利用地質(zhì)遙感技術(shù)識別地質(zhì)構造

  遙感技術(shù)在許多地質(zhì)工作中已經(jīng)成為不可缺少的手段，并使地質(zhì)調查工作發(fā)生著(zhù)革命性的變比。應用遙感技術(shù)可以迅速獲得大量豐富的大面積的地表(包括大氣層)信息，為地質(zhì)制圖、礦產(chǎn)資源的勘探、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)調查等服務(wù)。其中巖性和地質(zhì)構造的識別是遙感地質(zhì)解譯的基礎，其他地質(zhì)解譯都是在這兩者的基礎上進(jìn)行的。

 

  地質(zhì)體和地質(zhì)現象的產(chǎn)生和發(fā)展是錯綜復雜的。然而任何地質(zhì)體或地質(zhì)現象，都具有其本身的電磁波特性，即不同性質(zhì)的地質(zhì)體和地質(zhì)現象的電磁波特性是不一樣的，這樣我們就可以根據這些電磁波特性的差異來(lái)識別地質(zhì)體和地質(zhì)現象的屬性。遙感圖像就是對地表及地表以下一定深度地質(zhì)體和地質(zhì)現象電磁波諾特性的記錄，而它們的差異在圖像上就構成各種影像信息（色調和圖形）。因此，可以根據遙感圖像上色調和圖形信息的差異來(lái)識別地質(zhì)體和地質(zhì)現象的屬性，這就是遙感圖像的地質(zhì)解譯原理。

 

  地質(zhì)體和地質(zhì)現象均經(jīng)歷了千百萬(wàn)年內外應力的塑造，才呈現為現今的地貌形態(tài)和水系型式，使我們可以由它們和地質(zhì)體相互依存的關(guān)系推證巖性和構造，尤其是活動(dòng)構造，以及某些被掩蓋的地質(zhì)特征。遙感圖像在解譯巖性、識別構造和監測地質(zhì)災害等方面能發(fā)揮很大作用。航空像片可以區分巖性，劃分地層，解譯構造細部效果好，衛星圖像則長(cháng)于解譯巨型構造。 在區域地質(zhì)調查中，用遙感方法可以快速而準確地獲得大面積區域內大量地質(zhì)信息，因而使工作效率和精度大大提高。由于遙感圖像從宏觀(guān)上細致地反映了地質(zhì)構造、地貌、水文、植被和人類(lèi)經(jīng)濟活動(dòng)等各種信息，所以在找礦、水文地質(zhì)調查、石油普企、地震地質(zhì)調查，以及水利、道路、港口等工程地質(zhì)勘測和環(huán)境地質(zhì)調查等等許多地質(zhì)工作中，應用遙感技術(shù)都取得了很好的效果。

 

  遙感對地質(zhì)構造的識別有特殊的意義，大型區域性地質(zhì)構造在地面調查中，測點(diǎn)不可能過(guò)密，因而不能窺其全貌。而遙感影像從幾百米、幾千米的空中或幾百千米的空間獲取的信息，利于從客觀(guān)上把握區域構造總體特征。當巖石出露條件好時(shí)，還可從高分辨遙感影像上量測其產(chǎn)狀要素，特別是人跡罕至的地區，更顯得重要。從遙感影像上識別地質(zhì)構造，主要內容包括：識別構造類(lèi)型，有條件時(shí)測量其產(chǎn)狀要素；判斷構造運動(dòng)的性質(zhì)。

 

  1.水平巖層的識別 在低分辨率的遙感影像上不容易發(fā)現水平巖層的產(chǎn)狀，這是由于水平巖遭受侵蝕后，往往由較硬的巖層形成保護層，且形成陡坡，保護了下部較軟的巖層。在高分辨率遙感影像上可發(fā)現水平巖層經(jīng)切割形成的地貌，并可見(jiàn)硬巖的陡坡與軟巖形成的緩坡呈同心圓狀分布，硬巖的陡坡具有較深的陰影，而軟巖的色調較淺。

 

  2.傾斜巖層的識別 在低分辨率遙感影像上，可以根據順向坡(與巖層傾斜方向一致的場(chǎng)面)有較長(cháng)坡面，逆向坡坡長(cháng)較短的特性巖層的傾向。當順向坡和逆向坡幾乎相等時(shí)，可以確定巖層傾角在45°左右，傾向則不易確定。傾斜巖層經(jīng)過(guò)溝谷的切割，在高分辨率遙感影像上常出現巖層三角面(包括弧形面、梯形面)，這時(shí)，根據巖層出露的形態(tài)及其與地形的關(guān)系，可確定巖層的產(chǎn)狀。

 

  3.褶皺及其類(lèi)型的識別 在遙感影像止，褶皺的發(fā)現及其類(lèi)型的確定是建立在對斯性和巖層產(chǎn)狀要素識別的基礎上的。在進(jìn)行影像分析時(shí)應注意不同分辨率遙感影像的綜合應用，即光在分辨率較低的影像上進(jìn)行總體識別，確定褶皺的存在，特別是一些規模較大的褶皺的確定，然后對其關(guān)鍵部位采用高分辨率影像進(jìn)行詳細的識別，確定褶皺的類(lèi)型。

 

  褶皺構造由一系列的巖層構成，這些巖層的軟硬程度有差別，硬巖成正地形，軟巖成谷地，因此在遙感影像上會(huì )形成不同的色帶。為發(fā)現褶皺構造，首先就要確定這些不向色調的平行色帶，選擇其中在影像上顯示最穩定、延續性最好者作為標志層，標志層的色帶呈圈閉的圓形、橢圓形、橄欖形、長(cháng)條形或馬蹄形等，是確定褶皺的重要標志。在中低分辨率影像上能反映出大的褶皺，而在高分辨率遙感影像上，不僅能發(fā)現較小規模的褶皺，而且還可以確定其巖體層的分布層序是否對稱(chēng)重復，具體產(chǎn)狀要素，這是確定褶皺存在的重要認識，特別是在高分辨率遙感影像上觀(guān)察標志層在轉折端的形態(tài)，有助于識別褶皺的存在及褶皺的類(lèi)別。

 

  4.斷層及其類(lèi)型的識別 在影像上不能直接確定地層的新老，但可以觀(guān)察到巖層的傾向。當逆向坡(陡坡)向外、順向坡(緩坡)向內(向軸線(xiàn)傾斜)時(shí)是向斜構造；逆向坡(陡坡)朝內(面向褶皺軸)，順向坡(緩坡)朝外時(shí)(遠離褶皺軸)，是背斜構造。當巖層的走向不是很連續時(shí)，逆向坡往往形成地形三角面，這在遙感影像卜是比較直觀(guān)的。通常，斷層在沒(méi)有疏松沉積物覆蓋的情況，在遙感影像上都有明顯的特征。

 

  斷層是一種線(xiàn)形構造，在遙感影像上表現為線(xiàn)性影像。它基本上有兩種表現形式：一是線(xiàn)性的色調異常，即線(xiàn)性的色調與兩側的巖層色調都明顯不同；二是兩種不同色調的分界面呈線(xiàn)狀延伸。當然，具備這兩個(gè)影像持征的地物不一定都是斷層，如山脊、較小的河流、道路、渠道、堤壩、巖層的走向、巖層的界面，等等，因此，除了這兩個(gè)基本影像特征之外，還必須對斷層兩側的巖性、水系和整體地質(zhì)構造進(jìn)行研究，才能確定是否是斷層，特別是在高分辨率的遙感影像上，可以通過(guò)對地層的鑒別確定斷層，如地層的缺失和重復，走向不連續使兩套巖層走向錯斷、斜交等，這對于判斷與巖層走向一致或角度相近的斷層是重要的標志。在具體確定是否存在斷層時(shí)，必須把影像的基本特征與巖性及整個(gè)構造結合起來(lái)考慮。

 

  在遙感影像上，還可對斷層的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析。壓性斷層，最常見(jiàn)的影像特征是呈波狀的線(xiàn)形展布，規模較大，有較寬的擠壓破碎帶，斷層線(xiàn)常成為色調分界面，并且伴隨出現與之平行的一系列斷裂，形成構造透鏡體。壓扭性、張扭性斷裂，兩者平面形態(tài)相似。常呈微弱的舒緩波狀的線(xiàn)形影像，兩側伴有“人”字形分支斷裂。區分這兩種斷裂，需進(jìn)行區域地質(zhì)構造較全面分析和一定的地面工作。扭性斷裂，表現為比較平直、光滑的線(xiàn)形影像，延伸較遠，兩側巖層錯位，伴有牽引現象。張性斷裂，一般延伸不遠，寬窄變化較大，平面上常呈鋸齒狀或“之”字形的河谷。

 

  5.活動(dòng)斷裂的確定 在斷裂性質(zhì)的研究中，尤其應注意活動(dòng)斷裂的確定，因為它與人們的生活建設最為密切。

 

  活動(dòng)斷裂除了具備上述斷裂構造的影像特征以外，還具備以下幾方面特征：山形、溝谷的明顯錯位和變形；山形走向突然中斷；山前現代或近代洪積扇錯開(kāi)；震中呈線(xiàn)形排列，活動(dòng)頻繁。

 

  必須指出的是活動(dòng)斷裂往往具有繼承性，它是在老斷裂的基礎上發(fā)展起來(lái)的，但同時(shí)又有新生的斷裂。應注意線(xiàn)性影像的清晰程度及相互的切割關(guān)系。在遙感影像上確定兩條(兩組或兩組以上)斷裂的新老關(guān)系時(shí)，名斷裂總是被新斷裂切斷。