武當地區(qū)遙感構造信息定量化分析

余鳳鳴，王磊，余虹劍，何龍清，雷天賜

1)武漢地質調查中心，武漢，430205；2)南京地質調查中心，南京，210016； 3)江西省地質礦產勘查開發(fā)局，南昌，330002

內容提要：利用遙感構造定量分析方法，對武當地區(qū)線狀構造的定量計算和分析，顯示武當地區(qū)線狀構造以小于100 km的中、小斷裂居多；線狀構造等密度、頻度、交點數、中心對稱度，均反映了區(qū)域主干線狀構造主導方向為北西西和北東兩個方位；北東向小型線狀構造由北往南更加發(fā)育，推斷武當地區(qū)由北往南，構造運動變新，構造變形由韌性往脆性發(fā)展；優(yōu)益度的特高值—高值區(qū)提供了找礦預測的構造信息，對于礦產調查有較好的指導意義。

構造的發(fā)育程度、發(fā)育區(qū)域及復雜性，與所處的大地構造位置、地質演化歷史、構造變形方式和特點密切相關，傳統(tǒng)地學對于構造研究已經有很多成熟有效的方法。為了更清晰地闡述區(qū)域構造的發(fā)育程度、主導構造方向、密集分布區(qū)域等，構造地質學者運用網格化統(tǒng)計、構造指數、等密度圖、節(jié)理玫瑰花圖等統(tǒng)計學和數學的方法(Hirata，1989；趙鵬大，1998；Gils et al.，2001；余勇等，2005；張明華等，2007；黃曉娟等，2010；楊寧等，2013)，將構造從定性描述向定量研究深入，以期能清晰有效地掌握構造面貌，構造的定量研究也得以長足發(fā)展。

遙感技術具有獲取信息全面、處理大量數據快捷的獨特優(yōu)勢，通過數字圖像處理技術實現線狀構造圖像解譯與制圖的自動化，對構造的長度、方位、數量和頻度等基本數據的定量統(tǒng)計分析也是常規(guī)研究方法的深入和擴展，為地質構造的定量研究提供了新的方法(Ninasiu-Nganlam，1990；王潤生等，1992；劉吉平等，2000；馮佐海等，2002；Crowl，2003；雷天賜等，2012)。

本文借助遙感技術，采用MORPAS軟件，利用數理統(tǒng)計方法，對武當地區(qū)線狀構造的等密度、中心對稱度、優(yōu)益度、交點數、頻數等進行量化提取及定量計算和分析，是一種積累和探索。武當地區(qū)開展了各種比例尺的區(qū)域地質調查，秦正永等(1997)進行了比較系統(tǒng)、深入的構造學研究，但定量化研究方面仍是空白。因此，進行武當地區(qū)構造的定量研究本身也是一個有益的補充。

1 區(qū)域地質背景

武當地區(qū)位于橫貫東西的青峰—襄廣斷裂以北，為秦嶺—大別地層區(qū)，元古宇及古生界總厚達60000余米，屬大陸邊緣沉積，普遍受區(qū)域變質作用的改造。南秦嶺武當山及其周緣主要為武當群，主要包括下部變火山巖組和上部變沉積巖組兩部分，產出有銀洞溝、許家坡等大、中型銀金礦床。

武當地區(qū)經歷了多期變形變質的影響，通過對前人的構造變形資料綜合研究、分析(雷世和等，1996；劉興義等，1997；秦正永等，1997；曾云，1998；胡健民等，1999，2002；吳德寬等，2002)認為，武當地區(qū)具多期、不同性質和不同構造層次變形構造疊加改造的特征，大致可識別出6期變形(湖北省地質調查院?)。主期變形表現為以大—中型逆沖推覆脆—韌性剪切帶分割的構造巖片疊瓦狀疊置的褶沖構造樣式，主要有三期。

印支期前發(fā)生第一期構造變形，武當地區(qū)因局部隆起和分層滑脫剪切，產生大規(guī)模的多層次順層滑脫面或剪切面，形成以順層滑脫為代表的伸展構造體系，沿大套地層的接觸面產布，重要的滑脫變形帶主要包括武當群底部(變基性火山巖底部)、武當群變基性火山巖組與變酸性火山組段間的滑脫面、武當群變沉積巖組與變酸性火山巖組間的滑脫面、耀嶺河組與武當群變沉積巖組間的滑脫面及耀嶺河群和陡山陀組之間共5個滑脫面。

主造山期為武當地區(qū)主構造變形期，形成逆沖推覆(剪切)構造，使武當推覆體基本定位，其主推覆面為10～20km深、向北傾斜的殼內地震波低速層(秦正永等，1997)。武當推覆體的前緣帶為青峰斷裂，后緣帶位于陜西山陽至河南西峽以北地帶，其外緣帶為青峰斷裂帶以南的陽日—九道斷裂帶(秦正永等，2005)，可劃分為漢江(兩鄖)、十堰、楊坪、三臺、銀洞溝等逆沖推覆巖席(韋昌山等?)(圖1)。

喜馬拉雅構造運動時期，本區(qū)再次受到近南北向擠壓應力作用影響，形成近東西向或北西向逆(掩)斷層，主要以小規(guī)模斷裂變形為特征。新近紀晚期以來，本區(qū)主要表現為差異升降活動，如山谷地貌及多級階地的形成，早期區(qū)域性斷裂復活形成活動斷層并伴隨地震及地熱(溫泉)現象等。

圖1 武當推覆體疊瓦扇構造示意圖(據秦正永等修改，1997)(剖面位置見圖2)Fig. 1 The tectonic section showing the imbricate fan in Wudang nappe ( Modified from Qin Zhengyong et al., 1997 ) (The section position is showed inFig. 2) K—E—白堊系—古近系；Pz1—下古生界；Z1d—震旦系陡山沱組；Nhyl—南華系耀嶺河組；Ptwd4—武當群變沉積巖組；Ptw—武當群變酸性火山巖組；Ptw—武當群變基性火山巖組；(Ⅰ)漢江逆沖推覆巖席；(Ⅱ)十堰逆沖推覆巖席；(Ⅲ)楊坪逆沖推覆巖席；(Ⅳ)三臺逆沖推覆巖席；(Ⅴ)銀洞溝逆沖推覆巖席；(Z)鎮(zhèn)平推覆體 K—E—Cretaceous — Paleogene; Pz1—Paleozoic; Z1d—Doushantuo Formation, Sinian(Ediacaran) System; Nhyl—Yaolinghe Formation, Nanhuan System; Ptwd4—Metasedimentary rocks Formation of Wudang Group; volcanic rocks formation of Wudang Group; (Ⅰ) Hanjiang thrust nappe sheet; (Ⅱ) Shiyan thrust nappe sheet; (Ⅲ) Yangping thrust nappe sheet; (Ⅳ) Santai thrust nappe sheet;(Ⅴ) Yindonggou thrust nappe sheet; (Z) Zhenping thrust nappe

2 遙感構造信息定量化分析方法

目前，線狀構造定量分析，依據的是遙感圖像經解譯和信息提取后所提供的線狀構造的長度、方位和頻度等基礎數據，對圖像進行網格劃分，再進一步量化，進行相關的定量分析。

2.1 線狀構造單元網格劃分

為了提高量化分析的準確性，對研究地區(qū)統(tǒng)計單元網格大小的確定是線狀構造統(tǒng)計過程中的重要環(huán)節(jié)。統(tǒng)計單元劃分過大，突出了區(qū)域性大規(guī)模線狀構造特征，壓抑了局部線狀構造異常特征，而線狀構造局部異常特征恰恰能反應出多種特殊地質現象，致使有用的地質信息無法體現；單元劃分過小，過于突出局部中小構造影響，放大了構造的復雜性，減弱區(qū)域構造的整體性，引起分析的混亂，將造成統(tǒng)計性誤差，導致定量分析的系統(tǒng)錯誤。線狀構造局部異常特征與礦化關系比較密切，劃分過大會丟失有用的礦產預測信息；劃分過小將與礦化有關的信息人為細劃，增加礦化單元數目，不能反映礦化信息的整體性，并且加大統(tǒng)計分析的工作量。對一定的研究對象來說，需綜合地質、物化探資料，采用不同網度單元孔徑進行實驗和比較，綜合利用各種網度的數據，確定合理的統(tǒng)計網格單元孔徑，以期達到較好的統(tǒng)計分析效果(孫祥等，2007)。

確定了網格大小后，可以根據工作區(qū)的特點選擇不同的方法，其中常用且行之有效的有線狀構造等密度定量分析、中心對稱度分析、構造優(yōu)益度分析(董慶吉等，2010)。

2.2 武當地區(qū)線狀構造特征

圖2 武當地區(qū)構造遙感解譯圖(AA＇為圖1剖面位置示意)Fig. 2 The tectonic interpretation map of remote sensing in Wudang area(AA＇ showing the section position ofFig. 1)

以遙感數據為信息源，通過人機交互式解譯，獲得武當地區(qū)青峰—襄樊等深大斷裂和脆性小型斷裂；采用Haar小波作為影像小波變換的小波基，利用小波包分析提取武當地區(qū)順層型多重滑脫韌性剪切變形帶、推覆型韌—脆性剪切變形帶、走滑型脆—韌性剪切帶構造信息(余鳳鳴等，2012)；通過神經徑向基函數(RBF)神經網絡的模式識別結合二進制小波變換進行目視解譯褶皺。參考1∶5萬白河幅、三岔幅區(qū)域地質調查報告(陜西省地質調查院，長安大學區(qū)域地質調查院?)，1∶25萬十堰幅、襄樊幅區(qū)域地質調查報告(湖北省地質調查院?)，湖北省區(qū)域地質志(湖北省地質礦產局，1990)，湖北省地質構造遙感調查與區(qū)域穩(wěn)定性評價(薛重生，張志?)，編制了武當地區(qū)遙感影像地質構造圖(余鳳鳴等?；余鳳鳴等，2012)(圖2)，以此為基礎進行武當地區(qū)的線狀構造分形研究。統(tǒng)一定義各級別斷裂、順層滑脫剪切變形帶、推覆—走滑型韌—脆性剪切帶、褶皺樞紐為線狀構造，便于線狀構造的定量分析，總結定量分析結果的地質意義。

采用概率統(tǒng)計方法，對解譯的武當地區(qū)線狀構造進行方位角、條數、長度和頻度的統(tǒng)計分析，得到線狀構造長度—頻數直方圖和線狀構造方位—頻數直方圖，清楚地反映了武當地區(qū)線狀構造的長度和方位頻數分布的總體特征。從兩個統(tǒng)計圖可以看出線狀構造以小于100 km的中、小型斷裂居多。

(1)長度—頻數直方圖(圖3)顯示，在已解譯出的205條線狀構造中，區(qū)域內長度大于100km的大型線狀構造僅有7條，最長者為武當山—十堰—白河斷裂，長123km；線狀構造長度在1～20km左右的中、小型斷裂數量最多，為85條，占總數的41.46%，分布也最廣；而20～50km的中型斷裂次之，為72條，占總數的35.12%；50～100km的大、中型構造較多，達到41條，占總數的20%。

圖3 武當地區(qū)線狀構造長度—頻數圖Fig. 3 The histogram of linear structural length—frequency in Wudang area

(2) 方位—頻數圖(圖4)揭示了區(qū)域構造的主導方向和發(fā)育程度信息，顯示線狀構造主要分布有五組，即北西西向、北東東向、北西向、北東向和近南北向。主導方向為北西西和北東兩個方位，線狀構造條數的多少在不同方位具有明顯的規(guī)律性。北西西向的線狀構造(90°～112.5°)有42條，占總數的20.49%，多分布于十堰—白河、竹溪—竹山一帶，數量最多；其次為北東東向(67.5°～90°)，有31條，占總數的15.12%，多分布于青峰—房縣、茅塔—土城鎮(zhèn)附近；北西偏西和北西偏東均有27條，北東偏北有23條、北東偏北有21條，分布于十堰—白河與青峰—房縣斷裂帶之間，互相交切將地塊切割成菱形格子狀，銳角指向北東東—南西西方向；北北東和北北西最少，分別只有18條和16條，多是小型構造，分散分布于各大、中型斷裂之間。

圖4 武當地區(qū)線狀構造方位—頻數直方直方圖Fig. 4 The histogram of linear structural orientation — frequency in Wudang area

在上述解譯的武當地區(qū)線狀構造特征分析的基礎上，并考慮區(qū)域構造尺度特征(趙希剛，2006；金章東等，1998)，單元格劃分采用1km×1km大小的網格孔徑，在計算機的輔助下，運用基于GIS的金屬礦產資源評價分析系統(tǒng)MORPAS計算，進行武當地區(qū)區(qū)域構造的定量分析，對主要線狀構造的等密度、中心對稱度、優(yōu)益度、交點數、頻數等進行量化提取。

3 線狀構造等密度定量分析

通過計算影像解譯出的線狀構造可信度及長度、方位和頻度等基本數據，運用數理統(tǒng)計方法，做出線狀等密度圖、構造交點數圖、構造頻數圖，研究線狀構造空間密度分布的數字特征和結構特征(趙不億等，1988)，揭示線狀構造的發(fā)育程度、發(fā)育區(qū)域、發(fā)育的趨勢方位及相互關系、線狀構造的成生發(fā)展、構造運動的方式方向，分析區(qū)域構造格架、構造空間展布規(guī)律，獲得隱伏或深部的宏觀構造信息(余鳳鳴等，2013)。

3.1 線狀構造等密度

線狀構造等密度是指統(tǒng)計網格單元中各線狀構造的長度之和。計算公式為：

其中，l為等密度，Si為第i條線形體的長度，n為單元網格中的總線狀構造數。

利用公式計算出各統(tǒng)計網格單元中線狀構造密度值，再用內插法作出線狀構造等密度圖(鄒謹敞等，1995， 黃曉娟等，2010)。線狀構造密度是反映統(tǒng)計單元內線狀構造分布的數字特征的統(tǒng)計量。

線狀構造高密度區(qū)代表構造發(fā)育密集，單位面積構造形跡的數量大。環(huán)形分布的線狀構造密度等值區(qū)帶可能反映深部的彎窿構造以及環(huán)形構造等，揭示線狀構造空間分布的結構特征、深部構造信息(王永立，2012)。

武當地區(qū)線狀構造極為發(fā)育，等密度范圍為：0≤l≤ 197，全區(qū)等密度的平均值為23.23，中值為18.9，平均值小于中值，等密度不均勻，高值區(qū)較為突出。將等密度圖(圖5a)與目視解譯的構造圖對比顯示，高值區(qū)出現在：① NW向佘家院—惠家河大型向斜附近，佘家院—觀音鎮(zhèn)處等密度值最高(l>145)；② 近EW向油房溝—銀洞溝復式褶皺區(qū)域；③ 三條區(qū)域性NW向深大斷裂帶兩鄖斷裂帶、十堰斷裂帶、竹溪—竹山斷裂帶的NE側邊緣，集中于兩鄖斷裂帶與十堰斷裂的西段；④ 武當推覆體南界房縣—青峰斷裂帶北側邊緣。其次為⑤ NE向大川—小川剪切帶以及⑥NW向蒼浪山背斜、小川背斜、雙星寨向斜、獅子寨—望祖巖背斜等小川—土城鎮(zhèn)系列褶皺上。高密度區(qū)及具有一定延伸方向的梯度帶總體展布方向顯著呈NW、NE方向，為區(qū)域構造線的反映，但明顯受其它幾組構造的影響，在區(qū)內主要的近南北及北東東等方向構造部位，密度區(qū)發(fā)生明顯截斷、轉折或斷開。

從礦床產出部位與構造等密度的疊合分析來看，區(qū)內幾處主要礦床包括銀洞溝、佘家院、許家坡、六斗等，大多分布于密度高值和次高值的區(qū)域(156≤l≤197)，揭示了構造控礦信息。

3.2 線狀構造交點數

線狀構造交點數是指統(tǒng)計網格單元中不同方向線狀構造的交點總數。網格單元中的線狀構造交點數是反映統(tǒng)計單元中線狀構造復雜程度和發(fā)育程度的統(tǒng)計量，網格單元中線狀構造交點數目越多，線狀構造越復雜、越發(fā)育。計算出各統(tǒng)計網格單元中交點數值后，用內插法作出線狀構造交點數圖，單元面積內構造交點數的多少作為定量指標，其高值區(qū)即為多組構造交會的部位，也常常伴隨巖體侵位、火山噴發(fā)和巖漿期后熱液或火山—潛火山熱液活動(楊日紅等，2005)。

圖5b為武當地區(qū)線狀構造交點數等值線圖，交點數范圍為0～6，與等密度圖分布相似，在個別中小型構造密集區(qū)，如南華鎮(zhèn)南習家、店鎮(zhèn)北西、大川—小川等處也呈現4～6的中高值?？傮w上，交點數的高值區(qū)主要為北東向與北西向線狀構造交匯處，高值區(qū)及梯度帶主要沿北西向、其次沿北東向展布，與區(qū)域主要構造線方向有很好的對應關系，在等密度的6個高值區(qū)，交點數也為高值區(qū)；此外，交點數高值區(qū)還出現在鮑峽—茅塔斷裂帶SE側邊緣、近EW向付家坪—花園寨剪切帶，以及竹山—茅塔間一系列小型NE、NNE、NW、近EW向線狀構造發(fā)育區(qū)上。

區(qū)域上多組線狀構造交匯的部位往往是成礦最有利的空間部位，武當地區(qū)已知礦床基本都產在線狀構造交點數等值線圖的高值區(qū)，最高值5～6交點數柵格多分布于佘家院—青曲鎮(zhèn)、銀洞溝、竹溪和竹山縣附近。

3.3 線狀構造頻數

線狀構造頻數是指統(tǒng)計網格單元中線狀構造的條數之和，反映統(tǒng)計單元中線狀構造相對復雜程度和發(fā)育程度的統(tǒng)計量。該統(tǒng)計量和線狀交點數統(tǒng)計量有相似的統(tǒng)計反映，即統(tǒng)計網格單元中線狀條數越多，線狀構造發(fā)育程度越高及相對復雜程度越高。

單元網格中線狀構造產出的條數(不論方向)相當于線狀構造密度指數。武當地區(qū)線狀構造頻數(圖5c)反映了區(qū)域線狀構造的復雜程度，頻數范圍是0～17，平均值為2.31。高密度區(qū)及其梯度帶的延伸方向極為明顯地呈NW向展布，次為NE方向，與區(qū)域主要構造線方向一致；高值區(qū)與線狀構造等密度和交點數的高值區(qū)基本吻合，在二者的6個高值區(qū)，頻數也為高值區(qū)；佘家院—惠家河大型向斜附近，平均頻數達到4.32；兩鄖斷裂帶與十堰斷裂兩條區(qū)域性斷裂之間西段，平均頻數也在4.32，竹溪—竹山高值帶平均值達到3.87；反映了線狀構造在空間上密度分布的數字特征和結構特征。與交點數高值區(qū)不同的是，鮑峽—茅塔斷裂帶、付家坪—花園寨剪切帶、大川—小川剪切帶、小川—土城鎮(zhèn)系列褶皺范圍頻數高值呈星點分布。此外，六里坪鎮(zhèn)—土城鎮(zhèn)NE向斷裂帶上出現次高值區(qū)帶，說明大規(guī)模區(qū)域性構造旁側的伴生、次生構造更為發(fā)育。

區(qū)內礦點也多位于頻數高值附近，佘家院附近頻數達到7.8，銀洞溝處頻數達到4.65，許家坡處頻數3.24， 雖不高但正位于兩個高值區(qū)中央。

線狀構造等密度的定量研究包括等密度、交點數、頻數三項內容的研究，3.1至3.3節(jié)的計算結果，更清楚地表明了各項所表述的構造意義。等密度高值區(qū)代表不同方向、不同規(guī)模、不同序次線狀構造數量多、規(guī)模大，反映的是線狀構造的發(fā)育程度、空間分布特征等；交點數代表不同方向的構造相互交切關系，反映的是不同方向線狀構造的發(fā)育程度；頻數代表線狀構造的發(fā)育量的大小，反映的是構造的復雜程度。

圖5 武當地區(qū)線狀構造等密度圖(a)、交點數圖(b)、頻度圖(c)、中心對稱度圖(d)、優(yōu)益度圖(e)Fig. 5 Isolines maps of iso-density(a), intersection points(b), frequency(c), center symmetry(d)， advantageous(e) of linear structures in Wudang area

綜合研究三項內容的定量分析結果，表現出幾個特點。

(1) 高值區(qū)及其梯度帶顯著呈NW向展布，次為NE向，很好地反映目視解譯的區(qū)域構造帶的延展方向。

(2) 高值區(qū)主要集中在NW向兩鄖斷裂、十堰斷裂和房竹斷裂NE側邊緣，尤其兩鄖斷裂、十堰斷裂之間的西段，武當隆起南界NEE向青峰斷裂NW側邊緣，這些都是武當地區(qū)的區(qū)域性深大斷裂。這些區(qū)域廣泛發(fā)育緊閉線狀褶皺和順層掩臥褶皺、同斜倒轉褶皺和剪切帶、斷裂構造，也為多期構造匯聚處，線狀構造最為復雜。

(3)高值區(qū)集中在NE向鮑峽—茅塔斷裂帶SE側邊緣。

(4)高值區(qū)集中在NW向佘家院—惠家河復式褶皺、近EW向油房溝—銀洞溝復式褶皺區(qū)域，以及NW向蒼浪山背斜、小川背斜、雙星寨向斜、獅子寨—望祖巖背斜等小川—土城鎮(zhèn)系列褶皺范圍。

(5)已知的礦床集中于等密度156≤l≤197、頻數3.24～7.8、交點數為最高值5～6 的區(qū)域。

這些高值區(qū)分布的特點，揭示了武當地區(qū)線狀構造的成生發(fā)展、構造運動的方式方向。

地塊受力作用發(fā)生變形，逐步遞進形成不同主次、不同規(guī)模、不同方向、不同序次的構造，大量應力沿著區(qū)域主干構造釋放，而在其旁側，變形、破裂分散，產生大量、高密度破裂面，形成小規(guī)模的線狀構造，對于剪切構造活動，上盤的伴生、次生構造更為發(fā)育(馬杏垣，2004)。因此，武當地區(qū)線狀構造等密度、交點數、頻數的高值區(qū)集中在區(qū)域性深大斷裂之間或旁側，集中在區(qū)域性復式褶皺范圍；等密度、交點數、頻數的高值區(qū)集中于NW向兩鄖、十堰和房竹深大斷裂帶NE側，從構造形成的運動學和動力方式推斷，NE側為三大斷裂帶的上盤。

武當地區(qū)以兩鄖斷裂、十堰斷裂為界，由北往南，平面構造格架由伸展滑覆構造區(qū)、走滑構造帶到推覆構造區(qū)。伸展滑覆構造區(qū)構造活動為順層滑動，伴生、次生的小規(guī)模構造發(fā)育少；走滑構造帶構造運動為沿北西向剪切滑動，使得北西向構造更發(fā)育、更顯著；推覆構造運動產生大量的伴生、次生的小規(guī)模構造，特別是以橫切過推覆體的橫推斷裂為代表的橫向構造發(fā)育，即北東向構造發(fā)育。線狀構造等密度定量分析顯示，交點數在十堰以南，NE向構造發(fā)育的小川—土城鎮(zhèn)區(qū)域交點數產生高值區(qū)；總體上NE向小規(guī)模線狀構造產出數量及密集程度由北往南增多增強，說明構造運動由北往南變新，構造變形N往S，由韌性往脆性發(fā)展，這與武當地區(qū)構造演化歷史及平面構造格局一致。

武當地區(qū)主構造變形期為印支期，產生南北向擠壓應力場，大規(guī)模由北往南逆沖推覆，形成了以兩鄖斷裂、十堰斷裂和房竹斷裂等為主推覆面武當推覆體(圖1)，推覆面北傾，在其上盤(NE盤)，近推覆面破裂強，造成線狀構造等密度、交點數、頻數的高值區(qū)集中于兩鄖斷裂、十堰斷裂和房竹斷裂NE側邊緣，線狀構造定量研究與常規(guī)地學研究可以相互印證。

銀洞溝、佘家院、許家坡、六斗等礦床大多數分布于密度高值和次高值的區(qū)域(156≤l≤197)、交點數最高5～6交點數柵格范圍，頻數中高低值均有。武當地區(qū)成礦與構造密切相關，伸展滑覆、走滑、推覆剪切運動使礦液多次聚集，從區(qū)域性大規(guī)模構造高應力帶往旁側運移，在合適的空間沉淀成礦。如六斗圈定的工業(yè)礦體主要分布于兩鄖復式向斜轉端部位的斷裂系統(tǒng)中，北北西向褶皺和斷裂是佘家院礦區(qū)最為主要的容礦構造，許家坡已圈定的礦體集中分布在北西向魏家山背斜和近東西向紅巖尖向斜的疊加部位，銀洞溝礦床受控于近東西向銀洞巖—油房背斜的軸面劈(節(jié))理，廟埡礦床含礦雜巖體產于北西西向廟埡倒轉向斜與天池埡穹狀背斜交接部位。上述均說明了武當地區(qū)各礦床容礦構造不一樣，控礦模式各不相同，也證明了線狀構造定量研究與常規(guī)地學研究結論是吻合的，構造密集、多方向多序次構造復合疊加、近東西—北西向構造發(fā)育是基本因素；如果構造過于復雜，則礦液難以集中或被破壞，因此，頻數中高值為佳。構造定量分析，為找礦工作提供了很好的方向。

4 中心對稱度定量分析

線狀構造中心對稱度代表了構造對稱的特征，計算公式為:

通過相關特征函數研究一定區(qū)域內的構造對稱程度，是研究和圈定褶皺、弧形構造、火山機構、等軸狀侵入體、穹隆構造等的有效方法(隋志龍等，2002)?；鹕綆r和侵入巖體及其周圍常發(fā)育放射狀斷裂，而線狀斷裂也常常伴生共軛節(jié)理，它們均表現出明顯的中心對稱性(鄒謹敞等，1995；黃曉娟等，2010)。中心對稱度的研究為揭示深部構造、區(qū)域構造的成生發(fā)展提供重要依據。

從線狀構造中心對稱度圖(圖5d)上可以看出，武當地區(qū)線狀構造中心對稱度σ>0．62 的高值區(qū)占總區(qū)域的12%，高值區(qū)集中于鄖縣以北，佘家院—惠家河大型向斜附近，竹溪—房縣斷裂帶的NE側邊緣，六里坪鎮(zhèn)—土城鎮(zhèn)NE向斷裂帶，蒼浪山背斜、小川背斜、雙星寨向斜、獅子寨—望祖巖背斜等小川—土城鎮(zhèn)系列褶皺上，青峰斷裂帶NW側。高密度區(qū)及梯度帶呈NW向展布，由北往南，高值區(qū)總體面積增大、數量增多。

中心對稱度代表具有對稱性質的構造的發(fā)育程度，武當地區(qū)中心對稱度圖高值區(qū)顯示NW、NE向構造共軛產出，實質反映了NE向構造密集分布區(qū)，高值區(qū)由北往南面積增大、數量增多，說明由北往南，NE向構造更為發(fā)育，脆性變形增強。在武當西緣，陜西境內白河復式向斜區(qū)，表現明顯的地熱異常，廟埡、銀洞溝、許家坡、佘家院等礦區(qū)環(huán)繞“熱柱”分布，故中心對稱度的值為佘家院 0.45～0.76，許家坡 0.23～0.51，銀洞溝 0.34～0.77，處于中高值區(qū)。高值區(qū)還揭示了深部穹隆或者侵入巖體的存在，廟埡、銀洞溝、許家坡、佘家院、六斗等礦區(qū)及其周緣，均出露同成礦期的淺成侵入體或顯示高熱流作用，正是深部巖漿和熱流活動的具體表現(余鳳鳴等，2013)。

5 線狀構造優(yōu)益度分析

計算公式為:

表 1 武當地區(qū)優(yōu)益度權重設定Table 1 The Weights setting of linear structure in Wudang area

優(yōu)益度是線狀構造兩兩之間的夾角與線狀構造方位的控礦程度加權的構造密度的度量，斷裂優(yōu)益度等密圖是根據統(tǒng)計學原理所得出的構造特征函數而繪制的，其高值區(qū)多為成礦有利地段(雷天賜，2012)。

以構造為主要控礦因素的內生礦產，有利成礦構造部位常是多組構造交匯處或密集部位，運用統(tǒng)計學方法得出的有利成礦的構造特征函數，表現一定范圍內多組斷裂交匯和斷裂密集程度。線狀構造優(yōu)益度分析，是研究以構造為主要控礦因素的有效方法，礦床(點)一般都接近優(yōu)益度中心。

根據武當地區(qū)地質背景特征和前人工作成果分析，武當地區(qū)的主要控礦構造為NWW、NW和NE向的構造，所以在這幾個方向上的控礦權重ωi較高(表1)。

優(yōu)益度計算結果如圖5e，ω范圍為0～191，均值為27．81，中值為25．64，按分位數20%提取出高值區(qū)ω>65．4，5%比例提取出特高值區(qū)域ω>173，形成了一些特高值—高值區(qū)，主要有：① 佘家院—惠家河大型向斜上，產出有佘家院大型銀金礦；② 兩鄖斷裂帶與十堰斷裂之間，產出有六斗、白巖溝、老莊溝等一系列銀金多金屬礦床；③ 許家坡大型銀金礦區(qū)顯示為高值區(qū)；④ 油房溝—銀洞溝復式褶皺區(qū)域，產出有銀洞溝大型銀礦；⑤ 鮑峽—茅塔斷裂帶上；⑥ 竹溪—竹山斷裂帶上；⑦ 蒼浪山背斜、小川背斜、雙星寨向斜、獅子寨—望祖巖背斜等小川—土城鎮(zhèn)系列褶皺范圍。

特高值—高值區(qū)的形成隱含三重意義，一是反映與控礦作用關系密切構造的發(fā)育程度，為成礦最有利部位；二是構造為多方向的，且大量復合疊加；三是構造數量多，總體發(fā)育。武當地區(qū)迄今礦產預測研究成果表明，礦化主要受構造控制，而且，地層、巖石、蝕變也是成礦的基本要素，因而優(yōu)益度的計算只是提供了找礦預測的構造信息(余鳳鳴等，2013)。

6 結論

通過上述線狀構造定量化分析，有以下結論。

(1) 遙感技術和GIS平臺為處理大量的數據提供了方便快捷的方法，增加了構造定量化分析的可行性、直觀和可視化。構造定量化分析揭示了隱藏的構造信息，進一步表述了構造的空間變化、彼此關系及運動學和動力學信息，有些信息用傳統(tǒng)的地質學方法研究難以體現，地質圖上也難以全面反映。

(2) 武當地區(qū)線狀構造長度—頻數直方圖和線狀構造方位—頻數直方圖表明，武當地區(qū)線狀構造以小于100km的中小型斷裂居多，線狀構造主要分布有北西西向、北東東向、北西向、北東向和近南北向等五組，主導方向為北西西和北東兩個方位。

(3) 通過武當地區(qū)線狀構造等密度、頻度、交點數分析，突顯了等密度高值區(qū)為不同方向、不同大小、不同級序、不同類型構造的密集發(fā)育、疊加復合區(qū)域。線狀構造中心對稱度高值區(qū)域，由北往南，面積增大、個數增多。二者空間分布特點及與區(qū)域性大規(guī)模構造的關系，均反映出NE向小型線狀構造由北往南更加發(fā)育，可推斷武當地區(qū)構造運動由北往南變新，構造變形由北往南，由韌性往脆性發(fā)展。

(4) 武當地區(qū)構造為主導控礦因素，等密度、頻度、交點數分析，銀洞溝、佘家院、許家坡、六斗等礦床大多數分布于密度高值和次高值的區(qū)域(156≤l≤197)以及交點數最高5～6的交點數柵格范圍，頻數中高值為佳，闡明了構造密集、多方向多序次構造復合疊加、近東西—北西向構造發(fā)育是基本因素。優(yōu)益度是分析有利成礦的構造部位相對成熟的方法，武當地區(qū)已知的大、中型銀金多金屬礦產，均產在優(yōu)益度特高值—高值區(qū)，推測其它特高值—高值區(qū)，若地層、巖石、蝕變條件合適，是今后找礦的重點區(qū)域。

注 釋 / Notes

? 湖北省地質調查院．2007．中華人民共和國區(qū)域地質調查報告(1∶25萬十堰市幅、襄樊市幅)(送審稿)．226～277.

? 韋昌山，張業(yè)明，付建明，余鳳鳴，李金發(fā)．2001．鄂豫陜相鄰區(qū)綜合找礦預測報告．6～17.

? 陜西省地質調查院，長安大學區(qū)域地質調查院．2000． 中華人民共和國區(qū)域地質調查報告(1∶5萬白河縣幅、三岔幅)(送審稿)．17～30.

? 薛重生，張志．2002．湖北省地質構造遙感調查與區(qū)域穩(wěn)定性評價．20～30.

? 余鳳鳴，陳開旭，何龍清，吳鳳賢，余吉庭，等．2010．湖北省竹山縣銀洞溝銀金礦礦產預測．18～24.