有哪些地質解譯標志
A. 解譯標志
遙感圖像的地質解譯標志是指那些能夠用來辨認、區分地質體或地質現象的存在、屬性和相關關系的影像特徵。其中包括形態、大小、色調、陰影、水系、地貌、水文、影紋結構、植被、人類活動等標志。在地質解譯過程中,主要是觀察和利用解譯標志來進行。
(1)形態和大小。任何地物都有一定的幾何形狀和大小。許多地物根據其形狀和大小就可直接辨認其屬性。地物的幾何形狀和大小與圖像的比例尺和解析度有關。一般比例尺越大,解析度越高,地物細節顯示越清楚。相反,則很模糊,甚至顯示不出來。在相同比例尺的圖像上,地物的形狀和大小由於圖像的解析度不同,可表現出不同的清晰度,如同一較小的地物,在高解析度的航空相片上可表現得淋漓盡致,而在低解析度的衛星圖像上則顯示模糊,甚至沒有顯示。
(2)色調。色調是地物波譜信息構成的影像特徵,不同的地物應有不同的色調。因此,它是地質解譯常用而重要的解譯標志。人眼可把圖像色調從黑-灰-白分為10級。色調的深淺是相對的,它受地質體的顏色、含水多少、風化程度、表面土壤及植被覆蓋程度、光照條件等多種因素的影響。在同一幅圖像上,物性相同的地物應有相近的色調,但實際上,由於上述多種因素的影響卻不完全相同或差異很大。因此,應用色調標志時應作具體分析。
(3)陰影。陰影具有形狀、大小和方向。色調一般為黑色。在航片上可藉助陰影的方向和成像時間來判斷航片的方位,測量地物的高度。陰影有本影和落影之分。本影是指物體未被陽光照射的陰影部分,即本身的陰影,如山的陰坡、房屋的背陽面等都是它們的本影。本影有助於獲得立體感。山體的陽坡明亮,陰坡較暗,其明暗分界線即為山脊線或山谷線。落影是指地物投落在地面的影子,即投落陰影。落影可用於計算地物的高度(h=Ttgф。h為地物的高度;T為落影長度;ф為太陽高度角)。
(4)水系標志。水系是非常重要的解譯標志,對地形、地貌、岩性、構造解譯都非常有用。水系是多級水道組合而成的水文網。地質解譯時,對水系形態、密度、均勻性、對稱性、方向性尤為關注,因為它們往往是構造和岩性特徵的反映。例如,泥岩、頁岩、粘土岩、粉砂岩發育地區,往往形成高密度樹枝狀水系,反映岩石透水性不良;砂岩、石英砂岩或岩石裂隙發育區,常形成低密度樹枝狀水系;水系均勻,表示岩石抗風化能力和裂隙發育程度比較相近;水系的對稱性,反映區域地形或大片成層岩層向一側傾斜;水系的方向性,主要反映區域山系、岩層及構造走向。
(5)地貌形態標志。地貌形態決定於一定的岩性和構造等地質基礎,同時也決定於一定的氣候、水文等自然地理條件。不同地貌形態是不同岩性、構造在不同內外動力作用下的結果。例如,岩石的抗蝕能力通常由地貌形態反映出來。長期受到侵蝕剝蝕的不同岩石,由於其組成物質的物理化學性質不同,而具有不同的抗蝕能力。抗蝕性強的岩石,組成陡坡和陡崖;抗蝕能力弱的岩石形成緩坡和低地。地貌形態除與岩性有關外,也與構造、產狀、地質發展歷史、自然環境等因素有關。利用地貌形態解譯地質體,可以從山體的組合形態與規模大小,山頂、山坡形態與地形相對高差等方面來進行。
(6)植被。植被的分布與氣候的地帶性和地形引起的垂直分帶性及小氣候特點有關。在不同的地貌部位上,由於基岩和鬆散沉積物的岩性、粒度、含水性等的影響,可引起植物群落外貌、種屬、層級、密度、長勢、單株與群落的生態畸變和宏觀生態特徵上的改變。植被分布對地質解譯既有利,也有弊。不利之處在於植被掩蓋了岩層露頭和構造,造成解譯上的困難;有利的是,在某些特定條件下它能作為地質解譯的間接標志。例如,地質、水文條件和土壤性質的變化可引起植物生態異常。解譯時應注意總結這類規律,以發現更多的間接地質解譯標志。
(7)水文標志。主要指陸地水水文特徵,包括泉、小溪、河川、湖泊和基岩及鬆散堆積物的含水性、滲透性等。它們的空間分布特徵都與一定的地質、地貌條件有關,因此,水文標志是地質解譯的一個有用標志。
(8)人類活動遺跡。人類活動遺留下來的與地質體有關的痕跡,如現代人類經濟活動中的探槽、鑽探平機台、道路、建築、農墾活動、歷史考古等都可作為地質解譯的間接標志。
(9)影紋結構。影紋結構是地物的形狀、大小、色調、陰影、水系、地貌、植被、人類活動遺跡等在圖像上的綜合表現。不同的地質體一般具有不同的影紋結構。在解譯過程中,對影紋結構的類型可用點狀、格狀、柵狀、鏈狀、環狀、蠕蟲狀、姜狀等來描述。還可進一步區分為寬窄、疏密、粗細、大小、長短等。
B. 附錄B (提示性附錄)地質體遙感解譯標志描述表
表 1 岩石地層解譯描述表
C. 間接解譯標志
自然界各種物體和現象都是有規律地與周圍環境和其他地物、現象相互聯系,相互作用。因此我們可以根據遙感圖像中與目標地物有聯系的其他地物在圖像上反映出來的特徵,推斷目標地物的類別屬性。例如通過岩石地貌分析可識別岩性,通過構造地貌分析可識別構造。這種通過對與解譯對象密切相關的一些現象的研究、推理、判斷來達到辨別解譯對象的方法稱間接解譯,這樣的解譯標志即為間接解譯標志。位置、相關布局等與解譯對象密切相關的事物和現象是常用到的遙感間接解譯標志。在遙感圖像解譯時,間接解譯標志多在應用邏輯推理和類比的方法進行分析時引用。
1. 位置
位置是指地物所處環境在影像上的反映,即影像上目標地物與背景環境的關系。地物和自然現象都具有一定的位置,受地帶性與非地帶性因素的影響,它們可以間接的反映許多遙感信息。例如,同是花崗岩,在寒帶風化地區常形成石海冰緣地貌,而在亞熱帶化學風化地區形成厚層紅色風化殼,這不僅反映了區域地貌上的差異,還反映了水分和熱量的區域差異。
2. 相關關系
地理環境中氣候、水文、植被、土壤、地貌、岩性等各要素之間、地物與地物之間相互有一定的依存關系。例如,溫帶森林帶,降水量 500 ~800mm,冬季嚴寒下雪,夏季多雨; 河流水文有春汛和伏汛; 天然植被以針葉林為主,針葉林下土壤發育為灰化土; 平坦或低窪地貌單元往往形成沼澤,岩石風化形成渾圓形山丘。在遙感圖像上直接能看到的是緩丘、沼澤和針葉林,根據地帶性規律,可推斷出灰化土,水文的季節變化和溫帶氣候。又如,山區里的水系往往與構造斷裂有關,水系類型又與岩石類型、軟硬等有聯系,在遙感圖像上可以根據岩性變化關系推斷水系是否反映斷裂體系。再如,沖積扇前緣可推斷地下水的出露帶等。在圖像上認識地物與地物之間的相關關系時,要求解譯人員有較深廣的地學知識和實踐經驗。
綜上所述,由於各種地物是處於復雜、多變的自然環境中,所以解譯標志也隨著地區的差異和自然景觀的不同而變化,絕對穩定的解譯標志是不存在的。例如: 進行地質構造分析時可以把水系形態、地貌類型作為間接解譯標志; 土壤判讀可以從土壤發生學原理把植被、岩性、地形地貌、氣候水文、人類活動許多標志作為間接解譯標志; 也有人進行城市人口判讀時將建築密度、樓層數、商業網點作為間接解譯標志。因此,要根據專業目標的要求,尋找適宜的解譯標志,才能達到有效的解譯結果。此外,地物圖像信息是隨時間變化的,同一地物不同季節的影像是不同的。水文、植被和土壤含水量等隨季節的變化,都有不同的影像信息特徵。例如冬季淡水湖結冰呈白色 ( 鹹水湖不結冰呈淺藍色) ,平水期為深藍色,洪水期含沙量增高呈藍綠色; 又如旱季土壤呈淺色調,雨季土壤呈深色調等。在一幅遙感圖像上分析地物的季相,不僅要掌握該季相不同地物解譯標志的特點,還要按季相變化規律推斷地物的年內變化特徵。因此在解譯過程中對解譯標志要認真分析總結,不能盲目照搬套用。
D. 三大岩石解譯標志
(一)岩漿岩的觀察與描述
對岩漿岩的觀察,一般是觀察其顏色、結構、構造、礦物成分及其含量,最後確定其岩石名稱。肉眼鑒定岩漿岩,首先看到的就是顏色。顏色基本可以反映出岩石的成分和性質。
對岩漿岩進行肉眼鑒定
第一步是要依據其顏色大致定出屬於何種岩類。比如,若是淺色,一般為酸性岩(花崗岩類)或中性岩(正長岩類);若是深色,一般為基性岩或超基性岩。由酸性岩到基性岩,深色礦物的含量逐漸增多,岩石的顏色也就由淺到深。同時還要注意區別岩石新鮮面的顏色和風化後的顏色。還可根據其中暗色礦物與淺色礦物的相對含量來進行描述,如暗色礦物含量超過60%者為暗色岩,在30—60%者為中色岩,在30%以下者為淺色岩。
第二步是觀察岩漿岩的結構與構造。據此,便可區分出是屬深成岩類、淺成岩類或是噴出岩類。根據岩石中各組分的結晶程度,可分為全晶質、半晶質和玻璃質等結構。不僅要對全晶質的結構區分出顯晶質或隱晶質結構,還要對其中的顯晶質結構岩石按其礦物顆粒大小,進一步細分出等粒、不等粒、粗粒或細粒等結構。對具有斑狀結構的岩石要描述斑晶成分、基質的成分及結晶程度。假如岩石中礦物顆粒大,呈等粒狀、似斑狀結構,則屬深成岩類;假如礦物顆粒微細緻密,呈隱晶質、玻璃質結構,則一般皆屬噴出岩類;假如岩石中礦物為細粒及斑狀結構,即介於上述兩者之間,屬於淺成岩類。觀察岩石中礦物有無定向排列,進而就能推斷岩石的形成環境,含揮發組分多少以及岩漿流動的方向。若無定向排列稱之為塊狀構造;若有定向排列,則可能是流紋構造、氣孔構造或條帶狀構造。深成岩、淺成岩大多是塊狀構造;噴出岩則為流紋構造和氣孔構造等。對於岩石中有規律排列的長柱狀礦物、氣孔捕虜體等均要觀測其方向。對於那些在接觸面上有規則排列的片狀礦物,要描述其組成成分,並測其產狀要素。
第三步是觀察岩漿岩的礦物成分。礦物成分是岩石定名最重要的依據。岩漿岩類別是根據SiO2含量百分比確定的,而SiO2含量可在岩石礦物成分上反映出來。假如有大量石英出現,說明是酸性岩;如果有大量橄欖石存在,則表明是超基性岩;如果只有微量或根本沒有石英和橄欖石,則屬中性岩或基性岩。假如岩石中以正長石為主,同時所含石英又很多,就可判定是酸性岩;倘若以斜長石為主,暗色礦物又多為角閃石,屬於中性岩;若暗色礦物多系輝石,則屬基性岩。對於岩石中凡能用肉眼識別的礦物均要進行描述。首要的是描述主要礦物形態、大小及其性質。其次,要對次要礦物作簡略描述
第四步是為岩漿岩定名。在肉眼觀察和描述的基礎上確定岩石名稱。請注意在岩石名稱前面冠以顏色和結構,比如,可將某岩石定名為淺灰色粗粒花崗岩。
另外,在野外還要注意查明岩漿岩體的產狀,即岩體的空間分布位置、規模大小以及與圍岩的接觸關系等,結合岩石的結構與構造,以推論岩石的形成環境。也要注意不同侵入體或同一侵入體之間的岩性變化、時間順序及相互關系。
(二)沉積岩的觀察與描述
沉積岩是分布於地表的主要岩類。它種類繁多,岩性變化較大。野外識別沉積岩,其最顯著的宏觀標志就是成層構造,即層理。據此,很容易與岩漿岩、變質岩相區別。根據沉積岩成因、結構和礦物成分,可進一步區分出次一級的類別。凡具碎屑結構,即碎屑粒徑大於2—0.005毫米,被膠結物膠結而成的岩石,是碎屑岩;凡具泥質結構,即粒徑小於0.005毫米,質地均勻、較軟,有細膩感,常具頁理的岩石是粘土岩;凡具化學和生物化學結構,多為單一礦物組成的岩石,是化學岩和生物化學岩。由於各類沉積岩的岩性差別,因此在鑒定方法上也不相同
1、碎屑岩的肉眼鑒定
鑒定碎屑岩時著重觀察其岩石結構與主要礦物成分。首要的是看碎屑結構。抓住這一特徵,就不會與其他岩石相混淆了。要仔細觀察碎屑顆粒大小:粒徑大於2毫米是礫岩,2—0.05毫米是砂岩,0.05 —0.005毫米是粉砂岩。粉砂岩顆粒肉眼難以分辯,用手指研磨有輕微砂感。按砂岩的粒徑又可定出粗砂岩(2—0.5毫米)中砂岩(0.5—0.25毫米)和細砂岩(0.25—0.05毫米)。對於礫岩,還應注意觀察其顆粒形狀,顆粒外形呈稜角狀者是角礫岩,系圓狀或次圓狀者為礫岩。其次,看碎屑岩的礦物成分(碎屑顆粒成分和膠結物成分)。礫岩類的碎屑成分復雜,分選較差,顆粒較大,一般不參與定名;砂岩,主要礦物成分有石英、長石和一些岩石碎屑。在碎屑岩中,常見的膠結物有鐵質(氧化鐵和氫氧化鐵)、硅質(二氧化硅)、泥質(粘土質)、鈣質(碳酸鈣)等。鐵質膠結物多呈紅色、褐紅色或黃色。硅質最硬,小刀刻不動。鈣質滴稀HCI起泡。弄清楚了結構和成分,就可為碎屑岩定名。例如,碎屑礦物成分以石英為主,其含量超過50%,長石和岩屑含量均小於25%的砂岩,叫做石英砂岩。也可按其膠結物命名,如可稱某岩石為鐵質石英砂岩。碎屑岩中可見化石,但一般保存較差。
火山碎屑岩的鑒別比較困難。因為,它在成因上具有火山噴發和沉積的雙重性,是一種介於岩漿岩與沉積岩之間的過渡型岩石。常常是以其成因特點、物質成分、結構、構造和膠結物的特徵來區別於碎屑岩。
2、粘土岩的肉眼鑒定
鑒定粘土岩的主要依據是其泥質結構。粘土岩礦物顆粒非常細小,肉眼僅能按其顏色、硬度等物理性質及結構、構造來鑒定。它多具滑膩感,粘重,有可塑性、燒結性等物理性質。若是純凈的粘土岩,一般為淺色的土狀岩石。層理是粘土岩中最明顯的特徵,因此,人們就按粘土岩層理(倘層理厚度小於1毫米稱頁理)及其固結程度進行分類,將固結程度很高、頁理發育,可剝成薄片者稱作頁岩。頁岩常含化石。粘土岩中以頁岩為主。將那些固結程度較高、不具頁理,遇水不易變軟者稱泥岩。最後,再根據顏色與混入物的不同進行命名,如可稱作紫紅色鐵質泥岩、灰色鈣質頁岩等。
3、化學岩和生物化學岩的肉眼鑒定
此類岩石中分布最廣和最常見的有碳酸鹽岩、硅質岩、鐵質岩和磷質岩,尤以碳酸鹽類岩石分布為廣。有無生物遺骸是判斷屬於生物化學岩或是化學岩的標志。化學岩成分常較單一。它們多為單礦物岩石,故此,可按其礦物的物理性質進行鑒定。
化學岩具有化學結構,即結晶粒狀結構和鮞狀結構等;生物化學岩具生物結構,即全貝殼結構、生物碎屑結構等。
綜合上述,在觀察和描述沉積岩時應注意:
要描述岩石整體的顏色,區分岩石是碎屑結構、泥質結構或結晶結構和生物結構等;
據其礦物成分、顆粒大小及顏色上的差異,觀察岩石的層理,注意層面上波痕、泥裂等構造特徵;
要描述組成岩石的主要礦物、碎屑物及膠結物等成分。
對礫石的形狀、大小、磨圓度和分選性等特徵要描述,並要確定膠結類型,以及膠結程度。
對沉積岩命名時應遵循「顏色+膠結物+岩石名稱」的法則。此外,還需注意沉積岩體形狀、岩層厚度及產狀、風化程度、化石保存情況及其類屬。
(三)變質岩的觀察與描述
我國區域變質岩系十分發育,時代自太古宙到期中生代均有出露。其變質岩石類型十分復雜,主要有片麻岩、粒狀岩石(變粒岩、淺粒岩)、片岩、千枚岩、變質硅鐵質岩、大理岩、變質鐵鎂質岩及區域混合岩等。有關原岩建造主要有超基性到酸性噴出岩(包括熔岩、凝灰岩)、硬砂岩、各種沉積岩及不同性質的侵入岩。上述變質岩類均屬不同的原岩建成造經受不同時期、不同類型區域變質作用的結果。區域變質作用的主要類型大致可分為地殼演化早期造盾階段的區域中高溫變質作用,及造盾階段之後與造山運動有關的區域動力熱流變質作用、區域低溫動力變質作用和埋深變質作用。不同成分的原岩經受不同類型的區域變質作用,在一定的溫高壓力條件下,形成各具特徵的礦物和常見礦物共生組合,並因之分別構成不同溫壓條件的麻粒岩相、角閃岩相(高角閃岩 、低角閃岩相)、綠片岩相(高綠片岩相、低綠片岩相)、藍閃石片岩相(藍閃綠片岩相、藍閃石—硬柱石片岩相)及次綠片岩相(濁沸石相和葡萄石—綠纖石相)。我國區域層狀變質岩系按大地構造運動可分為12期,從太古宙遷西期—新生代喜馬拉期變質岩系均有。所以,變質岩系的發生和發展與大地構造環境和地殼演化有密切的關系。在全球構造位置上,我國處於歐亞板塊、太平洋板塊及度板塊的結合部位,地質環境差異較大,發展歷史很不相同,因而區域地質各具特色,造成變質岩石類型復雜,岩石相對難以識別。
在野外鑒別變質岩的方法、步驟與前述岩漿岩類似,但主要根據是其構造、結構和礦物成分。這是因為,變質岩的構造和結構是其命名和分類的重要依據。第一步可先根據構造和結構特徵,初步鑒定變質岩的類別。譬如,具有板狀構造者稱板岩;具有千枚構造者稱千枚岩等。具有變晶結構是變質岩的重要結構特徵。例如,變質岩中的石英岩與沉積岩中的石英砂岩盡管成分相同,但前者具變晶結構,而後者卻是碎屑結構。第二步再根據礦物成分含量和變質岩中的特有礦物進一步詳細定名。一般來講,要注意岩石中暗色礦物與淺色礦物的比例,以及淺色礦物中長石和石英的比例,因這些比例關系與岩石的鑒定有著極大關系。例如,某岩石以淺色礦物為主,而淺色礦物中又以石英居多且不含或含有較少長石,就是片岩;若某岩石成分以暗色礦物為主,且含長石較多,則屬片麻岩。變質岩中的特有礦物,如藍晶石、石榴子石、蛇紋石、石墨等,雖然數量不多,但能反映出變質前原岩以及變質作用的條件,故也是野外鑒別變質岩的有力證據。關於板岩和千枚岩,因其礦物成分較難識辯,板岩可按「顏色+所含雜質」方式命名,如可稱黑色板岩、炭質板岩;千枚岩可據其「顏色+ 特徵礦物」命名,如可稱銀灰色千枚岩、硬綠泥石千枚岩等。
在野外,還要觀察地質體產狀、變質作用的成因。比如,石英岩與大理岩兩者在區域變質與接觸變質岩中均有,就只能根據野外產狀和共生的岩石類型來確定。假如此類岩石圍繞侵入體分布,並和板岩共生,則為接觸變質形成;假如此類岩石呈區域帶狀分布,並和具片狀或片麻狀構造的岩石共生,則為區域變質所形成。
對變質岩我們也應描述岩石總體顏色,注意其岩石結構。若為變晶結構,則要對礦物形態進行描述。注意觀察岩石中礦物成分是否定向排列,以便描述其構造。用肉眼和放大鏡觀察可見的礦物成分應進行描述。若無變斑晶,就按礦物含量多少依次描述;若有變斑晶,則應先描述變斑晶成分,後描述基質成分。至於其它方面,如小型褶皺、細脈穿插、風化情況等,亦應作簡略描述。在為變質岩定名時,應本著「特徵礦物+片狀(或柱狀)礦物+基本岩石名稱」的原則。如,可將某岩石定名為藍晶石黑雲母片岩。
E. 斷裂構造解譯標志
斷裂構造在遙感圖像上的空間結構特徵和光譜特徵是其遙感解譯研究的主要內容。斷裂構造在遙感影像上無論是以線形、環形還是以其他形狀出現,它們都會以一定的空間形態和空間尺度形成自己獨特的空間結構; 同時,斷裂是構造應力作用的產物,它的形成必將影響到其周圍一定長度、寬度、深度的區域,在空間上都會以帶的形式出現。由於應力狀態的不同及岩性改變而導致的差異侵蝕和差異風化,使得斷裂帶在遙感影像上形成獨特的色調、紋理等光譜特徵。
斷裂構造在遙感影像上一般以線性構造的形式出現,當然,也有一些斷裂帶以環形影像特徵或其他一些特殊紋理形式出現。它們大多與構造要素有關,具優選方位且能反映一個地區的基本構造格局。雖然遙感圖像上的線性構造不全是斷裂構造 ( 如地層界線、岩相帶等) ,但其中的相當一部分都是斷裂構造在遙感圖像上直接或間接 ( 如水系、溝谷等) 的反映。在遙感圖像上,不同尺度的線性構造構成了一幅空間結構極為復雜的構造景觀圖像。通過對線性構造的結構圖式研究,可以建立具有構造幾何學意義的構造線性體模式,為構造序列及其運動學機制分析提供形象逼真的、連續的空間信息。因此,斷裂構造遙感影像特徵研究大多是從遙感圖像上線性構造的研究開始的。線性構造多半以其本身的色線或其兩側地區在影像色調和圖形結構上的差異而顯示出來,也可以用其本身的特有地形或兩側地貌景觀和水系類型的差異而得到顯示。斷裂構造的影像光譜特徵與其他地物一樣,也是通過形狀、大小、色調 ( 色彩) 、陰影、紋理、圖形、位置等直接或間接解譯標志表現出來的,對其光譜特徵進行全面、科學的分析也是斷裂構造遙感研究的重要一環。
( 一) 斷裂構造的直接解譯標志
1. 岩性地層標志
岩性、地層影像標志被切割或橫向錯開,以及兩套岩層沿走向斜交等現象,都指示斷層的可能存在。岩層或其他地質體 ( 如岩體、岩脈、洪積扇等) 被錯開的現象表現得比較明顯,易於識別。
2. 地質構造標志
( 1) 地質構造的不連續是斷裂構造存在的主要解譯標志。造成地質構造不連續的原因可能是橫斷層、斜斷層或者是走向斷層,前者比較容易識別,如發現褶皺、斷裂等構造沿走向發生突然中斷、錯移,說明它們又被橫斷層、斜斷層錯開了。有時在一系列平行排列的連續背、向斜中,發現兩背斜之間缺失應有的向斜,或者兩向斜之間缺失應有的背斜,這說明有走向斷層的存在,但這種構造的不連續必須細致觀察分析才能覺察到。
( 2) 構造破碎帶的直接出露。規模大的斷裂帶形成構造破碎帶,它們表現為負地形、含水性、植物生長茂盛等特徵,在遙感影像上顯示出斷續延伸的線狀影像特徵。斷裂破碎帶內常會見到構造岩、構造透鏡體,平行、雁列或共軛的劈理或節理密集帶或派生構造。
( 二) 斷裂構造的間接解譯標志
1. 水系標志
水系的分布、類型、疏密、流向等特點受斷裂的影響和控制比較明顯。水的影像在遙感圖像上比較突出,水系解譯是構造解譯的重要標志。斷裂構造主要水系解譯標志有:
( 1) 河流、湖泊、沼澤等水體被切斷、錯移或寬窄突然變化。
( 2) 格子狀、角狀等水系是受區域斷裂構造控制所造成的,而對口河、倒溝狀等特殊水系類型則是斷裂存在的水系標志。
( 3) 許多水體,如湖泊、沼澤、泉等,斷續沿一條直線分布。
( 4) 線狀排列的河流異常點 ( 段) 。如新疆葉城一帶昆侖山多條河流出山後一律向左拐的改流點,都反映斷裂構造的存在。
( 5) 河、湖、海岸線局部出現的直線或折線延伸的陡崖,海蝕崖定向延伸的岬角、石島等。
( 6) 一系列河流在某一直線上出現異常現象,如直線、折線河段和直角狀急轉彎河段 ( 如金沙江石鼓河段) ,長而直的峽谷,河道突然加寬或變窄等。
2. 地貌標志
( 1) 山脊線、階地、夷平面、洪積扇等地貌要素的錯動。如一系列平行的山脊沿走向在某一條直線上突然同時中斷或錯開,這條中斷或錯開線可能為一斷層。
( 2) 斷層三角面、斷層崖的存在並呈直線狀斷續延伸一定的距離。
( 3) 兩種截然不同的地貌景觀呈較長的直線相接,如山區和平原之間成直線分界( 圖版 12) 。
( 4) 呈線狀展布的低窪地形。如平直延伸較遠的線狀溝谷或深切溝谷; 呈線狀展布的溶蝕窪地、落水洞、坡立谷; 呈線狀分布的長條形窪地、斷陷盆地等。
( 5) 山間窪地和山前沖積錐、洪積扇呈直線狀排列。
( 6) 線狀分布的壟崗地形。斷裂帶的岩石被硅化,或者有酸性岩脈侵入時,由於抗侵蝕風化能力較強,常形成壟崗狀地形。
( 7) 許多重力現象,如滑坡、泥石流、崩落等,成串珠狀排列在一條直線上。
3. 色調標志
主要指遙感圖像上出現的各種色調異常線、色調異常帶、色調異常面。在光譜特徵上,斷裂帶與兩側塊體之間存在著明顯的差異,在沒有鬆散沉積物覆蓋的情況下主要表現為兩種基本形式: 一是線性的色調異常,即斷裂帶的色調與兩側的岩層色調不同; 二是兩種不同色調的分界面呈線狀延伸。因為具備這兩種光譜特徵的地物不一定都是斷裂 ( 如山脊、道路等) ,所以,在遙感圖像上確定斷裂的存在還必須在此基礎上對岩性、水系和整體地質構造進行全面的綜合研究。例如著名的郯廬大斷裂、阿爾金斷裂等,在衛星圖像上都有清晰的色調異常帶。在熱紅外圖像上,斷裂帶表現為明顯的色調異常帶,這是由於斷裂破碎帶極易風化富含有機質,造成植被的生長和含水量的集中,使地面輻射溫度異常而在熱紅外圖像上產生明顯的色調異常; 在乾旱和潛水面埋藏較淺的地區,破碎帶易風化而構成線狀負地形,在 SAR 圖像上形成陰影,非常明顯。大型斷裂破碎帶改變了地物的波譜反射率,再加上斷裂帶內土壤、富水程度及植被生長情況不同,從而表現為明顯的色調異常帶。色調異常面沿某一線性界面,兩側的色調 ( 或色彩) 明顯不同。在第四系沉積物覆蓋區,有的呈直線狀的兩種不同深淺色調區的界面,這是隱伏斷裂的表現,我國平原地區許多隱伏斷裂都是根據這樣的標志,配合物化探或鑽探資料解譯出來的。
4. 植被、土壤標志
在乾旱地區,若植被沿帶狀分布,或若干綠洲排布在一條直線上都指示可能有斷裂存在。這是由於斷裂帶極易風化成土且地下水比較豐富,有利於植物生長,因此呈帶狀分布的植物遙感影像特徵非常明顯。另外,由於礦化作用、潛水或地表水的滲透侵蝕改變了斷裂帶內土壤成分,在遙感圖像上產生土壤異常影像,使之與周圍土壤具有不同的色調及影紋結構的差異。在乾旱地區,這種土壤異常也能形成沿斷裂帶分布的鹽鹼土。
5. 岩漿、地震活動標志
呈線狀展布的多個火山機構、侵入岩體及礦化帶、蝕變帶等,以及呈線狀、弧形分布的地震區或地震帶,都是解譯隱伏斷裂的重要標志。
綜上所述,斷裂構造的解譯標志很多,應注意綜合分析,尋找多方面的解譯標志互相印證,以提高解譯的准確性。
F. 建立地質解譯標志
建立好地質解譯標志是遙感技術成功的重要一步。在解譯中,分別對地層、岩漿岩、構造、礦產和環境等方面進行了解譯標志的逐步建立。在初譯階段,僅能按已有地質資料、常規經驗和理論初擬解譯標志,特別是地質資料與影像有明顯出入的部分要進行較深入分析研究,提供野外重點研究解決。
(一)地層解譯標志
在研究區內,極淺度變質岩區和正常沉積岩分布區,地層解譯標志比較明顯。在色調、紋形圖案方面多呈現為帶狀或線條狀,易於確定不同地層的分帶、分區及地層界線劃分等。當有河流橫穿的情況下,岩層三角面是比較清楚的,即可判斷和測出地層產狀。這樣,即能在地層剖面選位上取得成功。如在恰爾隆一帶石炭系—二疊系剖面、庫斯拉甫一帶泥盆系—二疊系剖面和侏羅系—白堊系剖面等的選位和完整測制上起到了重要的指導作用,促成了該地區地層研究程度的提高。
(二)岩漿岩解譯標志
在西昆侖復合造山帶內,岩漿岩呈大面積分布,遙感識別標志明顯。在高山區,冰蝕地貌(角峰、刃脊和冰川穀)特別發育,水系組合呈放射狀及(半)環狀,在中-深切割區,呈岩基產出的岩體分布區多出現格子狀組合水系或「之」字形水系。岩體與侵入圍岩(混合岩、矽卡岩、角岩)間的界線解譯比較困難,但岩體與圍岩的不整合界面則易從色調和紋形圖案差異加以識別。
(三)構造解譯標志
在遙感解譯中,構造部分線性信息和斷裂是最特徵、最易掌握的。褶皺構造只限於正常沉積岩區有較佳效果,即褶皺構造解譯難度隨著變質程度的加深而增大。
1.褶皺構造解譯標志
在褶皺構造解譯中,有直接標志和間接標志兩種。直接標志是構造層或亞構造層的不連續沉積界面的控制,這可與地層解譯同步完成,並通過岩層三角面測得產狀以區分背斜和向斜褶皺。間接標志是從與岩層走向平行的山脊與河流的關系來判定,在通常情況下,山脊與同側河流平距相對窄的一面為反向坡,相對寬的一面為順向坡。
2.斷裂構造解譯標志
斷裂構造的解譯標志較多,也分直接標志和間接標志兩種。在研究區中高差不大和基岩裸露較多的地帶,存在有部分直接標志明顯的斷裂構造,掩蓋區則多為間接標志。
直接標志的特徵有岩石的色調線性反差、斷層三角面、斷裂界面(或斷裂縫)、岩層走向的幾何角交切和錯位等。
間接標志即為地貌標志。由於斷裂帶的易碎性、相對軟弱的特性即會在地貌上出現與斷裂相關的幾何型構造水系和斷裂兩側的岩性差異產生的地貌反差而呈現出遙感影像的分區和分帶。遙感影像分區常與大地構造單元劃分相吻合。例如青藏高原與新疆塔里木盆地影像分區即同青藏大陸和塔里木大陸分區相吻合,其間的蓋孜-庫斯拉甫斷裂帶即為分區斷裂。其他的斷裂判別標志多依賴於幾何形態的平面展布水系,其標志主要有:①掌狀水系;②多個溝尾水點(斷層泉)直線式或雁行式排列;③近直線狀組合水系(對頭溝、反向溝);④U形倒流水系或倒欠流向水系;⑤「之」字形或直角式幾何拐彎水系;⑥沙漠區水系的整齊消失或濕地的帶狀(串珠狀)分布。
G. 斷裂帶的解譯標志
斷裂帶(fault zone)亦稱「斷層帶」。由主斷層面及其兩側破碎岩塊以及若干次級斷層或破裂面組成的地帶。在靠近主斷層面附近發育有構造岩,以主斷層面附近為軸線向兩側擴散,一般依次出現斷層泥或糜棱岩、斷層角礫岩、碎裂岩等,再向外即過渡為斷層帶以外的完整岩石。
此外,現代地震震中區的線性分布及泉水(尤其是溫泉)出露,是活動斷裂存在並在近地質時期活動強烈的可靠依據。
在遙感影像的地質解譯中,斷裂與線性構造的解譯效果最好。活動斷裂一般切割較年輕的斷層,尤其是水平錯動顯著的活動斷裂,不僅線性平直,而且圖像上可以看到地層和地貌形態的扭動。
活動斷裂判讀標志歸納為以下幾點:
(1)活動斷裂線性影像清晰,多為斷層槽或斷層埡口,斷裂的最新活動則可從切割的最新地層或被切割沖溝的變形規模加以識別。
(2)根據斷層線上斷層三角面和斷層崖的規模及斷層階地,斷層線一側出現的沖、洪積扇的排列形態和規模,
扇中扇的現象等判讀測量斷裂活動的垂直位移分量大小。
(3)水系、溝谷、山脊線通過斷裂帶時發生同步拐彎,則是判讀斷裂活動的力學性質和斷錯位移量的重要
標志,根據被斷錯溝谷、水系的長度和位移量的不同,可以分析活動斷裂的不同時期的活動規模,並結合地質體的年齡資料求出滑動速率。
(4)根據判讀標志進行野外驗證、採集測年資料樣品研究斷裂的活動規模、位移量和滑動速率,是對斷裂進行分段研究和進行工程地質、地震危險性評價的依據。
綜上所述,斷裂、線性構造的解譯標志是多種多樣的,應注意綜合分析,尋找多方面的解譯標志相互驗證,以提高解譯的准確性。
H. 遙感解譯標志
線性構造和環形構造是本次遙感地質解譯的重要內容,對構造破碎帶、蝕變帶、火山機構的解譯將作為地質圖上的補充或佐證。
1 .線性構造解譯標志
本區線性構造解譯的主要標志概括如下:
(1)具有明顯的線狀影像色調,色彩異常,包括色調或色彩異常線、異常帶;
圖4-4-1 安徽東南地區TM影像(7、4、3波段)示意圖
(2)地層(根據沉積地層、變質地層、火山地層的解譯標志而推測的地層界線)橫向錯位、走向斜交、不連續,以及其他地質體錯位等;
(3)山脊錯位、斷開,呈線性展布的低凹負地形或沖溝谷地;
(4)水系類型沿某一界面發生突變,河谷異常點、段。
2.環形構造解譯標志
環形構造大都與熱隆起、熱動力中心、古火山機構、隱伏岩體有關,它們通常以色調異常、地貌特殊形態(如環狀山脊、環狀溝谷、盆地)、圓狀或環狀水系等標志體現出來。
3.構造破碎帶、蝕變帶解譯標志
在評價區中,構造破碎帶的解譯標志主要反映在北東向斷裂及與之平行或斜交的次級構造破碎帶上,地形地貌上多表現為負地形或起伏不大的丘陵地帶。由於岩石受地質作用力的影響而破碎,使得其兩側為連續的山體地形。但有的破碎帶經後期改造和蝕變後又以正地形特徵顯示。評價區內的蝕變帶一般表現為負地形溝谷,只是硅化較強的才組成正地形,而且易與同一岩性的圍岩相區別。它們的影像色調一般較淺,水系不發育,影紋也較圍岩細膩。
4.火山機構解譯標志
衛片TM影像中火山機構表現出極為明顯的環狀影像,同時具備放射狀、環狀水系特徵。評價區內發育的火山機構圓形或橢圓形,中心多為低凹的負地形顯示。有些火山機構頂部表現為桌狀平台,色調深暗,容易區分。實際上,火山機構屬於環形構造的一種,但它具有特殊的地質意義,故單列出來。
I. 其他地質解譯標志
(一)土壤、植被標志
土壤與當地的鬆散沉積物有關版,鬆散沉積物與母岩有關,植被發育在他們上權面,他們有很密切的相關性。地質解譯可以通過對土壤、植被的相關分析,推斷其下伏基岩的性質。基性和超基性侵入岩風化土壤較貧瘠,並含有不利植物生長的成分,植被發育較差。中酸性岩漿岩風化後形成亞粘土和粘土,土壤肥沃,裂隙水較多,植被和經濟林多。碳酸鹽岩風化地區,土質貧瘠而薄,加上缺水而植被發育不良。因而植被的類型不同,植被的局部異常(繁茂或空白)都可為地質解譯提供信息。當然這要具體情況而定,並且應當引入有關地植物學的知識。原蘇聯曾利用在金伯利岩筒上植物因含氮、磷、鉀較多而比較繁茂的標志來找尋金剛石礦床。植物的選擇性生長,也是地質找礦的一種標志和依據(參閱第九章)。
(二)人類活動標志
古代與現代的采場、采坑、礦冶遺址、碴堆是找礦標志。耕地的排布反映地形地貌特徵,如火山口周圍耕地呈環狀布列。村落與耕地密集程度反映當地土壤的宜耕性,地下潛水的供水情況等。