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1、遥感地质学遥感地质学 一、影响岩性影像特征的主要因素 岩石成分和结构构造因素 岩石的物理化学性质因素 1、岩石的颜色 2、岩石的可溶性和粗糙度 3、岩石的湿度 4、岩石的透水性 5、岩石抗侵蚀性 岩石所处的自然地理环境 地形和水系类型因素 植被和表土覆盖情况 灰岩、白云岩风化后，残留的粘土层较薄，且重酸性，植物 不甚发育 砂岩风化后形成砂土，多生长灌木和针树 页岩风化后形成粘土，植被发育，有利于阔叶树生长 基性、超基性岩浆岩土壤贫瘠，加之含有较多的稀有元素，植 被一般不发育 中酸性岩浆岩风化后形成亚粘土或粘土，土壤肥沃，植物茂盛 二、沉积岩的解译 沉积岩的波谱特征及其色调特征 对于沉积岩的波谱
2、特征,岩石的矿物成分和岩石风化面的颜色 是最关键的因素。一般情况下，以浅色矿物为主，岩石风化面颜色 较浅的岩石，其反射率偏高，色调较浅；以暗色和杂色矿物成分为 主，三价铁胶结物较多，岩石风化面颜色较深的岩石，其反射率偏 低，色调较深。 沉积岩的图形特征 沉积岩的主要构造特征是成层性，具有层理，因而在各种遥 感图像上，普遍呈现为条带状、条纹状。即为深浅不同的色调、水 系、地貌的直线形曲线形的相似形条带。 沉积岩岩性解译 PDF 三、岩浆岩的解译 岩浆岩的波谱特征及其色调特征 超基性、基性、中性和酸性岩浆岩岩石的波谱特征有明显规律可 循。 超基性基性中性中酸性酸性碱性 暗色矿物多少 浅色矿物少多
3、岩石反射率低高 像片上色调深浅 黑色深灰灰浅灰灰白白 岩浆岩的图形特征 侵入体的形态，主要有圆形、椭圆形、环形、似长方形、团块 形、透镜状、串珠状、分枝状、不规则块状、脉状等。 时代较新的火山岩，由于火山机构保存比较完整，它们往往以 醒目的图形：锥形、舌形、放射状、环状、桌状和平台状等类型 展现在图像上。熔岩面上还可见到绳状流动构造和纵向、横向冷 却裂沟。 岩浆岩岩性解译 PDF 文 四、变质岩的解译 变质岩的波谱特征及其色调特征 一般情况下，正变质岩的波谱特征和色调特征与岩浆 岩相近，副变质岩的波谱特征和色调特征与沉积岩和部分火山 岩接近。决定变质岩波谱特征的主要是矿物成分。 变质岩的图形特
4、征 正变质岩在图像上具备岩浆岩和变质作用产物的双重影像 特征。例如：侵入岩体的块状图形背景上叠加了许多细断续线 纹或肠状线纹，这些线纹往往具有明显的方向性，它们和围岩 的断续线纹走向一致。 副变质岩在遥感图像上具备沉积岩和火山岩与变质作用 产物的双重影纹特征，即沉积岩的图形类型加细断续条纹条带 ，或复杂的回曲状条纹条带。 变质岩岩性解译 五、地层分析 地层解译的工作程序 1、在前人资料或野外踏勘基础上，选择标准解译地层剖面 层序完整、构造简单，接触关系清楚，岩性组合和厚度具有代 表性并少覆盖的地段 影像清晰，解译标志明显 有航空像片像对，以便进行立体观察。建立影像地层单位时， 需要进行详细的分
5、析、对比、分层、立体观察 尽量有野外实测剖面资料。最好所选择的影像地层剖面位置， 与野外测制的地层剖面位置一致，减少野外地层剖面测制的工作量 2、室内建立地层影像标志 3、野外验证，反复对比，进行修正 4、进行区域地层解译，最后勾绘地层界线，完成区域地层解译图 影像地层划分依据 1、影像地层层位关系 2、影像特征 3、地层不整合 4、影像标志层的利用 5、工作任务与要求 地层角度不整合的解译 1、区域性产状不同的新、老两套地层相接触，走向斜交；或同一地 层在不同地段分别与不同时代及产状的其它地层相接触，接触面产状与上 覆新地层产状基本一致。 2、较老地层中的构造形迹、岩脉、侵入体等，被上覆新地
6、层截然掩 盖；上下地层构造线方向、褶皱形式、褶皱断裂发育程度明显不同。 3、上、下两套地层变质程度不同 4、不整合面上、下层位具有不同的地貌景观或水系特征。 5、有时，从图像上还可直接看到不整合面上由上覆地层的底砾岩形 成的小陡坎 6、因不整合面是一个古剥蚀面，还可能保留古风壳，在大比例尺航 片上，可看到色调与老地层是逐渐过渡的，与新地层却截然分明。 PDF 文 一、岩层产状判断 水平岩层的影像特征 此处所说的水平岩层泛指倾角小于5度的岩层。它 们在图像上呈现的影像特征随地形切割程度不同而异。 在地形遭受强烈切割的地区，由于下伏岩层同时剥 露，层理构造显示出来，在图像上表现为由不同色调或 微地
7、貌条带围绕山包或山梁，呈封闭的环带状图形，各 岩层面的露头线与等高线形态相似，依地形情况不同， 可组成同心环状、贝壳状、花边状、指纹状、脑纹状等 纹形图案。水平岩层在地貌上常形成方山，它们与沟谷一起可组成十分壮观的方山峡谷地 貌景观。若水平岩层由软硬相间的岩石组成，其山坡、 谷坡常呈阶梯状形态。 PDF 文 如果只看封闭的轮廓，易认为褶皱，这时应该注意它 的产状，看各岩层是否按等高度出露，尤其在沟中应注意 追索层面的产状。 梯田与水平岩层的区别 地层的界线是互相平行而连续的，梯田不连续也不 平行 地层之间，各层的色调灰度，在横向上变化不大， 而梯田横向上变化明显 地层影像线密集，中间明暗相同，
8、梯田宽而单一 直立岩层 泛指倾角大于80度的岩层。 在图像上，直立岩层表现为由不同色调或微地 貌组成的平行直线状或微显拐折的近直线状条带影 像,这些条带不受地形起伏的影响，其延伸方向即为 岩层的走向。坚硬的直立岩层地貌上常形成平直的 长条山脊；而软岩层则形成平直的槽沟；若岩层软 硬相间，则常形成沟脊相间平行排列的所谓“肋状 ”地形，对称型U型谷。 倾斜岩层 泛指倾角在5-80度的岩层。 在地面遭受切割地区的图像上，倾斜岩层表 现为由不同色调或微地貌条带组成的一系列平行的 连续拐折的半弧形或折线状影像。因而呈现为各种 各样的图形。 在倾斜岩层发育地区的图像上，常常构成单 面、猪背岭地形，坚硬的陡
9、倾斜岩层，在地貌上常 形成猪背岭, 缓倾斜或中等倾斜的岩层，则常形成 单面地形,不对称沟谷。 1、倾向解译 利用岩层三角面估计产状 在图像上要注意岩层三角面与地形三角面、断层三角 面的区别： 地形三角面：是由水流切割地形而造成，不代表地层 产状，无构造意义。 断层三角面：是由于山区断层一盘强烈上升，水流深 切上升盘岩石，形成三角陡崖。 岩层三角面：是水流切割倾斜岩层，使地层形成了三 角面形状。在遥感图像上同一层面的露头线上的任意山脊点 和其相邻的两沟谷之间用直线相连所得的三角形平面。 岩层倾向与坡向相反 三角面尖端指向河流上游，岩层倾向上游 岩层倾向与坡向一致 A、当岩层倾角大于地形坡角时，岩
10、层三角面尖端指向下游， 岩层倾向下游。 B、当岩层倾角小于地形坡角时，三角面尖端指向河流上游， 岩层倾向下游。 利用单面山进行判别 坡顺层面 顺向坡水系近于平行且较稀 河谷顺倾向 地形较缓 坡反层面 逆向坡水系方向性差，呈扭曲状，密度大 沟谷分叉多，河谷顺节理、断裂发育 产状陡 PDF 文 2、倾角估计 目估法 利用立体镜目估产状可获得定量的数据 地形图法 a、首先在图像上选好待测的岩层三角面，然后转绘到地形 图上 b、在地形图上选择同一层面上高度相同的两个点A、B及与A 、B不等高的第三点X c、连接A、B的直线就是岩层的走向线,过X作AB的垂线XZ， XZ就代表岩层的倾向 d、在AB线上截
11、取线段YZ，使其长度等于X与A、B间的高差 h，连接XY，夹角就是岩层的倾角。 二、褶皱构造解译 褶皱构造的解译标志 1、色调、图形标志 图像上表现为由不同色调的平行状条带所组成的闭合图 形。由于形成条件不同，有圆形、椭圆形、长条形以及其它不 规则图形等多种形态，并具有明显的对称性。 总之，不同色调，带状图形对称重复出现。 2、岩层三角面和单面山地形标志 岩层三角面对褶皱构造解译有着重要意义。我们知道， 两翼岩层产状的有规律变化往往是判断褶皱形态的依据，而直 观的标志是岩层三角面尖端指向的相背或相向，也就是岩层三角面尖端相向或相背分布时，可说明褶皱的 存在。 单面山地形的对称分布也可判断褶皱的
12、存在。因为正常 褶皱的两翼，倾向坡总是相对或相背分布。 PDF 文 3、岩层对称重复出现 图像上岩层的对称重复主要表现为色调或色带的对称重 复出现，其次，当岩层出露宽度大，岩性差异明显时，也能通过 地形组合、水系花纹图案的对称分布反映出来。 4、转折端 转折端是判别褶皱的重要标志，转折端的存在是岩层弯曲 的表现，这种岩层条带的转弯，形成封闭或半封闭的转折端特点 ，在小比例尺图像上成为褶皱构造的主要解译标志，尤其是在图 像上判断背斜、向斜时十分重要。背斜是外倾转折端，向斜是内 倾转折端。褶皱转折的岩层产状反映到地形上，常常表现为一坡 陡，一坡缓的类似单面山地形，缓坡在外侧为外倾转折端，缓坡 在内
13、侧为内倾转折端。 5、特殊的水系标志 与褶皱有关的水系型式是由特定的地形引起的。如向斜盆 地形成向心状水系，穹窿则易形成放射状水系；而且正常褶皱的 两翼往往有对称或相似的水系型式；转折端部位则常发育收敛状 的或撒开状的水系型式。 PDF 文 确定背斜、向斜的解译标志 1、岩层产状标志 正常情况下: 背斜两翼岩层三角面尖端指向相对，单面山缓坡朝外倾 向斜两翼岩层三角面尖端指向相背，单面山缓坡朝内倾 2、转折端标志 从组成转折端的岩层产状 背斜转折端的岩层倾向一律向外倾斜，外倾转折端， 向斜转折端的岩层倾向一律向内倾斜，内倾转折端。 根据转折端的单层影像的出露宽度 背斜：由内向外，岩层出露宽度则由
14、宽变窄内宽外窄， 向斜：由外向内，岩层出露宽度则由窄变宽内窄外宽。 从组成转折端的岩层形态 背斜：内层色带转折较尖，外层色带转折较圆缓 内尖外圆， 向斜:内层色带转折圆缓，外层色带转折较尖 内圆外尖。 转折端处水系特点 向内收扰的多为向斜，从一点向外散开的多为背斜。 3、地貌、水系标志 背斜：多数是正地形，有放射状水系 向斜：多数是负地形，有向心水系 (三)褶皱类型的确定 1、正常褶皱：两翼岩层向相反方向倾斜的褶皱 直立褶皱 以褶皱轴部为中心，向两翼岩层对称重复出现，表现为色调或 色带、地貌、地形组合、岩层、裂隙、水系花纹等对称重复，同一高度 上两翼岩层出露宽度相同或相似。 岩层三角面或单面山
15、地形沿褶皱轴线分布，形态相似。 背斜成山，向斜成谷，或向斜成岭，背斜成谷，褶皱两翼岩层 倾角近似，可出现对称的地形特征。 斜歪褶皱 褶皱两翼相同高度上岩层出露宽度不同，一翼宽，一翼窄。 岩层三角面形状在两翼表现不同，缓翼三角面尖端较尖、长， 陡翼三角面尖端较宽、短，甚至成直线状条带。 褶皱两翼不对称。 2、倒转褶皱 两翼岩层同向倾斜，并沿某一界面两侧三角面的形态有明显差别 两翼岩层三角面尖端和单面山缓坡指向同一方向。若三角面尖端 指向一致，图形完全相似，则属等斜褶皱。转折端处层序正常。 易将等斜褶皱误判为单斜构造，可追索转折端，注意岩层出露宽 度，和岩层三角面形态差异。 PDF 文 3、短轴褶
16、皱 岩层圈闭，平行的色带呈环状或椭圆状，岩层有规律地向四周或 朝向色环中心倾斜，转折端圆滑，可单个出现或成群出现，包括穹 窿构造和构造盆地。 4、箱状褶皱 5、叠加褶皱 两组不同方向的褶皱相交，晚期褶皱改造早期褶皱，同时又为 早期褶皱所控制，形成“横跨褶皱”，在两组褶皱相交的部位，往 往形成一系列交互排列的穹窿和构造盆地。 早期褶皱轴面被弯曲。早期褶皱受到不同方向的后期再褶皱作 用时，其两翼岩层枢钮和褶皱轴面作为一个褶叠层被同时弯曲，构 成叠加褶皱。该褶皱在图像上具有两个转折端，成 为叠加褶皱最重要的标志。 早期转折端呈尖棱状，且有虚脱和拉断现象；后期转折端呈圆 滑状。 大型褶皱转折端部位存在
17、有其轴面走向横切大褶皱轴而面的小 褶皱，可作为帮助发现褶皱叠加的标志。 褶皱构造的组合形态 1、紧闭型褶皱 在图像上，呈重复、密集的平行条带状图案，是由一系列线状背 斜、向斜相互平行，紧密排列而成，而且定向延伸很远，翼部地层很 陡，转折端部位范围很小，多呈尖棱状，并此起彼伏交错出现。 2、宽展型褶皱 在图像上，呈疏密相间的平行条带状图案，是由一系列平行的褶 皱组成，背、向斜解译程度相当高，为隔挡式与隔槽式，窄背斜，宽 向斜，则为隔挡式，相反，则为隔槽式。 3、平缓型褶皱 在图像上，呈许多单个的或零散分布的环形或同心环状图案。它 们大多是短轴背斜、向斜、穹窿，构造盆地按一定方式组合在一起， 各自
18、彼此分开，互不相连，某些情况下，可以成串分布或斜列分布， 组成雁行状，水系常呈放射状、环状、向心状。 三、线性构造与断裂构造解译 线性影像特征与线性构造 1、线性影像特征 在遥感图像上，凡是具有不同色调和色彩、几何形态的地 形地物的影像呈线性，大体沿一定方向有规律地延伸，称为线性 影像特征。 线性影像特征的因素主要有： 人工原因造成的线性影像特征有：较规则成线状延伸的地 物如：铁路线、公路线、桥梁、运河 由地貌等原因造成天然地形地物 作为地质分界线的线性影像特征 2、线性构造 遥感图像上那些与地质作用有关或受地质构造控制 的线性影像就称为线性构造。 水系分布特征反映的线性构造 A、在遥感图像上
19、出现一个直线状或曲线性的影像 分界面，在这个分界面的两侧，水系的形态特点、疏密 程度、延伸方向、沟谷形态都不同，可以是断层，也可 以是岩性界面。 B、沿某一方向，出现水系发育特殊的地段，河流 的直线发育，成排分布，河流拐点都在一条线上，河流 的一系列异常点、段 地形地貌上反映的线性构造 大型地貌单元的分界线、平直的山脊、沟谷、山前 直线状延伸的陡崖、洪积扇，呈线状分布的负地形，平 直的湖盆、海岸线条等。多受断裂控制。 不同岩性沿平直线段接触构成的线性构造 沿线两侧岩性不同。可以是断层，岩相分界线，也可以 是不整合线。 以破裂带形成的线性构造 以构造破碎带的形式出现，破碎带内发育一组平行、雁 列
20、的或“X”型大大小小的断裂，呈断续延伸，没有明显的 位移。这种断裂因易于风化剥蚀，有时构成线性负地形。 沿断层轨迹分布的线性构造 断层或断层的伴生构造，可以看到较多的断层标志：地 层被错，构造线被截切或拐弯等。 与地壳断裂或深大断裂有关的线性构造 它们的规模大、延伸远，十分醒目。如郯庐断裂带就属 于此类线性构造。 PDF 断裂构造解译 1、断裂构造的解译标志 色调标志 在遥感图像上，沿断裂方向常出现明显的色调异常。 色调异常线：在正常的背景色调上出现的线状色调异常。 深色调背景区中的浅色调线 这可能是断裂 浅色调背景区中的深色调线 地表露头的显示 色调异常带：异常的色调构成有一定宽度的条带 这
21、通常是较大断裂或断裂带的表现。 色调异常面：沿着某一线性异常界面两侧的色调明显不同，这在 第四系覆盖区，常是一些隐伏断裂的表现。 形态标志 断裂的走向的形态：有直线、折线、舒缓波状延长线，线有连 续的、断续的；线型有单条的，也有组合的。 PDF 文 地质构造标志 A、横断层存在的标志：一组岩层或某些线状要素发生位移、错断 B、纵断层存在的标志：构造上不连续或岩层 产状突然改变 C、线状排列的岩浆活动。如一系列火山口呈直线状排列，长条状 侵入体、岩脉、岩墙和温泉的线状延伸。 地貌标志 A、不同地貌景观区呈较长的直线相接。如山区与平原的交界。 B、一连串负地形呈线状分布 C、海岸、湖岸呈近于直线状
22、或不自然的角度转折 D、湖泊群呈线状分布 E、河谷、山脊呈直线状延伸或被切断 F、冲积洪积扇群的顶端处于同一直线上 G、许多重力现象，如滑坡、倒石堆、泥石流等，成串珠状排列 在一直线上，则沿这条线可能有断裂通过。 PDF 水系标志 A、水系类型 格子状水系是严格受构造控制的，此外水系类型沿着某一线性界面 发生突变，也可能为断裂所致。 B、河道突然变宽或变窄，有可能是较年轻的断裂所致 C、水体的局部异常段。如直线河、直宽谷河曲 D、对头沟、对口河的出现 若发现山脊两侧的沟谷隔脊相对，沿一直线发育，甚至在山脊处 切成较深的垭口；或者是两沟谷排列在一直线上，河口对河口汇在一起 则可能是断裂造成。 E
23、、线状排列的河流异常点 一系列的拐弯点、分流点、汇流点、改流点、层宽点、变窄点等 处于同一直线上。 F、地下水溢出点，处于同一直线上 土壤植被标志 土壤异常在图像上表现为断裂带或断裂带两侧色调及影像结构的差 异；沿断裂带可形成植被异常带。 2、断层性质的解译 压性断裂 呈舒缓波状的线性展布，规模较大，有较宽的挤压破碎带 ，断层线成为色调分界面，并且伴随出现与之平行的一系列断 裂，形成构造透镜体。 扭性断裂 表现为比较平直、光滑的线形影像，延伸较远，常以线性 负地形贯穿一系列山地垭口，两侧岩层错位，伴有牵引现象。 张性断裂 断裂线不规则，常呈锯齿状或雁行排列，延伸不远，断裂 走向往往与区域性断裂
24、近于垂直。沿断裂常有岩脉充填，或发 育成转折多变的谷地。 压扭性断裂、张扭性断裂兼具两者的部分特征。 PDF 文 四、隐伏构造的解译 隐伏构造的含义及解译标志 松散沉积物掩盖区的隐伏构造 1、隐伏断裂的解译 色调异常面 线形的形态异常 地貌的线形分界线 水系异常 2、隐伏隆起与凹陷 隆起凹陷 色调浅深 形态圆形、椭圆形团块状 水系 流经隆起区河道变窄，深切河曲 ，水系向四周呈放射状或绕流 流经凹陷区河床加宽，向心水 系或湖泊、沼泽，堆积物为主 基岩区的隐伏构造 1、隐伏断裂的识别标志 成串的岩体、火山机构联成一线，深部大都为隐伏断裂所在。 表层基岩有节理、劈理密集带，或是有雁列式小断裂存在，它
25、们下 部常为较大的断裂。 盖层构造的不连续，局部的阻隔，突然中断现象说明下部有 箱状褶皱。在褶皱紧密部分的下部常有基底断裂所在。 整个地区地表构造简单、岩层产状平缓，但局部出现强烈褶皱或构 造复杂地段，其下可能有隐伏断裂。 2、隐伏岩体 形态：环形、圆形、多边形 色调：因蚀变会引起色调异常 水系：放射状、环状、地表河流沿其边缘绕行 五、活动构造解译 活动构造是指挽近地质时期，即新生代新第三纪以来发生构造活 动的地质构造。一切控制或者改造地貌和水系格局发育特点的构造一般 都是活动构造。活动构造常常引起地震、滑坡、泥石流。 活动断裂解译标志及表现形式 1、色调标志 色调表现为粗细、深浅、长短，隐显
26、不同的线状、带状色调，更 多的是不同色调的界面。在特殊情况下，深色调一侧代表活动断裂相对 下降盘，浅色调一侧代表活动断裂相对上升盘。色调的深浅通常是地下 水多少，植被有无，土层湿度不同等许多因素的不同反射光谱的综合反 映。在特殊情况下，下降盘的地表也可呈白色调，它们是新生盐碱的地 表强反射光谱反映。 2、水系线性异常 平原或盆地区，富水段边界呈直线或折线展布，水系错位，有规 律的迁移，水系呈直线或格状展布，河流的异常点或异常段呈线状展布和演变。 PDF 3、地貌形态异常 地貌单元之间的急剧变化 山地和平原、盆地的交界成直线分布 隆起区与沉降区的分界线 松散沉积区与基岩的分界线 4、其它 第四系
27、松散沉积物被切割、错开 新生代断陷盆地的边界呈直线、折线状展布，说明受活动 断裂控制 洪积扇呈线状分布、串珠状分布 泉水、洼地在山边或山前呈直线展布 一系列断层三角面保存完好的断裂 一些湖泊、沼泽、河流被错断的现象显示十分清楚的断裂 新隆起的解译 1、地貌标志 由于隆起区不断上升，在地貌上总是形成高于四周的高地或山地 。在山区。呈陡峻的山地；在平原区，则常呈平缓的高地。隆起区边 缘的山前，常发育有成排的向外生长的洪积扇，这些洪积扇顶点的连 线，可显示隆起的大致范围。 2、水系标志 隆起区内的河流或穿过隆起区的河流段，形成深切河谷。河流 两岸阶地发育，河床则由宽变窄，甚至消失、断流。隆起区边缓的河 流围绕隆起形成不自然的弧形大弯和废弃的古河道 隆起区的湖泊、沼泽常发生萎缩甚至干枯。隆起区边缓的湖泊 、沼泽，则常发生侧向迁移 大面积的掀斜隆起，也会引起河流侧向迁移，还可引起河流发 生袭夺，形成倒钩状水系。 新凹陷的解译 1 、地貌标志 地貌上常呈低于四周的负地形。凹陷中接受有较厚的新生代 沉积物。凹陷边缘则常发育有成排向内生长的洪积扇。 2 、水系标志 凹陷区内的河流或穿过凹陷区的河流段，多形成自由 曲流，河床加宽，心滩、边滩、牛轭湖发育，形成迷宫状水系，有 的则形成向心状水系。 凹陷区内的湖泊、沼泽增多，出现湖泊化、沼泽化现 象。区内原有的湖泊、沼泽则常不断加宽、加深。
