)面理均呈NE向分布，在剪切帶處有輕微繞曲(圖4)。

圖4 隕西—鄖縣滑覆型韌性剪切帶解譯圖Fig.4 Interpretation map of Yunxi－Yunxian sliding nappe ductile shear zone

3.3 馬家河—老君堂推覆型韌性剪切帶(F3)

馬家河—老君堂推覆型韌性剪切帶的(圖1中的F3)影像特征明顯，呈直線狀沿NW向延伸。南北兩盤界線清楚，北盤為武當(dāng)山群變沉積巖(Ptwd4)，南盤為武當(dāng)山群變火山巖(Ptwd3)，部分地段疊加前期滑覆型韌性剪切帶(滑脫面DF2)發(fā)育。從小波分解圖(圖5(a))可看出剪切帶兩側(cè)紋理差別明顯，北側(cè)紋理較多較密，呈白色并多以NNW向為主;而南側(cè)紋理稀疏而短小，多呈NE向。面理提取圖(圖5(b))顯示，在馬家河—老君堂推覆型韌性剪切帶處，面理產(chǎn)狀由NNW向轉(zhuǎn)為NNE向。

圖5 馬家河—老君堂推覆型韌性剪切帶解譯圖Fig.5 Interpretation map of Majiahe—Laojuntang sliding nappe ductile shear zone

3.4 竹溪—溢水推覆型韌性剪切帶(F4)

竹溪—溢水推覆型韌性剪切帶(圖1中的F4)主要發(fā)育在武當(dāng)山群變沉積巖(Ptwd4)和中新生界(M－C)內(nèi)，向東與竹山—房縣斷裂匯而未交，其影像表現(xiàn)為由許多細(xì)密、相互平行且波狀起伏的細(xì)紋理組成的束狀深色條帶，寬2 km，長50 km左右。小波分解圖顯示有數(shù)條NE向平行的線性構(gòu)造，較為平直，可能說明該剪切帶由密集的構(gòu)造片理組成(圖6)。

圖6 竹溪—溢水推覆型韌性剪切帶解譯圖Fig.6 Interpretation map of Zhuxi—Yishui sliding nappe ductile shear zone

3.5 光腦殼—水坪鎮(zhèn)推覆型韌性剪切帶(F5)

寨梁子—水坪鎮(zhèn)剪切帶(圖7)為光腦殼—水坪鎮(zhèn)推覆型韌性剪切帶(圖1中的F5)的東段，剪切帶走向約 NW310°，最大出露寬度約2 km，長約15 km，呈數(shù)條平行紋理出現(xiàn)，具有清楚的不連續(xù)面。東北側(cè)為武當(dāng)山群變沉積巖(Ptwd4)，西南側(cè)為耀嶺河組(Nylh)。剪切帶兩側(cè)的紋理在形狀、粗細(xì)、延伸方向和彎曲類型上均表現(xiàn)為明顯的不一致，東北側(cè)變形強(qiáng)烈;西南側(cè)則形成一系列緊閉褶皺，山脊線表現(xiàn)出明顯的牽引彎曲。剪切帶內(nèi)有大小不一的透鏡狀巖塊，密集排列呈犬牙交錯的鋸齒狀。在小波分解圖像中，剪切帶紋理信息相對較多且雜亂，許多細(xì)密、相互平行且波狀起伏的細(xì)紋理組成束狀深色條帶，北側(cè)發(fā)育波狀起伏紋理，間距2.5～3 km，與剪切帶相交。

圖7 寨梁子—水坪鎮(zhèn)韌性推覆剪切帶解譯圖Fig.7 Interpretation map of Zhailiangzi—Shuiping sliding nappe ductile shear zone

光腦殼—寨梁子剪切帶(圖8)為光腦殼—水坪鎮(zhèn)推覆型韌性剪切帶的西段，寬1～2 km，北側(cè)為武當(dāng)山群變沉積巖組(Ptwd4)，南側(cè)為耀嶺河組(Nylh)。該剪切帶在影像上與周邊高程有顯著差異，兩側(cè)高程比中間高，在竹山縣附近河流出現(xiàn)明顯扭曲。近剪切帶南側(cè)有一小型致密的異常塊體，與周邊紋理不協(xié)調(diào)，在視覺上塊體內(nèi)巖層有規(guī)律地向色環(huán)中心傾斜，為一短軸向斜。在小波分解圖像(圖8(a))上表現(xiàn)為波紋狀影像特征，南北兩側(cè)塊體的色調(diào)、影紋不一致，北側(cè)紋理疏緩，多呈灰色，沿NE向分布;南側(cè)靠近斷裂帶紋理密集，呈灰白色，沿NNW向分布。面理提取結(jié)果(圖8(b))顯示，北側(cè)面理呈NE向，而南側(cè)面理則為近SN向，發(fā)生滑動彎轉(zhuǎn)，指示有過左旋運(yùn)動。剪切帶內(nèi)部構(gòu)造發(fā)育強(qiáng)烈，新老地層互相夾持等現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，夾塊在圖像上表現(xiàn)為隨上、下推覆面而起伏的扁透鏡狀或條帶狀。實際上，剪切帶由多個推覆界面組成，宏觀上表現(xiàn)為構(gòu)造巖片疊置，起伏的條帶即為構(gòu)造巖片在影像上的反映，而部分透鏡狀塊體則表現(xiàn)為負(fù)地形(圖8(c))。

圖8 光腦殼—寨梁子推覆型韌性剪切帶解譯圖Fig.8 Interpretation map of Guangnaoke—Zhailiangzi sliding nappe ductile shear zone

3.6 房縣—竹山推覆型韌性剪切帶(F6)

房縣—竹山推覆型韌性剪切帶(圖1中的F6)在影像上表現(xiàn)為淺色調(diào)背景上明顯的線性深色條帶，裂隙發(fā)育，巖塊破碎，被分割成棱角狀塊體，順剪切帶分布的水系在交匯、轉(zhuǎn)彎處呈“之”字形。該剪切帶的山體在影像上輪廓清晰，韌性剪切帶長約50 km，走向彎曲多變，總體傾向NWW，據(jù)巖體三角面判斷傾角介于50°～60°之間。根據(jù)遙感解譯和小波分解圖，該剪切帶東段的影像特征更為典型。

房縣—竹山剪切帶東段(圖9)位于房縣西南，表現(xiàn)為一組平行山脊，平直延伸較長，走向近EW，北側(cè)為中新生界地層(M－C)，南側(cè)為武當(dāng)山群變沉積巖(Ptwd4)。在遙感圖像上清晰地顯示南側(cè)地層走向為近SN，山脊密集分布，可見小規(guī)模菱形狀和透鏡體狀巖塊，其長軸與剪切帶方向垂直;北側(cè)地層線呈NE向彎曲延伸，呈雁列式線狀地物，沿剪切帶方向分布有串珠狀湖泊，為韌性剪切帶中北盤地層被擠壓形成。小波分解圖像(圖9(a))表現(xiàn)為紋理北密南疏，北側(cè)波紋狀紋理與剪切帶呈銳角相交(圖9(b))，指示左行推覆(圖9(c))。

圖9 房縣—竹山推覆型韌性剪切帶解譯圖Fig.9 Interpretation map of Fangxian—Zhushan sliding nappe ductile shear zone

4 結(jié)論與討論

遙感技術(shù)用于構(gòu)造解譯，一直主要局限于線形斷裂和環(huán)形構(gòu)造，對沒有明確形跡的韌性變形構(gòu)造研究較少。本文通過小波包不同方向、不同尺度分析，根據(jù)地層、地貌、植被、巖性、紋理和水系特征等差異，研究了武當(dāng)?shù)貐^(qū)印支期前伸展環(huán)境中形成的滑覆型韌性剪切帶和印支主造山期形成的推覆型韌－脆性剪切帶，為解決該地區(qū)早期韌性剪切帶用傳統(tǒng)地學(xué)填圖方法難以確定的問題提供了一個新的途徑;對建立武當(dāng)構(gòu)造序列有良好效果，也為應(yīng)用遙感技術(shù)提取復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)造區(qū)的地質(zhì)信息進(jìn)行了有益的嘗試。

通過遙感應(yīng)用于韌性剪切變形的分析，對利用遙感解譯提取韌性剪切帶的方法取得以下認(rèn)識:

1)韌性剪切帶為強(qiáng)應(yīng)變帶，在遙感圖像上表現(xiàn)為線性異常帶，但無明顯異常界面，主要識別標(biāo)志以紋理特征為主。小波變換是提取地表紋理信息的一種有效手段。

2)韌性剪切帶往往表現(xiàn)為多組紋理相互平行、斷續(xù)分布的密集細(xì)長形線紋構(gòu)造帶，寬窄和尺度變化較大。小尺度的紋理常在剪切帶外側(cè)或內(nèi)側(cè)附近形成褶紋束狀線理，剪切帶兩側(cè)褶紋都逐漸收斂于剪切帶延伸方向;大尺度的線紋密集程度自剪切帶兩側(cè)向中心變形帶呈逐漸增強(qiáng)趨勢，細(xì)紋帶常與線紋構(gòu)造帶平行。

3)剪切帶常常伴隨有卷入剪切帶內(nèi)的構(gòu)造透鏡體和倒轉(zhuǎn)平臥褶皺，在遙感圖像中表現(xiàn)為自剪切帶中心到邊界呈細(xì)條狀向團(tuán)塊狀變化或波紋狀特征。

4)在經(jīng)Haar小波函數(shù)處理后的遙感圖像中，剪切帶兩側(cè)的紋理在色調(diào)、形狀、粗細(xì)、密度、延伸方向和彎曲類型上均表現(xiàn)為明顯的不一致，多數(shù)紋理與剪切帶斜交，并在通過剪切帶時走向會有一定變化。剪切帶本身則表現(xiàn)為負(fù)地形特征，伴隨有細(xì)小、均勻的紋理，紋理方向與剪切帶方向一致。

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Remote Sensing Interpretation of Ductile Shear Zone in Wudang Area

YU Feng － ming1，2，HE Long － qing3，WANG Lei2
(1.Faculty of Earth Sciences，China University of Geosciences，Wuhan 430074，China;2.Wuhan Center of Geological Survey，Wuhan 430205，China;3.Jiangxi Bureau of Exploration and Development of Geology and Mineral Resources，Nanchang 330002，China)

Research on using remote sensing technology to extract the ductile structure information was conducted in this paper.The tectonic deformation history in Wudang area is complex，represented by ductile shear deformations.The thrust and gliding nappe ductile shear zones in Wudang area were analyzed by using ETM remote sensing image，and the results show that，although there is no significant abnormal interface of the shear zones in the remote sensing image，the tones of the image on each side of the ductile shear zone are obviously different because of the different geological components.Thus good identification results of the image characteristics and the direction changes of the foliation lineation combination can also be obtained by the wavelet analysis and the extraction of the foliations.Using the methods mentioned above，the authors interpreted and analyzed six typical examples including the Yunxi－Yunxian gliding nappe shear zone and the Fangxian－Zhushan thrust nappe shear zone，and the result is consistent with the practical investigation，thus providing a useful reference for the remote sensing interpretation of the ductile shear zone.

remote sensing interpretation;wavelet analysis;Wudang area;ductile shear zone

TP 753

A

1001－070X(2012)04－0124－08

2012－04－25;

2012－06－06

10.6046/gtzyyg.2012.04.21

余鳳鳴(1961－)，女，教授級高級工程師，主要從事構(gòu)造地質(zhì)、遙感應(yīng)用等方面的研究。E－mail:244946342@qq.com。

何龍清(1965－)，男，研究員，主要從事構(gòu)造地質(zhì)方面的研究。E－mail:hlq1994@sina.cn。

(責(zé)任編輯:劉心季)