工程地質(zhì)
利用地質(zhì)遙感技術(shù)識別地質(zhì)構(gòu)造
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時間:2021-10-29 10:02:56瀏覽次數(shù):1525
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(diào)查工作發(fā)生著革命性的變比。應(yīng)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(diào)查等服務(wù)。其中巖性和地質(zhì)構(gòu)造的識別是遙感地質(zhì)解譯的基礎(chǔ),其他地質(zhì)解譯都是在這兩者的基礎(chǔ)上進行的。
地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象的產(chǎn)生和發(fā)展是錯綜復(fù)雜的。然而任何地質(zhì)體或地質(zhì)現(xiàn)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(xiàn)象的電磁波特性是不一樣的,這樣我們就可以根據(jù)這些電磁波特性的差異來識別地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)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(xiàn)象電磁波諾特性的記錄,而它們的差異在圖像上就構(gòu)成各種影像信息(色調(diào)和圖形)。因此,可以根據(jù)遙感圖像上色調(diào)和圖形信息的差異來識別地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)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(xiàn)象均經(jīng)歷了千百萬年內(nèi)外應(yīng)力的塑造,才呈現(xiàn)為現(xiàn)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(gòu)造,尤其是活動構(gòu)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(gòu)造和監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害等方面能發(fā)揮很大作用。航空像片可以區(qū)分巖性,劃分地層,解譯構(gòu)造細部效果好,衛(wèi)星圖像則長于解譯巨型構(gòu)造。 在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中,用遙感方法可以快速而準確地獲得大面積區(qū)域內(nèi)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上細致地反映了地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水文、植被和人類經(jīng)濟活動等各種信息,所以在找礦、水文地質(zhì)調(diào)查、石油普企、地震地質(zhì)調(diào)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(diào)查等等許多地質(zhì)工作中,應(yīng)用遙感技術(shù)都取得了很好的效果。
遙感對地質(zhì)構(gòu)造的識別有特殊的意義,大型區(qū)域性地質(zhì)構(gòu)造在地面調(diào)查中,測點不可能過密,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,利于從客觀上把握區(qū)域構(gòu)造總體特征。當巖石出露條件好時,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(qū),更顯得重要。從遙感影像上識別地質(zhì)構(gòu)造,主要內(nèi)容包括:識別構(gòu)造類型,有條件時測量其產(chǎn)狀要素;判斷構(gòu)造運動的性質(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(xiàn)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(xiàn)水平巖層經(jīng)切割形成的地貌,并可見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(diào)較淺。
2.傾斜巖層的識別 在低分辨率遙感影像上,可以根據(jù)順向坡(與巖層傾斜方向一致的場面)有較長坡面,逆向坡坡長較短的特性巖層的傾向。當順向坡和逆向坡幾乎相等時,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)過溝谷的切割,在高分辨率遙感影像上常出現(xiàn)巖層三角面(包括弧形面、梯形面),這時,根據(jù)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.褶皺及其類型的識別 在遙感影像止,褶皺的發(fā)現(xiàn)及其類型的確定是建立在對斯性和巖層產(chǎn)狀要素識別的基礎(chǔ)上的。在進行影像分析時應(yīng)注意不同分辨率遙感影像的綜合應(yīng)用,即光在分辨率較低的影像上進行總體識別,確定褶皺的存在,特別是一些規(guī)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行詳細的識別,確定褶皺的類型。
褶皺構(gòu)造由一系列的巖層構(gòu)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形成不同的色帶。為發(fā)現(xiàn)褶皺構(gòu)造,首先就要確定這些不向色調(diào)的平行色帶,選擇其中在影像上顯示最穩(wěn)定、延續(xù)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(xiàn)較小規(guī)模的褶皺,而且還可以確定其巖體層的分布層序是否對稱重復(fù),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察標志層在轉(zhuǎn)折端的形態(tài),有助于識別褶皺的存在及褶皺的類別。
4.斷層及其類型的識別 在影像上不能直接確定地層的新老,但可以觀察到巖層的傾向。當逆向坡(陡坡)向外、順向坡(緩坡)向內(nèi)(向軸線傾斜)時是向斜構(gòu)造;逆向坡(陡坡)朝內(nèi)(面向褶皺軸),順向坡(緩坡)朝外時(遠離褶皺軸),是背斜構(gòu)造。當巖層的走向不是很連續(xù)時,逆向坡往往形成地形三角面,這在遙感影像卜是比較直觀的。通常,斷層在沒有疏松沉積物覆蓋的情況,在遙感影像上都有明顯的特征。
斷層是一種線形構(gòu)造,在遙感影像上表現(xiàn)為線性影像。它基本上有兩種表現(xiàn)形式:一是線性的色調(diào)異常,即線性的色調(diào)與兩側(cè)的巖層色調(diào)都明顯不同;二是兩種不同色調(diào)的分界面呈線狀延伸。當然,具備這兩個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,除了這兩個基本影像特征之外,還必須對斷層兩側(cè)的巖性、水系和整體地質(zhì)構(gòu)造進行研究,才能確定是否是斷層,特別是在高分辨率的遙感影像上,可以通過對地層的鑒別確定斷層,如地層的缺失和重復(fù),走向不連續(xù)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,必須把影像的基本特征與巖性及整個構(gòu)造結(jié)合起來考慮。
在遙感影像上,還可對斷層的力學(xué)性質(zhì)進行分析。壓性斷層,最常見的影像特征是呈波狀的線形展布,規(guī)模較大,有較寬的擠壓破碎帶,斷層線常成為色調(diào)分界面,并且伴隨出現(xiàn)與之平行的一系列斷裂,形成構(gòu)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形影像,兩側(cè)伴有“人”字形分支斷裂。區(qū)分這兩種斷裂,需進行區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較全面分析和一定的地面工作。扭性斷裂,表現(xiàn)為比較平直、光滑的線形影像,延伸較遠,兩側(cè)巖層錯位,伴有牽引現(xiàn)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.活動斷裂的確定 在斷裂性質(zhì)的研究中,尤其應(yīng)注意活動斷裂的確定,因為它與人們的生活建設(shè)最為密切。
活動斷裂除了具備上述斷裂構(gòu)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(xiàn)代或近代洪積扇錯開;震中呈線形排列,活動頻繁。
必須指出的是活動斷裂往往具有繼承性,它是在老斷裂的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,但同時又有新生的斷裂。應(yīng)注意線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,名斷裂總是被新斷裂切斷。
上一篇 > 瑞雷波勘探法的特點,可用來解決哪些工程地質(zhì)問題
下一篇 > 野外地質(zhì)工作技巧:辨向、找水、走路