遥感技术在东昆仑新生代地质填图中的应用

薛腊梅，赵希涛，张耀玲，高万里

(1.中国地质大学地球科学与资源学院，北京100083; 2.中国科学院地质与地球物理研究所，北京100029; 3.中国地质科学院地质力学研究所，北京100081)

遥感技术在东昆仑新生代地质填图中的应用

薛腊梅1，赵希涛2，张耀玲3，高万里1

(1.中国地质大学地球科学与资源学院，北京100083; 2.中国科学院地质与地球物理研究所，北京100029; 3.中国地质科学院地质力学研究所，北京100081)

利用不同地质体在同一波段或相同地质体在不同波段具有不同色调的变化规律，对东昆仑东温泉盆地的ETM图像进行了详细地质解译，建立了新生代地层和新构造的解译标志。解译结果表明，在遥感图像上可以准确勾绘新生代地层的界线和确定新生代断裂位置。通过野外地质验证将新生代地层划分为10个填图单位，新生代断裂主要有近东西向的左旋走滑断裂和近北西西向的逆冲推覆构造。遥感地质解译和野外验证结果对比表明，多光谱遥感影像在新生代地质填图中可以发挥重要作用。

遥感;新生代地层;新构造;东温泉盆地;东昆仑

青藏高原是国际上公认的天然实验室，一直是地质工作者的研究热点地区［1～10］，但东昆仑地区研究程度较低。2004年的1∶50 000地质填图取得了新进展。最近笔者所在的研究组重点进行了野外调查、地质年代学和遥感地质解译工作，获得了新成果［11～17］。但是由于东昆仑地区高寒缺氧、环境恶劣，许多地方人迹罕至，为研究工作带来了一定难度，而借助遥感技术在一定程度上可以为研究工作带来便利。遥感作为一种先进的技术方法，现已广泛地应用到地质研究和地质填图工作中［18～24］，通过对其影像上的不同特征进行提取分析，可以获得大量丰富的地质信息。笔者在东昆仑东温泉盆地新生代地质填图过程中，利用ETM遥感图像对填图区新生代地层和构造进行了地质解译，获得了丰富的地质信息。野外地质验证结果表明，多光谱遥感影像在新生代地质填图中可以发挥重要作用。

1 研究区概况

研究区位于东昆仑造山带东段的东温泉盆地，由昆南地体和巴颜喀拉地体所夹持，昆南缝合带从盆地南侧通过。东温泉盆地海拔4 000～4 200 m，盆地中部的秀沟河自东向西注入温泉水库;南、北两侧的基岩山区高出盆地200～500 m，发源于昆南地体和巴颜喀拉地体的众多南北向分支河流汇入温泉水库，两者混合后形成了注入柴达木盆地的现代格尔木河水系。由于新构造的强烈活动与河流改造，东温泉盆地的新生代地层强烈变形并出露地表，为研究东昆仑造山带新生代地质演化提供了一个极佳的窗口。由于该区气候寒冷干燥，植被稀少，基岩裸露，为遥感技术的应用创造了条件。

2 数据选择及图像处理

以ETM数据为基本数据源，采用1999年9月14号的Landsat ETM原始数据，该数据已经经过了前期的辐射校正和几何校正，但校正后的精度仍不能满足精度要求，还需要进行几何精校正。选取20个地面控制点，按照1∶100 000地形图均匀采点，运用二次线性拟合方法建立变换关系，进行几何校正，使得象元误差小于1个象元。

根据研究区地质特点，对图像数据进行相关分析。根据各波段间的应用特点和地物光谱特征的分析和比较，选定ETM7、ETM4、ETM3等3个波段进行R、G、B合成，得到TM7/ 4/3假彩色合成图像(见图1)。这3个波段之间的相关性小，合成后影像的饱和度高，目视解译效果良好，可以得到丰富的地质和地貌信息。

图1 东昆仑东温泉盆地遥感影像图Fig.1 Remote sensing image of East Wenquan Basin in eastern Kunlun Mountains

3 新生代地层的遥感解译

根据增强处理后的ETM假彩色合成图像的影像特征，并在野外地质调查的基础上，建立了东温泉盆地新生代地层的遥感解译标志(见表1)。根据表1遥感影像解译标志对新生代地层进行地质解译，各时代地层分布如图2所示。通过野外地质填图验证，进一步划分了新生代地层成因类型，根据区域对比和构造地貌特征确定了地层的形成时代。主要包括:古新统(E1)、始新统(E2)、渐新统(E3)、中新统(N1)、上新统—下更新统(N2—Q1)、中更新统(Q2)、上更新统(Q3)和全新统(Q4)。

表1 东温泉盆地新生代地层遥感解译标志Table1 Remote sensing interpretation of Cenozoic strata in East Wenquan Basin

图2 新生代地层与新构造遥感解译图Fig.2 Remote sensing interpretation of Cenozoic strata and Cenozoic structures

古新统(E1):主要分布在温泉水库北侧及其西侧的山前地带，地层强烈变形，岩性以紫红色砂、泥岩互层，间夹紫红色砂砾岩和灰绿、灰黄色泥灰岩(见图3a)。

始新统(E2):主要分布在东温泉盆地中部的山麓地带，地层变形强烈，为灰紫、灰绿色砂砾岩、砂岩、泥岩互层的河湖相地层(见图3b)。

渐新统(E3):主要分布在东温泉盆地北部山前和盆地中北部山麓地带，为砖红色和浅紫红色砂、泥岩互层，岩石胶结程度明显差于E1地层(见图3c)。

图3 东温泉盆地新生代地质照片Fig.3 Photos of Cenozoic geology in East Wenquan Basin

中新统(N1):主要分布在一些基岩山坡地带和秀沟北部的山麓地带，岩层整体变形较弱，产状较平缓，岩性较差，为灰绿色、浅砖红色砂与泥岩互层的河湖相地层(见图3d)。

上新统—下更新统(N2—Q1):主要分布在东温泉盆地的山麓地带，在靠近山前地带为一套厚层的土黄色—棕黄色冲洪积相砂砾岩和砾岩互层;在靠近盆地的中部是一套整体为棕黄—黄色砂砾岩和泥岩或泥质粉砂岩互层的河湖相地层。该套地层变形较弱，主要为掀斜变形(见图3e)。

中更新统(Q2):砾石层与湖积相，呈土黄色或浅棕黄色，主要分布在东温泉盆地北部的山麓地带，构成拔河高度达30～40 m左右的冲洪积扇，砾石层松散，水平分布。

上更新统(Q3)与全新统(Q4):这两套地层基本上都为冲洪积砾石层与湖积层，包括山麓或山前地带的拔河高度二十多米至几米不等的冲洪积扇和湖泊周缘的河湖相堆积。

4 新构造遥感解译

研究区位于青藏高原的东北缘，新生代以来的新构造发育，主要以断裂活动为主。在遥感影像上，明显的线性影像、直线分布的陡坎、断层三角面、水系的同步弯曲以及冲洪积扇体的排列形态等，都是新构造解译的标志。新构造不仅控制了本区水系的分布格局，同时还控制了河流的流向。本区的新构造主要有近北西西向的逆冲推覆构造和近东西向的走滑断裂(见图2)。

北西西向逆冲推覆构造:主要分布在东温泉盆地的北侧，属于东昆仑南部新生代逆冲推覆构造的一部分。在遥感影像上呈弧线型的平面形态特征，两侧的色调差异明显。内侧以深蓝色为主，外侧以黄绿色为主，并且内侧的纹理比外侧的纹理清晰。野外验证上盘为中三叠统绿片岩和砂板岩，下盘为渐新统雅西措组砖红色砂砾岩，并且中三叠统砂岩逆冲于渐新统砖红色砂砾岩之上(见图3f)，主逆冲断层面向北倾斜，倾角约为15°～30°，水库北侧断层倾角变陡(见图3g)。构造年代学数据显示，东昆仑南部逆冲推覆构造的主要形成时代为渐新统雅西措组砖红色砂岩沉积之后、中新统五道梁群湖相地层沉积之前，约为距今30～23.5 Ma之间［25］。

近东西向走滑断裂:昆仑山活动断裂系自西向东划分出6条次级地震断裂构造［25］，构成了青藏高原北部巨型左旋走滑活动断裂系统，西大滩断裂和秀沟盆地断裂属于其中的2条。东温泉盆地近东西向走滑断裂属于西大滩断裂和秀沟盆地断裂交汇部位，二者呈左阶斜列。该断裂在遥感影像上呈东西向线性延伸，在其北侧有直线分布的陡坎和呈近东西向线性排列的冲洪积扇体(见图2、图3h)。在遥感影像上可以看到该断裂切割全新世冲洪积扇体，并且冲洪积扇体发生向西偏转。西大滩断裂晚更新世以来发生过8次强烈地震［26，27］，此外，阿拉克湖东在1902年11月4日和1963年4月19日发生过2次7级地震，这些表明该断裂带在第四纪以来一直处于活动之中，具有典型活动构造特征。

5 结论

通过ETM假彩色合成图像遥感解译，获得了东昆仑东温泉盆地丰富的新生代地质信息。通过新生代地层及新构造的详细地质解译，并结合野外地质调查，建立了东温泉盆地新生代地层格架，划分了沉积物的成因类型和形成时代。通过对遥感影像中的线性影像、直线分布的陡坎、断层三角面、水系的同步弯曲以及冲洪积扇体的排列形态等方面的研究，对区域内近东西向走滑断裂和近北西西向逆冲推覆构造进行了解译。此研究不但较好地体现了遥感影像在高原区地质研究和地质填图中应用的优点，而且为东昆仑新生代构造—地貌演化研究奠定了基础。

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Abstract:According to the color variations of different geological bodies in the same wave band or the same geological body in different wave bands，a close geological interpretation has been made for the ETM images from the East Wenquan Basin of the east Kunlun Mountains，resulting in the establishment of interpretation makers for the Cenozoic strata and new structures.The interpretation allows us to accurately define the Cenozoic strata boundaries and Cenozoic fault locations on the ETM images.The Cenozoic strata in the mapping area can be divided into 10 mapping units based on the field survey.The Cenozoic faults include nearly NW left-lateral strike-slip faults and nearly NWW thrust nappe structures.It is believed that multispectral remote sensing image can play an important role in Cenozoic geological mapping.

Key words:remote sensing;Cenozoic strata;Cenozoic structure;East Wenquan Basin;East Kunlun Mountains

APPLICATION OF REMOTE SENSING TECHNIQUE IN THE MAPPING OF CENOZOIC GEOLOGY OF THE EAST KUNLUN MOUNTAINS

XUE La-mei1，ZHAO Xi-tao2，ZHANG Yao-ling3，GAO Wan-li1
(1.College of Earth Science and Resources，China University of Geosciences，Beijing100083，China; 2.Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，Beijing100029，China; 3.Institute of Geomechanics，Chinese Academy of Geological Science，Beijing100081，China)

P627

A

1006-6616(2010)01-0070-08

2009-12-04

中国地质调查局项目(编号:1212010711510)资助。

薛腊梅(1983-)，女，硕士研究生，第四纪地质学。E-mail:xuelamei1983@126.com。