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遥感地质rbg什么意思

发布时间: 2021-02-09 23:29:55

❶ 什么是遥感地质学

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❷ 遥感地质的简介

遥感是“遥感技术”的简称。它来自英语Remote Sensing, 即“遥远的感知”。用各种探测仪器,从远距离探查、测量或侦察地球上、大气中及其它星球上的各种事物和变化情况,这种与目标不直接接触而获取有关目标的、信息的技术方法称遥感。1960年,地理学家普鲁特首先提出这一术语。遥感技术是六十年代以来在航空摄影、航空地球物理测量等方法基础上,综合应用空间科学、光学、电子学及计算机技术等最新成果而迅速发展起来的。现阶段的遥感技术仍以地球(包括大气圈)为主要研究对象,主要是利用各种物体反射或发射电磁波的性能,由飞机、火箭、人造卫星、宇宙飞船等运载工具上的各种传感仪器,从远距离接收或探测目标物的电磁波信息,从而获得多方面的情况和动态资料。由于这种方法具有覆盖面积大、获取情报速度快、受地面障碍限制小,并能在短时期内连续、反复进行观测等优点,因而在探测自然资源、监视环境动态变化、气象观测、军事侦察等方面都有重要的应用价值和广阔的发展前景。遥感技术系统,一般由遥感仪器(传感器)、运载工具(遥平台)、地面管理和数据处理系统以及资料判译和应用机构等四个部分组成。按运载工具的类型,遥感技术可分为地面遥感、航空(机载)遥感和航天(星载)遥感等。
遥感地质工作的基本内容是:地面及航空遥感试验,发挥适用于地质找矿、地质环境的遥感系统,进行图像、数字数据的处理和地质判释。遥感地质需要应用电子计算机技术、电磁辐射理论、现代光学和电子学技术以及数学地质的理论与方法,是促进地质工作现代化的一个重要技术领域。

❸ 遥感影像的地质解译基本问题

(一)区域遥感地质解译基础

服务于地质找矿工作的区域遥感地质解译是在基础遥感影像图上开展以线、环形构造解译和与成矿有关的岩性地层提取为重点的工作。在遥感图像上进行上述工作在现代技术条件下一般在GIS系统中,采取人机结合的形式开展。通过区域遥感地质解译所形成的成果图件上各种线条实际上是影像地质界线(薛重生,1997)。所谓影像地质界线是指在遥感图像上解译识别出的反映地质单元范围、空间形态和特征的界线。影像地质界线的可解译性取决于图像的信息显示模式、界线类型及区域背景参数。不同地质地理景观区(如沉积岩区、侵入岩区、火山岩区、变质岩区,露头好与露头较差地区等)遥感图像的地质可解译程度及其影像地质界线的解译精度存在一定的差异。理论上,在可解译程度高的遥感图像上对同一级别地质单元圈定的解译界线与野外实际填图结果应是一致的,并高于实际填图成果,特别是一些岩体的界线。另一方面,由于解译和识别工作均在遥感图像上进行,与实际野外填图更具宏观性,同时也带有一定的推断和预测性,因此也允许解译界线与实际界线之间存在差异。因为中分辨率图像上的遥感地质信息对于细分岩性难以准确区别,但却对处于浅隐伏条件下的构造和岩体能有相对清晰的显示。因此,研究不同岩类地质单元填图界线的图像基本信息类型及其信息显示模式(结构模式),对于正确指导地质界线的解译和制定合理的解译规范都是至关重要的。两者之间的差异可通过有选择性的野外实地查证对影像地质界线或实际填图结果予以更正。

(二)遥感图像地质信息的基本模式

在区域遥感地质解译中,影像地质界线是通过不同地物的影像地质信息显示模式鉴别而确定的。而不同地物在遥感图像上的显示模式是不尽相同的,从成因机理上讲,可分为3类显示模式,即光谱模式、纹理模式和景观模式。

(1)光谱模式:是遥感图像的基本信息类型。不同地物,如岩(矿)石的反射光谱存在差异,在遥感影像图上通过不同的色调和亮度显示出来,同一类地物则具有大致相似的影像特征,这种反映某一类地物存在的色调和亮度等影像标志便是遥感图像信息显示的光谱模式,它能够反映岩石单元、地层序列、构造地质体(或单元)等不同地质体空间分布特征,并可能根据其光谱特征确定其成分属性。因此光谱模式是遥感地质填图,特别是岩体和地层、蚀变带等解译的重要基础。

(2)纹理结构模式:是指不同地物(地质体)由于具有不同构造应变特征和抗风化剥蚀能力,而在漫长的内外生地质作用过程下,形成的特征的纹理结构。大到区域性的构造线,小到一般性的线性体等都是纹理模式的表现方式。这种纹理模式是解译线环构造的最重标志,同时对岩性地层等的解译也可起到间接指示作用。光谱模式和纹理模式相结合便形成了由色线、色带、色斑、色块、色环所构成的色-形纹理复合结构。如线理结构(平行式、斜交式、菱格式等)、水系网纹结构、图案结构(菱块图形、菱环图形、占型结构)等一些特殊的影像色调-纹理标志,是遥感地质解译的主要依据。

(3)景观模式:是遥感地质信息分析中的一种间接识别信息,它主要反映的是地理景观特征,如植被及其类型的发育和覆盖状况、地貌地形发育特征、人文特征等,它们是遥感地质解译的辅助标志,同时有些景观标志也能反映出不同的地质体边界属性,对解译具有重要意义。

(三)影像地质界线的基本类型

根据不同岩类区地质体(含正式及非正式填图单位)在遥感影像上的划界特征及其可解译程度,可将影像地质界线分为下列3种类型:

(1)确定性界线:指可在遥感图像上通过影像显示模式直接确定并不存疑问的地物界线。光谱模式和纹理模式中色调和纹理所构成的边界标志对地质界线成因类型或构造属性具有识别和判断能力,可根据影像地层学标志确定界线的层序类型和属性;根据岩体与围岩的色调、形态及三维(立体解译)结构确定岩体侵位边界的产出状态和接触界面的构造属性;根据一些特殊岩性单元及其背景特征确定其边界的地质属性,如岩脉边界、互层岩石单元中的特殊夹层(泥质岩中的灰岩或砂岩,泥质、粉砂质板岩中的变余石英砂岩、大理岩等)、层序地层中的各类构造界面(如构造不整合界面、超覆不整合界面、相叠覆界面等)。在露头较好的地区,解译的影像地质界线一般都是确定性界线,并与野外填图结果吻合较好,甚至精度高于实际填图结果,尽管对其成分特征的准确区分但还需要野外工作的密切配合。

(2)推断性或预测性界线:是指地质单元在影像上存在较明显差异的过渡界线,如色调过渡界线、地貌单元界线、纹理差异界线、隐伏岩体、蚀变区带以及第四系覆盖区等,但却不能显示清晰的边界。这类影像地质界线需要结合其色调、纹理变化状况,推断性或预测性的色绘。也就是说,影像信息的光谱模式或纹理模式及其在空间展布规律可确认其具有地质上的划界意义,推断或预测其应为一类区别于其他的地物单元,但又没有准确清晰的边界,只能根据其空间变化特征进行解译勾绘。但该类界线的地质成因或层序界面属性具有一定的多解性和不确定性,需要通过路线调查验证,对其影像界线的成因机理进行研究并调绘。这种界线反映的地质体是客观存在,但其大部分在野外实际填图工作中实际上更难圈定,该类界线的确定,尽管并非特别精确,但却对地质找矿工作具有重要意义。推断性或预测性界线的确定及其反映的地质信息是遥感地质解译的优势之一。

(3)不可靠界线:指具有一定的光谱模式、纹理模式显示,但其所反映的地物信息很不确定,有时可能是干扰或假的信息显示界线。在多时相或很多景镶嵌的遥感图像中由于对色调处理难以达到该类界线多出现在变质岩区和块状结构的火山岩区,在影像上无明显的识别或划分标志,可供地质解译的信息丰度较低。对这类界线一般根据景观特征(模式)或其他辅助信息并结合地质知识予以推测确定。对于这类地质界线应采用路线穿越调查和现场影像调绘相结合的方法予以野外实地查证和修改。

(四)遥感地质解译的方法

遥感地质解译应始终贯穿于工作全过程,可以从两个方面对遥感图像进行不同程度的判读和解译。首先从过程上看,具体可分为3个阶段,即初步解译、野外验证和综合整理(白朝军,2001)。

(1)初步解译:该阶段的遥感解译工作程序是:根据地质复杂程度(地层展布、构造线方向、岩石类型等)、地貌条件(地貌类型、切割程度等)和侧重解决问题的不同,编制测区遥感解译程度分区图,初步划分遥感影像岩石地层单元,建立不同时代的地层、岩石、构造的解译标志,遵循由已知到未知,由简单到复杂,先构造后地层的原则,在计算机软件支持下人机交互方式逐一进行解译,编制遥感地质草图。解译内容包括地层界线、标志层、特征岩层或岩层组合、断层及线性构造、环形构造、褶皱类型、形态及组合型式;解译侵入体分布形态,侵入关系及岩石类型;解译第四系的分布及界线、成因类型等。

(2)野外验证:在室内解译成果的基础上,要布置地质观察路线进行实地验证。查证的对象以解译过程中的不确定或推测部分为重点。查证过程中观察到的地质现象要及时补充、修改、完善在解译图上,并不断积累丰富不同地层、岩石、构造的解译标志。

(3)综合整理:在上述工作的基础上,结合其他工作结果,进行最终成果图件编制工作,对有疑问的重要地质界线、地质现象、重点研究区域、成矿有利地段及图面不合理地区,充分利用计算机和遥感技术,通过多种图像处理,突出有用信息,抑制干扰信息,最大限度地提取地质矿产信息,丰富图面内容,编制高质量的解译成果图。

从区域上看,则分为总体解译和局部解译,前者主要包括区域性线环型构造、大规模出露的岩浆岩体和特征的岩性地层以及遥感矿化蚀变信息提取(需进行进一步工作)等,通过解译,从宏观上了解和分析区域构造特征和重要地质体的分布情况。通过解译成果与矿床点间相互关系的分析,为总结区域成矿规律、划分区域成矿区带等提供基本信息。后者则是针对特定感兴趣区,将图像切割放大到合适的比例尺后进行的解译工作。主要服务于矿田、大的矿区或矿带的构造、岩性展布特征,发现矿床与其他地质构造要素的相互关系,如确定含矿构造带的延伸问题,矿化蚀变区的色调、纹理特征及其同非含矿区的区别等,以对矿区(带)进一步找矿工作提供指导等。

❹ 遥感地质解译方法

采用传统地质解译抄与数袭字地质解译相结合的工作方法。传统地质解译即影像判读,对遥感图像上显示的色彩、色调、阴影、花纹、水系等直接或间接解译标志进行判读。数字地质解译可以有目的加大或突出图像中的有用信息量,目前应用广泛的方法有线性拉伸、比值运算、空间滤波及主成分分析等。

❺ 区域遥感地质解译

本次研究初步开展了石碌矿区及邻区近660km2范围的遥感地质解释,目的是了解主要构造类型、构造线方向、矿床/矿体和侵入岩的产出与构造的关系,以期为找矿预测提供基础资料。所处理遥感影像数据范围为:东经108°30'~109°15',北纬18°40'~19°20'。该范围位于遥感影像p124r047的范围内,时相为2001年10月1日。

一、遥感图像处理

(一)图像预处理

本次应用的遥感资料为Landsat系列卫星的ETM数据,数据源特征如表9-1,处理软件为美国ERDAS公司开发的ERDASIMAGINE8.7。

表9-1 遥感数据源特征简表

以下为图像预处理所进行的操作:

1.几何校正

几何校正就是将图像数据投影到平面上,使其符合地图投影系统的过程。ETM原始图像只进行了几何粗校正,误差较大,因此需要对原始图像进行几何精校正。使用地图采点模式,对照1∶1万的《海南省昌江县石碌铁矿区地形地质图》(见图3-2)采集控制点,几何校正模型使用的是ERDAS IM AGINE8.7提供的多项式变换。

2.图像分幅剪裁

本次工作由于只涉及遥感图像的一部分,因此需要根据研究工作的范围对图像进行剪裁得到研究区域。本次工作使用的是ERDAS IM AGINE8.7的规则分幅剪裁功能。

3.图像解译

本次研究工作使用的图像解译工作主要有比值变换、主成分分析、图像文件组合等。

4.比值变换(DRAT)

比值(ratio)变换处理是不同波段相同像元点相对亮度值的算术除法运算(divide)。比值处理在减弱消除背景,消除地形、山影、云影等的影响地形阴影,突出目标信息,提高某些特征信息方面有较好的效果。比值变换可以增大同一像元在不同波段中因特征吸收带而产生的差异把均方差拉开。增强图像信息的层次,这种变换关键在于比式的选择。ETM波段在地质上的探测目标见表9-2,解译时我们选用了ETM5/4,ETM5/7,ETM3/1进行合成处理。

表9-2 岩石矿物可见光-近红外区反射光谱起主导作用的离子和基团的吸收谱带

ETM3/1被称为氧化铁指数,提取岩石或土壤中Fe3+含量高低的信息。ETM5/4被称为氧化亚铁指数,提取岩石或土壤中Fe2+含量高低的信息。其原理是:岩石中含量不多的磁铁矿、黄铁矿等含铁矿物即使含量很低,也会降低岩石的反射率,造成矿物岩石波谱中一部分有意义的特征谱带,为识别某些矿物富集带和划分岩石类型提供了依据。从表9-2中可直观地看出含三价铁离子矿物在波谱曲线上有两个明显的吸收带,第一个吸收带位于0.4~0.5μm,相当于ETM1波段,第二个吸收带位于0.8~1.0μm,相当于ETM4波段;在0.6~0.69μm(相当于ETM3波段)附近的反射相对较高。

ETM5/7被称为粘土矿物指数,其原理是:高岭土化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化等泥化蚀变在2.08~2.35μm(相当于ETM7波段)附近有一个较强的光谱吸收带,在1.55~1.75μm(相当于ETM5波段)附近存在较高的反射率(见表9-2)。故粘土矿物指数能够反映地表土壤、岩石的粘土矿物含量特征,粘土矿物指数越大,则粘土矿物含量越高。通过这个指数可以探测与粘土化信息相关的地质作用。

5.主成分变换(principal component analysis,PCA)

主成分变换是一种常用的数据压缩方法,可以将具有相关性的多波段数据压缩到完全独立的较少的几个波段上,使图像数据更易于解译。主成分变换是建立在统计特征基础上的多维正交线性变换,是一种离散的Karhunen-Loeve变换,又叫K-L变换。PCA中每个主成分(PC)是原各个波段线性组合而成,而每个PC上又都存在着信息的增强和归并,不同PC的增强与归并的信息类型也不相同,它与相应的地物波谱特性有关。通常在每一PC中某波段的本征向量的绝对值最大,标志着该PC中反映该波段的光谱特征信息最多,即对该PC图像的形成贡献最大。PC图像的像元的相对亮度值则是几个原分量的相对亮度分别与对应本征向量(即权值)的乘积得出的几个乘积的代数和,经K-L变换的第一组分(PC1)取得方差的绝大部分信息,基本是原各波段的加权和,大体可视为所有分量信息的相对均衡的聚积。依PC2,PC3,PC4,…,PCn信息量逐渐减少。由于地质信息属于弱信息往往存在于变换后的后几个主成分中,因此在K-L变换后通常选取PC4进行分析。

本次研究为减少个别波段的干扰,提高工作效率,采用了4波段的主成分分析法。即用于增强粘土类矿物信息的4个波段采用ETM1、4、5、7,删去ETM2、3波段,避免3个可见光波段同时参与运算,主要是为了排除铁氧化物的干扰,这样在PC4负值图像中,绿泥石等粘土矿物将以浅色调特征突出出来,用于铁氧化物矿物增强的4个波段采用ETM1、3、4、5,避免ETM5、7波段同时参加运算,是为了排除粘土类矿物蚀变信息干扰,结果在PC4中氧化铁类矿物得到增强。

(二)图像文件组合(layerstack)

1.三波段假彩色合成

遥感各波段有着不同的波段范围和不同的光谱特征,其反映的图像特征和主要的地质应用范围也因此有着很大不同,这些由表9-3可查得。单个图层只能反映一部分地质信息,为了在单张图上得到的地质信息量更丰富,层次更分明,地物分辨率更高,需要选用三个波段的图层,分别赋予红、绿、蓝三原色进行彩色合成处理,得到假彩色图像。

表9-3 Landsat卫星各波段的设计应用领域

据美国Chavez最佳指数因子OIF(optimum index factor)的方法,即

OIF=∑|Si|/|Ri|

式中:OIF为某融合方案的OIF因子;i为参与融合的波段数;Si为第i波段〔因子)的标准差;Ri为各融合分量间的相关系数据。

计算可知ETM543,ETM457,ETM741和ETM743方案较佳,另考虑到实际找矿中需要使用近红外波段(参见表9-3),因此本次采用了ETM7(R)+ETM4(G)+ETM3(B)波段合成假彩色合成图像用于岩石地层解译及构造解译。

2.蚀变加强

ETM3/1(氧化铁指数)、ETM5/4(氧化亚铁指数)、ETM5/7(粘土矿物指数),其包含的信息虽可以直接应用,但参量中存在不少干扰或无用信息,只有尽可能地排除这些干扰信息,才能提取出更纯的信息。为了方便识别这些信息,还需要对上面的比值和主成分分析后的图像进行合成。

对于碳酸盐化及绿泥石化类,利用波段比值5比7、3比1、1457波段主成分分析PC4向量负值合成增强图像。由于植被反射光谱在2.0~2.4μm波段处反射率较低,从1.6μm至2.4μm反射光谱曲线呈下降特征,斜率为负;粘土矿物、碳酸盐矿物光谱曲线也呈下降吸收特征,因而植被反射光谱对蚀变矿物反射光谱产生干扰,两者不易区分。所以,在有植被覆盖区粘土矿物指数(ETM5/ETM7)中包含的蚀变信息受到植被信息的干扰,也就是说,粘土矿物指数在增强蚀变岩信息的同时,植被信息也得到了相应的增强,两种信息不易区分。研究区地处粤北山区,林木茂密,因此绿泥石化在合成图中信息受到严重的干扰,无法识别提取,因此本次研究仅将合成图内的蚀变区域作为参考,不作主要研究对象。

对于铁矿化,可以利用波段比值3比1、5比4、1345波段主成分分析PC4向量合成铁矿化增强图像;虽然TM3/1增强铁氧化物类蚀变容易受到植被的影响,但是因为采用3比1、5比4、1345的PC4向量合成图像重点在于褐铁矿化增强,因此影响不是很大。在合成影像图中,深棕褐色区域为蚀变强烈的地区。

二、地质解译

(一)岩石地层解译

本次研究采用航天影像(ETM)进行识别,因其空间分辨率较低,主要依据成因地貌类别和色调差异识别。

该区植被发育程度较高,基岩较少大面积裸露,所以岩性的解译较为困难,但地层的可解度相对较高。在该合成图像上,植被呈绿色、淡黄绿色;水体呈深蓝色;基岩裸露率高、植被稀少而呈现红色为主基调的暖色调,在洋红色波谱上下波动;第四系因为人类活动多而呈色彩斑驳。

通过对比,并参照矿区的地质图,可见已知的铁矿化主要赋存于青白口系石碌群;铜(钴)矿化主要赋存于青白口系石碌群;金矿化主要赋存于长城系戈枕村组;铅锌矿主要赋存于二叠系峨查组等。

(二)区域构造格架解译

1.区域线形构造解译

线性构造是指遥感图像上那些与地质作用有关的或受地质构造控制的线性影像。线性构造具有平直或微弯的直线状形态特征,多半是通过地形、色调、影纹图案、植被以及水系的线性变化表现出来。线性构造的解译标志主要有:①地层、构造、地质体等被错位而不连续;②两种截然不同的地貌景观的较长直线相接;③直线状发育的水系或微地貌(如陡崖);④直线状或微弯曲的弧线状色线或细窄色带,它们常是断层线或断裂带在图像上的显示。

该区的线形构造具有成组成带分布的特点,依展布方位可分为NW、NE、近EW向、SN向四种。近SN向的线性构造往往为NW向的和NE向的线性构造错断,表明其形成较早。

对比已知的矿(化)点分布图发现,矿化与近EW向或NW—SE向和NE—SW向的线形构造关系最为密切,矿化点大都位于这两组线形构造的交叉处附近,表现与这些线性构造很大的相关性。

2.区域环形构造解译

在遥感影像中,以结构或色调形式显示出的大小不同的实心的圆形、空心的环形或准环形或未封闭的弧形影像,并有一定的分布规律,与地质构造关系密切,称之为环形影像、环形体或环形构造。环形构造的解译标志主要有:①不同颜色或不同深浅色调的圆形、近圆形色斑;②圆形、近圆形、椭圆形异常纹形图案区;③出现与周围明显不同的圆形、近圆形、椭圆形异常地貌区,如环状的山脊、沟谷、盆地等;④环状水系。

本区的环形构造较为发育,环与环的组合类型有单环式、套环式、寄生式、卫星式等,环形构造与线性构造的交切关系,有中轴式、切线式、交叉式、弓弦式及内平行式等多种形式(表9-4)。

表9-4 环形构造环与环及环与线的组合形式

对比已知的矿(化)点分布图,可见矿化主要发生在环形影像发育密集的部位,且多发育于环形构造与线形构造组合形式为切线式和弓弦式的部位,即矿化发生于环形影像的周缘与周边位置。

(三)蚀变解译

金属矿物的产出往往伴随着强烈的蚀变,尤其是与绿泥石化及铁矿化关系密切。如第一章 所分析,由于绿泥石化蚀变在遥感图上较易为植被干扰,而本区植被茂密,因此本处主要对比研究铁矿化和矿(化)点分布图的关系。

将铁矿化蚀变图与矿化点分布图叠加可见矿化点大都分布于蚀变异常的区域内或周缘,蚀变强烈的区域,矿化点的分布也较密集。因此,可以通过划定铁矿化强烈的区域来预测矿床可能的分布位置。

三、解译成果

根据遥感影像图初步解译结果,可获得如下认识和成果(见图9-1):

图9-1 石碌矿区及邻区遥感地质解译图(图内白线区域系目前铁矿和金矿的主要采矿区段)

(1)岩浆岩

区内有多期岩浆活动,加里东期、海西—印支期、燕山期、喜马拉雅期对成矿都有影响,但主要是中元古代、海西—印支期和燕山期与成矿关系密切。海西—印支期尤其是晚期的岩浆与区内铁、铅锌矿床的分布关系较为密切;元古宙、燕山期岩浆与区内金矿床的分布较为密切。已知矿点大都位于受岩浆岩侵入地层的边缘位置。

(2)矿源岩

铁矿、铜钴矿的矿源岩主要为蓟县-青白口系;金矿化主要为长城系;铅锌矿主要为二叠系,也可能为后期侵入的岩浆从下部地层萃取的铅锌元素。

(3)控矿构造

区内矿床与构造关系密切。铁矿床主要受NE向断裂与近EW向断裂控制;金矿床、铅锌矿床主要受NE向断裂和NW向断裂控制;断裂的交叉部位控制矿田,两侧的更次一级断裂或构造挤压带形成容矿构造。

❻  遥感地质特性

遥感作为一项高科技越来越受到普遍的重视,特别是像塔里木及其周边地区的自然环境之恶劣,涉及范围之广阔,交通之不便,野外工作条件之困难,地质构造之复杂,资源潜力之巨大,地质矿产调研程度之不足,这些给遥感技术提供了充分发挥威力的空间和起先导作用的条件。新疆地矿局遥感站、新疆石油局等单位,早在二十多年前就着手这方面的研究;1988年国家三〇五项目郭华东等编制了新疆1∶200万遥感影像图;1993年,芮行健、杜品龙等对塔里木及其周边的遥感图像进行了目视判读研究,发现了大角度横穿塔里木沙漠的北北西向断裂构造组,并提出了它是控制深源浅成矿床(如金刚石等)的主要导矿和储矿构造;1993~1996年,由北京市国土资源遥感公司牵头,石油天然气、核工业、有色金属、煤炭和地质矿产等部门联合攻关,完成了塔里木盆地遥感地质综合调查,并于1997年出版了《塔里木盆地遥感地质》专著。

1.6.1西昆仑地区目视判读成果

我们以郭华东编制的1∶200万新疆遥感影像图为基础,局部地段参考卫片和航片,对塔里木周边地区(以西昆仑为重点)进行了目视判读,提出了统一的横跨塔里木两侧的北北西向断裂构造和北东向断裂构造系。

北北西向(塔什库尔干为代表)断裂构造影像有:塔什库尔干、托云—塔木—库斯拉甫、普昌—皮山、巴楚—墨玉、温宿—于田、黑英山—安迪尔、巴音布鲁克—轮台—且末、博斯腾湖—阿牙克库勒湖以及艾丁湖—罗布泊—布斯库勒湖等。

1.6.2昆仑地区目视判读成果

该区范围大致是,东经74°~86°;北纬34°~39°,除去沙漠覆盖区,面积近40×104km2(图1-20)。

图1-20西昆仑地区遥感影像目视判读成果图

Fig.1-20Visual explanation of remote sensing photo in west Kunlun Mts

1—巨型弧线型构造影像;2—北西向直线型构造影像;3—北北西向直线型构造影像;4—北东向直线型构造影像;5—北北东向直线型构造影像;6—东西向直线型构造影像;7—南北向直线型构造影像;8—环形构造影像

该区大致可分三个遥感影像系。

1.6.2.1巨型弧线性遥感影像系

呈向南突出的东西向弧线性遥感影像。东西长大于1000km,弧顶的突出距离约300km,可以清楚地判读出4~6条弧线,它们基本与昆北、科岗、康西瓦、木孜塔格—鲸鱼湖、喀喇昆仑、空喀山口以及班公湖断裂带相吻合。

1.6.2.2直线性遥感影像系

直线性遥感影像可分为6组。

(1)北东向组:苦牙克谷地表现最为突出,向南西延伸至克里亚山口,向北东隐伏在覆盖层之下,长度大于200km,宽约3~20km,谷地和山垭紧相连接,苦牙克谷地深度大于500m,地形图和遥感影像图上非常清晰。该组20多条影像主要发育在判读区东南部。比较突出的还有亚门—喀什塔什—苏克和塔木其—喀拉布拉克等,对铜矿和金矿有明显的控制作用。

(2)北北东向组:恰哈提萨依沟中下游的影像比较明显,一般长15~30km,宽度较窄,该组遥感已判读出十余条,其地质意义尚不清楚。

(3)北北西向组:塔什库尔干谷地表现最为突出,沟深谷陡、山沟及山垭按北北西方向紧相连接。该组影像共判读出30多条,在西部发育更强烈些,有些还充填了新近纪碱性玄武岩,塔木铅锌矿床中的脉状矿体有时也取这一方向。较大的北北西向直线性遥感影像呈等距性,大致间距为40km左右。

(4)北西向组:木吉河表现比较明显,长20~100km,昆盖山也取这一走向。本区共判读出20条,多数与二、三级水系相一致。在西段由于它们有时与巨型弧线性遥感影像的西弧难以区分,但在中段和东段与巨型弧形影像呈大角度相交,就很容易区分。

(5)东西向组:以塔什库尔干河下游表现最为突出,塔什库尔干河为叶尔羌河的支流,叶尔羌河中下游库斯拉甫段连同塔什库尔干河下游均呈东西走向,长150km,宽1~5km,峡谷气势磅礴、雄伟壮观;喀拉喀什河中游的东西向一段长约200km,峡谷两岸层峦叠嶂,东西成行,分水岭皑皑白雪,低山峡谷悬崖峭壁,都是该影像组的基础,又如上其汗河上游的“大十字”地段,由上其汗河上游的南北向主河和分列东西两侧的平直支流组成,上其汗黄铁矿和黄铜矿床就与这一东西向构造有一定的联系。

(6)南北向组:以克里雅河中上游表现较好,影像断续延伸约50km,该组遥感影像判读出十几处,如玉龙喀什河中游、尼雅河上游以及上其汗河等。在克里雅一带,发育了第四纪玄武岩。

1.6.2.3环形遥感影像系

按其形状分为环形、半环形、单环形、套环形和串环形等;论其规模,大者直径大于100km,一般者直径20~50km,小者在10km以下。在航片图上有小于lkm者,在遥感影像上判读出近百处。环形构造所反映的地质问题各不相同:有些是高山湖泊及其湖岸阶地的影像(如民丰县硝尔库勒湖等);有些是小侵入体的外貌(如二虎把门闪长玢岩体等);有些是近代的火山口和火山机构的反映(如克里雅山口火山机构);有些为环形构造和环形沉积小盆地所引起(如和田县布雅煤矿一带),但是多数大型—超大型环形构造,在表浅部位还找不出合理的解释或说明。

1.6.2.4遥感影像的叠加或分解

遥感影像实际上比判读的结果复杂得多。经常可以看到线线相交,环环相扣,线环相串,环线相切,外接圆,内切弧等各种各样的复合形态。从导矿和储矿的角度出发,正是这些遥感影像的叠加或分解地段,有可能成为成矿预测和找矿的有利地段。

❼ 遥感地质模型

一、赋矿岩石地层的影像特征

滇东北地区95%的铅锌矿分布受震旦系灯影组上部、下寒武统渔户村组、上泥盆统宰格组、下石炭统摆佐组及下二叠统茅口组上部五个特定层位控制,赋矿层为白云岩、白云质灰岩、灰岩等。

图5-1 滇东北地区铅锌矿赋矿层特征影像(据ETM7、4、2图像)

图5-1 滇东北地区铅锌矿赋矿层特征影像(续)(据ETM7、4、2图像)

图5-1 滇东北地区铅锌矿赋矿层特征影像(续)(据ETM7、4、2图像)

图5-1为滇东北地区主要铅锌矿区及外围的ETM7、4、2融合全色波段的局部图像,对于矿区范围内碳酸盐岩分布以及构造、蚀变影像变化的研究,具有对比意义。由于图像地面分辨率的限制、岩性出露面积和植被等覆盖影响,仅可进行粗略的对比。

滇东北地区矿床赋存岩性均为碳酸盐岩,根据基本影像格局分类,矿床及外围影像显示以下几种类型:

(一)面状岩溶碳酸盐岩中的矿床

以龙街、洛泽河及火德红矿床为典型(a—c),这三个矿床都位于NE向褶皱断裂带之间的宽缓构造地带,矿床处于大面积岩溶碳酸盐岩中,中泥盆统曲靖组(D2q)及上泥盆统(D3)界面附近。上泥盆统(D3)显示较浅的影像色调和粗大疙瘩状纹形,中泥盆统曲靖组(D2q)显示较深的影像色调与相对细小的疙瘩状纹形。矿床就处在两种影像变化带附近,同时为NW向线性构造与较弱的NE向线性构造交汇区。

另外,火德红与洛泽河矿床所处区域影像色调普遍较暗,纹理较细,并构成隐约环块,这种岩性结构差异引起的影像变化可能为代表了原始沉积小洼地形态。

(二)局部隆起碳酸盐岩中的矿床

根据遥感影像特点,滇东北局部断隆碳酸盐岩中的矿床占重要位置,这类矿床多为以震旦系灯影组、下寒武统渔户村组为容矿层,分布上为断隆(茂租、乐红)或穹隆(金沙厂)。由于出露有限,遥感影像上形成的背景影像特征比较清楚,容矿层显示以色调斑块为特征。

金沙厂容矿层呈浅色调,震旦系灯影组呈块状影像,浅绿色,略显斑点状纹理,下寒武统渔户村组浅绿色间紫色条带,不规则沟系发育,切割较深,影像表面不光滑,斑状结构。外围围岩影像以褐色为主,环绕分布。

茂租、乐红矿床具有类似的影像特征:容矿的碳酸盐岩呈断块状,出露面积小,影像中显示为不均匀的暗紫色斑块,外围围岩影像浅褐色—绿色,纹形图案因岩性变化而不规则变化,乐红地区还呈现不规则环状分带的影像。

(三)紧密褶皱断裂带碳酸盐岩中的矿床

规模强大的NE向褶皱断裂带以及SN向褶皱断裂带控制了滇东北地区主要铅锌矿产的分布,其中多数矿床受次级褶皱、断裂控制。遥感图像中,赋矿岩层的多呈NE、SN方向带状(矿山厂、麒麟厂、乐马厂、长发硐、五星厂、大海韩家村)、狭长状(雨碌、铁厂)展布。

矿区及外围影像比较清楚显示,矿床位置几乎都落于代表两种容矿碳酸盐岩岩性的影像界面附近,伴随有NE向断裂(雨碌铁厂、矿山厂麒麟厂、长发硐)、NE向褶皱转折段(乐马厂、五星厂)和NW向断裂(大海韩家村、五星厂)影像特征。

以上矿床所赋存地层岩性影像有以下基本规律:①矿床位于两种不同的影像单元界面或附近,其界面多显示为断层;②容矿层岩石波谱在TM7显示为明、暗不同的灰度,在ETM7、4、2合成图像上,则显示出可分的两类:震旦系灯影组、二叠系茅口组普遍显比较暗的褐色;下寒武统渔户村组、下石炭统摆佐组显示深—浅紫色为主。

二、已知矿区遥感构造形式

在碳酸盐岩容矿前提下,多数已知矿区遥感构造形式多表现为:处于NE向褶皱-断裂带,或与NW向断裂-线性构造带交汇区域的次级背斜构造和断裂中;穹隆环形、蚀变环形构造内的次级断裂交汇区段。

三、已知矿区遥感信息特征标志

滇东北大中型铅锌矿床形成与定位,受多种条件控制,成矿源场与位场归纳为:①大断裂旁侧的次级断裂、背斜及短轴背斜;②多时代多层位控矿,同一矿床可以出现不同时代的两个含矿层位,岩性为大理岩、白云岩、白云质灰岩,两种岩性频繁变化段;③矿体产状与含矿层基本一致或相交。

对比研究十余个矿床在遥感影像中组合特征,可看出具有一定的规律。矿产地的构造、岩石组合影像类型组合标志总结如下。

(一)成矿源场遥感标志

滇东北遥感断裂-线性构造基本格架由NE向、SN向与NW向构造共同构成,区域性断裂(线性构造)的交汇区往往是大—中型矿床的产出构造部位;铅锌矿床在区域岩石岩性遥感单元中,多位于碳酸盐岩影像体内,靠近边部。

(二)成矿位场遥感标志

矿床产出主要与①NE向褶皱断裂带空间关系密切,定位于次级紧密褶皱的转折端附近,或者褶皱翼部走向断裂影像带;②NW向断裂与NE向或SN向断裂带交汇部位往往形成矿床容矿、定位空间。

(三)遥感蚀变信息

遥感铁化、泥化、碳酸盐化蚀变信息提取试验结果表明,遥感蚀变信息与已知铅锌矿床(点)有一定的关系。

四、滇东北地区铅锌矿遥感地质模型

滇东北地区铅锌矿遥感地质模型可以简述如下:

(一)构造-成矿带

滇东北地区NE—NNE向断裂的扩张与收缩,控制各个时期NE向海盆的展布与配套的褶皱-断裂带形成,扩张与收缩速率差异导致形成NW向同生转换断层及后期压性、压扭性断层。该构造格局控制着NE向为主、NW向为辅的铅锌矿成矿带展布。

(二)矿化集中区

NE向、NW向构造交汇区域,可以形成NW向次级转换盆地,或后期形成穹隆、蚀变“构造热区”,提供矿集区形成的喷流热水沉积环境和热液叠加改造动力条件,形成矿化集中区。

(三)矿床

NE向、近SN向、NW向次级褶皱与断裂为铅锌矿床容矿和定位的重要构造。

以彝良毛坪-龙街地区1∶5万、1∶2.5万及1∶1万遥感地质综合解译结果为例,概括总结滇东北地区铅锌矿遥感地质模型如下:

在1∶5万滇东北地区遥感地质解译图中,放马坝-毛坪-龙街地区发现铅锌矿产地数十处,产出的构造背景为NE向褶皱-断裂带与NW向遥感断裂-线性构造带叠加部位。在区域构造格局中,矿化带与地化异常显示出受NE向与NW向构造双重控制的特征。

在1∶2.5万毛坪-龙街地区遥感地质解译图中,突出显示了NE、NW向构造带对岩石地层及褶皱变形的控制作用。其中,NW向构造带既显示出早期同生构造的特征,又表现出晚期构造变形的特点。早期,沿官家营-极极桥-罗家坪子NW向遥感断裂-线性构造密集带,泥盆系岩性发生明显变化,碳酸盐岩地层与碎屑岩地层NW方向展布,呈指状分支,构成一剧烈岩相变化带,控制着构造带南侧碳酸盐岩与北侧碎屑岩为主的岩性分界;晚期,该NW向遥感构造带又制约了泥盆系为核、石炭系为翼的NE向褶皱(放马坝-白草坪背斜、红尖山-云炉河坝背斜)的空间展布。表明该NW向遥感构造带具有长期活动性质,控制着本区晚古生界以来沉积环境与构造变形,同时也控制了本地区矿化集中区的空间分布。

1∶1万毛坪地区遥感地质解译图更加清晰地反映了在有利岩性条件下,次级褶皱构造与断裂构造对矿区、矿体的控制意义。其中,中石炭统白云岩、灰岩构成的次级背斜转折端及发育的NE向次级断裂控制了红尖山矿床与姜家湾-花苗寨铅锌矿体的产出。值得注意的是在大伙房—大炉上一带,发育有一组NW向遥感线性构造带,该构造带主体在泥盆系—石炭系中分布,切割地层特征不明显,推测可能为同生构造位置,成矿构造与岩性条件良好,可开展深部探矿工作。

❽ 遥感地质解译内容

1. 岩性解译

全区解译出 32 个影像单元,其中影像特征明显、解译标志清楚的影像单元如下:

( 1) 全新世冲积层: 杂色,地势最低,呈肠状或条带状分布于河流及大型沟谷内,蓝—深蓝—黑色区域主要为水体,浅蓝—浅粉色为居民地及河漫滩等,粉色主要为农田、沼泽等。

( 2) 金龙顶子组: 棕褐色,平缓地貌,水系不发育,其上见有四海组基浪堆积环形火山。

( 3) 中更新世黄土层: 色调以绿色为主,低缓地貌,地形起伏较小,山脊不明显,水系为羽毛状水系。

( 4) 军舰山组: 绿色带浅粉色,地形平坦,水系不发育,山脊不发育,靖宇市附近有环形古火山口,温泉镇附近发育有密集树枝状水系。

( 5) 船底山组: 棕褐色,中高山地貌,主脊呈宽 “V”字型,支脊不发育,水系不发育。

( 6) 青白口系: 绿色,高山地貌,主山脊浑圆状,支脊不发育,水系不发育。

( 7) 中太古代花岗闪长质片麻岩: 褐绿—黄绿色,中高山地貌,山脊发育,主脊次尖棱状,延伸较远,支脊尖棱状,多数与主脊呈近直角相交,“V”字型沟谷,沟谷长度较大,极密集树枝状水系。

( 8) Eξ: 绿色,中山地貌,主脊发育,宽 “V”字型,支脊不发育,水系不发育。岩体出露面积约 15 km2,其锆石离子探针方法测定岩浆结晶年龄为 3116 ± 113 Ma,证明敦化—密山断裂在 32 Ma 左右出现一次拉张活动。

( 9) K1nγ: 黄绿色,中山地貌,主山脊次尖棱状,连续性较好,支脊多短小,冲沟“V”字型,山坡凹凸不平,发育密集树枝状水系。

( 10) J2ηλ: 灰绿色,略带粉色,中山地貌,主脊不明显,支脊窄” V” 字型,水系多发育成中等密度型树枝状水系或羽毛状水系。

( 11) J2γδ: 深绿色,中高山地貌,支脊明显,窄 “V” 字型,主脊折线状相接,水系为极密集型树枝状水系。

( 12) P2ξγ: 绿色,中山地貌,主支脊均较发育,主脊次尖棱状,支脊与主脊锐角相交,“V”字型沟谷,水系多发育成中等密度树枝状水系。

( 13) P2ηγ: 浅绿色为主,低缓地貌,次圆状,冲沟 “U” 字型,发育密集树枝状水系或羽状水系。

( 14) P2γδ: 绿色为主,低缓处呈粉色,中山地貌,主脊发育,次尖棱状,支脊次圆状,圆形山包较多,冲沟 “U”字型,发育密集树枝状水系。

2. 构造解译

( 1) 黑石—桦甸断裂带 ( 敦化—密山断裂带中段) : 方向 64°,长度约 53 km,由三条近平行的断裂构成,控制宽度约 10 ~ 13 km,线状影像延伸较远,平直状沟谷,断层崖、断层三角面发育,两侧影像存在明显差异,特别是北段所反映的玄武岩中高山特征地貌非常清楚。

( 2) 大椅山镇—西南岔镇断裂: 方向 57°,延伸长度约 57 km,数条直线状沟谷沿此方向展布,断层崖、断层三角面十分发育,线状影像延伸较远,还发育角状水系,蛤蟆河在李家店村被此断裂破坏,流向发生直角状转弯。

( 3) 八里哨镇—凉水河子镇断裂: 方向 52°,长度约 42 km,解译标志为平直状沟谷,对头状水系,线性影像切割山脊成山鞍。

( 4) 花园口镇—万良镇断裂: 方向 62°,长度约 43 km,解译标志为平直状沟谷,对头状水系,两侧影像略有差异,线状影像延伸较远。

( 5) 老金厂镇北西向断裂带: 方向 300°,在幅内长度约 29 km,大约由三条近平行的断裂构成。解译标志有: 直线状沟谷,对头状水系,断层崖、断层三角面发育,两侧影像不同,北东侧高山地貌,南西侧中山地貌,极密集树枝状水系。经实地验证,证实该地存在多条逆断层和韧性剪切带。区内还解译出很多线性构造,但多发育在岩体内部,在遥感影像图上多表现为直线状沟谷,发育断层三角面,或切割山体成条块状等。同时解译出一些环形构造,这些环形构造全为古火山爆发形成,在影像图上主要分为两类: 一类以大龙湾、三角龙湾为代表,这些环形构造呈圆形—椭圆形,无溢出口,火山口内积水成湖,外沿低平于玄武岩平台; 另一类以四方顶子、吊水壶屯附近的马蹄形火山口为代表,这些环形构造与前者的不同之处在于存在熔岩流溢出口,其内无积水,外沿高出玄武岩平台。

3. 滑坡地质灾害解译

( 1) 任家店滑坡: 位于红石镇松花江东岸,平面呈扇形,影像上可见三个平台和一大一小两个梯形斜坡,滑体主要为军舰山组玄武岩,滑断面由早白垩世小南沟组碎屑岩组成。

( 2) 小红石滑坡: 位于红石镇松花江西岸小红石,遥感影像上有两个平台和一个规模较大的梯形斜坡,滑坡体及崩塌落块主要为船底山组橄榄玄武岩,滑断面由早白垩世小南沟组及土门子组碎屑岩构成。

复习思考题

1. 简述遥感技术在区域地质调查工作中的任务及其技术优势。

2. 区域遥感地质调查可分为哪几个步骤来开展工作?

3. 在开展正式的遥感地质调查工作前,需要收集哪些方面的资料?

4. 在进行遥感数据处理时,应注意哪些问题?

5. 简要说明遥感影像解译过程中,对线、环、块状影像的主要解译内容。

6. 简述在区域遥感地质调查工作中,野外调查分哪几个阶段进行? 每个阶段的主要工作内容是什么?

7. 综合整理阶段需要完成的主要工作有哪些内容?

❾ 遥感地质填图的优点

由于遥感资料具有视域广、信息丰富等特点,因此,在一幅图像上可以观察到很大地表面积,可以从中提取到大量的地质信息,而且由于一些地质体具有稳定的影像特征,便于大范围的对比。因此在区域地质填图中,遥感可以发挥以下几方面作用:

1.提高填图效率

遥感地质填图加快了填图速度,提高填图工作效率:采取将影像特征及详细解译认识(结果)与已有的地质图及其他地质资料进行了详细对比,不仅对与原地质图不一致的地质界线及对属性有怀疑的地质体进行实地调查,而且检查方法也采取以点为主,适量路线追索和穿越,进行重点检查的原则,这样不仅大大减少了野外调查工作量,大大加快了填图速度,而且加强了对重点地质体和重点地段的研究,提高了重点地质体研究详细程度。在1∶25万修测和编图工作中,效果会更明显。

2.提高填图质量

遥感地质填图促进了地质研究的深入,提高了地质研究的详细程度,有利于填图质量的提高。通过试验,不论是变质岩区,还是岩浆侵入岩区的填图单元划分详细程度均有了较大提高:

1)新圈定和重新厘定了一些小面积出露的地质体,如小岩体、岩枝在地质填图中受路线和填图点密度限制可能控制不够,但可通过遥感解译精细填绘(图版Ⅹ—a),出露面积极小的斑岩体容易在地质填图中遗漏,但可通过遥感解译发现后再进行填图检查验证确认。近年来有较多项目证明小岩体及一些地层的遥感影像解译标志还是相当可靠的。

2)遥感影像对第四系不同成因类型、不同地貌单元一般都有清晰的显示。可作为良好的填图单位建立标志。图版Ⅹ—b是不同卫星数据和不同处理方法获得的新疆巴尔努克大断裂一侧塔额盆地边缘第四系冲积层和洪积层的分布特征,并显示出巴尔努克大断裂对盆地边界的控制等信息,尤其对冲积层和洪积层两类地质体的边界有极清晰显示。

3)遥感影像对沉积地层的总体展布、褶曲形态等有良好显示,为野外踏勘、剖面位置选择等提供重要依据。如图版Ⅺ—a的下部遥感影像清晰显示了西部海相地层的褶曲与展布特征,其东的沉积地层与西部海相地层有显著差别,可能为陆相地层。

4)根据影像特征可以对侵入岩体进行详细划分。由于各时代各期次岩体存在一定的岩性、结构差异,而同一序列岩体岩性结构上呈有规律地变化,因此,根据影像特征,对岩体的就位机制、侵入次序和接触关系有较好显示,其图像分析虽然仍有待地面进一步查证研究,但总的来说,这些问题的解译、推断,对侵入岩的调查研究可起到十分重要的引导作用(图版Ⅺ—b)。

5)根据影像特征对中深变质地层进行精细的处理和与解译,提高了变质岩的研究详细程度,过去进行片麻岩填图研究,一般只进行岩性和变质岩相研究,而对于变质岩变形特征较难研究。而遥感影像特征,对变质岩变形特征有极好的显示,如赵福岳等在进行承德幅1∶25万区域地质编(填)图工作中从三屯营片麻岩中分解出变质表壳岩——水厂岩组,从苇子峪片麻岩中分解出密云变质表壳岩组,而且从一些片麻岩中分解出若干深成侵入岩变质片麻岩单元,如从三屯营片麻岩中分解出5个深成侵入岩变质片麻岩单元,同时根据其成因、岩石成分及变形变质特征将其归并为若干片麻岩套。另外,还根据影像特征对原1∶5万填图建立的一些片麻岩套进行分解和归并,并对其分布地区和界线进行了重新厘定(赵福岳,2002)。

6)遥感技术应用,使填图详细程度和编图质量均有了较大提高。由于利用遥感图像提取的构造信息比较丰富,这样可依据不同构造要素的空间组合关系、先后生成顺序及复杂作用关系,可系统总结构造规律,使其更加符合地质作用发生、发展及演化规律。

实践表明,遥感在地质填图工作中可以发挥修正、厘定一些地质界线的作用,也可起到引导对一些地质体深入研究的作用,还可以起指导确定重点研究对象和重点检查路线(地点)的作用,这些都有利于加快填图速度,有利于地质研究的深入,有利于地质填图质量的提高。

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