基于多源數(shù)據(jù)的郯廬斷裂帶安徽段遙感解譯及其空間分布特征

趙衛(wèi)東，鄭 勇，章浩南,2，姜 瓊，衛(wèi)佳佳,2

(1.合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，合肥 230009；2.合肥工業(yè)大學(xué)智能制造技術(shù)研究院，合肥 230088；3.合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，合肥 230009)

0 引言

郯廬斷裂帶是一條由五河—合肥斷裂等多條深大斷裂組成的斷裂構(gòu)造破碎帶。郯廬斷裂帶安徽段北起明光市嘉山、南到廬江縣，沿大別山東麓延展，全長(zhǎng)約400 km，寬度約20～40 km，在地貌上呈NNE向延伸的低山丘陵[1-2]。關(guān)于郯廬斷裂帶的組成及其空間分布特點(diǎn)，盡管存在較多學(xué)術(shù)爭(zhēng)議[3-8]，但目前普遍認(rèn)為郯廬斷裂帶安徽段主要由五河—合肥斷裂、石門山斷裂、池河—太湖斷裂以及嘉山—廬江斷裂等4條主干斷裂共同組成。其中，五河—合肥斷裂為郯廬斷裂帶安徽段的西界斷裂，嘉山—廬江斷裂為其東界斷裂[1,9]。但也有部分學(xué)者持不同觀點(diǎn)，張交東等[2]認(rèn)為郯廬斷裂帶安徽段除上述4條主要斷裂之外，在張八嶺隆起以東的古河—散兵斷裂也屬于該斷裂帶；李云平等[10]則認(rèn)為郯廬斷裂帶安徽段僅僅由1條或2條(池河—太湖斷裂、嘉山—廬江斷裂)主干斷裂組成；聶峰等[11]通過對(duì)安徽北部郯廬斷裂兩側(cè)的蚌埠隆起和池河魏崗山的花崗片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖展開鋯石U-Pb定年分析，確定郯廬斷裂安徽段西界的主斷裂為朱頂—石門山斷裂；而張交東等[2]依據(jù)高精度大地電磁和人工地震剖面等資料認(rèn)為該段由多條斷裂組成，除上述4條主要斷裂外，在張八嶺隆起以東還存在一條古河—散兵斷裂，主要反映下?lián)P子板塊與郯廬斷裂帶的分界線，應(yīng)為郯廬斷裂帶的東界斷裂。也有少量學(xué)者認(rèn)為郯廬斷裂帶安徽段的邊界應(yīng)為若干斷裂發(fā)育而形成的斷裂束。芮柏[12]認(rèn)為郯廬斷裂帶蘇皖段主要由東、西2條邊界斷裂(束)組成：東界斷裂(束)發(fā)育在安徽紫陽(yáng)、嘉山、池河、古城、柘皋一線，走向延展為N5°E～N15°E，陡傾，主要表現(xiàn)為老地層(元古界膠東群、風(fēng)陽(yáng)群和張八嶺群)與上白堊系紅層直接接觸的分界面；其西界斷裂大致發(fā)育在安徽五河大鞏山、定遠(yuǎn)練鋪、肥東橋頭集一線，總體走向N10°E左右，傾向W，斷裂表現(xiàn)特征，除如東界斷裂那樣為新、老地層的分界外，還常常表現(xiàn)為強(qiáng)烈的擠壓柔皺、片理化、透鏡體化，常出露有強(qiáng)烈的擠壓機(jī)械破碎作用以及強(qiáng)烈的硅化、糜棱巖帶等。宋傳中等[13]認(rèn)為郯廬斷裂帶桐城—廬江段(安徽南段)構(gòu)造特征明顯，由東界斷層和西界斷層及伴生斷層組合而成，它們是同一應(yīng)力作用下的產(chǎn)物，表現(xiàn)出左行走滑的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。其中，東界斷層主要出露在廬江縣小煙墩、白兔山、青草山和桐城縣的桐梓山一帶，其余大部分被新生代沉積物覆蓋，該斷層走向N35°E～N50°E，傾向NW；西界斷層區(qū)內(nèi)出露在廬江縣的長(zhǎng)崗頭、柯坦，桐城縣的呂亭和桐城縣城一帶，該斷層走向N35°E～N45°E直線狀延伸，傾向E，斷層帶由數(shù)條平行的斷層組合而成，帶寬近百m。

由于郯廬斷裂帶歷經(jīng)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈改造，演化時(shí)間長(zhǎng)、空間跨度大，形成了現(xiàn)今復(fù)雜的構(gòu)造格局，同時(shí)受限于研究方法的不同，一些觀點(diǎn)難免存在分歧。以往的研究區(qū)重點(diǎn)在大別山以北，即郯廬斷裂帶安徽段的北部(嘉山—廬江段)，對(duì)于郯廬斷裂帶在安徽南部(大別山地區(qū))的空間分布研究甚少。但根據(jù)王小鳳[14]的研究表明郯廬斷裂帶在安徽南部仍有分布，并延伸至湖北廣濟(jì)。因此，本研究利用多源遙感數(shù)據(jù)及GIS空間分析等方法，嘗試對(duì)郯廬斷裂帶安徽段的準(zhǔn)確邊界及其空間分布特征進(jìn)行探索，為進(jìn)一步深化對(duì)郯廬斷裂帶空間分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)提供科學(xué)依據(jù)。

1 郯廬斷裂帶安徽段概況

郯廬斷裂帶是中國(guó)東部最大的巨型斷裂帶，斜貫中國(guó)東部多個(gè)省份，南起湖北廣濟(jì)，經(jīng)安徽大別山東麓、蘇北、山東沂水沐河流域過渤海，進(jìn)入遼寧省、吉林省，至中俄邊境，總長(zhǎng)度為2 420 km，總體走向?yàn)镹25°E～N40°E[15]。郯廬斷裂帶安徽段是指北從五河縣大鞏山地區(qū)，經(jīng)明光市石門山，定遠(yuǎn)縣池河、藕塘和界牌，肥東縣桴槎山，向南經(jīng)廬江、太湖、宿松，止于長(zhǎng)江北岸[16]，總體走向?yàn)镹30°E～N40°E，寬約20～40 km[15,17]。研究區(qū)范圍如圖1所示。該研究區(qū)包含了郯廬斷裂帶安徽段經(jīng)過的宿州、蚌埠、合肥、蕪湖和安慶等地區(qū)，面積約3萬(wàn)km2，地理坐標(biāo)范圍為：E115°53′～118°34′，N29°53′～33°43′。區(qū)內(nèi)地層多以第三系—上白堊統(tǒng)與侏羅系—下白堊統(tǒng)為主。地貌多以平原和丘陵為主，在皖西大別山區(qū)有部分低山和中山。依據(jù)地貌特征可劃分為4大地貌單元：淮北平原、江淮波狀平原、皖西山地、沿江丘陵平原。

圖1 郯廬斷裂帶安徽段地貌及構(gòu)造簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological and geomorphic map of the Anhui segment of the Tanlu fault zone

2 基于多源數(shù)據(jù)的郯廬斷裂帶遙感解譯

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文使用的多源數(shù)據(jù)包括Landsat8和資源3號(hào)遙感數(shù)據(jù)及ASTER GDEM (advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer global digital elevation model )數(shù)據(jù)。其中，Landsat8衛(wèi)星攜帶陸地成像儀(operational land imager，OLI)和熱紅外傳感器(thermal infrared sensor，TIRS)，共有11個(gè)波段，其第2—7波段(多光譜波段)的空間分辨率為30 m；第10和11波段為熱紅外波段，空間分辨率為100 m；第8波段為全色波段，空間分辨率為15 m。資源3號(hào)衛(wèi)星影像包括2.1 m空間分辨率的全色正視波段、3.6 m空間分辨率的全色前后視波段和4個(gè)5.8 m空間分辨率的多光譜波段，其中全色正視和多光譜波段構(gòu)成了資源調(diào)查觀測(cè)模式，適合獲取微地貌和地物細(xì)節(jié)信息，可以精細(xì)反映小型次級(jí)斷裂構(gòu)造的線性影像特征[17]。ASTER GDEM具有20 m的垂直精度和30 m水平精度，適合提取坡度、坡向、坡度變化率和山體陰影等地貌因子，有較好的輔助解譯作用[18]。

2.2 數(shù)據(jù)增強(qiáng)處理

數(shù)據(jù)增強(qiáng)處理包括Landsat8與資源3號(hào)影像的幾何糾正、鑲嵌、彩色合成、定向?yàn)V波以及對(duì)數(shù)字高程模型(digital elevation model，DEM)數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度和山體陰影的提取。由于研究區(qū)范圍較大，利用研究區(qū)1∶5萬(wàn)地形圖對(duì)影像幾何糾正后再進(jìn)行多景影像的鑲嵌處理，最終拼接成研究區(qū)完整的遙感影像。由于斷裂構(gòu)造多呈線性且具有較強(qiáng)的方向性，在對(duì)其線性特征進(jìn)行提取時(shí)采用了特定模板卷積運(yùn)算開展定向檢測(cè)。由于郯廬斷裂帶為NNE向斷裂，故在0～45°方向上每間隔5°進(jìn)行一次定向?yàn)V波處理，提取影像線性信息。

在對(duì)影像特征進(jìn)行解譯的過程中，多波段以及多空間分辨率影像的融合對(duì)于提高解譯精度具有重要作用。為此，分別選取Landsat8影像與資源3號(hào)影像數(shù)據(jù)的不同波段進(jìn)行彩色合成。由于研究區(qū)內(nèi)的植被覆蓋度較高且解譯的構(gòu)造多為線性特征明顯的斷裂構(gòu)造，故選擇對(duì)植被、土壤和地質(zhì)構(gòu)造信息較敏感的Landsat8 B7(R)，B5(G)，B4(B)波段進(jìn)行假彩色合成(圖2(a))。該影像色調(diào)接近于自然色，反差適中、圖像清晰，可作為后續(xù)遙感解譯基礎(chǔ)圖像。對(duì)于資源3號(hào)影像數(shù)據(jù)，選取B4(R)，B3(G)，B2(B)波段進(jìn)行假彩色合成(圖2(b))。兩者配合使用，效果較好。此外，利用DEM數(shù)據(jù)提取研究區(qū)坡度和山體陰影進(jìn)行遙感影像輔助解譯。

(a)Landsat8影像 (b)資源3號(hào)影像

圖2 研究區(qū)遙感影像

Fig.2Remotesensingimagesofthestudyarea

2.3 遙感解譯標(biāo)志建立

斷裂是一種線性構(gòu)造，在遙感影像上的線性特征主要有2種表現(xiàn)形式：①線性色調(diào)異常，即線性色調(diào)與兩側(cè)的巖層色調(diào)明顯不同；②2種不同色調(diào)的分界面呈線狀延伸。除此之外，還必須對(duì)線性特征兩側(cè)的巖性、水系和整體地質(zhì)構(gòu)造等進(jìn)行綜合研究，才能確定是否為斷裂。特別是在高空間分辨率遙感影像上，通過對(duì)地層或水系等細(xì)節(jié)特征的識(shí)別能夠很好地對(duì)斷裂進(jìn)行判別[19]。綜合考慮研究區(qū)植被、地形地貌和水系發(fā)育特征等因素，在前人研究的基礎(chǔ)上本研究建立的郯廬斷裂帶安徽段斷裂構(gòu)造解譯標(biāo)志如表1所示。

表1 郯廬斷裂帶安徽段斷裂構(gòu)造解譯標(biāo)志(據(jù)文獻(xiàn)[20]修改)Tab.1 Interpretation marks of fracture structures in the study area

2.4 遙感解譯方法

在充分收集研究區(qū)已有地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，以Landsat8衛(wèi)星影像和資源3號(hào)衛(wèi)星影像為主要數(shù)據(jù)源，輔以DEM數(shù)據(jù)，綜合運(yùn)用光譜分析、紋理特征分析、地貌特征分析和野外驗(yàn)證等方法，建立不同斷裂構(gòu)造的解譯標(biāo)志，并利用ENVI和ArcGIS等軟件平臺(tái)，以目視解譯為主要手段對(duì)郯廬斷裂帶4條主干斷裂及其伴生的次級(jí)斷裂進(jìn)行解譯。具體解譯流程如圖3所示。由于郯廬斷裂為深大斷裂，其主干斷裂走向?yàn)镹NE向，除4條主干大斷裂及其破碎帶外還有不少次級(jí)斷裂。次級(jí)斷裂走向復(fù)雜，總體走向也主要為NNE走向。對(duì)于4條主干斷裂的解譯主要綜合考慮它們?cè)谶b感影像上的色調(diào)變化及其對(duì)地貌及水系的控制作用。以池河—太湖主干斷裂為例(圖4)，該斷裂在郯廬斷裂帶安徽段4條主干斷裂中遙感影像特征最為明顯。

圖3 遙感解譯技術(shù)流程

Fig.3Technicalflowchartofremotesensinginterpretation

(a)大別山東側(cè)色調(diào)異常及水系直角狀急轉(zhuǎn)彎 (b)桴槎山斷層崖地貌 (c)中灣村—界牌集串珠狀水系 (d)大橫山—門坎沈斷裂線性特征

圖4 池河—太湖斷裂遙感解譯影像

Fig.4RemotesensingimageinterpretationoftheChihe—Taihufault

該斷裂在研究區(qū)南段沿著大別山東南麓展布，在影像圖上表現(xiàn)出明顯的色調(diào)差異，線性特征明顯。該斷裂由南到北依次經(jīng)過宿松縣、太湖縣、潛山縣、岳西縣和桐城市等縣市，表現(xiàn)為大別山區(qū)與沿江平原區(qū)的地貌單元分界線(圖4(a))，并且通過高空間分辨率影像觀察可知該斷裂對(duì)水系有明顯的切斷作用(圖4(a)中紅色方框區(qū)域)，該水系被斷裂穿過后呈現(xiàn)出直角狀急轉(zhuǎn)彎(圖4(a)中紅色箭頭處)。由南到北該斷層表現(xiàn)出的線性特征逐漸弱化，穿過巢湖后線性特征逐漸消失，但其對(duì)地貌及水系分布的控制作用明顯。在巢湖以北的桴槎山系，斷裂沿桴槎山西麓展布，具有明顯的斷層崖地貌特征(圖4(b)中紅色箭頭處)，北延至中灣村—界牌集段。該段以平原地貌為主，水系密集，在影像圖上能夠清楚看到沿?cái)嗔逊较?，水系呈線性串珠狀分布(圖4(c)中紅色箭頭處)。該斷層繼續(xù)向北延伸至嘉山縣城以北大橫山—門坎沈段，其沿丘陵邊緣分布，在Landsat8衛(wèi)星影像上可見線性特征(圖4(d)中紅色箭頭處)，斷層為丘陵與平原地貌分界線。此外，對(duì)于其他3條郯廬斷裂帶主干斷裂也同樣利用色調(diào)、地貌、水系和植被等綜合解譯標(biāo)志取得了良好的解譯效果。

由于大別山區(qū)山勢(shì)復(fù)雜且植被覆蓋度較高，對(duì)于該區(qū)內(nèi)郯廬斷裂帶內(nèi)部細(xì)小斷裂的解譯需綜合考慮遙感影像色調(diào)、水系和地貌變化，并對(duì)影像進(jìn)行濾波增強(qiáng)后再結(jié)合DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行多方面綜合考慮。圖5為細(xì)小斷裂解譯成果圖，圖5(a)為對(duì)研究區(qū)Landsat8影像進(jìn)行35°定向?yàn)V波后得到的結(jié)果，原本由于植被覆蓋度過高導(dǎo)致線性特征不易被發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濾波后線性特征得到了明顯增強(qiáng)；圖5(b)為DEM山體陰影，通過對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染，突出了山脊線分布特征，由該圖可明顯看出該山脊線的錯(cuò)動(dòng)呈線狀排列；圖5(c)與圖5(d)分別為L(zhǎng)andsat8影像上色調(diào)突變異常和資源3號(hào)影像上的水系異常，該處深切溝谷等呈線狀分布，有明顯方向性，對(duì)地表水系有一定的控制作用，水系局部河段出現(xiàn)直角狀急轉(zhuǎn)彎、直線河段以及水系錯(cuò)動(dòng)明顯等特征。對(duì)于大別山區(qū)的其他細(xì)小斷裂也同樣綜合運(yùn)用不同的解譯標(biāo)志完成了解譯。

(a)35°濾波結(jié)果 (b)DEM山體陰影 (c)影像色調(diào)異常 (d)水系異常

圖5 大別山區(qū)域細(xì)小斷裂遙感解譯

Fig.5RemotesensinginterpretationofsmallfaultsintheDabieMountains

3 結(jié)果與分析

3.1 遙感解譯成果及驗(yàn)證

利用多源遙感影像解譯方法，在研究區(qū)范圍內(nèi)共解譯出斷裂132條，其中，4條主干斷裂五河—合肥斷裂、石門山斷裂、池河—太湖斷裂及嘉山—廬江斷裂均得到了良好解譯效果。此外，通過本次遙感解譯及綜合分析，郯廬斷裂的次級(jí)斷裂在大別山區(qū)的分布情況得到了補(bǔ)充和完善。由于大別山區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，在以往的地質(zhì)調(diào)查中大多以實(shí)測(cè)斷裂為主，解譯出的123條次級(jí)斷裂中與1∶20萬(wàn)地質(zhì)圖實(shí)測(cè)斷裂相吻合的共計(jì)87條，存在偏差的斷裂共計(jì)12條，存在偏差的斷裂與實(shí)測(cè)斷裂在長(zhǎng)度上的最大偏移量約為2.1 km，平均偏移量約為0.9 km，最大偏移角度約13.3°，平均偏移角度約9.7°。此外，還有24條斷裂是此次遙感解譯新發(fā)現(xiàn)的隱伏推測(cè)斷裂，但現(xiàn)有資料并不能完全將其驗(yàn)證，有待于未來(lái)做進(jìn)一步研究。在上述斷裂解譯成果的基礎(chǔ)上，綜合考慮郯廬斷裂帶安徽段的地質(zhì)構(gòu)造背景和已有相關(guān)研究成果，在1∶25萬(wàn)地圖上初步確定了郯廬斷裂帶安徽段的邊界。將本文解譯的4條主干斷裂及大別山區(qū)的細(xì)小斷裂分別與王鑫等[21]利用重力、航空電磁法等技術(shù)獲得的研究區(qū)斷裂構(gòu)造解譯結(jié)果(圖6(a))以及1∶20萬(wàn)地質(zhì)圖中斷裂(圖6(b))進(jìn)行疊加對(duì)比分析。結(jié)果表明，解譯出的4條主干斷裂和大別山區(qū)的次級(jí)斷裂的分布基本與上述兩者吻合，反映出解譯成果具有較高的可靠性。

(a)4條主干斷裂與文獻(xiàn)[21]結(jié)果對(duì)比 (b)細(xì)小斷裂與1∶20萬(wàn)地質(zhì)圖中斷裂對(duì)比

圖6 遙感解譯斷裂結(jié)果對(duì)比

Fig.6Comparisonoffractureresultsbyremotesensing

3.2 郯廬斷裂帶安徽段空間分布特征

綜合上述解譯成果，利用GIS統(tǒng)計(jì)分析功能，統(tǒng)計(jì)出郯廬斷裂帶主要斷裂總體走向如表2所示。從表2中可以清楚看出，郯廬斷裂帶主要斷裂總體走向?yàn)镹NE向。此外，在大別山區(qū)還解譯出123條次級(jí)斷裂，這些次級(jí)斷裂對(duì)于研究郯廬斷裂帶在大別山地區(qū)橫向分布特點(diǎn)具有重要意義。

表2 郯廬斷裂帶主干斷裂總體走向Tab.2 Main fractures trends of Tanlu fault zone (°)

3.2.1 郯廬斷裂帶安徽段邊界確定

由于研究區(qū)內(nèi)郯廬斷裂帶南段和北段空間分布差異較大，結(jié)合現(xiàn)有地質(zhì)資料和解譯斷裂的空間分布特征，以曉天—磨子潭斷裂為郯廬斷裂帶南北段的分界斷裂，以北為研究區(qū)郯廬斷裂帶北段(五河—廬江段)，以南為郯廬斷裂帶南段(廬江—宿松段)。

以往關(guān)于郯廬斷裂帶廬江—宿松段邊界問題鮮有研究。本研究試圖利用遙感解譯成果并結(jié)合現(xiàn)有各類地質(zhì)構(gòu)造等資料綜合確定其邊界。首先，在前述解譯得到的池河—太湖主干斷裂及大別山區(qū)次級(jí)斷裂基礎(chǔ)上，利用GIS統(tǒng)計(jì)分析等功能，對(duì)所有走向小于45°的次級(jí)斷裂進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到NNE向斷裂密集區(qū)如圖7所示。

(a)研究區(qū)NNE向斷裂 (b)II區(qū)域局部放大

圖7 研究區(qū)斷裂構(gòu)造解譯結(jié)果

Fig.7Fracturestructureinterpretationresultsinthestudyarea

從圖7(a)中可明顯看出南部大別山區(qū)內(nèi)NNE向次級(jí)斷裂在一定范圍內(nèi)(I和II區(qū)域)呈現(xiàn)出明顯的聚集態(tài)勢(shì)。Ⅰ和Ⅱ區(qū)域內(nèi)NNE向斷裂總體走向的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3和表4所示。

表3 Ⅰ區(qū)域內(nèi)NNE向斷裂統(tǒng)計(jì)Tab.3 Fault trend of NNE trending fractures in region I (°)

表4 Ⅱ區(qū)域內(nèi)NNE向斷裂統(tǒng)計(jì)Tab.4 Fault trend of NNE trending fractures in region Ⅱ (°)

由上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，其中Ⅰ區(qū)域內(nèi)共有13條NNE向斷裂，其平均走向約為N19.7°E。該區(qū)域內(nèi)次級(jí)斷裂的平均走向與沿著大別山分布的郯廬斷裂帶池河—太湖主干斷裂的走向(N31.2°E)相差較大，且該區(qū)域內(nèi)的斷裂離郯廬斷裂帶主干斷裂較遠(yuǎn)，平均距離約為98.73 km。而現(xiàn)有研究一般認(rèn)為郯廬斷裂帶寬約20～40 km。此外，上述斷裂所處的大別造山帶為揚(yáng)子與華北板塊的碰撞帶，是秦嶺造山帶向東延伸的部分。姚大全等[22]的研究表明：新近紀(jì)以后，該區(qū)域內(nèi)NNE向斷裂僅在局部展布，具有明顯的新生性；分布最廣的是NE向斷裂，它們構(gòu)成一系列斷續(xù)分布、規(guī)模不等的斷裂破碎帶，平行和近平行展布，該研究成果與I區(qū)域內(nèi)所解譯的斷裂分布情況基本吻合。而郯廬斷裂帶起源于印支期華北與華南板塊的碰撞之中，屬于中生代初期形成的巨型斷裂，其從孕育、發(fā)展到形成，尤其是在發(fā)展階段，受其他方向應(yīng)力的影響和改造，沿?cái)嗔褍蓚?cè)會(huì)形成剪切面，后期在遙感影像上反映為線狀構(gòu)造裂隙，該線狀構(gòu)造裂隙分布應(yīng)密集連續(xù)，從圖7可以明顯看出I區(qū)域內(nèi)的斷裂分布稀疏，且在走向上與郯廬斷裂帶的走向不相符合。因此，綜合解譯成果與該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景認(rèn)為上述Ⅰ區(qū)域內(nèi)的13條NNE向斷裂屬新生斷裂，不屬于郯廬斷裂帶的次級(jí)斷裂。Ⅱ區(qū)域內(nèi)共有40條NNE向斷裂，其平均走向約為N30.1°E，該區(qū)域內(nèi)次級(jí)斷裂的平均走向與沿著大別山分布的郯廬斷裂帶池河—太湖主干斷裂的走向(N31.2°E)基本一致且離池河—太湖主干斷裂的距離小于40 km。因此，認(rèn)為Ⅱ區(qū)域內(nèi)的40條NNE向斷裂為郯廬斷裂帶的次級(jí)斷裂，并將上述斷裂中最西邊的斷裂走向線作為郯廬斷裂帶廬江—宿松段的西界。

嘉山—廬江斷裂帶的巢湖—廬江段的平均走向約為N38.9°E，而黃梅斷裂的走向約為N44.7°E，2條斷裂的走向大體一致。黃梅斷裂與嘉山—廬江斷裂在形態(tài)上與池河—太湖斷裂近似平行，且嘉山—廬江斷裂在巢湖—廬江段與池河—太湖斷裂的橫向距離約為6.72 km，黃梅斷裂與池河—太湖斷裂的橫向距離約為7.87 km。因此，將嘉山—廬江斷裂與黃梅斷裂之間的連線作為郯廬斷裂帶安徽段的東界。南部邊界為安徽省的省界。

根據(jù)前人研究[9]以及遙感解譯結(jié)果，本文以五河—合肥斷裂為郯廬斷裂帶五河—廬江段的西界，嘉山—廬江斷裂為東界，北部邊界為安徽省的省界。

3.2.2 郯廬斷裂帶安徽段空間分布特征

根據(jù)前述確定的郯廬斷裂帶安徽段的邊界，郯廬斷裂帶安徽段的分布范圍及其主干斷裂和次級(jí)斷裂的分布如圖8所示。郯廬斷裂帶安徽段空間分布特征的統(tǒng)計(jì)信息如表5所示。根據(jù)此次遙感解譯的結(jié)果，位于合肥盆地處的郯廬斷裂帶寬度約為22.8 km，與張交東等[23]根據(jù)地球物理資料得到的郯廬斷裂帶(與合肥盆地接觸的部分)在平面上是一個(gè)破碎帶，寬度約22 km的結(jié)論一致，在一定程度上佐證了本文關(guān)于郯廬斷裂帶邊界劃分的合理性。

圖8 郯廬斷裂帶安徽段空間分布Fig.8 Spatial distribution of the Anhui segment of the Tanlu fault zone

表5 郯廬斷裂帶安徽段分段及整體統(tǒng)計(jì)信息Tab.5 Segmentation and overall statistical information of the Anhui segment of the Tanlu fault zone

依據(jù)遙感解譯空間分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果，郯廬斷裂帶安徽段具有以下顯著空間分布特征：郯廬斷裂帶安徽段的南北2段中斷裂組成存在明顯差異。其中，北段(嘉山—廬江段)在藕塘以南由嘉山—廬江斷裂、池河—太湖斷裂、石門山斷裂及五河—合肥斷裂4條主干斷裂組成，在藕塘以北由嘉山—廬江斷裂、石門山斷裂及五河—合肥斷裂3條主干斷裂組成；南段(廬江—宿松段)主要由池河—太湖主干斷裂、黃梅斷裂及大別山區(qū)的40條NNE向次級(jí)斷裂組成。

郯廬斷裂帶安徽段的南北2段的長(zhǎng)度和寬度差異較大。郯廬斷裂帶安徽段的平均長(zhǎng)度約397.83 km，平均寬度約30.35 km，但其南北2段的長(zhǎng)度與寬度存在較大差異，總體表現(xiàn)出明顯的“南短北長(zhǎng)”、“南寬北窄”的空間分布特點(diǎn)。其中，南段(廬江—宿松段)平均長(zhǎng)度約為136.7 4 km，平均寬度約為38.38 km；北段(嘉山—廬江段)平均長(zhǎng)度約為261.09 km，平均寬度約為25.99 km。

郯廬斷裂帶安徽段南北2段的總體走向存在較大差異。郯廬斷裂帶安徽段的總體走向約N33.3°E，南段(廬江—宿松段)總體走向約N34.9°E，北段(嘉山—廬江段)總體走向約N23.5°E，其南北2段的走向總體表現(xiàn)為“由南段到北段斷裂帶的總體走向逐步向北偏”的特點(diǎn)。

4 結(jié)論

基于多源遙感數(shù)據(jù)，本研究對(duì)郯廬斷裂帶安徽段進(jìn)行了遙感解譯，并綜合利用GIS空間分析和空間統(tǒng)計(jì)等功能對(duì)郯廬斷裂帶安徽段的空間分布特征進(jìn)行研究，主要結(jié)論如下：

1)綜合利用中、高空間分辨率的多源遙感數(shù)據(jù)對(duì)斷裂構(gòu)造進(jìn)行解譯，較大幅度地提高了解譯的準(zhǔn)確性。郯廬斷裂帶安徽段構(gòu)造解譯結(jié)果表明，該斷裂帶主要由五河—合肥斷裂、石門山斷裂、池河—太湖斷裂、嘉山—廬江斷裂等4條主干斷裂以及大別山區(qū)內(nèi)新解譯出的40條NNE向次級(jí)斷裂共同組成。

2)基于遙感解譯成果，在1∶25萬(wàn)地圖上初步定量確定了郯廬斷裂帶安徽段在大別山區(qū)的邊界。

3)對(duì)郯廬斷裂帶安徽段空間分布特征的研究表明，郯廬斷裂帶安徽段平均長(zhǎng)度為397.83 km，平均寬度為30.35 km，總體走向約為N33.3°E。該斷裂帶總體呈現(xiàn)出“南短北長(zhǎng)”、“南寬北窄”、“由南到北斷裂帶總體走向逐步向北偏”的空間分布特征。