什么是地质解译标志
A. 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。
B. 地质路线调查精度要求时什么啊
一般要求
5.2.1 工程地质测绘采用比测绘精度要求大一级比例尺的地形图作外业底图。
5.2.2 在进行过同比例尺(或更大比例尺)的区域地质和水文地质调查的地区,工程地质测绘应充分利用已有资料和遥感解释成果。
5.2.3 实测地质体的最小尺寸一般为相应图上的2mm,对具有重要意义的地质现象可夸大表示。测绘的地质、地貌界线必须实地勾划或根据遥感解释界线通过野外核定,允许误差范围在图上不大于2mm。
5.2.4 正式测绘前,首先应实测地层剖面,建立地层柱状剖面,划分工程地质岩组,确定填闻基本单位。制定工作细则,以统一工作方法与技术要求,保证测绘成果质量。
5.2.5 系统的路线观察是沙漠及沙漠化地区工程地质测绘的主要方法。观察路线一般沿工程地质条件变化最大方向布置,在沙丘(沙山)起伏较大、地面通行条件差的地区可顺沟谷方向布置。
5.2.6 观察点布置要日的明确,一般应布置在各种工程地质界线(地层、岩组、地貌单元和地质构造线等)和各种工程地质现象处,具有较好的控制性和代表性。
5.2.7 选择代表性的典型地段,用“重点地段法”对沙丘移动变形、水土流失、斜坡稳定性等进行较大比例尺测绘。
5.3 遥感图象的应用
5.3.1 基本要求 来源:www.yantushi.com
5.3.1.1 沙漠地区利用遥感图象解译是确定沙漠地貌与工程地质现象的有效手段之一,可减少野外工作量。提高工作效率和成果质量。
5.3.1.2 遥感图象的解译工作应先于工程地质测绘,并贯穿工作的全过程,使其成为设计编写,野外工作布置,室内资料整理和报告编写等工作的组成部分。
5.3.1.3 通常应用的遥感资料是航摄象片和卫星图象。应尽量选用不同时间,不同波段的遥感图象。为适应专题研究需要,应搜集不同时期的航、卫片,或者专门飞行拍摄,并将航摄象片和卫星图象应用结合起来。
5.3.1.4 遥感成果应充分用于野外观测路线和观测点的布置,观测点线的控制指标要根据沙漠及沙漠化地区的地质条件,工程地质条件的复杂程度和遥感图象可解译程度来定。
a.解译效果较好的地区:主要地质体、沙漠分布和工程地质界线在图象上能连续追索和圈定。地质观测则以检验解译成果为主,补充搜集遥感影象难以获得的资料,观测点定额可减少30%~50%,其他技术定额也可适量减少;
b.解译效果中等的地区:主要地质体、沙漠地质现象、工程地质现象和工程地质界线不能全部地在图象上连续追索或圈出,则观测点定额可减少10%~30%;
c.解译效果较差的地区:各种地质体解译效果不明显,图象上难以确切圈定出主要地质体和地质现象的界线,观测路线长度和观测点只能适当减少。
5.3.2 解译内容
遥感图象解译内容,应密切结合沙漠地区工程地质调查的实际需要和已有遥感资料的片种、比例尺、可解程度来定,主要解译下列内容:
5.3.2.1 划分沙漠地貌形态类型,确定地貌单元界线,辨别微地貌类型,分析微地貌成因。
5.3.2.2 确定区域地质构造轮廓,判别棵露和隐伏的主要断裂和节理裂隙密集带的分布位置和发育规律,解译新构造活动在影象上的表现、活动方式,为区域地壳稳定评价提供依据。
5.3.2.3划分岩、土体不同岩性和不同沙漠及沙漠化岩性类型的分布范围。
5.3.2.4 解译滑坡、崩塌、泥石流、沙丘、沙漠化、人工采空区等不良工程地质现象的分布、规模和形态待征,对其危害程度和发育趋势作出初步评价。
5.3.2.5 解译植被生态类型、分布和覆盖度。
5.3.2.6 解译各种水文地质现象,重点是与工程地质关系密切的现象,包括湖、水库等地表水体,现代河流(溪)的分布、渗没段及古河道、沼泽、盐渍化,泉、泉群、地下水溢出带等。
5.3.2.7 利用多时相(不同时间)航卫片,进行对比解译,研究地质现象动态,对其发展和影响程度作出初步评价。
解译重点:
a.沙丘、沙漠化的动态变化;
b.滑坡、崩塌、泥石流的变化;
c.湖泊消失,湖泊、河道变迁,地下水露头变化;
d.植被生态变迁。
5.3.3 沙漠及沙漠化土地的遥感解译标志
沙是具有强反射的物质,一般在航片或卫片上都以浅色调出现。
5.3.3.1 沙漠 来源:www.yantushi.com
a.新月形沙丘:形象轮廓形态清晰可辨,—般呈月牙形,迎风坡微凸而平缓,背风坡下凹而较陡,两翼顺着风向延伸,沙丘脊线呈弧形,呈白-银白色彩;
b.抛物线沙丘:形象上似一抛物线形,翼角所指方向为逆风向,迎风坡平缓而凹进,背风坡陡峭而呈弧形凸出,呈白-灰白色调;
c.鱼鳞状沙丘(群):沙丘呈群体分布,丘间地不明显,前一个沙丘的迎风坡坡脚即为后一个沙丘背风坡坡麓;沙丘两翼顺风向延伸与前方沙丘迎风坡相连,形成沙丘间与风向平行的沙埂,航片上沙埂脊线构成白色的“网格”,沙埂所圈的凹地呈灰-灰白色调的“斑块”;
d.金字塔沙丘:形态呈角锥状,外观似金字塔,它本身排列方向不与任何一种风向相平行或垂直,而是具有不同方向的脊线和三角斜面,形象上脊线尖棱呈涡轮状纹形;
e.梁窝(蜂窝状)沙丘;梁窝状沙丘是在风向均匀,风力相等的条件下形成的多向沙埂,其外围为洼地,总体形似梁窝状,形象上同鱼鳞状沙丘有相似之处,仅梁窝状沙丘中间的沙窝较深,沙埂色调为白色,而沙窝则为灰白色调; 来源:www.yantushi.com
f.沙垄:沿主导风向呈线性延伸的沙丘为沙垄,形象上沙垄的两侧坡度大致相等,中脊线深圆,向阳坡呈白色色调,背阴坡呈灰色色调,按沙垄与风向的关系,平行为纵向沙垄,垂直为横向沙垄。
C. 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。
D. 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
E. 解译标志的综合利用
遥感图像地质解译是依据人们对客观事物认识的实践经验,通过各种手段和方法,根据成像规律和地质体的波谱特性和形态特征去观察、辨认各种地质体的影像特征,通过分析影像特征了解地质体与影像之间的内在联系,达到认识地质体属性与特征的目的。
根据以往的经验,在进行地质解译时应强调解译标志的“色与形”、影像特征的“微细差异”、解译标志的“综合利用”及“局限性”“多变性”,反复实践,积累经验。
1.全面观察各种解译标志
解译标志是反映地质体属性的综合影像特征,并具有多变性、地方性和局限性。因此,要全面观察和认真总结工作区的解译标志,力求从复杂多变中找出一些具有相对稳定和普遍意义的解译标志。
全面观察,既要抓住主要的影像特征,又不可随意放弃未经分析的微细影像差异,它往往可能正是区分某些地质体的标志,还应加强对地质体与影像特征之间内在联系的研究。目前涉及的影像特征、解译标志主要还是对地质体表面现象的感性认识,还不能完全说明这些特征、标志与地质体之间的内在联系及地质控制因素,所以在具体解译时出现规律性差、局限性大而影响解译质量和解译标志在区域上的指导意义,弄清影像特征与地质体之间的成因联系,找出反映地质体的物质成分、物理化学性质有关地质控制因素,从而能通过表象掌握更确切而丰富的地质内容,更好地排除非地质因素的影响,乃是遥感地质的一个重要研究课题。例如,川南上三叠统须家河组煤系地层的砂岩层,由于茂密的松杉树覆盖在黑白航片上呈黑灰色宽条带,其间的含煤组由于多耕地而成浅灰色窄条带。从地质内因上来分析这个影像特征,可知是由于砂岩层的长石砂岩透水性好、含钾高,易于松杉树生长,而含煤组泥岩质软、透水性差,宜作耕地。把形成影像特征的地质内因研究清楚,就可以深入了解到地层的岩性特征和含煤组段的发育状况,从而获得一些在影像上未能直接反映出来的地质现象,使解译工作由表及里,逐步深化。
全面观察的重点还在于综合分析。应注意观察、分析、判断各地质体在特定环境下出现的各种现象及其在图像上的反映,从而去认识地质体的本质属性。如广西某地硅质岩在图像上呈浅灰色色调、缓丘地形、坡面光滑、水系不发育、植被稀少等特征。其色调和地形特征与硅质岩本身一般呈现暗色、质地坚硬、不易侵蚀的岩性特征是矛盾的,如何解释呢?原因是此处的硅质岩虽坚硬但层薄且节理发育,极易破碎而形成平缓地形和光滑的坡面,而不同于一般硅质岩所形成的尖峭绝壁,松散而干燥的残、坡积物质坡面具较高反射率而在图像上呈浅灰色调;节理发育使得岩层透水性强而不形成地表径流,也可说明岩石坚硬不易被侵蚀;植被稀少反映该岩层不能形成较好的土壤层,不利于植被生长。显然,岩层易碎掩盖了岩石坚硬的性质而出现平缓的地形,而易破碎又突出了硅质岩层薄及节理发育的特征。水系及植被标志则进一步反映了该岩石不易风化,少土壤层。在南方湿热气候条件下本应是灌木丛生,植被茂盛,而该区植被稀少,反而成了异常突出的解译标志,它明显地反映了此地硅质岩的岩性特点。由此可知,色调、地形、植被、水系等标志均为“表”,而岩石性质、层理特征及节理发育才是“里”。只有通过由表及里、去伪存真地观察和综合分析影像才能正确认识地质体外部表现与内部本质的联系。所以,解译时切不可忘记各解译标志间的相互内在联系。
2.加强对解译标志的综合分析
分析解译标志的目的在于排除干扰、去伪存真、由表及里去认识地质体的各种外表和内涵特征。
如在进行水系分析时,要灵活理解不同水系型式的形成条件(成因)、所处构造部位并了解其代表的地质含义。例如,均匀水系(树枝、网状)反映的是均质地质体,而定向水系(放射状、环状、向心状等)往往反映构造方向、岩石节理或穹隆、构造盆地等特殊的构造部位。水系类型往往取决于岩性、构造、岩层产状、地形等因素,并可因其主导控制因素的改变而发生变化。水系分析应着重分析水系间的相互集结、密度间隔、分布特点,从而确定水系类型并注意受构造控制的水系发展的方向变化、调节和异常,以作为构造解译的基础。
3.因地而异地总结区域性的解译标志
在一定的地质、地理条件下,性质相似的地质体由于其物质成分、结构构造、物理、化学特性等差异以及所处外部条件不同,在遥感图像上表现为不同的图像特征或解译标志,解译时应注意总结其区域性特征——不同气候区(北方干旱区、南方湿热区)、不同覆盖区(土壤、沙漠、黄土、植被、冰雪)、不同岩性区和不同构造单元的解译标志。
4.重视解译标志的野外验证
解译标志的建立依赖于遥感图像分析,而正确地分析要重视各阶段的野外验证及多种技术手段的紧密配合,在强调遥感技术的先进与优越性时,切不可忽视地面地质工作的作用,更不能取代或取消它。地面观察既可证实解译成果,又可丰富和深化解译标志,不断提高解译水平。不应完全依赖室内解译的成果,只有经过反复实践、反复认识,在积累一定经验后,才可适当缩减地面检查比例和放宽观察路线。
解译标志的地方性很强,随地质、地理条件而异,在引入其他地区时应谨慎。由于地质环境、自然景观复杂多变,不全面分析有关背景材料和正确运用区域性解译标志,很容易出现多解和误判,使图像解译成果与区域地质构造格架极不协调。
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. 影纹图案
遥感图像上的地物,其细节不外由点、斑、线、纹、垅、链、格、栅等影纹所组成。并有规律地重复出现而构成各种图案(图5-6)。影纹图案是地物的形状、大小、色调、阴影、小水系、植被、微地貌、环境因素的综合显示。影纹图案可以宏观地反映大面积出露的某一种地物(如某一种岩类)。如贵州省峨眉山玄武岩常成为“蠕虫状”影纹特征。它可以作为二叠纪峨嵋山玄武岩的一种岩性解译标志。有时两个大的地质构造单元,由于岩性、构造的不同,地质历史的不同(如一侧强烈抬升,一侧拗陷),使得大区域地形地貌特征也不同,在小比例尺遥感图像上,就会显示为两个影纹图案的差异,所以它也是地质解译标志之一,但常被忽略。常见的影纹图案有:①条带状(图版31),如由岩层层理构成的条带状影纹。②网格状(图版32,33)。这是与区域性两组或多组层理、裂隙、冲沟等地物组成的影纹。③环带状,是由圆、椭圆形地物组成的影纹。④垅状。硬的岩层、垅岗、沙垅、冰碛堤组成。⑤链状。新月沙丘链是典型链状(图版34)。⑥斑点状和斑块状(图版35、36)。大比例尺航片上的树林常成斑点状,而细碎的田块则成斑块状。TM、MSS图像上华北平原的村落也是斑块状的。
图5-6 遥感图像的花纹图案
H. 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。
I. 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。
J. 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。