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湖北監利至湖南新寧至廣西欽州地質剖面遙感分析

監利至欽州地質剖面起於湘鄂西褶皺區,向南穿越江南隆起、桂香褶皺區(包括湘東南、湘中、桂中、桂西、大瑤山-大明山隆起和玉林-欽州褶皺區6個三級構造單元)和雲開隆起區4個二級構造單元,全長1042km。沿線經過洞庭、新寧、南寧和十萬大山、平吉、欽州等6個中新生代(疊合)盆地。觀察了前震旦紀至第四紀幾乎不同的巖性建造和侵入體,實測了近40條不同性質的主要斷層,獲得了大量第壹手資料。目前從遙感的角度,也就是從宏觀的角度,為這個地質剖面提供了壹些地面工作無法獲取或判斷的大斷層和深部地質信息。

壹、遙感的作用

遙感具有宏觀、現實、影像的特點。對於露頭區,遙感圖像可以看作是縮小到壹定比例的特殊地形地質圖。它不僅記錄了地表可見部分的地質信息,還可以補充壹些近紅外光譜波段記錄的地面信息。因此,人們觀察事物的信息量擴大了。由於遙感的宏觀性,為人們觀察各種地質現象提供了充分的空間,使壹些孤立的或不連續的地質現象在壹定的空間條件下得到更全面的認識。特別是可以避免在壹些巨大的地質體上做出片面的結論,因為它們在野外工作中超出了人們的視野。遙感的現實化和可視化可以為人們快速建立符合客觀實際的地質概念,從而提高解決地質問題的能力。

二、大斷面沿線遙感地質特征

(壹)斷裂構造

斷裂構造在遙感圖上的主要表現可以概括為以下五個標誌:

(1)某些陰影結構或色調的線狀(帶狀)異常;

(2)平面(板塊)色調的線性邊界;

(3)不同地貌單元的邊界;

(4)地形上的山體錯位或巨大陡坡;

(5)線性水系、泉水或水系拐點的線性組合,以及上述標誌的綜合特征。根據以上標誌,對1: 50萬MSS標準假彩色鑲嵌圖(指1: 1萬南方7波段影像鑲嵌圖和部分TM影像)進行地質解譯。解釋表明,地質剖面(欽州-桂林段)沿線發育五組線性構造,分別為北北東向、北東向、北西向、北西向和近東西向,其中50、30、60北東向和300北西向最為發育(見表1和圖1)。從線性構造的關系分析,近東西向組最先發育,北東向次之,北東和北西向組發育較晚。在空間上,兩組線性構造(NE和NNE)覆蓋了地質剖面的南部和北部。NE向組主要分布在南段,近EW向組主要分布在剖面中段。從剖面上線性構造的發育規模來看,NE向組為五組之冠。如防城-永福(2)和寧鄉-崇陽兩條斜穿桂中、湘中且幾乎大斷面重疊的大斷裂,無論其延伸長度、規模還是切割深度,在區域內的線性構造中都是首屈壹指的。從1:200萬南方影像圖分析,上述兩條北北東向線性(斷裂)構造實際上是壹條巨大斷裂帶的兩段,其南端位於廣西防城附近,向北經欒城、來賓(東)、鹿寨、永福至湖南寧鄉(東),再經望城(西)、湘陰、汨羅。在湘鄂地區,以淺色寬帶圖像為特征,帶寬超過40km,控制著地形、水系和大型湖泊(如斧頭湖、梁紫湖)的分布。根據湖南大庸-資興大地電磁測深資料,斷裂帶已深入上地幔,向東南傾斜,上盤向西逆沖。結合斷層在平面上的線性延伸特征,推測為壓剪型巨型斷層構造。大斷面沿線各種斷層構造發育,其中長度超過100km的斷層多達8條(見表2)。

表1主要斷裂數據表(欽州-桂林)

圖1裂縫方位直方圖

表2大斷層的特征

(2)環狀或塊狀結構

遙感圖像中的環狀或塊狀色調異常或紋理結構,往往是地表或地下壹定深度的地質體的綜合反映。根據要求,我們對剖面上的大範圍環狀或塊狀圖像異常進行了初步解釋,自北向南描述如下:

1.華容隆起

位於江漢盆地南部,洞庭湖以北。在1:200萬“南象”的7波段圖上。顯示東西長80km,南北寬60km的淺色塊狀圖像異常,邊界模糊。這壹時期(石首-監利)長江曲流總體呈東西向發展,淺色影像的異常與現代沖積物有關。在1:500000標準假彩色圖上,有兩個明顯的次生環形影像,壹個在東面,為北北東向,橢圓形(35公裏× 20公裏);西部壹條為北西向,近圓形(25公裏×22公裏)。地質資料表明,東部橢圓形圖像異常由前震旦系和侵入其中的燕山期花崗巖組成,是壹個夾在北北東向斷裂之間的塊體。其東側的斷裂是寧鄉-崇陽巨型地幔型斷裂帶西緣的壹部分,華容隆起位於該大斷裂帶的下盤。根據圖像特征,西部的次生環狀圖像也是前震旦系組成的斷塊,但只受北西向斷裂控制。因此,從宏觀上看,華容隆起是壹個同時受北北東向和北西向兩組斷層交匯控制的巨大正斷塊構造,其內部構造至今仍留有兩組構造線的深刻痕跡。而且,正是由於這兩組大斷裂,破壞了湘西與鄂東南之間古生代的分布連續性和構造完整性。

2.湘中坳陷

湘中坳陷是指以邵陽為中心的湖南中部地區。在1:200000 TM的遙感圖上,這個區域是由不同方向的多環、寬帶陰影結構組成的淺色影像區。在北部,從雙峰到金石橋呈東西向分布的深色塊狀影像與湘北淺色影像相區別,總體呈東北向分布。地質資料表明,該區是加裏東褶皺基底之上的晚古生代沈積區,印支運動在上古生界造成了強烈的褶皺。暗塊圖像是古震旦系?塊,可能是晚古生代沈積時期的古山峰。根據遙感資料,這種褶皺僅限於上古生界的拆殼淺部褶皺,只與加裏東期褶皺基底東西向相對扭動的宏觀控制有關,與基底(加裏東期)構造層中的局部構造沒有直接關系。換句話說,上古生界構造和加裏東褶皺基底沒有繼承性,它們屬於兩個構造期。即使某些前加裏東期構造形態和走向與印支期構造相似,也是後期改造的結果。

由於東西向的扭動,湘中地區形成了壹條向西突出的大規模弧形褶皺帶。弧形褶皺帶南北兩側基本對稱,故曾被稱為祁陽山狀構造。但從遙感影像分析,並未發現作為界定山墻結構重要依據的“脊梁”。所以這是不是山墻結構值得進壹步研究。相反,在相當於脊柱的位置新發現了壹條長度超過160km的東西向剪切斷裂。斷層自東向西逐漸減弱,但穿過弧頂。顯然,這不是壹個山墻結構組件,而是基底斷層在蓋層中的反映。從TM遙感圖上看與弧形構造帶有關的類似斷裂構造有兩條:①婁底-新寧斷裂;呈明顯的淺色線性特征,沿NE45方向延伸,從邵陽市南側經過。它控制著地貌和部分水系,南端成為白堊紀山間沈積盆地的邊界,全長200多公裏。②冷水灘-六都寨斷裂;具有明顯的淺色條帶狀影像特征,走向約為NW320,東南端與泥盆系-石炭系褶皺軸壹致,西北段斜插入雲峰山,但強度明顯低於東南段,已轉為深色線性影像,全長160km。車安地區西南部也出現平行斷層。推測上述弧形構造帶可能與這兩組基底斷裂的宏觀控制有關。

3.桂中坳陷

桂中坳陷是指賓陽-貴縣北部和柳城-羅城南部的上古生界連片分布區,在構造上是壹個大型塊狀向斜。從遙感圖上看,這個區域是壹個巨大的復合環(塊)圖像。環(塊)圖像由淺色條紋陰影結構組成。環體由兩個帶有橘皮陰影結構的次級環像組成。大尺度環形影像呈桃形、長方形,長軸南北走向約170km,短軸135km,暫稱為廣西中環。出露於地面的石炭紀-二疊紀為寬向斜或大型塊狀向斜,具有深遠的地質背景,是前泥盆紀加裏東期以負向運動為主的大塊體的反映。次生圓形像呈長方形,東西排列,南北走向。西方的比東方的大。西部鶴山的環形體,長軸120km,短軸60km,是壹個大型塊狀向斜中的低背斜帶,傾向由北向南傾斜。北部背斜構造的核心暴露出上泥盆統石灰巖。東部叫香洲環,長軸95km,短軸30km。中、下泥盆統的砂、頁巖出露於地面,所以圖像較淡。環體由東南向西北傾斜,隆升幅度高於合山地塊。兩個子地塊之間有壹條南北向擠壓帶,位於柳州-來賓壹線,即廣西山形構造的脊梁。廣西的山形構造是眾所周知的,它的前弧在遙感圖上非常醒目。以淺色帶為特征,分布在右江、南寧、伊寧、橫縣、余江、荔福等地。為環狀負地貌,大部分在剖面的觀測範圍內,構成桂中上述地塊的外環。內外環之間是壹些大小不壹的短軸褶皺、下古生界塊體和少量巖體。顯然,廣西山形構造的形成與桂中地塊的南移是分不開的,或者說由於桂中地塊的強烈南推,形成了廣西巨大的山形構造體系。因此,認為上述位於桂中地塊的合山地塊和象州地塊是山墻構造體系不可分割的組成部分。澤河山地塊是山墻結構的西盾,香洲地塊是山墻結構的東盾,兩者都是山墻結構相對穩定的部分。需要註意的是,在廣西狀構造體系的尾部西側,有壹個雖小但很有名的宜山狀構造。從遙感影像特征分析,宜山山形構造形成於廣西山形構造發展的後期或形成之後。從圖的結構分析,頗有“後浪推前浪”的特點。因此,在廣西的山狀和義山狀構造的前弧可能存在壹些大小不壹的疊瓦狀逆沖斷層或推覆構造,但這需要在野外工作中加以驗證和確定。

4.欽州凹陷

欽州凹陷是在下古生界褶皺背景上的壹個受北東向斷裂控制的中生代沈積盆地,因此盆地的展布方向嚴格受斷裂控制。由於靠近海灣,不可避免地受到海侵和沈積的影響,所以在遙感圖上表現為淺色影像。結合區域地質資料,控制中生代沈積的北東向斷裂以剪切為主。宏觀上,該剪切斷層是欽州-靈山巨型東北剪切斷裂帶西南段的組成部分,具有左旋扭轉的特征。

三。東西向構造帶

從大斷面沿線遙感影像特征分析,大斷面至少跨越三個東西向構造帶:

(1)雙峰-金石橋東西向構造帶:橫壁位於湘中,以震旦系穹狀背斜(很可能是晚古生代的古山頂)和燕山早期花崗巖侵入的右型斜線為特征,將湘中坳陷壹分為二。

(2)鹿寨-劉珊-宜山東西向構造帶:分布於桂北,可向東延伸至荔福地區。它由上古生界褶皺帶和東西向斷裂組成。由於復雜塊體結構的影響,這壹東西向構造帶呈波浪式延伸。西段為壹山形構造的前弧。該帶的南側是桂中巨型構造的分布區。

(3)桂仙—南寧東西向構造帶:分布於廣西南部。它由下古生代褶皺、斷層和中生代花崗巖侵入體組成。西段可能延伸至越南北部,而東段被欽州-靈山東北剪切斷裂帶切割,該斷裂帶屬於南嶺東西向構造帶的壹部分。它明顯控制著上古生界的褶皺構造。

四。問題和建議

本文是對大斷面沿線宏觀地質特征的粗淺探討。由於剖面沿線缺乏完整的遙感鑲嵌圖,且其南段(資源-欽州以南)MSS遙感影像(廣西測繪局編制的印刷圖)質量較差,提供的信息不全面、不清晰,解譯結果僅供大剖面綜合地質研究參考。對於大斷面地質特征的進壹步研究,建議使用高地面分辨率的TM遙感數據,制作1: 1萬的鑲嵌圖,然後進行系統的地質解譯,或者至少在重點區域進行嘗試。提交有關方面審議。

參考

李四光。地質力學導論。北京:科學出版社,1973。