GF-1是我国首颗高分辨率对地观测卫星, 载有2 m全色/8 m多光谱分辨率相机, 幅宽60 km, 以及16 m多光谱分辨率宽覆盖相机, 幅宽800 km。太阳同步轨道, 重访周期5 d, 寿命5~8 a。共设置5个波段, 波段范围分别为: 全色波段(0.45~0.90 μ m)、蓝光波段(0.45~0.52 μ m)、绿光波段(0.52~0.59 μ m)、红光波段(0.63~0.69 μ m)和近红外段(0.77~0.89 μ m)。

在对研究区进行地质构造解译之前, 对遥感影像进行了几何纠正、波段组合、影像融合和图像增强等处理, 以确保遥感影像能够清晰准确地反映研究区的地质构造信息。GF-1影像为L1A级产品, 图像处理在ENVI5.1中完成。GF-1影像纠正利用1:5万比例尺地形图和影像自带的RPC文件完成; GF-1波段组合主要采用B3(R)B2(G)B1(B)模拟真彩色合成; 采用Gram-Schmidt融合方法对GF-1号影像进行融合; 利用HSV色彩变换系统对GF-1影像进行增强处理。图像处理中的重采样方法为三次卷积法。遥感影像的数学基础均为高斯-克吕格投影, 1980西安坐标系(图2)。

图2

Fig.2

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	图2 亚东地区GF-1影像镶嵌图 (B3(R)B2(G)B1(B)真彩色合成)Fig.2 GF-1 satellite mosaic images of Yadong region

以全国土地监测所用影像数据为参照, 对1:5万比例尺的研究区影像数据进行了精度检查。单景GF-1影像校正后中误差为2~4 m, 同一轨道影像的景与景之间中误差小于3个像元, 不同轨道间影像纠正后中误差小于4个像元。利用镶嵌后的影像, 在研究区内均匀选取了26个控制点, 得到1:5万比例尺GF-1正射镶嵌影像的中误差为 5.61 m, 小于3个像元, 符合大起伏、深切割地区的影像纠正精度要求。

研究区的断裂活动开始发生在晚中生代, 而广泛发育则集中在新生代。挤压机制往往形成逆冲、平移和共轭平移断裂系统; 引张作用往往形成正断层及平移正断层(图3)。在区域板块SN向的挤压下, 喜马拉雅山脉在区域上形成系列近EW向的主要断裂带(压扭性), 地壳产生EW向的引张, 形成次级SN向(张扭性)断裂和配套的NE(东段)、NW(西段)向断裂。

图3

Fig.3

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	图3 亚东地区新构造活动下断裂形成机制模型Fig.3 Model of fracture formation mechanism under new structure in Yadong region

应用不同空间分辨率的影像开展断裂构造解译。先利用低分辨率的影像对研究区的大地构造背景进行了解和分析, 搭建构造格架; 再以构造格架为基础, 结合中高分辨率影像对断裂构造进行进一步解译。根据GF-1影像建立研究区的断裂构造解译标志, 包括平移断层、正断层和逆冲断层(表1); 并根据解译标志对研究区的断裂构造进行遥感解译。

表1

Tab.1

表1(Tab.1)

表1 GF-1影像断裂构造解译标志 Tab.1 Interpretation keys of fault structures in GF-1 satellite images 断层类型 GF-1三维影像 GF-1影像 描述 正断层 正断层在地形上表现显著, 多形成河谷、冲沟和湖泊等。图中断层东盘下降, 断裂活动形成SN向河流和第四纪沉积 逆冲断层 逆断层上盘位于断裂作用所形成山谷的较陡一侧; 沿断裂带常发育近乎平行于断层、线性展布的第四纪沉积物(以杂色砾质粉砂土块石碎石为主); 砾岩通常倾向下盘一侧; 在影像上表现为断层两侧线性构造的走向和色调具有明显的变化 平移断层 平移断层作用的应力来自两旁的剪切力作用, 其两盘顺断层面走向相对移动, 而无上下垂直移动。图为断裂平移运动形成地层的错位和近平行于断层方向的劈理构造

表1 GF-1影像断裂构造解译标志 Tab.1 Interpretation keys of fault structures in GF-1 satellite images

主要由岗巴— 多庆错(F1)深大断裂带及阿汝— 田巴(f1东段)、拉力山— 嘎拉错(f2东段)、岗巴— 南木穷(f3)等区域性断裂组成, 如图5所示。

图5

Fig.5

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	图5 研究区主要断裂遥感影像图Fig.5 Remote sensing images of the main fractures in the study area

这些断裂规模较大, 一般延伸较远, 数千米至数百千米。在第三纪以来继承性活动, 表现为局部显示具走滑特征的逆冲断裂带和线状断裂谷地、断陷盆地。区内主要EW向活动构造带为喜马拉雅北坡断陷盆地带, 形成于中新世晚期, 早期以冲断作用为主, 第四纪以来逐渐以垂直断陷作用为主。沿断裂带有湖泊、沼泽及温泉分布, 表明其为1条活动断裂带。

岗巴— 多庆错(F1)深大断裂属于北喜马拉雅特提斯沉积褶冲带南、北亚带的分界主断裂, 向东至多庆错后被第四系掩盖, 但利用GF-1影像, 结合Landsa-8影像解译表明, 多庆错东侧有隐伏断裂通过, 其线性特征明显。该断裂为区内最大的逆冲断裂, 主断面倾向北, 呈近EW走向, 向南弧形突出。断裂以北遥感影像为灰黄色、灰褐色调, 以南为灰红色调, 线性界面标志清楚, 具很好的可对比性。

帕里— 绰莫拉日— 多庆错断裂带(f6): 系亚东— 康马— 羊八井— 那曲大断裂之南段, 该断裂为区域性SN向、NE向大规模活动构造带, 其南段为亚东至雅鲁藏布江间段, 沿卓莫拉利山和宁金抗沙峰西侧延伸, 由区内的帕里、多庆错及研究区外的涅如、龙马等半地堑式构造盆地组成, 长约100 km, 宽5~10 km; 具多期活动特点, 表现为正断层, 具有张扭性质, 西倾、倾角60° , 最大断距可达1 200 m以上。研究区内, 该断裂多被第四系掩盖, 但部分地段地貌变化、断层三角面发育等特征仍显示该断裂的存在。

江孜— 康马— 孟扎断裂(f5): 本区由卓嘎起, 沿南北向年楚河(嘎达曲)延伸, 至孟扎以远, 总体走向325° 。北段为康马SN向背斜核部纵张性正断层。该断裂具有多期活动特点, 在康马北侧和孟扎附近, 沿断裂带分布大面积泉华和多处热温泉。

雄模— 下亚东断裂带(f4): 由亚东向北, 大致沿麻曲河, SN向延伸, 呈直线型河谷地貌, 山峰突兀, 其间沟谷深切, 影像近SN向线性构造突出, 且使地层和先期构造发生错动。断裂带内顶嘎附近分布有西藏著名的治疗性温泉— — 康布温泉。

一是分布于康马北短轴背斜, 二是分布于南部亚东地区古生代地层, 作为断块或地层边界断裂。一般延伸短, 方向不定。

对断裂构造与区内水系及湖泊分布特征之间的关系分析表明, 区内主要水系及湖泊受断裂控制作用明显。如康如普曲及其支流江日曲受SN向的江孜— 康马— 孟扎断裂控制, 河流走向为近SN向。

区内的多庆错和嘎拉错, 其形成及演变也均受断裂构造控制。多庆错— 嘎拉错盆地位于亚东— 康马— 羊八井— 那曲活动构造带上, 是亚东— 羊八井— 那曲裂谷系的重要组成部分, 在第四纪具有强烈的活动性, 主要活动时期为中、晚更新世至全新世。盆地东侧为喜马拉雅山, 地表出露前寒武纪变质岩及花岗岩, 山前地带有大量更新统冰碛及冰水砂砾石堆积, 呈条带状分布; 盆地西侧为冰蚀丘陵区, 地表出露中、新生界砂板岩、灰岩; 盆地内部则发育更新统湖相沉积和全新统湖沼堆积、冲洪积等。

根据已有资料和遥感解译发现, 多庆错— 嘎拉错盆地受EW向岗巴— 多庆错深大断裂带(F1)和帕里— 绰莫拉日— 多庆错断裂带(f6)控制, 多庆错和嘎拉错盆地位于两组断裂带交汇处, 断裂控制了盆地的边界和走向。如图4所示, 多庆错主要受EW向和NNE向两组断裂控制, 湖泊边界呈不连续的线状, 湖泊形状为近似菱形。

由于喜马拉雅山脉的强烈抬升, 致使区内南侧山地的抬升幅度大于北侧的抬升幅度, 差异隆升是其主要表现形式, 形成了一系列的断隆山地和断陷盆地。区内出现了明显的沉积响应, 如构造阶地的形成、沉积特征的突变等。该区第四纪强烈上升中的差异运动, 使原来的外流水系解体, 分别以各沉陷盆地为中心进行了重新组合。

嘎拉错的急剧干涸和多庆错的水位降低应与青藏高原隆升有直接关系。尤其是在嘎拉错东北部的玛不错一线形成的近EW向断隆成为嘎拉错盆地新的分水岭之后, 伴随气候条件的变化, 造成嘎拉错因入湖河流的断流而干涸。