① 第四系覆蓋區夾江斷裂研究
孫永軍方洪賓
（航空物探遙感中心，北京100083）
夾江為長江一支流，地處鎮江市西部世業洲北側（圖1）。自60年代以來，人們一直認為寧鎮山脈北側存在較大的近東西向斷裂，通常稱為長江斷裂或焦山—幕府山斷裂，夾江斷裂屬長江斷裂一部分。由於，該區除寧鎮山脈隆起區有古生代和中生代老地層出露外，大部分地區被第四系覆蓋，所以就長江斷裂的具體位置、性質等問題存在許多分歧。由於目前將在該區修建鎮江—揚州大橋，故對該斷裂進行深入研究的問題又被重新提出。在此通過遙感手段，結合地質、航磁、重力及鑽探資料，對該斷裂做進一步研究，並探討其對工程地質的影響。
圖1遙感解譯斷裂
1—夾江斷裂；2—次級斷裂；3—寒武—三疊系：4—第四系
一、隱伏斷裂解譯原則
由於第四系覆蓋區沒有基岩露頭，常規的野外地面檢查很難確定斷裂的產出位置，這給在這種地區進行斷裂構造研究帶來了很大的困難，一般只能用鑽探和物探手段加以研究。
遙感圖像是地物光譜的綜合反映，它具有直觀、綜合和宏觀的特點，在反映地質構造上特別是線性形跡分析上，能提供大量的信息。這為斷裂構造的研究提供了一種新的技術手段。一般來說利用遙感圖像進行隱伏斷裂構造解譯應注意下列特徵。
（—）色調
色調應包括色調線、帶、面幾個方面的因素，不能只強調色調線。色調線固然是斷裂構造的重要特徵之一，但斷裂往往呈帶狀出現，特別是在較大比例尺的航片上，斷裂帶常常表現為帶狀色調異常。面的因素之所以重要是因為大斷裂往往是地質體分界線。由於不同地質單元往往具有相似色調，故在色調存在明顯差異的界面處，往往是斷裂的產出部位。
（二）形態
包括線性和環形影像特徵。斷裂構造兩側的地質體一般存在差異，從而形成不同的色調和形態。在多數情況下，由於斷裂的組成物質和含水性與周圍地物有差異，這就造成斷裂破碎帶與周圍地物的光譜特徵明顯不同，使斷裂在遙感圖像上表現為線性影紋，因此遙感圖像可以揭示地面很難發現的線性構造。環形構造往往是隱伏岩體或古火山口的反映，而這種侵入體和火山機構常與深大斷裂有關，故沿斷裂帶分布有代表古火山口的環形影像也是斷裂解譯的重要證據之一。
（三）線性特徵錯斷
斷裂構造形成時間上有早有晚，性質上也有正斷層、逆斷層及平移斷層等之分。晚期形成的斷裂構造可以錯斷早期的斷層線、地質界線等，故線性體的錯斷是斷裂構造存在的直接標志。
（四）地形地貌組合
在第四系廣泛發育的地區一般地形差異較小，但上更新統組成的崗地應特別引起注意，沿斷裂帶這些崗地也可以形成一系列的斷層三角面或陡坎。此外，不對稱谷地、湖盆扭曲等也是斷裂存在的重要證據。
（五）水系格局
水系類型、河網密度、平面形態等均受岩性、構造等地質地貌條件控制，因此可在一定程度上揭示斷裂存在與否及性質。比如不同水系類型和水網密度的地質單元之間很可能存在較大斷裂；沿山脈發育的數條河流出山區後在山前沿同一走向有規律地彎曲，預示著可能存在山前斷裂；河流平面形態呈S狀彎曲預示著斷層具有左旋平移性質；格狀水系則暗示該區很可能存在隱伏的兩組直角斷層。
（六）點狀目標
如火山口、侵入岩體、泉水點、水庫、湖泊及河流的匯流點、分流點、拐點等點狀目標呈串株狀線性展布時也是斷裂構造解譯的重要標志。
二、圖像處理
（一）彩色合成
人眼對色彩的分辨力遠大於對灰度的分辨力。為了對區域地質構造有一全面了解。首先是選擇合適的波段做一張彩色圖像，然後利用該圖像進行解譯。其中波段選擇尤為重要，它直接影響到解譯效果。針對工作區地物特點，首先對圖像進行了統計特徵分析。根據所選的波段應該均值相近、方差最大、相關最小的原則，經過多次嘗試最終確定TM543為最佳波段組合圖像。
（二）比值增強
通過比值運算可使不同類型地物均值拉開，突出對象的波譜特徵差異。據本次工作的特點選擇了三種方案。
TM5/TM1，突出第四系細節特徵
（TM5×TM7）/（TM1×TM2），突出上更新統與全新統的差異
（TM7×TM1）/（TM3×TM4），突出紋理結構和隱伏構造
最後將三種比值圖像做彩色合成，結合灰度拉伸、直方均衡化處理得到色彩豐富、結構更加清晰的圖像。
（二）卷積濾波
斷裂構造通常表現為線性影紋，在圖像上這種線性影像就是灰級的突變。通過卷積濾波可使灰級變化率得到增強，因此，卷積濾波是增強線性構造常用的圖像處理手段。在實際工作中選取了Laplace卷積、方向濾波和邊緣自動探測濾波等方法，取得了較好的效果。地物的邊緣和線性特徵得到明顯增強，對斷裂構造解譯非常有利。
三、夾江斷裂影像特徵
在TM543圖像上，沿世業洲東部的下新灘向西延至茅草州直到三江口一帶存在一條清晰的紫黃色的線性影紋。在拉普拉斯卷積、東西向濾波和邊緣自動探測濾波圖像上，沿該帶顯示許多東西向展布、斷續分布的黃色短線。斷裂帶兩側地物色調存在顯著差異，北側呈暗紫色，南側呈灰黃色。兩側紋理結構明顯有別，北側為密集矩形紋理，南側為稀疏線性紋理。在三江口一帶的白堊系出露區可見地層被切斷形成的陡坎。長江拐點，長江與夾江的匯流點和分流點呈線狀展布。從宏觀上看，夾江具有截彎取直的影像特徵，說明夾江很可能受東西向斷裂構造控制。
四、地質、物探、鑽探證據
在地質結構上，斷層北側第四系之下分布有巨厚的白堊系紅色砂礫岩和老第三系砂岩，而斷裂南側第四系之下為花崗岩侵入體，再向南則為寧鎮山脈隆起帶，主要由古生代和中生代老地層組成。由此可知斷裂兩側岩性地層明顯不連續，存在很大的差異。在布格重力異常圖上，沿該斷裂是地球物理場的重要分界線，北側為負異常帶，南側為正異常帶，其間是一個明顯的近東西向線性展布的梯度帶。在△T航磁化極平面等值線圖上，沿該斷裂帶顯示有串珠狀異常。此外，鑽探資料揭示在世業州東部已打到120～160m寬的破碎帶。淺層地震方法也證實斷層存在。
五、夾江斷裂綜合分析
（一）斷裂性質
遙感圖像從宏觀上揭示該斷裂呈近東西向的線性影像。據線性影像延伸方向和寬度可推測夾江斷裂走向為近東西向，寬度大於200m。由於斷裂北側第四系厚度大於南側第四系厚度，故可推測該斷裂北盤相對下降，南盤相對上升。鑽探資料表明夾江南岸的鑽孔打到破碎帶的深度小於夾江北岸的鑽孔打到破碎帶的深度。結合鑽孔水平距離可推算斷層面傾角約80°。綜合上述，可認為夾江斷裂為走向近東西、寬度大於200m，向北陡傾的正斷層。
（二）時代
鑽孔資料表明，第三系中未見破碎帶。在遙感圖像上，地表的第四系中也未見明顯錯斷證據，故確定該斷裂的活動上限為第三紀，即在第三紀後停止活動。由於鑽探資料證實該斷裂使上白堊統紅色砂岩破碎，故可確定該斷裂在接受上白堊統沉積後活動過。但這並不意味著白堊紀就是該斷裂形成的下限，因為完全有可能該斷裂形成得更早，只是在白堊紀時又有復活。據區域地質特徵分析，我們認為該斷裂可能形成於印支期，即伴隨著寧鎮山脈的隆起而形成，後在燕山期又有復活，到第三紀時停止活動，被掩埋成為隱伏斷裂。
（三）該斷裂在區域地質發展史中的作用
從大地構造和地質發展史角度看，該斷裂起著重要的作用。它伴隨寧鎮山脈褶皺隆起而形成，成為北部沿江凹陷和南部隆起的分界線，北部凹陷帶接受中新生代沉積，而南部隆起區則遭受剝蝕。燕山期時，該斷裂復活，使相對隆起和凹陷進一步加劇，並沿斷裂帶有中酸性花崗岩侵入。由於南側一直處於隆起狀態，故缺失上白堊統紅色砂礫岩沉積，使斷裂兩側地質結構上明顯不連續。因此，該斷裂是一條重要的構造單元分界線。
（四）該斷裂對工程影響
由於該斷裂在第三紀以後停止活動，破碎帶被埋在地下100m以下，成為隱伏斷裂，所以該斷裂對大橋工程不會造成危險。從工程使用壽命來看，一般工程的設計使用壽命為一二百年，這與地質年代相比只是短暫一瞬，因此不必考慮斷裂活動對工程的影響。只要在大橋工程建設時合理避開斷裂破碎帶，將橋墩建於堅硬的上白堊統砂岩和燕山期花崗岩等堅硬基岩上即可。
六、結論
利用遙感圖像研究第四系覆蓋區斷裂構造特徵是一種切實可行的方法，它可以揭示斷裂構造的產出位置、走向、規模和空間切錯關系。但要解決斷裂產狀、傾角等具體問題還要結合物探、鑽探和野外地質工作，邊緣探測濾波和紋理分析能改善圖像質量，有利於斷裂構造的解譯。夾江斷裂確實存在，斷裂走向呈近東西向、性質為向北陡傾的正斷層，其長度大於20km、寬度大於200m。該斷裂是寧鎮隆起和沿江凹陷的重要分界線，第三紀後停止活動，對工程影響不大。
參考文獻
1.江蘇省地質礦產局.寧鎮山脈地質志.南京：江蘇科學技術出版社，1989
2.陳述彭，趙英時著.遙感地學分析.北京：測繪出版社，1990
A STUDY OF THE JIAJIANG FAULT IN THE QUATERNARY OVERBURDEN AREA Sun Yongjun,Fang Hongbin
（Aerogeophysical Survey and Remote—Sensing Center,Beijing 100083）
Abstract
The present paper deals with the general principle of applying remote-sensing image to the interpretation of concealed faults in the Quaternary overburden area and the image-processing technique.An integrated interpretation of the Jiajiang fault is made in combination with geological,aeromagnetic,gravity and drilling data,the remote-sensing characteristics,attitude,size and properties of the Jiajiang fault are summed up and,finally,the influence of this fault upon the construction of the Zhenjiang-Yangzhou Bridge is evaluated.
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