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复杂造山带多尺度构造变形的观测方法——来自南天山库米什地区研究的启示

冯乾文

冯乾文. 2023: 复杂造山带多尺度构造变形的观测方法——来自南天山库米什地区研究的启示. 地质通报, 42(10): 1706-1717. DOI: 10.12097/j.issn.1671-2552.2023.10.008
引用本文: 冯乾文. 2023: 复杂造山带多尺度构造变形的观测方法——来自南天山库米什地区研究的启示. 地质通报, 42(10): 1706-1717. DOI: 10.12097/j.issn.1671-2552.2023.10.008
FENG Qianwen. 2023: Technological approach of structural investigation of complex orogenic belts on multi-scales: Insights and experiences from Kumish region, South Tianshan, NW China. Geological Bulletin of China, 42(10): 1706-1717. DOI: 10.12097/j.issn.1671-2552.2023.10.008
Citation: FENG Qianwen. 2023: Technological approach of structural investigation of complex orogenic belts on multi-scales: Insights and experiences from Kumish region, South Tianshan, NW China. Geological Bulletin of China, 42(10): 1706-1717. DOI: 10.12097/j.issn.1671-2552.2023.10.008

复杂造山带多尺度构造变形的观测方法——来自南天山库米什地区研究的启示

基金项目: 

新疆维吾尔自治区自然科学基金项目《南天山库米什地区古生代多类型叠加变形的识别提取及其构造意义》 2019D01A95

国家自然科学基金联合基金项目《天山造山带中段大规模岩墙群时空分布及其构造意义解析》 U2003107

详细信息
    作者简介:

    冯乾文(1984-),男,博士,副研究员,构造地质学专业。E-mail: fengqianwen@ms.xjb.ac.cn

  • 中图分类号: P54;P623.2;P627

Technological approach of structural investigation of complex orogenic belts on multi-scales: Insights and experiences from Kumish region, South Tianshan, NW China

  • 摘要:

    复杂造山带的构造解析需要精准识别并融合分析多类型构造要素。为了提高构造观测的精度和效率,本文引入高分辨率卫星遥感影像解译、无人机航拍超高分辨率影像解译,以及数据综合处理等观测技术,将其与常规露头实地观测相结合,提出了多方法相结合、多尺度相衔接的地质观测技术解决方案。在南天山库米什地区的构造观测中,精细刻画了大规模蛇绿混杂岩、大型断裂及韧性剪切带、酸性和中基性岩浆活动的空间分布,并且识别出较小规模的酸性及中基性岩脉、岩体内部节理等脆性变形等。研究认为,蛇绿岩之后发育多期次岩浆活动及多类型构造变形的叠加改造。研究验证了可推广的构造变形观测技术,也为继续深入研究天山造山带演化过程提供了新证据。

    Abstract:

    Structural studies of complex orogenic belts demand prompt technical solutions to distinguish and analyze different kinds of structural evidences with higher precision and efficiency. This study introduces structural interpretation techniques using high resolution images captured by satellites and ultra-high resolution images captured by UAV cameras, and data amalgamation on GIS platforms. Combination of these new techniques and conventional investigation works on field outcrops come up with an overall investigation system which combines different observation methods and interlinks different spatial scales. The effectiveness of this observation system is tested and confirmed in Kumish region, South Tianshan. Structural investigation on large to small scales in Kumish region obtained more elaborate spatial emplacements of ophiolite fragments and metamorphic rocks. The boundary shape and inner brittle fractures of the granitic pluton suggest that the granitic magma intrusion was later than regional collision and ductile deformations. Different sized granitic and mafic veins reveal multi-phases of magma intrusions and deformations overprinted on ophiolite. Technical application and region study not only obtain more special evidences regard as orogenic evolution processes of Tianshan Orogenic Belt, but also provide new technical solutions which can be spread to other complex orogenic belts.

  • 图  1   天山造山带中段位置及其构造背景

    a—天山造山带山系划分及本文研究区位置(黄底黑字表示国内天山部分,蓝底黑字表示国外天山部分);b—天山造山带中段地质组成及构造格架。NT—北天山;CT—中天山(巴伦台地块);ST—南天山;DN—大南湖岛弧带;YM—雅满苏构造带;K—库鲁克塔格;①—中天山北缘(干沟)断裂带;②—中天山南缘(巴伦台)断裂带;③—库米什断裂带;④—辛格尔断裂带;⑤—康古尔塔格断裂带

    Figure  1.   The range of middle segment of the Tianshan Orogenic Belt and its outlined tectonic framework

    图  2   无人机航拍相机成像几何示意图

    Figure  2.   The geometric relationship of UAV aerial photography

    图  3   卫星遥感影像与无人机航拍影像空间分辨率对比图

    a—高分辨率卫星遥感影像中的花岗岩体; b、c—无人机超高分辨率航拍影像中花岗岩体中发育的节理

    Figure  3.   Comparison of spatial resolution between satellite image and UAV aerial image

    图  4   多方法相结合的构造地质观测方法示意图

    Figure  4.   A diagrammatic sketch showing combined use of different investigation methods

    图  5   库米什地区主要构造要素的高分辨率卫星遥感影像(蛇绿岩的分布范围用黑色虚线表示,蛇绿岩露头为影像中大量的黑色及暗绿色团块)

    a—库米什地区主要断裂及蛇绿混杂岩的分布;b—铜花山蛇绿岩的详细特征;c—硫磺山蛇绿岩的详细特征。

    Figure  5.   Satellite images of major tectonic elements in Kumish region

    图  6   花岗岩体边界及内部脆性变形

    a—花岗岩体边界与库米什断裂的接触关系;b—库米什断裂带局部航拍影像(倾斜摄影);c—花岗岩体内部2组主要的节理的无人机航拍影像(正射投影);d—走向NE—SW节理中发育的岩脉及其变形。A、B分别表示岩体边界被断裂所限制、岩体越过断裂;C~F、C’~F’分别表示卫星遥感影像与无人机航拍影像中主要特征点的对应关系

    Figure  6.   Investigation of boundary and brittle deformations of a granitic pluton

    图  7   蛇绿混杂岩区及不同规模的岩脉

    a—蛇绿混杂岩区的高分辨率卫星遥感影像;b—蛇绿混杂岩区局部无人机航拍影像(倾斜拍摄);c—大型酸性岩脉切割蛇绿岩;d—两组走向小岩脉的无人机航拍影像(正射投影);e—走向100°的小岩脉切割变质岩;f—中基性岩脉与围岩的平直边界。A~F、A’~F’分别表示卫星遥感影像、无人机航拍影像主要蛇绿岩露头的对应关系

    Figure  7.   Different sized veins cutting across ophiolite and other rocks

    图  8   密集发育石英细脉的露头

    a—露头整体照片及位置关系;b、c、d—石英岩脉变形及排列的局部特征

    Figure  8.   Intensive tiny quartz veins and their deformational characteristics on a field outcrop

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图(8)
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-25
  • 修回日期:  2022-08-11
  • 网络出版日期:  2023-11-09
  • 刊出日期:  2023-10-14

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