湖北监利—湖南新宁—广西钦州地质大剖面遥感浅析

如题所述

监利至钦州地质大剖面,起始于湘鄂西褶皱区,向南跨越了江南隆起、湘桂褶皱区(包括湘东南褶皱带、湘中褶皱带、桂中褶皱带、桂西褶皱带及大瑶山—大明山隆起与玉林—钦州褶皱带六个三级构造单元)及云开隆起区四个二级大地构造单元,全长达1042km。沿线穿过洞庭、新宁、南宁及十万大山、平吉与钦州六个中、新生代(上叠)盆地,几乎观察了从前震旦系到第四系的不同岩性组段、侵入体,并实测了不同性质的主要断裂近40条,获得了大量第一手资料。现从遥感的角度,即从宏观上为该地质大剖面提供一部分地面工作中无法获得或无法判断的大断裂和深部地质信息。

一、遥感的作用

遥感以宏观、真实、形象为特点,对露头区来说,遥感图像可以作为一幅按一定比例尺缩小的特殊地形、地质图看待。它不但记录着地表可见光部分的地质信息,而且可以补充一部分近红外光谱波段记录的地物信息。因而扩大了人们观察事物的信息量。由于遥感的宏观性,为人们观察各种地质现象提供了充分的空间,使一些孤立的或不连续的地质现象在一定的空间条件衬托下得到较为全面的认识。特别可以避免对一些巨大地质体,由于在实地工作中超出了人们的视域范围而作的片面结论。而遥感的真实和形象化特点,又能为人们迅速建立起符合客观实际的地质概念,从而提高了解决地质问题的能力。

二、大剖面沿线遥感地质特征

(一)断裂构造

断裂构造在遥感图上的主要表现,可以归纳为下列五方面的标志:

(1)某种影纹结构或色调的线形(带状)异常;

(2)面(板)状色调的直线状边界;

(3)不同地貌单元的界线;

(4)山体错位或地形上的巨大陡坎;

(5)直线状水系、泉水或水系拐点的线状组合,以及上述标志的综合特征。根据上述标志对1:50万MSS标准假彩色镶嵌图(参考了1:100万南方7波段影像镶嵌图及部分TM图像)进行了地质解译。解译表明,地质大剖面(钦州—桂林段)沿线发育了北北东向、北东东向、北西向、北西西向及近东西向五组线性构造,其中以北东50°、30°及60°与北西300°最为发育(见表1及图1)。从线性构造的相互关系上分析,则近东西向一组发育在先,次为北东东向,而北北东与北西向两组发育较晚。从空间上看,北东及北北东向两组线性构造遍及地质剖面的南段和北段。北东东向一组主要分布在南段,而近东西向一组则主要分布在剖面的中段。从线性构造在剖面上的发育规模来看,北北东向一组为五组之冠。如斜贯桂中、湘中与大剖面几乎重合的防城—永福(2)、宁乡—崇阳两条大断裂,无论其延伸长度、规模或切割深度都是区内线性构造首屈一指的。从1:200万南方影像图上分析,上述两条北北东向线性(断裂)构造,实际上是一条巨大断裂带的两个段落,其南端见于广西防城附近,向北经峦城、来宾(东)、鹿寨、永福直插湖南宁乡(东),再经望城(西)、湘阴、汨罗进入湖北的崇阳、黄冈,甚至切过大别山(红安附近)一直延向安徽的淮南以远,全长大于1800km。在湖南及湖北境内表现为浅色宽带状影像特征,带宽超过40km,控制着地貌形态、水系及大型湖泊(如斧头湖、梁子湖等)的分布。据湖南大庸—资兴大地电磁测深资料,该断裂带已深切上地幔,并呈东南倾斜,上盘向西逆冲。结合该断裂在平面上的直线状延展特点,推测为一压剪性的巨型断裂构造。沿大剖面线,各种断裂构造甚为发育,其中长度超过100km尚有8条之多(见表2)。

表1 主要断裂数据表(钦州—桂林)

图1 断裂方位直方图

表2 大断裂特征表

(二)环状或块状构造

遥感图像上的环形或团块状色调异常或纹理结构,往往是地表或地下一定深度内某种地质体的综合反映。根据要求我们对剖面沿线的大型环形或块状影像异常进行了初步解译,兹自北而南分述如下:

1.华容隆起

位于江汉盆地之南、洞庭湖之北。在1:200万“南方影像”7波段图上。显示为东西长80km,南北宽60km的浅色块状影像异常,边界模糊,其间(石首—监利)发育总体近东西走向的长江曲流,浅色影像异常与近代冲积物有关。在1:50万标准假彩色图上又表现为两个明显的次级环形影像,东部一个呈北北东走向,椭圆形(35km×20km);西部一个呈北西西走向,近圆形(25km×22km)。地质资料表明,东部的椭圆形影像异常,为由前震旦系及侵入其间的燕山期花岗岩所构成,是夹持于北北东向断裂之间的块体。其东侧的断裂系宁乡—崇阳巨大幔型断裂带西缘的组成部分,华容隆起则位于该大断裂带的下盘。据影像特征推测,其西部的次级环形影像也是由前震旦系构成的断块,只是受北西西向断裂控制而已。因此从宏观上看,华容隆起是同时受北北东和北西西向两组断裂交叉控制的一个巨大正向块状构造,其内部结构仍留有两组构造线的深刻形迹。而且,也正因为这两组大断裂,破坏了湘鄂西与鄂东南地区之间古生界在分布上的连续性与构造上的完整性。

2.湘中坳陷

湘中坳陷,指以邵阳为中心的湖南中部地区。该区在1:20万TM遥感图上表现为由多环状及不同方向的宽带状影纹结构组成的浅色影像区。其北,由双峰—金石桥近东西向分布的深色块状影像与湘北浅色影像区分开,总体呈北东向展布。地质资料表明,本区为一加里东褶皱基底之上的晚古生代沉积区,印支运动使上古生界发生强烈褶皱。深色块状影像是震旦系的古㝉块体,可能是晚古生代沉积时的古山头。据遥感资料判断,这种褶皱仅限于上古生界的脱壳型浅表褶皱,只与加里东褶皱基底在东西向上相对扭动的宏观控制有关,而与基底(加里东)构造层中的局部构造之间没有直接的关系。换言之,上古生界构造与加里东褶皱基底的构造形式没有继承性,是分属于两个构造期的两种系统,即使某些前加里东期的构造形态、走向与印支期的构造有相仿的地方,也是后期改造的结果。

由于东西向的扭动,湘中地区形成一个规模巨大的、向西突出的弧形褶皱带。弧形褶皱带的南北两侧基本对称,故曾称为祁阳山字型构造。但从遥感图上分析,却未发现作为定义山字型构造重要依据的“脊柱”。为此,这是否山字型构造尚值得进一步研究,相反在相当于脊柱的位置上新发现了一条长大于160km的东西向剪切断裂。该断裂从东向西逐渐减弱,但却切过弧顶。很显然,这并非山字型的构造成分,而是基底断裂在盖层中的反映。与弧形构造带有关的类似断裂构造,从TM遥感图上看尚有两条:①娄底—新宁断裂;呈明显的浅色线性特征,沿NE45°方向延伸,紧切邵阳市南侧而过。控制地貌及部分水系,南端并成为白垩纪山间沉积盆地的边界,全长达200余公里。②冷水滩—六都寨断裂;呈明显的浅色带状影像特征,走向约NW320°,东南端与泥盆—石炭系褶皱轴线一致,西北段斜插云峰山,但强度显然不及东南段,而且转变成深色线性影像,全长160km。与之平行的断裂还在西南部的车安一带出现。推测上述的弧形构造带可能与这两组基底断裂的宏观控制有一定的关系。

3.桂中坳陷

桂中坳陷,是指宾阳—贵县以北、柳城—罗城以南的上古生界连片分布区,从构造上讲是个大型的块状复向斜。本区从遥感图上看,为一巨大复合型环(块)状影像。环(块)状影像周边由浅色条带状影纹结构构成。环体内又由两个具桔皮状影纹结构的次级环形影像构成。大型环形影像形如桃状,长圆形,长轴南北走向约170km,短轴135km,暂称桂中环状体。地面出露石炭—二叠系,总体为一宽向斜或大型块状复向斜,具有深远的地质背景,是前泥盆系加里东期以负向运动为主的大型地块的反映。次级环形影像呈长圆形,东西排列、南北走向。西部一个较东部为大。西部的称合山环状体,长轴120km,短轴60km,地面出露中、上石炭统灰岩,为大型块状复向斜中的低背斜带,有由北向南倾伏之势。北部背斜构造的核部已出露上泥盆统灰岩。东部的称象州环状体,长轴95km,短轴30km,地面大片出露中、下泥盆统的砂、页岩,故影像呈浅色。该环状体由东南向西北倾伏,且其隆起幅度较合山块体为高。而两个次级块体之间为一南北走向的挤压带,位于柳州—来宾一线,即为广西山字型构造的脊柱。广西山字型构造是众所周知的,其前弧在遥感图上反映十分醒目,以浅色带状为特征,展布于右江、南宁、邑宁、横县、郁江至荔甫一带,为一环状负地貌,大部分在剖面的观察范围之内,它构成上述桂中地块的外环。内、外环之间为一些大小不等的短轴状褶皱、下古生界地块及少量岩体。很显然,广西山字型构造的形成是与桂中地块向南推移分不开的,或者说,由于桂中地块向南的强烈推挤而形成了巨大的广西山字型构造体系。因此认为,上文讨论的,位于桂中地块之中的合山块体与象州块体是山字型构造体系不可分割的部分。则合山块体是山字型构造西侧盾地,而象州块体是山字型构造的东侧盾地,两者都是山字型构造中较为稳定部分。需要说明的是,在广西山字型构造体系尾部的西侧,又存在一个规模较小但很著名的宜山山字型构造。从遥感图像的特征分析,宜山山字型构造是在广西山字型构造发育的后期或成型之后形成的。从图面结构上分析,颇有“后浪推前浪”的特点。因此,在广西山字型及宜山山字型构造的前弧可能存在一些叠瓦式的冲断层,或规模大小不等的推覆构造,但这需要在野外工作中加以验证和确定。

4.钦州凹陷

钦州凹陷是在下古生界褶皱的背景上受北东向断裂控制的中生代沉积盆地,因此盆地的展布方向受断裂的严格控制。因近海湾,难免受海侵沉积影响,故在遥感图上以浅色影像为特征。结合区域地质资料,控制中生代沉积的北东向断裂以剪切为主。从宏观上看,该剪切断裂是钦州—灵山巨大的北东向剪切断裂带西南段的组成部分,而且有着左旋扭动的特点。

三、关于东西向构造带问题

从大剖面沿线的遥感图像特征分析,大剖面至少横跨了三个东西向构造带:

(1)双峰—金石桥东西向构造带:横垣于湘中地区,以震旦系穹状背斜(很可能是晚古生代沉积时的古山头)及燕山早期的花岗侵入体以右型斜列为特征,将湘中坳陷分割成南北两部分。

(2)鹿寨—流山—宜山东西向构造带:展布于桂北地区,该带向东可能延至荔甫一带。由上古生界褶皱带与东西向断裂构成,由于地复块状构造的影响,该东西向构造带成波状延伸。西段即为宜山山字型构造的前弧。该带的南侧为桂中块状构造分布区。

(3)贵县—南宁东西向构造带:展布于桂南地区。由下古生界褶皱、断裂及中生代花岗侵入体构成。西段可能延入越南北部,而东段被钦州—灵山北东向剪切断裂带所切,属于南岭东西向构造带的一部分。它对上古生界的褶皱构造有着明显的控制作用。

四、问题及建议

本文是对大剖面沿线宏观地质特点的粗浅讨论。由于缺乏剖面沿线完整的遥感镶嵌图,加之其南段(资沅—钦州以南)的MSS遥感图像(广西测绘局编制的印刷图)质量欠佳,其所提供的信息不够丰满、清晰,解译结果只供大剖面综合地质研究时参考。如作大剖面地质特征的进一步研究,则建议使用地面分辨力较高的TM遥感资料,制成全线的1:100万镶嵌图,然后进行系统的地质解译,或至少是重点地区可以一试。提请有关方面予以考虑。

参考文献

李四光.地质力学概论.北京:科学出版社,1973.

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