有哪些地质解译标志
A. 解译标志
遥感图像的地质解译标志是指那些能够用来辨认、区分地质体或地质现象的存在、属性和相关关系的影像特征。其中包括形态、大小、色调、阴影、水系、地貌、水文、影纹结构、植被、人类活动等标志。在地质解译过程中,主要是观察和利用解译标志来进行。
(1)形态和大小。任何地物都有一定的几何形状和大小。许多地物根据其形状和大小就可直接辨认其属性。地物的几何形状和大小与图像的比例尺和分辨率有关。一般比例尺越大,分辨率越高,地物细节显示越清楚。相反,则很模糊,甚至显示不出来。在相同比例尺的图像上,地物的形状和大小由于图像的分辨率不同,可表现出不同的清晰度,如同一较小的地物,在高分辨率的航空相片上可表现得淋漓尽致,而在低分辨率的卫星图像上则显示模糊,甚至没有显示。
(2)色调。色调是地物波谱信息构成的影像特征,不同的地物应有不同的色调。因此,它是地质解译常用而重要的解译标志。人眼可把图像色调从黑-灰-白分为10级。色调的深浅是相对的,它受地质体的颜色、含水多少、风化程度、表面土壤及植被覆盖程度、光照条件等多种因素的影响。在同一幅图像上,物性相同的地物应有相近的色调,但实际上,由于上述多种因素的影响却不完全相同或差异很大。因此,应用色调标志时应作具体分析。
(3)阴影。阴影具有形状、大小和方向。色调一般为黑色。在航片上可借助阴影的方向和成像时间来判断航片的方位,测量地物的高度。阴影有本影和落影之分。本影是指物体未被阳光照射的阴影部分,即本身的阴影,如山的阴坡、房屋的背阳面等都是它们的本影。本影有助于获得立体感。山体的阳坡明亮,阴坡较暗,其明暗分界线即为山脊线或山谷线。落影是指地物投落在地面的影子,即投落阴影。落影可用于计算地物的高度(h=Ttgф。h为地物的高度;T为落影长度;ф为太阳高度角)。
(4)水系标志。水系是非常重要的解译标志,对地形、地貌、岩性、构造解译都非常有用。水系是多级水道组合而成的水文网。地质解译时,对水系形态、密度、均匀性、对称性、方向性尤为关注,因为它们往往是构造和岩性特征的反映。例如,泥岩、页岩、粘土岩、粉砂岩发育地区,往往形成高密度树枝状水系,反映岩石透水性不良;砂岩、石英砂岩或岩石裂隙发育区,常形成低密度树枝状水系;水系均匀,表示岩石抗风化能力和裂隙发育程度比较相近;水系的对称性,反映区域地形或大片成层岩层向一侧倾斜;水系的方向性,主要反映区域山系、岩层及构造走向。
(5)地貌形态标志。地貌形态决定于一定的岩性和构造等地质基础,同时也决定于一定的气候、水文等自然地理条件。不同地貌形态是不同岩性、构造在不同内外动力作用下的结果。例如,岩石的抗蚀能力通常由地貌形态反映出来。长期受到侵蚀剥蚀的不同岩石,由于其组成物质的物理化学性质不同,而具有不同的抗蚀能力。抗蚀性强的岩石,组成陡坡和陡崖;抗蚀能力弱的岩石形成缓坡和低地。地貌形态除与岩性有关外,也与构造、产状、地质发展历史、自然环境等因素有关。利用地貌形态解译地质体,可以从山体的组合形态与规模大小,山顶、山坡形态与地形相对高差等方面来进行。
(6)植被。植被的分布与气候的地带性和地形引起的垂直分带性及小气候特点有关。在不同的地貌部位上,由于基岩和松散沉积物的岩性、粒度、含水性等的影响,可引起植物群落外貌、种属、层级、密度、长势、单株与群落的生态畸变和宏观生态特征上的改变。植被分布对地质解译既有利,也有弊。不利之处在于植被掩盖了岩层露头和构造,造成解译上的困难;有利的是,在某些特定条件下它能作为地质解译的间接标志。例如,地质、水文条件和土壤性质的变化可引起植物生态异常。解译时应注意总结这类规律,以发现更多的间接地质解译标志。
(7)水文标志。主要指陆地水水文特征,包括泉、小溪、河川、湖泊和基岩及松散堆积物的含水性、渗透性等。它们的空间分布特征都与一定的地质、地貌条件有关,因此,水文标志是地质解译的一个有用标志。
(8)人类活动遗迹。人类活动遗留下来的与地质体有关的痕迹,如现代人类经济活动中的探槽、钻探平机台、道路、建筑、农垦活动、历史考古等都可作为地质解译的间接标志。
(9)影纹结构。影纹结构是地物的形状、大小、色调、阴影、水系、地貌、植被、人类活动遗迹等在图像上的综合表现。不同的地质体一般具有不同的影纹结构。在解译过程中,对影纹结构的类型可用点状、格状、栅状、链状、环状、蠕虫状、姜状等来描述。还可进一步区分为宽窄、疏密、粗细、大小、长短等。
B. 附录B (提示性附录)地质体遥感解译标志描述表
表 1 岩石地层解译描述表
C. 间接解译标志
自然界各种物体和现象都是有规律地与周围环境和其他地物、现象相互联系,相互作用。因此我们可以根据遥感图像中与目标地物有联系的其他地物在图像上反映出来的特征,推断目标地物的类别属性。例如通过岩石地貌分析可识别岩性,通过构造地貌分析可识别构造。这种通过对与解译对象密切相关的一些现象的研究、推理、判断来达到辨别解译对象的方法称间接解译,这样的解译标志即为间接解译标志。位置、相关布局等与解译对象密切相关的事物和现象是常用到的遥感间接解译标志。在遥感图像解译时,间接解译标志多在应用逻辑推理和类比的方法进行分析时引用。
1. 位置
位置是指地物所处环境在影像上的反映,即影像上目标地物与背景环境的关系。地物和自然现象都具有一定的位置,受地带性与非地带性因素的影响,它们可以间接的反映许多遥感信息。例如,同是花岗岩,在寒带风化地区常形成石海冰缘地貌,而在亚热带化学风化地区形成厚层红色风化壳,这不仅反映了区域地貌上的差异,还反映了水分和热量的区域差异。
2. 相关关系
地理环境中气候、水文、植被、土壤、地貌、岩性等各要素之间、地物与地物之间相互有一定的依存关系。例如,温带森林带,降水量 500 ~800mm,冬季严寒下雪,夏季多雨; 河流水文有春汛和伏汛; 天然植被以针叶林为主,针叶林下土壤发育为灰化土; 平坦或低洼地貌单元往往形成沼泽,岩石风化形成浑圆形山丘。在遥感图像上直接能看到的是缓丘、沼泽和针叶林,根据地带性规律,可推断出灰化土,水文的季节变化和温带气候。又如,山区里的水系往往与构造断裂有关,水系类型又与岩石类型、软硬等有联系,在遥感图像上可以根据岩性变化关系推断水系是否反映断裂体系。再如,冲积扇前缘可推断地下水的出露带等。在图像上认识地物与地物之间的相关关系时,要求解译人员有较深广的地学知识和实践经验。
综上所述,由于各种地物是处于复杂、多变的自然环境中,所以解译标志也随着地区的差异和自然景观的不同而变化,绝对稳定的解译标志是不存在的。例如: 进行地质构造分析时可以把水系形态、地貌类型作为间接解译标志; 土壤判读可以从土壤发生学原理把植被、岩性、地形地貌、气候水文、人类活动许多标志作为间接解译标志; 也有人进行城市人口判读时将建筑密度、楼层数、商业网点作为间接解译标志。因此,要根据专业目标的要求,寻找适宜的解译标志,才能达到有效的解译结果。此外,地物图像信息是随时间变化的,同一地物不同季节的影像是不同的。水文、植被和土壤含水量等随季节的变化,都有不同的影像信息特征。例如冬季淡水湖结冰呈白色 ( 咸水湖不结冰呈浅蓝色) ,平水期为深蓝色,洪水期含沙量增高呈蓝绿色; 又如旱季土壤呈浅色调,雨季土壤呈深色调等。在一幅遥感图像上分析地物的季相,不仅要掌握该季相不同地物解译标志的特点,还要按季相变化规律推断地物的年内变化特征。因此在解译过程中对解译标志要认真分析总结,不能盲目照搬套用。
D. 三大岩石解译标志
(一)岩浆岩的观察与描述
对岩浆岩的观察,一般是观察其颜色、结构、构造、矿物成分及其含量,最后确定其岩石名称。肉眼鉴定岩浆岩,首先看到的就是颜色。颜色基本可以反映出岩石的成分和性质。
对岩浆岩进行肉眼鉴定
第一步是要依据其颜色大致定出属于何种岩类。比如,若是浅色,一般为酸性岩(花岗岩类)或中性岩(正长岩类);若是深色,一般为基性岩或超基性岩。由酸性岩到基性岩,深色矿物的含量逐渐增多,岩石的颜色也就由浅到深。同时还要注意区别岩石新鲜面的颜色和风化后的颜色。还可根据其中暗色矿物与浅色矿物的相对含量来进行描述,如暗色矿物含量超过60%者为暗色岩,在30—60%者为中色岩,在30%以下者为浅色岩。
第二步是观察岩浆岩的结构与构造。据此,便可区分出是属深成岩类、浅成岩类或是喷出岩类。根据岩石中各组分的结晶程度,可分为全晶质、半晶质和玻璃质等结构。不仅要对全晶质的结构区分出显晶质或隐晶质结构,还要对其中的显晶质结构岩石按其矿物颗粒大小,进一步细分出等粒、不等粒、粗粒或细粒等结构。对具有斑状结构的岩石要描述斑晶成分、基质的成分及结晶程度。假如岩石中矿物颗粒大,呈等粒状、似斑状结构,则属深成岩类;假如矿物颗粒微细致密,呈隐晶质、玻璃质结构,则一般皆属喷出岩类;假如岩石中矿物为细粒及斑状结构,即介于上述两者之间,属于浅成岩类。观察岩石中矿物有无定向排列,进而就能推断岩石的形成环境,含挥发组分多少以及岩浆流动的方向。若无定向排列称之为块状构造;若有定向排列,则可能是流纹构造、气孔构造或条带状构造。深成岩、浅成岩大多是块状构造;喷出岩则为流纹构造和气孔构造等。对于岩石中有规律排列的长柱状矿物、气孔捕虏体等均要观测其方向。对于那些在接触面上有规则排列的片状矿物,要描述其组成成分,并测其产状要素。
第三步是观察岩浆岩的矿物成分。矿物成分是岩石定名最重要的依据。岩浆岩类别是根据SiO2含量百分比确定的,而SiO2含量可在岩石矿物成分上反映出来。假如有大量石英出现,说明是酸性岩;如果有大量橄榄石存在,则表明是超基性岩;如果只有微量或根本没有石英和橄榄石,则属中性岩或基性岩。假如岩石中以正长石为主,同时所含石英又很多,就可判定是酸性岩;倘若以斜长石为主,暗色矿物又多为角闪石,属于中性岩;若暗色矿物多系辉石,则属基性岩。对于岩石中凡能用肉眼识别的矿物均要进行描述。首要的是描述主要矿物形态、大小及其性质。其次,要对次要矿物作简略描述
第四步是为岩浆岩定名。在肉眼观察和描述的基础上确定岩石名称。请注意在岩石名称前面冠以颜色和结构,比如,可将某岩石定名为浅灰色粗粒花岗岩。
另外,在野外还要注意查明岩浆岩体的产状,即岩体的空间分布位置、规模大小以及与围岩的接触关系等,结合岩石的结构与构造,以推论岩石的形成环境。也要注意不同侵入体或同一侵入体之间的岩性变化、时间顺序及相互关系。
(二)沉积岩的观察与描述
沉积岩是分布于地表的主要岩类。它种类繁多,岩性变化较大。野外识别沉积岩,其最显著的宏观标志就是成层构造,即层理。据此,很容易与岩浆岩、变质岩相区别。根据沉积岩成因、结构和矿物成分,可进一步区分出次一级的类别。凡具碎屑结构,即碎屑粒径大于2—0.005毫米,被胶结物胶结而成的岩石,是碎屑岩;凡具泥质结构,即粒径小于0.005毫米,质地均匀、较软,有细腻感,常具页理的岩石是粘土岩;凡具化学和生物化学结构,多为单一矿物组成的岩石,是化学岩和生物化学岩。由于各类沉积岩的岩性差别,因此在鉴定方法上也不相同
1、碎屑岩的肉眼鉴定
鉴定碎屑岩时着重观察其岩石结构与主要矿物成分。首要的是看碎屑结构。抓住这一特征,就不会与其他岩石相混淆了。要仔细观察碎屑颗粒大小:粒径大于2毫米是砾岩,2—0.05毫米是砂岩,0.05 —0.005毫米是粉砂岩。粉砂岩颗粒肉眼难以分辩,用手指研磨有轻微砂感。按砂岩的粒径又可定出粗砂岩(2—0.5毫米)中砂岩(0.5—0.25毫米)和细砂岩(0.25—0.05毫米)。对于砾岩,还应注意观察其颗粒形状,颗粒外形呈棱角状者是角砾岩,系圆状或次圆状者为砾岩。其次,看碎屑岩的矿物成分(碎屑颗粒成分和胶结物成分)。砾岩类的碎屑成分复杂,分选较差,颗粒较大,一般不参与定名;砂岩,主要矿物成分有石英、长石和一些岩石碎屑。在碎屑岩中,常见的胶结物有铁质(氧化铁和氢氧化铁)、硅质(二氧化硅)、泥质(粘土质)、钙质(碳酸钙)等。铁质胶结物多呈红色、褐红色或黄色。硅质最硬,小刀刻不动。钙质滴稀HCI起泡。弄清楚了结构和成分,就可为碎屑岩定名。例如,碎屑矿物成分以石英为主,其含量超过50%,长石和岩屑含量均小于25%的砂岩,叫做石英砂岩。也可按其胶结物命名,如可称某岩石为铁质石英砂岩。碎屑岩中可见化石,但一般保存较差。
火山碎屑岩的鉴别比较困难。因为,它在成因上具有火山喷发和沉积的双重性,是一种介于岩浆岩与沉积岩之间的过渡型岩石。常常是以其成因特点、物质成分、结构、构造和胶结物的特征来区别于碎屑岩。
2、粘土岩的肉眼鉴定
鉴定粘土岩的主要依据是其泥质结构。粘土岩矿物颗粒非常细小,肉眼仅能按其颜色、硬度等物理性质及结构、构造来鉴定。它多具滑腻感,粘重,有可塑性、烧结性等物理性质。若是纯净的粘土岩,一般为浅色的土状岩石。层理是粘土岩中最明显的特征,因此,人们就按粘土岩层理(倘层理厚度小于1毫米称页理)及其固结程度进行分类,将固结程度很高、页理发育,可剥成薄片者称作页岩。页岩常含化石。粘土岩中以页岩为主。将那些固结程度较高、不具页理,遇水不易变软者称泥岩。最后,再根据颜色与混入物的不同进行命名,如可称作紫红色铁质泥岩、灰色钙质页岩等。
3、化学岩和生物化学岩的肉眼鉴定
此类岩石中分布最广和最常见的有碳酸盐岩、硅质岩、铁质岩和磷质岩,尤以碳酸盐类岩石分布为广。有无生物遗骸是判断属于生物化学岩或是化学岩的标志。化学岩成分常较单一。它们多为单矿物岩石,故此,可按其矿物的物理性质进行鉴定。
化学岩具有化学结构,即结晶粒状结构和鲕状结构等;生物化学岩具生物结构,即全贝壳结构、生物碎屑结构等。
综合上述,在观察和描述沉积岩时应注意:
要描述岩石整体的颜色,区分岩石是碎屑结构、泥质结构或结晶结构和生物结构等;
据其矿物成分、颗粒大小及颜色上的差异,观察岩石的层理,注意层面上波痕、泥裂等构造特征;
要描述组成岩石的主要矿物、碎屑物及胶结物等成分。
对砾石的形状、大小、磨圆度和分选性等特征要描述,并要确定胶结类型,以及胶结程度。
对沉积岩命名时应遵循“颜色+胶结物+岩石名称”的法则。此外,还需注意沉积岩体形状、岩层厚度及产状、风化程度、化石保存情况及其类属。
(三)变质岩的观察与描述
我国区域变质岩系十分发育,时代自太古宙到期中生代均有出露。其变质岩石类型十分复杂,主要有片麻岩、粒状岩石(变粒岩、浅粒岩)、片岩、千枚岩、变质硅铁质岩、大理岩、变质铁镁质岩及区域混合岩等。有关原岩建造主要有超基性到酸性喷出岩(包括熔岩、凝灰岩)、硬砂岩、各种沉积岩及不同性质的侵入岩。上述变质岩类均属不同的原岩建成造经受不同时期、不同类型区域变质作用的结果。区域变质作用的主要类型大致可分为地壳演化早期造盾阶段的区域中高温变质作用,及造盾阶段之后与造山运动有关的区域动力热流变质作用、区域低温动力变质作用和埋深变质作用。不同成分的原岩经受不同类型的区域变质作用,在一定的温高压力条件下,形成各具特征的矿物和常见矿物共生组合,并因之分别构成不同温压条件的麻粒岩相、角闪岩相(高角闪岩 、低角闪岩相)、绿片岩相(高绿片岩相、低绿片岩相)、蓝闪石片岩相(蓝闪绿片岩相、蓝闪石—硬柱石片岩相)及次绿片岩相(浊沸石相和葡萄石—绿纤石相)。我国区域层状变质岩系按大地构造运动可分为12期,从太古宙迁西期—新生代喜马拉期变质岩系均有。所以,变质岩系的发生和发展与大地构造环境和地壳演化有密切的关系。在全球构造位置上,我国处于欧亚板块、太平洋板块及度板块的结合部位,地质环境差异较大,发展历史很不相同,因而区域地质各具特色,造成变质岩石类型复杂,岩石相对难以识别。
在野外鉴别变质岩的方法、步骤与前述岩浆岩类似,但主要根据是其构造、结构和矿物成分。这是因为,变质岩的构造和结构是其命名和分类的重要依据。第一步可先根据构造和结构特征,初步鉴定变质岩的类别。譬如,具有板状构造者称板岩;具有千枚构造者称千枚岩等。具有变晶结构是变质岩的重要结构特征。例如,变质岩中的石英岩与沉积岩中的石英砂岩尽管成分相同,但前者具变晶结构,而后者却是碎屑结构。第二步再根据矿物成分含量和变质岩中的特有矿物进一步详细定名。一般来讲,要注意岩石中暗色矿物与浅色矿物的比例,以及浅色矿物中长石和石英的比例,因这些比例关系与岩石的鉴定有着极大关系。例如,某岩石以浅色矿物为主,而浅色矿物中又以石英居多且不含或含有较少长石,就是片岩;若某岩石成分以暗色矿物为主,且含长石较多,则属片麻岩。变质岩中的特有矿物,如蓝晶石、石榴子石、蛇纹石、石墨等,虽然数量不多,但能反映出变质前原岩以及变质作用的条件,故也是野外鉴别变质岩的有力证据。关于板岩和千枚岩,因其矿物成分较难识辩,板岩可按“颜色+所含杂质”方式命名,如可称黑色板岩、炭质板岩;千枚岩可据其“颜色+ 特征矿物”命名,如可称银灰色千枚岩、硬绿泥石千枚岩等。
在野外,还要观察地质体产状、变质作用的成因。比如,石英岩与大理岩两者在区域变质与接触变质岩中均有,就只能根据野外产状和共生的岩石类型来确定。假如此类岩石围绕侵入体分布,并和板岩共生,则为接触变质形成;假如此类岩石呈区域带状分布,并和具片状或片麻状构造的岩石共生,则为区域变质所形成。
对变质岩我们也应描述岩石总体颜色,注意其岩石结构。若为变晶结构,则要对矿物形态进行描述。注意观察岩石中矿物成分是否定向排列,以便描述其构造。用肉眼和放大镜观察可见的矿物成分应进行描述。若无变斑晶,就按矿物含量多少依次描述;若有变斑晶,则应先描述变斑晶成分,后描述基质成分。至于其它方面,如小型褶皱、细脉穿插、风化情况等,亦应作简略描述。在为变质岩定名时,应本着“特征矿物+片状(或柱状)矿物+基本岩石名称”的原则。如,可将某岩石定名为蓝晶石黑云母片岩。
E. 断裂构造解译标志
断裂构造在遥感图像上的空间结构特征和光谱特征是其遥感解译研究的主要内容。断裂构造在遥感影像上无论是以线形、环形还是以其他形状出现,它们都会以一定的空间形态和空间尺度形成自己独特的空间结构; 同时,断裂是构造应力作用的产物,它的形成必将影响到其周围一定长度、宽度、深度的区域,在空间上都会以带的形式出现。由于应力状态的不同及岩性改变而导致的差异侵蚀和差异风化,使得断裂带在遥感影像上形成独特的色调、纹理等光谱特征。
断裂构造在遥感影像上一般以线性构造的形式出现,当然,也有一些断裂带以环形影像特征或其他一些特殊纹理形式出现。它们大多与构造要素有关,具优选方位且能反映一个地区的基本构造格局。虽然遥感图像上的线性构造不全是断裂构造 ( 如地层界线、岩相带等) ,但其中的相当一部分都是断裂构造在遥感图像上直接或间接 ( 如水系、沟谷等) 的反映。在遥感图像上,不同尺度的线性构造构成了一幅空间结构极为复杂的构造景观图像。通过对线性构造的结构图式研究,可以建立具有构造几何学意义的构造线性体模式,为构造序列及其运动学机制分析提供形象逼真的、连续的空间信息。因此,断裂构造遥感影像特征研究大多是从遥感图像上线性构造的研究开始的。线性构造多半以其本身的色线或其两侧地区在影像色调和图形结构上的差异而显示出来,也可以用其本身的特有地形或两侧地貌景观和水系类型的差异而得到显示。断裂构造的影像光谱特征与其他地物一样,也是通过形状、大小、色调 ( 色彩) 、阴影、纹理、图形、位置等直接或间接解译标志表现出来的,对其光谱特征进行全面、科学的分析也是断裂构造遥感研究的重要一环。
( 一) 断裂构造的直接解译标志
1. 岩性地层标志
岩性、地层影像标志被切割或横向错开,以及两套岩层沿走向斜交等现象,都指示断层的可能存在。岩层或其他地质体 ( 如岩体、岩脉、洪积扇等) 被错开的现象表现得比较明显,易于识别。
2. 地质构造标志
( 1) 地质构造的不连续是断裂构造存在的主要解译标志。造成地质构造不连续的原因可能是横断层、斜断层或者是走向断层,前者比较容易识别,如发现褶皱、断裂等构造沿走向发生突然中断、错移,说明它们又被横断层、斜断层错开了。有时在一系列平行排列的连续背、向斜中,发现两背斜之间缺失应有的向斜,或者两向斜之间缺失应有的背斜,这说明有走向断层的存在,但这种构造的不连续必须细致观察分析才能觉察到。
( 2) 构造破碎带的直接出露。规模大的断裂带形成构造破碎带,它们表现为负地形、含水性、植物生长茂盛等特征,在遥感影像上显示出断续延伸的线状影像特征。断裂破碎带内常会见到构造岩、构造透镜体,平行、雁列或共轭的劈理或节理密集带或派生构造。
( 二) 断裂构造的间接解译标志
1. 水系标志
水系的分布、类型、疏密、流向等特点受断裂的影响和控制比较明显。水的影像在遥感图像上比较突出,水系解译是构造解译的重要标志。断裂构造主要水系解译标志有:
( 1) 河流、湖泊、沼泽等水体被切断、错移或宽窄突然变化。
( 2) 格子状、角状等水系是受区域断裂构造控制所造成的,而对口河、倒沟状等特殊水系类型则是断裂存在的水系标志。
( 3) 许多水体,如湖泊、沼泽、泉等,断续沿一条直线分布。
( 4) 线状排列的河流异常点 ( 段) 。如新疆叶城一带昆仑山多条河流出山后一律向左拐的改流点,都反映断裂构造的存在。
( 5) 河、湖、海岸线局部出现的直线或折线延伸的陡崖,海蚀崖定向延伸的岬角、石岛等。
( 6) 一系列河流在某一直线上出现异常现象,如直线、折线河段和直角状急转弯河段 ( 如金沙江石鼓河段) ,长而直的峡谷,河道突然加宽或变窄等。
2. 地貌标志
( 1) 山脊线、阶地、夷平面、洪积扇等地貌要素的错动。如一系列平行的山脊沿走向在某一条直线上突然同时中断或错开,这条中断或错开线可能为一断层。
( 2) 断层三角面、断层崖的存在并呈直线状断续延伸一定的距离。
( 3) 两种截然不同的地貌景观呈较长的直线相接,如山区和平原之间成直线分界( 图版 12) 。
( 4) 呈线状展布的低洼地形。如平直延伸较远的线状沟谷或深切沟谷; 呈线状展布的溶蚀洼地、落水洞、坡立谷; 呈线状分布的长条形洼地、断陷盆地等。
( 5) 山间洼地和山前冲积锥、洪积扇呈直线状排列。
( 6) 线状分布的垄岗地形。断裂带的岩石被硅化,或者有酸性岩脉侵入时,由于抗侵蚀风化能力较强,常形成垄岗状地形。
( 7) 许多重力现象,如滑坡、泥石流、崩落等,成串珠状排列在一条直线上。
3. 色调标志
主要指遥感图像上出现的各种色调异常线、色调异常带、色调异常面。在光谱特征上,断裂带与两侧块体之间存在着明显的差异,在没有松散沉积物覆盖的情况下主要表现为两种基本形式: 一是线性的色调异常,即断裂带的色调与两侧的岩层色调不同; 二是两种不同色调的分界面呈线状延伸。因为具备这两种光谱特征的地物不一定都是断裂 ( 如山脊、道路等) ,所以,在遥感图像上确定断裂的存在还必须在此基础上对岩性、水系和整体地质构造进行全面的综合研究。例如著名的郯庐大断裂、阿尔金断裂等,在卫星图像上都有清晰的色调异常带。在热红外图像上,断裂带表现为明显的色调异常带,这是由于断裂破碎带极易风化富含有机质,造成植被的生长和含水量的集中,使地面辐射温度异常而在热红外图像上产生明显的色调异常; 在干旱和潜水面埋藏较浅的地区,破碎带易风化而构成线状负地形,在 SAR 图像上形成阴影,非常明显。大型断裂破碎带改变了地物的波谱反射率,再加上断裂带内土壤、富水程度及植被生长情况不同,从而表现为明显的色调异常带。色调异常面沿某一线性界面,两侧的色调 ( 或色彩) 明显不同。在第四系沉积物覆盖区,有的呈直线状的两种不同深浅色调区的界面,这是隐伏断裂的表现,我国平原地区许多隐伏断裂都是根据这样的标志,配合物化探或钻探资料解译出来的。
4. 植被、土壤标志
在干旱地区,若植被沿带状分布,或若干绿洲排布在一条直线上都指示可能有断裂存在。这是由于断裂带极易风化成土且地下水比较丰富,有利于植物生长,因此呈带状分布的植物遥感影像特征非常明显。另外,由于矿化作用、潜水或地表水的渗透侵蚀改变了断裂带内土壤成分,在遥感图像上产生土壤异常影像,使之与周围土壤具有不同的色调及影纹结构的差异。在干旱地区,这种土壤异常也能形成沿断裂带分布的盐碱土。
5. 岩浆、地震活动标志
呈线状展布的多个火山机构、侵入岩体及矿化带、蚀变带等,以及呈线状、弧形分布的地震区或地震带,都是解译隐伏断裂的重要标志。
综上所述,断裂构造的解译标志很多,应注意综合分析,寻找多方面的解译标志互相印证,以提高解译的准确性。
F. 建立地质解译标志
建立好地质解译标志是遥感技术成功的重要一步。在解译中,分别对地层、岩浆岩、构造、矿产和环境等方面进行了解译标志的逐步建立。在初译阶段,仅能按已有地质资料、常规经验和理论初拟解译标志,特别是地质资料与影像有明显出入的部分要进行较深入分析研究,提供野外重点研究解决。
(一)地层解译标志
在研究区内,极浅度变质岩区和正常沉积岩分布区,地层解译标志比较明显。在色调、纹形图案方面多呈现为带状或线条状,易于确定不同地层的分带、分区及地层界线划分等。当有河流横穿的情况下,岩层三角面是比较清楚的,即可判断和测出地层产状。这样,即能在地层剖面选位上取得成功。如在恰尔隆一带石炭系—二叠系剖面、库斯拉甫一带泥盆系—二叠系剖面和侏罗系—白垩系剖面等的选位和完整测制上起到了重要的指导作用,促成了该地区地层研究程度的提高。
(二)岩浆岩解译标志
在西昆仑复合造山带内,岩浆岩呈大面积分布,遥感识别标志明显。在高山区,冰蚀地貌(角峰、刃脊和冰川谷)特别发育,水系组合呈放射状及(半)环状,在中-深切割区,呈岩基产出的岩体分布区多出现格子状组合水系或“之”字形水系。岩体与侵入围岩(混合岩、矽卡岩、角岩)间的界线解译比较困难,但岩体与围岩的不整合界面则易从色调和纹形图案差异加以识别。
(三)构造解译标志
在遥感解译中,构造部分线性信息和断裂是最特征、最易掌握的。褶皱构造只限于正常沉积岩区有较佳效果,即褶皱构造解译难度随着变质程度的加深而增大。
1.褶皱构造解译标志
在褶皱构造解译中,有直接标志和间接标志两种。直接标志是构造层或亚构造层的不连续沉积界面的控制,这可与地层解译同步完成,并通过岩层三角面测得产状以区分背斜和向斜褶皱。间接标志是从与岩层走向平行的山脊与河流的关系来判定,在通常情况下,山脊与同侧河流平距相对窄的一面为反向坡,相对宽的一面为顺向坡。
2.断裂构造解译标志
断裂构造的解译标志较多,也分直接标志和间接标志两种。在研究区中高差不大和基岩裸露较多的地带,存在有部分直接标志明显的断裂构造,掩盖区则多为间接标志。
直接标志的特征有岩石的色调线性反差、断层三角面、断裂界面(或断裂缝)、岩层走向的几何角交切和错位等。
间接标志即为地貌标志。由于断裂带的易碎性、相对软弱的特性即会在地貌上出现与断裂相关的几何型构造水系和断裂两侧的岩性差异产生的地貌反差而呈现出遥感影像的分区和分带。遥感影像分区常与大地构造单元划分相吻合。例如青藏高原与新疆塔里木盆地影像分区即同青藏大陆和塔里木大陆分区相吻合,其间的盖孜-库斯拉甫断裂带即为分区断裂。其他的断裂判别标志多依赖于几何形态的平面展布水系,其标志主要有:①掌状水系;②多个沟尾水点(断层泉)直线式或雁行式排列;③近直线状组合水系(对头沟、反向沟);④U形倒流水系或倒欠流向水系;⑤“之”字形或直角式几何拐弯水系;⑥沙漠区水系的整齐消失或湿地的带状(串珠状)分布。
G. 断裂带的解译标志
断裂带(fault zone)亦称“断层带”。由主断层面及其两侧破碎岩块以及若干次级断层或破裂面组成的地带。在靠近主断层面附近发育有构造岩,以主断层面附近为轴线向两侧扩散,一般依次出现断层泥或糜棱岩、断层角砾岩、碎裂岩等,再向外即过渡为断层带以外的完整岩石。
此外,现代地震震中区的线性分布及泉水(尤其是温泉)出露,是活动断裂存在并在近地质时期活动强烈的可靠依据。
在遥感影像的地质解译中,断裂与线性构造的解译效果最好。活动断裂一般切割较年轻的断层,尤其是水平错动显著的活动断裂,不仅线性平直,而且图像上可以看到地层和地貌形态的扭动。
活动断裂判读标志归纳为以下几点:
(1)活动断裂线性影像清晰,多为断层槽或断层垭口,断裂的最新活动则可从切割的最新地层或被切割冲沟的变形规模加以识别。
(2)根据断层线上断层三角面和断层崖的规模及断层阶地,断层线一侧出现的冲、洪积扇的排列形态和规模,
扇中扇的现象等判读测量断裂活动的垂直位移分量大小。
(3)水系、沟谷、山脊线通过断裂带时发生同步拐弯,则是判读断裂活动的力学性质和断错位移量的重要
标志,根据被断错沟谷、水系的长度和位移量的不同,可以分析活动断裂的不同时期的活动规模,并结合地质体的年龄资料求出滑动速率。
(4)根据判读标志进行野外验证、采集测年资料样品研究断裂的活动规模、位移量和滑动速率,是对断裂进行分段研究和进行工程地质、地震危险性评价的依据。
综上所述,断裂、线性构造的解译标志是多种多样的,应注意综合分析,寻找多方面的解译标志相互验证,以提高解译的准确性。
H. 遥感解译标志
线性构造和环形构造是本次遥感地质解译的重要内容,对构造破碎带、蚀变带、火山机构的解译将作为地质图上的补充或佐证。
1 .线性构造解译标志
本区线性构造解译的主要标志概括如下:
(1)具有明显的线状影像色调,色彩异常,包括色调或色彩异常线、异常带;
图4-4-1 安徽东南地区TM影像(7、4、3波段)示意图
(2)地层(根据沉积地层、变质地层、火山地层的解译标志而推测的地层界线)横向错位、走向斜交、不连续,以及其他地质体错位等;
(3)山脊错位、断开,呈线性展布的低凹负地形或冲沟谷地;
(4)水系类型沿某一界面发生突变,河谷异常点、段。
2.环形构造解译标志
环形构造大都与热隆起、热动力中心、古火山机构、隐伏岩体有关,它们通常以色调异常、地貌特殊形态(如环状山脊、环状沟谷、盆地)、圆状或环状水系等标志体现出来。
3.构造破碎带、蚀变带解译标志
在评价区中,构造破碎带的解译标志主要反映在北东向断裂及与之平行或斜交的次级构造破碎带上,地形地貌上多表现为负地形或起伏不大的丘陵地带。由于岩石受地质作用力的影响而破碎,使得其两侧为连续的山体地形。但有的破碎带经后期改造和蚀变后又以正地形特征显示。评价区内的蚀变带一般表现为负地形沟谷,只是硅化较强的才组成正地形,而且易与同一岩性的围岩相区别。它们的影像色调一般较浅,水系不发育,影纹也较围岩细腻。
4.火山机构解译标志
卫片TM影像中火山机构表现出极为明显的环状影像,同时具备放射状、环状水系特征。评价区内发育的火山机构圆形或椭圆形,中心多为低凹的负地形显示。有些火山机构顶部表现为桌状平台,色调深暗,容易区分。实际上,火山机构属于环形构造的一种,但它具有特殊的地质意义,故单列出来。
I. 其他地质解译标志
(一)土壤、植被标志
土壤与当地的松散沉积物有关版,松散沉积物与母岩有关,植被发育在他们上权面,他们有很密切的相关性。地质解译可以通过对土壤、植被的相关分析,推断其下伏基岩的性质。基性和超基性侵入岩风化土壤较贫瘠,并含有不利植物生长的成分,植被发育较差。中酸性岩浆岩风化后形成亚粘土和粘土,土壤肥沃,裂隙水较多,植被和经济林多。碳酸盐岩风化地区,土质贫瘠而薄,加上缺水而植被发育不良。因而植被的类型不同,植被的局部异常(繁茂或空白)都可为地质解译提供信息。当然这要具体情况而定,并且应当引入有关地植物学的知识。原苏联曾利用在金伯利岩筒上植物因含氮、磷、钾较多而比较繁茂的标志来找寻金刚石矿床。植物的选择性生长,也是地质找矿的一种标志和依据(参阅第九章)。
(二)人类活动标志
古代与现代的采场、采坑、矿冶遗址、碴堆是找矿标志。耕地的排布反映地形地貌特征,如火山口周围耕地呈环状布列。村落与耕地密集程度反映当地土壤的宜耕性,地下潜水的供水情况等。