基于多元遙感信息的康西瓦斷裂帶塔什庫爾干地區(qū)展布問題初探

李得林，薛林福，張興，李宗仁，李曉民

(1．吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林長春130061;2．青海省青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海西寧810012;3．青海省地質(zhì)調(diào)查院，青海西寧810012)

基于多元遙感信息的康西瓦斷裂帶塔什庫爾干地區(qū)展布問題初探

李得林1，2，3，薛林福1，張興2，3，李宗仁2，3，李曉民2，3

(1．吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林長春130061;2．青海省青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海西寧810012;3．青海省地質(zhì)調(diào)查院，青海西寧810012)

利用低分辨率ETM+、中分辨率Aster、高分辨率Woridview-2這3種遙感數(shù)據(jù)，對(duì)新疆塔什庫爾干與塔吉克斯坦南部地區(qū)開展了遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯，構(gòu)建了該地區(qū)區(qū)域構(gòu)造格架，發(fā)現(xiàn)康西瓦斷裂帶在塔什庫爾干地區(qū)沿瓦恰—辛迪—提孜那甫北一線展布，并在實(shí)地驗(yàn)證及樣品巖石化學(xué)測(cè)試中得以證實(shí)。

康西瓦斷裂帶;塔什庫爾干;遙感

康西瓦斷裂帶西起烏孜別里山口附近，并延伸至蓋孜河谷，向南東經(jīng)慕士塔格西、瓦恰、馬爾洋北一帶，至麻扎北、賽圖拉，經(jīng)康西瓦至瓊木孜塔格西南被阿爾金斷裂帶截切，在西部經(jīng)烏孜別里山口附近延伸進(jìn)入塔吉克斯坦喀拉湖南側(cè)，經(jīng)索莫尼峰南，南西向延伸至阿富汗境內(nèi)，其總體走向?yàn)楸蔽饕唤鼥|西向，向北東及北陡傾，為一定規(guī)模的具俯沖—碰撞性質(zhì)的板塊縫合帶［1-3］，是西昆侖和喀喇昆侖兩板塊的分界斷裂。該斷裂帶在康西瓦地區(qū)研究程度較高［4-5］，但在塔什庫爾干地區(qū)的展布位置、構(gòu)造特征和屬性向來爭(zhēng)議較大。

遙感影像單元對(duì)地質(zhì)構(gòu)造、成礦作用的長期發(fā)展演化的最終結(jié)果具有良好的綜合反映，利用遙感技術(shù)對(duì)大地構(gòu)造格架進(jìn)行解譯劃分與其它探測(cè)技術(shù)手段比較有著很大的優(yōu)勢(shì)。筆者在“西昆侖成礦帶礦產(chǎn)資源遙感綜合調(diào)查”工作中，通過較系統(tǒng)的遙感影像解譯，輔以地質(zhì)調(diào)查驗(yàn)證及巖石樣品分析，從遙感地質(zhì)角度對(duì)塔什庫爾干塔吉克自治縣地區(qū)康西瓦斷裂帶展布問題進(jìn)行了探討。

1 研究區(qū)概況

康西瓦斷裂帶宏觀特征表現(xiàn)為由一系列近于平行的EW向逆沖斷層組成的大型逆沖推覆構(gòu)造帶，呈舒緩反“S”形或波浪狀延伸(見圖1)，屬糜棱巖、糜棱巖化巖石、碎裂巖、碎斑巖和碎裂巖化巖石組成的大型破碎帶［6］，帶內(nèi)發(fā)育有諸如R-型旋轉(zhuǎn)碎斑構(gòu)造、云母魚構(gòu)造、不對(duì)稱眼球構(gòu)造、S-C組構(gòu)等判斷剪切指向的明顯構(gòu)造標(biāo)志［7］，早期為韌性變形，晚期為脆性變形，具右行走滑性質(zhì)［8］，是中國西部重要的構(gòu)造界線，可能是古特提斯洋向北俯沖消減的界線［9］。

圖1康西瓦斷裂帶西段高分影像(WorldView-2)特征

2 遙感數(shù)據(jù)選擇及處理

遙感影像對(duì)斷裂與線性構(gòu)造具較好識(shí)別效果，應(yīng)用遙感技術(shù)能以較少的投入，快速并比較準(zhǔn)確的確定斷裂構(gòu)造的空間分布，并能根據(jù)特定影像特征確定斷裂構(gòu)造的性質(zhì)。本次研究主要以遙感數(shù)據(jù)為低分辨率ETM+，中分辨率aster和高分辨率Worldview-2，ETM+數(shù)據(jù)空間分辨率為30 m(其中熱紅外波段空間分辨率為120 m)，7個(gè)光譜波段，1個(gè)熱紅外波段，以B7、B4、B1、B8波段融合而成的影像，圖像清晰，對(duì)地層、構(gòu)造現(xiàn)象反映明顯;aster數(shù)據(jù)空間分辨率15 m，可見光到熱紅外共14個(gè)光譜通道，相比ETM對(duì)地物識(shí)別能力更強(qiáng); Worldview-2數(shù)據(jù)能夠提供0．5 m全色圖像和1．8 m分辨率的多光譜圖像。星載多光譜遙感器不僅具有4個(gè)業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)譜段(紅、綠、藍(lán)、近紅外)，還包括4個(gè)額外譜段(海岸、黃、紅邊和近紅外2)，理論上，WorldView-2基本能滿足地質(zhì)剖面實(shí)測(cè)時(shí)巖性分層需要，對(duì)斷裂、節(jié)理、層理、不整合面等線狀地質(zhì)體的最小可解長度縮小到了約不足3 m(相比ETM+，這個(gè)長度為將近1 000 m)。

3 遙感構(gòu)造解譯

斷裂帶的活動(dòng)狀態(tài)、空間展布特征等，在遙感圖像上可以通過其自身以及周邊相關(guān)地質(zhì)單元的形態(tài)特征和色調(diào)信息進(jìn)行判定。通過ETM彩色圖像對(duì)塔什庫爾干地區(qū)康西瓦斷裂帶進(jìn)行目視解譯，發(fā)現(xiàn)康西瓦斷裂帶(KXF)由東向西經(jīng)過麥爾洋、瓦恰后，有可能經(jīng)辛迪沿塔什庫爾干河向東于提孜那甫附近被塔什庫爾干斷裂(TSF)錯(cuò)斷，由慕士塔格峰北西進(jìn)入塔吉克斯坦(見圖2)。在研究區(qū)內(nèi)總體走向?yàn)楸睎|—北北西—北西向—近東西向，反復(fù)波浪狀延伸，向北東及北陡傾。

圖2康西瓦斷裂帶遙感綜合解譯圖

沿塔什庫爾干谷地發(fā)育的NNW向塔什庫爾干右旋走滑斷裂帶(TSF)，是喀喇昆侖斷層北部的一條分支［10］，是一個(gè)新生代時(shí)期形成的年輕斷裂［11］，該斷裂帶現(xiàn)今活動(dòng)仍然十分強(qiáng)烈，是一條重要的地震構(gòu)造帶［12］。其兩側(cè)地層水平位移錯(cuò)達(dá)數(shù)十千米［2］，使得康西瓦斷裂在此錯(cuò)移，呈向北弧形彎轉(zhuǎn)展布的清晰影像特征。

影像上，提孜那甫—辛迪—瓦恰一帶，沿河谷可見一條寬2～4 km的線性破碎帶，兩側(cè)巖石地層色調(diào)、紋形結(jié)構(gòu)、地貌形態(tài)、水系類型等特征均有所差異，北部影像較南部色調(diào)深，水系密集，地勢(shì)更陡峻;破碎帶顯示為條帶狀，色調(diào)深，線形構(gòu)造發(fā)育，見透鏡狀地質(zhì)體，帶內(nèi)河流存在直角狀拐彎與河岸局部沿直線展布現(xiàn)象，走向由北西向，逐漸演變?yōu)楸蔽魑飨?見圖3)。通過遙感影像解析可知此處為一深大斷裂帶，經(jīng)區(qū)域影像對(duì)比分析，推測(cè)為康西瓦斷裂帶的延伸。

圖3提孜那甫—辛迪一帶遙感影像

4 巖石構(gòu)造特征

在遙感地質(zhì)解譯基礎(chǔ)上，對(duì)斷裂帶進(jìn)行了野外追蹤觀察，在塔什庫爾干河沿岸提孜那甫至辛迪一帶，發(fā)現(xiàn)從構(gòu)造變形與巖石特征上均表現(xiàn)出韌—脆性剪切帶性質(zhì)。斷裂帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)長英質(zhì)糜棱巖(圖4a和c)與一套變質(zhì)巖漿雜巖(圖4b)，包括變玄武巖、變玄武安山巖、輝長質(zhì)L型糜棱巖等，巖石已發(fā)生強(qiáng)烈的變形，淺色礦物呈條帶狀分布于巖石中，巖石中線理較為發(fā)育(圖4b)，部分地段發(fā)育不對(duì)稱褶皺(圖4c)、平臥褶皺、揉皺、拉伸線理(圖4b)、曲頸狀構(gòu)造(圖4f)、旋轉(zhuǎn)碎斑(圖4d)與壓力影(圖4e)等構(gòu)造現(xiàn)象。通過對(duì)這些構(gòu)造現(xiàn)象分析發(fā)現(xiàn)，均具右行剪切運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(圖4d、e、f)，與康西瓦構(gòu)造帶運(yùn)動(dòng)變形性質(zhì)一致。對(duì)變質(zhì)巖漿雜巖進(jìn)行了鏡下觀察(圖4h、j、k)，巖石發(fā)生了強(qiáng)烈變形，顯微構(gòu)造也顯示出右行韌性剪切性質(zhì)。

圖4提孜那甫—辛迪一帶構(gòu)造現(xiàn)象

5 樣品化學(xué)分析

變質(zhì)巖漿雜巖變質(zhì)程度明顯低于周圍古元古界布倫闊勒巖群巖石，選擇了巖漿雜巖的15件新鮮巖石樣品進(jìn)行巖石地球化學(xué)分析測(cè)試，結(jié)果顯示巖石的SiO2含量介于46．97%～65．38%之間，TiO2含量較低，變化于0．28%～1．65%之間，低于MORB和OIB(平均為1．5%和大于2．0%)，Al2O3含量為15．26%～24．21%，TFe2O3含量為5．74%～12．47%，CaO含量為5．18%～13．33%，MgO含量為1．56%～8．43%，ALK(Na2O+K2O)含量較高，且變化不大，平均為3．94%，且Na2O＞K2O，K2O含量低(0．12%～1．79%)，顯示富鈉低鉀特征。并對(duì)其進(jìn)行了微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖投點(diǎn)(圖5a)與TiO2-MnO×10-P2O5×10(圖5b)構(gòu)造環(huán)境判別(圖中OIT為洋島玄武巖，MORB為洋中脊玄武巖，CAB為鈣堿性玄武巖，IAT為島弧粒斑玄武巖，OIA為洋島堿性玄武巖)，均顯示出島弧火山巖特征，按照板塊構(gòu)造理論，島弧型巖石的形成一般與大洋板塊的俯沖消減作用相聯(lián)系，因此推斷該變質(zhì)巖漿雜巖形成于俯沖消減帶之上。而康西瓦斷裂帶為一定規(guī)模的具俯沖—碰撞性質(zhì)的板塊縫合帶，是古特提斯洋向北俯沖消減的界線［9］，因此，提孜那甫—辛迪一帶應(yīng)為康西瓦斷裂帶的延伸，證實(shí)了遙感影像解譯的成果。

曲軍峰等［9］在于塔什庫爾干縣城北15 km舊水電站附近(位于提孜那甫—辛迪之間)，發(fā)現(xiàn)有高壓麻粒巖，顯示了俯沖、碰撞環(huán)境，指出康西瓦構(gòu)造帶可能代表了古特提斯洋向北俯沖消減的界線，也進(jìn)一步證實(shí)了遙感影像解譯結(jié)果。

6 航磁異常

西昆侖強(qiáng)烈正磁異常變化帶總體為升高、變化磁場(chǎng)區(qū)(見圖6)。沿該帶分布一條強(qiáng)度較大、梯度強(qiáng)烈變化的北西向正磁異常帶，異常強(qiáng)度一般為

圖5原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)

圖6西昆侖西北段航磁異常分區(qū)示意

(200～300)nT，梯度變化為20～30nT/km。整條異常帶以中部阿塔孜—塔吐魯溝北東方向?yàn)榻?，西北段與東南段有明顯的差別。西北段塔什庫爾干地區(qū)為正負(fù)伴生的條帶正磁異常和負(fù)值不大的磁異常為主，而東段從阿塔孜經(jīng)康西瓦至卡拉孔木達(dá)坂則為強(qiáng)度較大的向線狀磁異常帶。異常寬度為40～60 km，向北西延伸至區(qū)外，向南東止于卡拉孔木達(dá)坂［13］。

康西瓦斷裂帶是一條向東南凹凸出的線性異常帶，在南端被東西向的磁異常所切，并沒有向東南方向延伸。從擴(kuò)大的測(cè)區(qū)航磁異常圖看，斷裂東北側(cè)以北東向強(qiáng)弱異常為特征，西南側(cè)則以北西向線性異常為特征，幅度相對(duì)較低，反映斷裂帶兩側(cè)基底巖性差異明顯。

7 結(jié)論

1)通過遙感空間影像建立了塔什庫爾干及塔吉克斯坦南部地區(qū)的構(gòu)造格架，確定了康西瓦斷裂帶在塔什庫爾干地區(qū)延伸問題:由東向西經(jīng)過麥爾洋、瓦恰后，由辛迪沿塔什庫爾干河向東于提孜那甫附近被塔什庫爾干斷裂錯(cuò)斷，再由慕士塔格峰北西進(jìn)入塔吉克斯坦。

2)通過野外實(shí)地驗(yàn)證與樣品巖石化學(xué)分析，進(jìn)一步證明了康西瓦斷裂帶是具有右行韌性剪切性質(zhì)的古特提斯洋向北俯沖消減的界線。

［1］楊文強(qiáng)，劉良，曹玉亭，等．西昆侖塔什庫爾干印支期(高壓)變質(zhì)事件的確定及其構(gòu)造地質(zhì)意義［J］．中國科學(xué):地球科學(xué)，2011，41(8):1047－1060．

［2］河南省地質(zhì)調(diào)查院．1∶25萬塔什庫爾干塔吉克自治縣幅、克克吐魯克幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告［R］．2004．

［3］潘裕生．喀喇昆侖山—昆侖山地區(qū)地質(zhì)演化［M］．北京:科學(xué)出版社，2000．

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Distribution Problem of Kang Xiwa Fault Zone in Tashikuergan Region on Remote Sensing Image Information

LI Delin1，2，3，XUE Linfu1，ZHANG Xing2，3，LI Zongren2，3，LI Xiaomin2，3
(1．College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun，Jinlin 130061，China;2．Qinghai Province North of the Qinghai-Tibet Plateau Geological Process and Mineral Resources Key Laboratories，Xining，Qinghai 810012，China; 3．Institute of Geological Survey of Qinghai Province，Xining，Qinghai 810012，China)

The author used data sources of ETM and ASTER to interpret the remote sensing geological structure in Tashikuergan of Xinjiang and the south of Tajikistan．He tries to build tectonic framework of the regional and make it clear that the distribution of Kang Xiwa fault zone stays along the Mark-Cindy-the north of Mention transcribing in Tashikuergan region．It confirms in the process of field validation and chemical test of rock sample．

The Kang Xiwa Fault Zone;Tashikuergan;Remote sense

P237;P618．13

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．009

2016－12－11

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(基［2010］礦評(píng)03－04－02)

李得林(1981－)，男，青海互助人，中級(jí)工程師，研究方向:數(shù)字地質(zhì)、遙感地質(zhì)，手機(jī):13389755881，E-mail: 104014137@qq．com．