張 波 王愛(ài)國(guó) 田勤儉 葛偉鵬 賈 偉 姚赟勝 袁道陽(yáng)

1)甘肅蘭州地球物理國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站， 蘭州 730000 2)中國(guó)地震災(zāi)害防御中心， 北京 100029 3)海南省地震局， ?？?570203 4)蘭州大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源學(xué)院， 蘭州 730000

0 引言

活動(dòng)斷裂在遙感圖像上最顯著的表現(xiàn)特征為斷裂線(xiàn)性， 如何識(shí)別和提取斷裂線(xiàn)性是活動(dòng)斷裂研究的重要內(nèi)容(張景發(fā)等， 2016； 張波等， 2018)。飛速發(fā)展的衛(wèi)星遙感技術(shù)為人們提供了多種類(lèi)、 時(shí)相、 分辨率的遙感圖像， 例如航片、 光學(xué)遙感圖像、 Landsat系列圖像和DEM等， 現(xiàn)今的斷裂線(xiàn)性識(shí)別工作也向多源化快速發(fā)展(馬丹等， 2014； 張波等， 2018)。人們通常使用Landsat系列圖像和中分辨率DEM識(shí)別宏觀的斷裂線(xiàn)性， 使用航片、 光學(xué)遙感圖像和高分辨率DEM等識(shí)別精細(xì)的斷裂線(xiàn)性(任治坤等， 2005； Zielkeetal.， 2010； 何宏林， 2011； 張景發(fā)等， 2016； 邵延秀等， 2017； 鄒小波等， 2017)。

基于目視解譯的斷裂線(xiàn)性識(shí)別中， 最常用的數(shù)據(jù)源為高分辨率的光學(xué)遙感圖像(例如Google Earth集成的多源數(shù)據(jù))和DEM(機(jī)載LiDAR、 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量等)， 這些圖像的分辨率較高， 對(duì)斷裂細(xì)節(jié)的顯示能力突出， 故已成為活動(dòng)斷裂研究的常用數(shù)據(jù)(Kondoetal.， 2008； Linetal.， 2013； 任治坤等， 2014； 邵延秀等， 2017)。一般情況下， 斷裂線(xiàn)性識(shí)別的準(zhǔn)確性和完整性與圖像分辨率同步提高。然而， 光學(xué)遙感圖像受天氣、 植被覆蓋、 人類(lèi)改造等因素影響較大， 而大范圍的高分辨率DEM的獲取(攝影測(cè)量和LiDAR)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本較高。

對(duì)于中分辨率(分辨率為10～100m)DEM(Aster GDEM、 SRTM1、 SRTM3等)， 前人一般用其自動(dòng)提取構(gòu)造線(xiàn)性， 顯示區(qū)域的整體構(gòu)造特征， 很少用來(lái)目視解譯活動(dòng)斷裂(Radaidehetal.， 2016； Dasetal.， 2018)。近年來(lái)， 美國(guó)Alaska衛(wèi)星設(shè)施網(wǎng)站(1)https： ∥search.asf.alaska.edu/。向公眾共享了分辨率為12.5m的ALOS-PALSAR DEM數(shù)據(jù)， 該數(shù)據(jù)由日本ALOS衛(wèi)星的相控陣型L波段合成孔徑雷達(dá)任務(wù)傳感器(Phased Array Type L-band Synthetic Aperture Radar Mission， PALSAR)獲取的SAR圖像生成， 數(shù)據(jù)時(shí)相為2006—2011年， 是目前分辨率最高、 分布最廣的免費(fèi)DEM。ALOS-PALSAR DEM兼顧高分辨率、 直觀精細(xì)地形、 受地表覆蓋影響小等多重特點(diǎn)， 已被應(yīng)用于地形分析等領(lǐng)域(沈強(qiáng)等， 2013； Nitheshnirmaletal.， 2019)， 但尚未見(jiàn)到系統(tǒng)使用ALOS-PALSAR DEM開(kāi)展斷裂線(xiàn)性目視解譯工作的報(bào)道。

位于東昆侖斷裂和西秦嶺北緣斷裂之間的西秦嶺造山帶(圖 1)發(fā)育了不同走向、 不同性質(zhì)且相互交切連接的復(fù)雜活動(dòng)斷裂系統(tǒng)， 因地形地貌復(fù)雜、 滑坡泥石流嚴(yán)重、 人口稠密、 植被發(fā)育等因素， 斷錯(cuò)地貌受到嚴(yán)重改造， 活動(dòng)斷裂行跡不明(張波， 2020)。已有的基于光學(xué)遙感圖像的斷裂線(xiàn)性解譯尚未獲得2組斷裂完整的展布圖像， 多個(gè)斷裂段展布圖像的繪制依靠零星和局部斷層線(xiàn)性的簡(jiǎn)單連通。不完整的斷裂幾何展布既阻礙了對(duì)斷裂幾何學(xué)、 運(yùn)動(dòng)學(xué)和區(qū)域地球動(dòng)力學(xué)研究的深入開(kāi)展， 又阻礙了對(duì)西秦嶺地區(qū)重大地震災(zāi)害的防御工作。

本文基于ALOS-PALSAR DEM目視解譯西秦嶺的斷裂線(xiàn)性， 通過(guò)解譯新發(fā)現(xiàn)了大量尚未報(bào)道的線(xiàn)性， 這些線(xiàn)性是進(jìn)一步完善區(qū)域活動(dòng)斷裂圖像的重要線(xiàn)索， 具有重要的科學(xué)價(jià)值和減災(zāi)意義。

圖 1 區(qū)域地形地貌、 活動(dòng)斷裂和歷史地震分布Fig. 1 Regional topography and distribution of active faults and historical earthquakes.F1東昆侖斷裂； F2阿萬(wàn)倉(cāng)斷裂； F3龍日壩斷裂； F4岷江斷裂； F5虎牙斷裂； F6塔藏?cái)嗔眩?F7白龍江斷裂； F8光蓋山-迭山斷裂； F9臨潭-宕昌斷裂； F10西秦嶺北緣斷裂； F11龍門(mén)山斷裂； F12哈南-稻畦子斷裂； F13武都-康縣斷裂； F14兩當(dāng)-江洛斷裂； F15禮縣-羅家堡斷裂； F16貴德斷裂； F17臨洮斷裂； F18馬銜山斷裂； F19通渭斷裂； F20清水?dāng)嗔眩?F21會(huì)寧-義崗斷裂； F22六盤(pán)山斷裂。斷裂展布、 斷裂性質(zhì)和地震信息來(lái)自文獻(xiàn)(國(guó)家地震局震害防御司， 1995； 鄧起東等， 2007； 賈偉等， 2012； Sun et al.， 2015； 楊曉平等， 2015； 李新男， 2017； 任俊杰等， 2017； 王愛(ài)國(guó)等， 2018； 張波等， 2018， 2020， 2021； 袁道陽(yáng)等， 2019； Li et al.， 2020)

1 區(qū)域構(gòu)造背景

1.1 區(qū)域構(gòu)造環(huán)境

西秦嶺位于EW向的秦嶺造山帶和SN向的南北構(gòu)造帶的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)， 也位于青藏高原、 鄂爾多斯塊體、 四川盆地(華南塊體)的構(gòu)造交接轉(zhuǎn)換區(qū)， 是研究大陸內(nèi)部構(gòu)造變形的天然實(shí)驗(yàn)室(張國(guó)偉等， 2004； 張波， 2020)。晚新生代以來(lái)， 受青藏高原向NE擴(kuò)展、 向E擠出和順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的影響， 西秦嶺發(fā)生了深刻復(fù)雜的構(gòu)造變形， 形成了NW向和NE向2組活動(dòng)斷裂系， NW向斷裂系主要包括塔藏?cái)嗔选?白龍江斷裂、 光蓋山-迭山斷裂、 臨潭-宕昌斷裂， NE向斷裂主要包括哈南-稻畦子斷裂、 武都-康縣斷裂、 兩當(dāng)-江洛斷裂和禮縣-羅家堡斷裂(鄭文俊等， 2013， 2016； 張波， 2020； Zhangetal.， 2021)。由于其多重構(gòu)造屬性， 西秦嶺的構(gòu)造變形主要受控于其邊界的東昆侖斷裂、 西秦嶺北緣斷裂和龍門(mén)山斷裂， 特別是在東昆侖斷裂和西秦嶺北緣斷裂2條大型左旋走滑斷裂的走滑速率差異的影響下， 西秦嶺“V”形斷裂系調(diào)節(jié)了東昆侖斷裂和西秦嶺北緣斷裂的差異構(gòu)造變形(袁道陽(yáng)等， 2004； Zhengetal.， 2016； 張波， 2020； Zhangetal.， 2021)。

西秦嶺“V”形斷裂系具有復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。NW向斷裂系(塔藏?cái)嗔选?白龍江斷裂、 光蓋山-迭山斷裂和臨潭-宕昌斷裂)主要以左旋走滑為主、 兼具傾滑(俞晶星等， 2012； 劉興旺等， 2015； 張波等， 2018， 2021； 李光濤等， 2019； 張波， 2020； Zhangetal.， 2021)。NE向斷裂系的武都-康縣斷裂、 兩當(dāng)-江洛斷裂以左旋走滑為主、 兼具傾滑(賈偉等， 2012， 2018； Zhengetal.， 2016)， 而禮縣-羅家堡斷裂、 哈南-稻畦子斷裂的走滑旋性存在爭(zhēng)議(韓竹軍等， 2001； 侯康明等， 2005； 楊曉平等， 2015； 王金爍， 2017； 王愛(ài)國(guó)等， 2018)。值得注意的是， 正是走滑旋性存在爭(zhēng)議的2條斷裂上發(fā)生過(guò)1654年天水南和1879年武都南2次8級(jí)地震(國(guó)家地震局震害防御司， 1995； 韓竹軍等， 2001； 侯康明等， 2005； 楊曉平等， 2015； 王愛(ài)國(guó)等， 2018)。

1.2 西秦嶺“V”形斷裂系的斷層地貌

前人主要通過(guò)遙感解譯、 野外調(diào)查、 局部段活斷層填圖等手段， 詳細(xì)研究了西秦嶺“V”形斷裂系的斷錯(cuò)地質(zhì)地貌和遙感表現(xiàn)， 斷錯(cuò)地貌主要包括斷層陡坎、 水系和山脊的左旋或右旋、 斷層崖、 線(xiàn)性溝谷、 斷層三角面、 斷層埡口、 跌水和鞍部等(韓竹軍等， 2001； 賈偉等， 2012， 2018； 俞晶星等， 2012； 劉興旺等， 2015； 楊曉平等， 2015； Zhengetal.， 2016； 王金爍， 2017； 張波等， 2018， 2021； 李光濤等， 2019； 張波， 2020； Zhangetal.， 2021)。上述典型斷錯(cuò)地貌與NW、 NE 2組斷裂系的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征相匹配， 斷錯(cuò)地貌的ALOS-PALSAR DEM表現(xiàn)是構(gòu)建斷裂解譯標(biāo)志的基礎(chǔ)。

2 數(shù)據(jù)處理和斷裂解譯標(biāo)志

2.1 數(shù)據(jù)處理

獲取ALOS-PALSAR DEM數(shù)據(jù)后， 利用ArcGIS 10.4軟件的數(shù)據(jù)鑲嵌和空間分析工具生成覆蓋西秦嶺的無(wú)縫DEM和山體陰影圖。圖 2 顯示， 與SRTM1 DEM和SRTM3 DEM的山體陰影圖相比， ALOS-PALSAR DEM山體陰影圖的圖像紋理更清晰， 對(duì)地形地貌的刻畫(huà)更精細(xì)， 說(shuō)明ALOS-PALSAR DEM兼具高分辨率和三維屬性。

圖 2 基于3種中分辨率DEM生成的山體陰影圖對(duì)比Fig. 2 Comparison of hillshade maps generated from three kinds of medium-resolution DEMs.

生成山體陰影圖時(shí)， 為了更好地突出斷裂線(xiàn)性， 需要合理設(shè)置入射方向和入射角。Radaideh等(2016)發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)入射方向與構(gòu)造線(xiàn)性斜交或正交時(shí)， 山體陰影圖上的斷裂線(xiàn)性較清楚； 當(dāng)入射方向與構(gòu)造線(xiàn)性近平行時(shí)， 斷裂線(xiàn)性的顯示會(huì)被抑制。圖 3 顯示， 若保持入射角為45°， 當(dāng)入射方向?yàn)?15°、 0°、 45°、 90°時(shí)(與斷裂線(xiàn)性所在山坡坡向相同)， 斷裂線(xiàn)性(走向約為120°)清晰； 當(dāng)入射方向?yàn)?80°和225°時(shí)(與斷裂線(xiàn)性所在山坡坡向相反)， 斷裂線(xiàn)性減弱； 當(dāng)入射方向?yàn)?35°和270°時(shí)， 斷裂線(xiàn)性最弱。入射方向與斷裂線(xiàn)性清晰度總體符合Radaideh等(2016)的認(rèn)識(shí)。從圖 3 還發(fā)現(xiàn)， 入射方向和斷層線(xiàn)性所在山坡的坡向也相關(guān)， 當(dāng)入射方向與山坡坡向一致(坡面背著入射光)時(shí)， 斷裂線(xiàn)性突出； 當(dāng)入射方向與坡向相反(坡面迎著入射光)時(shí)， 斷裂線(xiàn)性相對(duì)較弱。因此， 在地形起伏較大的山區(qū)， 為了更好地突出線(xiàn)性， 入射方向應(yīng)與線(xiàn)性所在山坡的坡向一致， 且與斷裂線(xiàn)性斜交或正交。

圖 3 入射方向與斷裂線(xiàn)性的關(guān)系Fig. 3 The relationship between light azimuths and fault lineaments.

入射角會(huì)影響圖像的整體亮暗程度。當(dāng)入射角為15°時(shí)， 圖像整體較暗， 對(duì)斷裂線(xiàn)性顯示較差； 當(dāng)入射角為75°時(shí)， 圖像整體較亮， 斷裂線(xiàn)性顯示能力優(yōu)于15°； 當(dāng)入射角為45°時(shí)， 斷裂線(xiàn)性顯示度優(yōu)于75°和15°(圖 4)。因此， 應(yīng)將入射角設(shè)置為一個(gè)中等值(如45°)， 使得圖像整體亮度適中， 更有利于突出斷裂線(xiàn)性的亮暗差異。

圖 4 入射角與斷裂線(xiàn)性的關(guān)系Fig. 4 The relationship between light dip and fault lineaments.

由于西秦嶺“V”形斷裂系的范圍較大， 為了防止解譯時(shí)遺漏部分區(qū)域或受已知斷裂(已有觀點(diǎn))的過(guò)度影響， 本文利用ArcGIS 10.4軟件的創(chuàng)建漁網(wǎng)工具(Create Fishnet)將研究區(qū)劃分為多個(gè)虛擬網(wǎng)格， 以網(wǎng)格為單元進(jìn)行解譯， 并以網(wǎng)格掃描式的解譯方法完成西秦嶺的線(xiàn)性解譯。

2.2 山體陰影圖上斷裂線(xiàn)性的異常亮、 暗色調(diào)

生成山體陰影圖時(shí)， 在一定方向的入射光下， 地形坡面面向入射光顯示亮色調(diào)， 背向入射光顯示暗色調(diào)(圖5a—c)。隨著入射光和地形面的夾角發(fā)生變化， 亮、 暗色調(diào)的程度也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)?shù)匦纹旅嬉驑?gòu)造擾動(dòng)形成地形突變帶時(shí)， 入射光照射地形突變帶將形成異常亮色調(diào)或暗色調(diào)(圖5b—c)。當(dāng)?shù)匦纹旅嫔习l(fā)育順坡的連續(xù)沖溝和山脊時(shí)， 入射光斜照坡面將形成亮、 暗色調(diào)交替的形態(tài)(圖5d)； 而當(dāng)該坡面受構(gòu)造擾動(dòng)形成地形突變帶時(shí)， 入射光照射將形成斷斷續(xù)續(xù)的亮、 暗色調(diào)(圖5e)。圖 5 簡(jiǎn)單展示了與線(xiàn)性斷裂相關(guān)的線(xiàn)性異常亮、 暗色調(diào)的理想模型， 實(shí)際情況遠(yuǎn)比理想模型復(fù)雜， 坡面形態(tài)、 入射光方位和入射角、 地形突變帶的形態(tài)和規(guī)模等因素都會(huì)對(duì)線(xiàn)性色調(diào)的亮暗程度、 線(xiàn)性形態(tài)和線(xiàn)性寬窄造成影響。

圖 5 山體陰影圖上異常亮、 暗色調(diào)的原理Fig. 5 The principle of unusually bright and dark tones on the hillshade map.a 均一亮色； b 異常亮色； c 異常暗色； d 亮、 暗交替； e 斷續(xù)亮色

2.3 斷裂線(xiàn)性的DEM解譯標(biāo)志

基于西秦嶺“V”形斷裂系的典型斷錯(cuò)地貌(1.2節(jié))和山體陰影圖上的線(xiàn)性異常色調(diào)原理(2.2節(jié)， 圖 5)， 分析得到西秦嶺地區(qū)斷裂線(xiàn)性的DEM解譯標(biāo)志為： 1)線(xiàn)性： 斷層斷錯(cuò)地表時(shí)的典型表現(xiàn)； 2)線(xiàn)性亮色(圖6a， b)： 當(dāng)線(xiàn)性斷層標(biāo)志(如斷層陡坎、 斷層崖等)面向入射光(入射方位角315°)時(shí)， 形成異常亮的線(xiàn)性特征； 3)線(xiàn)性暗色(圖6a， b， d)： 當(dāng)線(xiàn)性斷層標(biāo)志(如斷層陡坎、 斷層崖等)背向入射光時(shí)， 形成異常暗的線(xiàn)性特征； 4)亮暗分界(圖7b)： 當(dāng)斷層崖、 斷層控制的線(xiàn)性溝谷和坡中槽谷等斷層地貌與入射光斜交或正交時(shí)， 槽谷(溝谷)兩坡或斷層崖崖面(上升盤(pán))和下降盤(pán)表現(xiàn)為一側(cè)亮、 一側(cè)暗， 形成亮暗分界； 5)亮暗交替(圖6e， 7c， 7d)： 對(duì)于水系和山脊同步水平位錯(cuò)、 連續(xù)坡中槽谷和鞍部等斷錯(cuò)地貌類(lèi)型， 當(dāng)入射光與斷裂呈小角度或近平行時(shí)， 迎向入射光的一側(cè)顯示為亮色調(diào)， 背向入射光的一側(cè)顯示為暗色調(diào)， 連續(xù)斷錯(cuò)地貌形成亮暗交替； 6)斷續(xù)亮暗(圖6c， 7a)： 對(duì)于5)中的斷錯(cuò)地貌類(lèi)型， 當(dāng)入射光與斷裂大角度斜交或正交時(shí)， 山脊和水系同步水平位錯(cuò)的局部地形、 連續(xù)鞍部的反坡向地形等， 形成斷續(xù)的亮、 暗色調(diào)； 7)紋理邊界(圖6f)： 對(duì)于由斷層控制的盆山邊界和其他宏觀垂向地貌(斷層崖、 斷層三角面等)， 地形高差導(dǎo)致斷裂兩盤(pán)的差異侵蝕， 形成不同的侵蝕切割程度和地表粗糙度等形態(tài)差異， 表現(xiàn)為紋理差異。上述解譯標(biāo)志總體上反映與斷裂線(xiàn)性相伴生的異常地形地貌的形態(tài)和色調(diào)表現(xiàn)， 通常上述解譯標(biāo)志并不是單一出現(xiàn)的， 而是多種解譯標(biāo)志共同出現(xiàn)。

圖 6 西秦嶺“V”形斷裂系的DEM解譯標(biāo)志Fig. 6 DEM interpretation markers of the V-shaped fault system in West Qinling.a 白龍江斷裂多兒溝一帶的線(xiàn)性亮、 暗色條帶； b 哈南-稻畦子斷裂漢王鎮(zhèn)以南的線(xiàn)性亮、 暗色條帶； c 臨潭-宕昌斷裂西段南支科才鄉(xiāng)一帶的斷續(xù)亮暗特征； d 哈南-稻畦子斷裂岳家山一帶的線(xiàn)性暗色條帶； e 臨潭-宕昌斷裂小林溝—崖灣里一帶的亮、 暗色調(diào)交替； f 兩當(dāng)-江洛斷裂立斗村一帶的紋理差異邊界。紅色箭頭指示線(xiàn)性亮色， 綠色箭頭指示線(xiàn)性暗色， 紅色虛線(xiàn)代表斷層位置

圖 7 西秦嶺“V”形斷裂系的DEM解譯標(biāo)志Fig. 7 DEM interpretation markers of the V-shaped fault system in West Qinling.a 白龍江斷裂迭部縣城南一帶的斷續(xù)亮色條帶； b 白龍江斷裂金錢(qián)溝一帶的線(xiàn)性亮暗邊界； c 臨潭-宕昌斷裂東段分支——禾馱斷裂在申都鄉(xiāng)一帶的沖溝和山脊同步左旋偏轉(zhuǎn)； d 臨潭-宕昌斷裂與光蓋山-迭山斷裂之間在草灘溝一帶的沖溝和山脊 同步左旋。紅色箭頭指示線(xiàn)性， 綠色實(shí)線(xiàn)代表沖溝， 紅色虛線(xiàn)代表斷層線(xiàn)性

圖 8 基于ALOS-PALSAR DEM解譯的斷裂線(xiàn)性分布圖Fig. 8 Fault lineaments based on ALOS-PALSAR DEM interpretation.

3 研究結(jié)果

本研究基于西秦嶺地區(qū)斷裂線(xiàn)性的DEM解譯標(biāo)志， 通過(guò)網(wǎng)格化目視解譯ALOS-PALSAR DEM的山體陰影圖， 得到西秦嶺“V”形斷裂系的斷裂線(xiàn)性分布圖(圖 8)。對(duì)比已知活動(dòng)斷裂分布圖(圖 1)和斷裂線(xiàn)性分布圖(圖 8)， 得到3方面的研究結(jié)果。

3.1 新發(fā)現(xiàn)多條斷裂線(xiàn)性帶

除了已知的活動(dòng)斷裂， 新發(fā)現(xiàn)多條斷裂線(xiàn)性帶， 主要包括： 1)位于臨潭-宕昌斷裂和光蓋山-迭山斷裂之間的斷裂線(xiàn)性帶， 該斷裂線(xiàn)性可在草灘溝一帶清晰識(shí)別， 山脊和沖溝發(fā)生同步左旋(圖 7d， 8)； 2)位于禮縣-羅家堡斷裂和兩當(dāng)-江洛斷裂之間的復(fù)雜線(xiàn)性帶(區(qū))(圖 8， 10a—e)， 此斷裂線(xiàn)性帶以NEE為總體優(yōu)勢(shì)方向， 該方向的斷裂線(xiàn)性規(guī)模最大、 形跡最連續(xù)， 其他方向(走向SN、 NW等)的斷裂線(xiàn)性大多較短且分布離散， 走向NEE的斷裂線(xiàn)性帶與禮縣-羅家堡斷裂和兩當(dāng)-江洛斷裂一致； 3)武都-康縣斷裂和哈南-稻畦子斷裂以南的弧形密集斷裂線(xiàn)性帶(圖 8， 10g—h)， 此斷裂線(xiàn)性帶的走向由NE逐漸轉(zhuǎn)向EW， 包括多達(dá)8條近平行分支， 總寬10～15km。

3.2 完善已知活動(dòng)斷裂的幾何展布

斷裂線(xiàn)性分布圖(圖 8)不僅可準(zhǔn)確顯示已知斷裂(圖 1)的總體特征， 同時(shí)完善了已知斷裂的幾何展布， 典型實(shí)例有： 1)臨潭-宕昌斷裂的西、 東段， 西段呈向W張開(kāi)的形態(tài)， 東段呈向SE帚狀散開(kāi)的形態(tài)， 斷裂線(xiàn)性圖(圖 8)更詳細(xì)地展現(xiàn)了臨潭-宕昌斷裂西、 東段的幾何展布(圖9a， 9b， 9d—h)； 2)光蓋山-迭山斷裂西段的局部段可見(jiàn)明顯的斷裂線(xiàn)性(圖9c)； 3)兩當(dāng)-江洛斷裂東段可見(jiàn)清晰的斷裂線(xiàn)性(圖10f)。

圖 9 西秦嶺NW向斷裂系的斷裂線(xiàn)性Fig. 9 Fault lineament of NW-trending fault system in West Qinling Mountains.

圖 10 西秦嶺NE向斷裂系內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的斷裂線(xiàn)性Fig. 10 Fault lineament of the newly-discovered NE-trending fault system in West Qinling Mountains.

3.3 西秦嶺“V”形斷裂系的交接轉(zhuǎn)換關(guān)系

雖然斷裂線(xiàn)性分布圖(圖 8)比已知活動(dòng)斷裂分布圖(圖 1)更復(fù)雜， 但斷裂線(xiàn)性的整體分布形態(tài)仍呈“V”形， 已知活動(dòng)斷裂大多與DEM斷裂線(xiàn)性重合， 說(shuō)明DEM斷裂線(xiàn)性與西秦嶺“V”形斷裂系具有密切關(guān)聯(lián)， DEM斷裂線(xiàn)性的構(gòu)造屬性明顯。

斷裂線(xiàn)性分布圖(圖 8)更清楚地表現(xiàn)了NW、 NE 2組斷裂之間的交接轉(zhuǎn)換特征， 交接轉(zhuǎn)換主要包括弧形過(guò)渡和相互截切。臨潭-宕昌斷裂在東段截切了禮縣-羅家堡斷裂， 臨潭-宕昌斷裂、 光蓋山-迭山斷裂與兩當(dāng)-江洛斷裂均為弧形過(guò)渡， 白龍江斷裂、 武都-康縣斷裂、 哈南-稻畦子斷裂三者相互截切， 塔藏?cái)嗔押凸?稻畦子斷裂為弧形過(guò)渡。NE向的禮縣-羅家堡斷裂和兩當(dāng)-江洛斷裂可能被新發(fā)現(xiàn)的NEE向斷裂線(xiàn)性帶斜接相連。

綜上所述， 本文得到西秦嶺呈“V”形的斷裂線(xiàn)性圖并開(kāi)展相關(guān)分析， 新發(fā)現(xiàn)多條斷裂線(xiàn)性帶， 完善了已知活動(dòng)斷裂的幾何展布情況， 認(rèn)為NW、 NE 2組斷裂以弧形過(guò)渡和相互截切的方式發(fā)生交接轉(zhuǎn)換。

圖 11 禮縣-羅家堡斷裂祁山鎮(zhèn)一帶的隱約斷裂線(xiàn)性Fig. 11 The faint fault lineament in the Qishan town area of the Lixian-Luojiapu Fault.a 祁山鎮(zhèn)一帶的Google Earth圖像； b 祁山鎮(zhèn)一帶的ALOS-PALSAR DEM圖像

4 討論

經(jīng)ALOS-PALSAR DEM目視解譯， 本文獲得了西秦嶺呈“V”形的斷裂線(xiàn)性分布圖， 斷裂線(xiàn)性明顯多于已知活動(dòng)斷裂(圖 1， 8)。除了完善已知活動(dòng)斷裂的幾何展布以外， 還發(fā)現(xiàn)多條前人未報(bào)道的斷裂線(xiàn)性帶， 明確了NW、 NE 2組斷裂的交接轉(zhuǎn)換方式包括弧形過(guò)渡和相互截切。以上結(jié)果為深入研究西秦嶺“V”形活動(dòng)斷裂系的定量活動(dòng)特征奠定了基礎(chǔ)， 對(duì)完善區(qū)域活動(dòng)斷裂圖像、 建立區(qū)域構(gòu)造模型、 分析區(qū)域地震危險(xiǎn)性等方面具有重要意義。

本文是系統(tǒng)使用中分辨率DEM開(kāi)展斷裂線(xiàn)性識(shí)別的嘗試工作， 以ALOS-PALSAR DEM為代表的中分辨率DEM是活動(dòng)斷裂解譯的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)， 應(yīng)該受到重視， 尤其對(duì)于青藏高原周緣的構(gòu)造和地形地貌復(fù)雜、 侵蝕強(qiáng)烈的地區(qū)， 其光學(xué)遙感圖像可能受地表覆蓋(植被、 建筑、 水體等地物光譜混合， 圖像顏色雜亂)、 地形陰坡(陰影)、 天氣(云干擾)等影響較大。而DEM受上述因素影響較小， 且具備地形突出等特點(diǎn)， 在斷裂線(xiàn)性解譯中具有一定優(yōu)勢(shì)。

在禮縣-羅家堡斷裂沿線(xiàn)的祁山鄉(xiāng)一帶， 密集黃土梯田使斷裂線(xiàn)性無(wú)法在Google Earth圖像中顯現(xiàn)， 而ALOS-PALSAR DEM則略有顯示(圖 8， 11)。在兩當(dāng)-江洛斷裂沿線(xiàn)的馬泉溝—峽街村一帶(圖 8， 12)， Google Earth圖像(圖12a)顯示北部為淺紅色植被區(qū)， 南部為綠色和灰白色植被區(qū)和耕作區(qū)， 南、 北色差明顯， 但無(wú)法準(zhǔn)確定位斷裂線(xiàn)性， 而通過(guò)ALOS-PALSAR DEM圖像(圖12b)可以清晰準(zhǔn)確地識(shí)別斷裂線(xiàn)性陡坎(地形轉(zhuǎn)折)。白龍江斷裂的少下村一帶(圖 8， 13)植被覆蓋密集， 從Google Earth圖像(圖13a)中無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別斷裂線(xiàn)性， 而ALOS-PALSAR DEM則顯示3條清晰的斷裂線(xiàn)性， 并可見(jiàn)斷層陡坎、 沖溝和坡洪積扇左旋等現(xiàn)象。以上3個(gè)實(shí)例反映ALOS-PALSAR DEM在一些情況下(人為改造、 地物光譜復(fù)雜、 植被密集等)可顯示在光學(xué)圖像中無(wú)法顯示的斷裂線(xiàn)性。 可見(jiàn)在斷裂遙感解譯中， 中分辨率DEM是光學(xué)遙感圖像的有效補(bǔ)充。

雖然ALOS-PALSAR DEM對(duì)斷裂線(xiàn)性的顯示能力突出， 但受分辨率的限制， 其對(duì)精細(xì)地貌的顯示能力不足。另外， 地層邊界也可能形成線(xiàn)性， 對(duì)斷裂線(xiàn)性的解譯工作造成干擾。西秦嶺地區(qū)的此類(lèi)干擾在光蓋山-迭山斷裂西段、 哈南-稻畦子斷裂和武都-康縣斷裂以南的弧形密集斷裂線(xiàn)性帶處較為典型。對(duì)于此類(lèi)干擾， 需要查閱地質(zhì)背景資料， 并結(jié)合野外考察來(lái)鑒別。

5 結(jié)論

本文基于ALOS-PALSAR DEM系統(tǒng)解譯西秦嶺“V”形斷裂系， 得到以下2點(diǎn)認(rèn)識(shí)： 1)西秦嶺的斷裂線(xiàn)性分布呈“V”形， 新發(fā)現(xiàn)多條斷裂線(xiàn)性帶， 完善了已知活動(dòng)斷裂的幾何展布； 2)斷裂遙感解譯中， ALOS-PALSAR DEM具有突出的斷裂線(xiàn)性顯示能力， 是高分辨率光學(xué)遙感圖像的有效補(bǔ)充。

致謝文中使用的ALOS-PALSAR DEM數(shù)據(jù)來(lái)源于阿拉斯加衛(wèi)星設(shè)施網(wǎng)站(2)https： ∥search.asf.alaska.edu/； 審稿專(zhuān)家為本文提出了很好的修改意見(jiàn)。在此一并表示感謝！