遥感图像岩性解译及地层分析ppt课件.ppt

第九章 遥感图像岩性解译及地层分析 自然界一切地质现象都是通过岩石、地层表现出来，要查明各种地质现象的分布特点以及它们的演化历史，首先必须进行岩石、地层的研究，遥感地质解译首先对岩性解译。岩性解译的内容包括：(1)识别区分不同岩石、地层、产状、相变及其接触关系。(2)建立各类岩石、地层解译标志。(3)圈定每类岩石的分布范围，编制岩性解译图。 自然界的岩石类型多而复杂，它们的波谱特征和空间特征不仅取决于它们本身的成分、颜色、结构构造及其性质，而且受到多种因素的影响，如风化程度、湿度、植被发育程度以及所处的构造部位、自然地理环境等因素影响，使得岩石解译标志既有普遍性，又有不稳定性、可变性、多解性以及模糊性。因此岩性解译难度比较大，需要利用各种解译标志仔细对比，找出差异性综合分析其影像特征加以识别。对于初学者来说，要注意掌握各种岩性典型解译标志及正确的解译与分析方法。 岩性解译主要从色调、形态、地貌、水系、影纹、植被、人类活动痕迹七个标志去识别。,第一节 岩浆岩解译一 岩浆岩光谱特征(一)岩浆岩反射光谱特征 岩浆岩石在0.42.5m波谱范围内的反射率主要取决于岩石成分、颜色及其结构构造。岩浆岩类岩石的颜色(色率)与SiO2含量有关，其成分和色率(表61)。由酸性中性基性超基性Si02含量逐渐减少，即浅色矿物长石、石英含量逐渐减少，铁镁质矿物即暗色矿物含量则逐渐增高，色率逐渐增大，岩石的反射率整体由高变低，规律十分明显。 酸、中性岩石在可见光波段反射率由低逐渐上升，而后缓慢上升，到2.2m以后有下降趋势。酸性岩由于长石、石英液态包体中水分所引起在1.4m、1.9m、2.5m附近有较强的吸收峰。酸性喷出岩(除火山玻璃外)除上述特征外，由于粘土矿物和含羟基OH蚀变矿物所引起在2.2m处有一吸收峰带。中性、碱性岩石除了由水和OH-引起的吸收峰带外，铁镁质矿物相对增多，在0.40.5m有一吸收峰带，在0.81m和1.0m附近有Fe2+、Fe3+离子的吸收峰，当含有一定量磁铁矿时使整个反射率降低，而趋于平直。,表91岩浆岩类岩石色率及反射率,由酸性中性基性超基性Si02含量逐渐减少，即浅色矿物长石、石英含量逐渐减少，铁镁质矿物即暗色矿物含量则逐渐增高，色率逐渐增大，岩石的反射率整体由高变低，规律十分明显。,酸性岩由于长石、石英液态包体中水分所引起在1.4、1.9、2.5m附近有较强的吸收峰。 粘土矿物和含羟基OH蚀变矿物所引起在2.2m处有一吸收峰带。基性岩、超基性岩在反射波谱曲线的斜率较酸性、中性岩体的斜率大，普遍在1.0m处有吸收峰带,基性岩、超基性岩(除辉长岩外)含有大量的铁镁质矿物成分，在可见光波谱段，反射波谱曲线的斜率较酸性、中性岩体的斜率大，而后反射率趋于平稳，普遍在1.0m处有吸收峰带，超基性岩这一吸收峰带更为明显。当含有磁铁矿反射率整个降低，特征吸收峰减弱。超基性岩反射波谱特征变化相对较大一些。 不同成因类型的岩浆岩，由于成分、结构构造不同，其反射波谱特征也有所不同，图6一3是杨柏林等1987把云南前寒武纪昆阳群内花岗岩分为壳型、幔型两类，各测得6条反射波谱曲线，同类成因的花岗岩反射波谱特征相似，不同成因花岗岩反射波谱曲线有明显差别。(二)岩浆岩发射光谱特征 岩浆岩发射光谱特征及其特点取决于岩石成分、结构构造，岩浆岩在814m波谱范围发射光谱特征与SiO2含量有明显的规律性。前已在热红外一节详细论述。,二、侵入岩解译 侵入岩解译较为容易，解译效果也比较好。主要从以下几个方面进行解译： (1)首先是形态特征，尽管侵入岩岩石类型多，具有不同成因、不同时代的侵入岩，但它们都有一个共同的形态特征，在遥感图像上呈圆形、椭圆形、透镜状或不规则的团块状，规模大小不一。(2)与围岩呈侵入接触关系，在遥感图像上反映比较清楚，可看到岩体切割了围岩的层理、片麻理或片理 (3)在大比例尺图像上可看到岩体的原生构造环状节理、放射状节理以及悬垂体、析离体。(4)有些岩体与围岩接触带形成接触式矿体 ，常用采场、采坑，它们可作为识别和圈定岩体边界的标志。,1.酸、中性岩体酸性岩体在岩浆岩类岩石中反射率最高（=3050%）在图像上以灰白一浅灰色色调显示；中性岩体反射率中等（p=1530%）在图像上为中等灰度，因此可根据色调深浅区别酸、中性岩体。它们的地貌特征与其所处的自然地理环境有关。在我国北方地区气候干旱，以物理风化为主，常形成低缓的丘陵地貌，在河南、安徽一带山区，由于流水、冰劈作用反复交替常形成陡峻的山峰和山岭，如黄山、华山等，在我国东南福建、广东一带，岩石裂隙发育，风化、流水共同作用形成低缓的穹窿状丘岗，称为蛋丘地形。酸、中性岩体透水能力较强，在其分布区常形成密度小一中等的树枝状水系，如果风化程度强烈，风化后有残积的黄土发育形成密度较大的水系。风化后的黄土有利于植物的生长 2.基性、超基性岩体 基性、超基性岩体反射率最低（=1015%）,在图像上呈深灰色，灰黑色调，由于含有大量的暗色矿物，易风化常形成负地形。基性、超基性岩体常含有稀有元素导致植被很不发育。此外，岩体受区域深大断裂的控制，多个基性、超基性岩体呈线状展布，如在西藏萨茄幅图像上，沿雅鲁藏布江断裂带分布有几个超基性岩体，呈圆形，灰黑色色调，具有放射状水系，影纹结构较细。,野外地质调查表明，一个岩体往往是一个多期次侵入的复式岩体。不同期次侵入的岩体在成分、结构构造上有所差异， 结构构造差异的岩石反映在地貌形态特征上，细粒结构的岩石多构成峰岭地貌，中粒结构的岩石形成块状地貌，粗粒似斑状岩石多呈现山间盆地地貌特征。因此利用大比例尺航空像片以色调或色彩、影纹、地貌可区分复式岩体中的多期次侵入体。不同期次侵入的岩体,因它们的成分、结构构造的差异，造成地貌、水系、影纹特征的不同，如图6-6中，A为海西期晚期黑云母花岗岩体，呈浅色词,具有放射状水系；B为加里东期的花岗岩岩体，地形较A起伏，两者从色调、地貌上可以区分。它们为侵入接触。又如图6-7中为海西中期花岗闪长岩沿背斜核部侵入到地层C中，晚期花岗岩体B又沿两者的接触面侵入，A与B两者的水系A发育有不同的影纹特征在图像上可以区分。,3隐伏岩体 隐伏岩体的侵入必然以各种方式影响或控制着上覆岩层的裂隙发育以及地表山脊形态、色调、水系、沟谷的发育等，在图像上表现出环形影像特征(见第九章环形构造一节)，通过解译环形构造及其它资料分析；推断隐伏岩体。 4脉岩 脉岩最突出的特点是形态特征，其形态为长条状或线状，成群出现，呈平行状、雁列状、环状、放射状产出。在大比例尺图像上其影像特征十分醒目。按其色调深浅可区分酸、中、基性岩脉。酸性岩脉较坚硬，抗风化侵蚀能力强往往形成正地形，暗色的辉绿岩脉、煌斑岩脉常形成负地形。此外根据脉岩之间的切割关系可判别脉岩侵入的先后次序。,三、火山岩解译 不同时代的火山岩解译效果差异很大，时代越新解译效果越好，特别是第四纪以来的火山岩在图像上易于识别。其解译标志主要有：(1)具有火山机构、火山锥，火山口或者环形岩墙、岩脉、放射状岩墙、岩脉。(2)熔岩形态特征明显，以色调、地貌、水系所表现出来的近圆形或不规则形态，在大比例尺图像上可见到火山岩的流动构造，其影像呈皱纹状、绳状影纹图案。(3)具有放射状水系。如吉林白头山玄武岩、望天鹅玄武岩(图68)，具有明显的锥状地形，在锥顶有火山口，白头山火山口已形成了火山口湖天池，望天鹅玄武岩火山口因河流的溯源侵蚀已到火山口未形成湖泊。两者均以深色色调表现出近圆形形态特征，具有放射状水系。白头山火山岩根据色调可识别出两期，早期为玄武岩，晚期是浅色调显示的粗面岩。内蒙古达里诺尔湖火山群瘤状火山锥地形保存完整，瘤状中心凹下去是火山口，有的火山口呈裂隙状，在图像上很醒目，由近百座火山构成广阔的熔岩流台地。,又如海南岛北部及雷州半岛，广泛分布有第四纪玄武岩，以深色调表现出近圆形特征，火山锥众多，火山口湖星罗棋布，在MSS4、5、6合成的彩色图像上，根据色彩将玄武岩分图6-8吉林白头山、望天鹅火山岩为三期。最早一期(1)在图像上呈暗红色至褐红色斑点状影像，第二期(2)喷发的玄武岩在图像上色调呈棕红色的斑点影像，第三期(3)喷发的玄武岩呈黄棕色至深红色。 时代较老的火山岩经过后期地质作用的改造，难以找到它的原始形态特征，只能根据它的色调、影纹、水系、地貌特征与其它岩性相区别，结合地质资料、物探、化探资料综合分析推断，或根据地质资料或野外调查确定火山岩岩性。,第二节 沉积岩及松散沉积物解译一 沉积岩光谱特征 (一)沉积岩反射光谱特征 沉积岩反射光谱特征取决于岩石成分、颜色、结构构造，沉积岩主要成分及反射率见表62。岩石中的金属杂质(铁质、钙质)及有机物对岩石的颜色影响较大，并且对其反射波谱特征有明显影响，即使是微量也往往增强或削弱甚至掩盖主要矿物的反射光谱特征。碳酸盐岩类岩石在0.41.1m波段反射率缓慢上升，在1.12.0m比较稳定平直，在2.02.5m反射率有下降趋势，在2.33m附近由C03基团内部振动和晶格振动有明显的吸收特征。灰岩的强吸收峰中心波长位置在2.33m，而白云岩强吸收峰中心波长位置在2.30m。随着岩石颜色的变深其反射率整体降低，并且吸收谱带特征被掩盖表现不明显(图69)。,碳酸盐岩类岩石在0.41.1m波段反射率缓慢上升，在1.12.0m比较稳定平直，在2.02.5m反射率有下降趋势灰岩强吸收峰中心波长位置2.33m白云岩强吸收峰中心波长位置2.30m,泥质类岩石含有粘土矿物和有机质反射率总体比较低，由于粘土矿物中羟基(OH-)和H2O基团的不对称伸缩振动在2.2m处有明显的吸收峰(图610）。含有钙质胶结在2.33m有吸收峰，由于泥质岩常含有有机物使其颜色变黑，压抑了整个光谱形态及特征，使吸收峰表现的不明显。 碎屑岩类岩石由碎屑和胶结物组成，碎屑多为石英、长石、云母等矿屑和硅质、燧石等岩屑，它们没有特征的谱带，胶结物为泥质、硅质、钙质等。胶结物的成分直接影响着碎屑岩的颜色及反射光谱特征，粘土质、钙质、铁质胶结的碎屑岩的光谱特征，分别出现OH-、CO3、Fe2、Fe3+离子相应的吸收峰带，随着岩石颜色的加深特征谱带被压抑而变得不明显(图611)。,泥质类岩石由于粘土矿物中羟基(OH-)和H2O基团的不对称伸缩振动在2.2m处有明显的吸收峰含有钙质胶结在2.33m有吸收峰，由于泥质岩常含有有机物使其颜色变黑，压抑了整个光谱形态及特征，使吸收峰表现的不明显,碎屑岩类岩石由碎屑和胶结物组成，碎屑多为石英、长石、云母等矿屑和硅质、燧石等岩屑胶结物为泥质、硅质、钙质等。胶结物的成分直接影响着碎屑岩的颜色及反射光谱特征，碎屑岩类岩石分别出现OH-、CO3、Fe2、Fe3+离子相应的吸收峰带，随着岩石颜色的加深特征谱带被压抑而变得不明显,岩石的结构对岩石的光谱反射率有一定的影响，碎屑颗粒越细光谱反射率越高。此外，岩石的风化程度对岩石的光谱反射率也有影响，在我国北方地区，碳酸盐类岩石、泥质岩石，由于风化岩石中有机质被运移流失，浅色矿物相对集中导致岩石面的反射率较新鲜面普遍升高；碎屑岩中的透明矿物由于风化后有一层深色铁质膜粘附，使得碎屑岩风化面颜色加深导致风化面反射率较新鲜面反射率相对降低。在潮湿炎热的南方地区化学风化作用强烈，岩石风化后形成含有多价铁的氧化物、红色粘土、黄棕色粘土，或者在岩石露头上生长有褐绿色、灰紫色等不同颜色的地衣和台藓，使岩石的反射率较新鲜面要低。,(二)沉积岩的发射光谱特征 沉积岩的发射光谱特征在814m范围的波谱段具有明显的谱带特征(见图342)。 碳酸盐岩类岩石在11.3m有低的发射率，碎屑岩成分主要为石英、长石，在8.1m、92m附近具有低的发射率谱带，粘土类岩石成分主要为粘土矿物，高岭石在9.0、9.8、11rn有低发射率，蒙脱石在10.2m有低发射率，伊利石在9.9和10m有低的发射率，因此粘土类岩石在8.010.0m之间有宽缓的低发射率谱带，它们的发射率特征不受岩石颜色的影响，这一点与它们的反射光谱特征不同。随着岩石中矿物成分的变化其发射光谱曲线也相应存在着不同矿物成分的特征谱带，因此使用热红外多波段图像不但能够识别碳酸盐岩、碎屑岩、泥质岩等岩石类型及富含有机质的暗色碳酸盐岩、碎屑岩、泥质岩类岩石，而且能够识别不同成分的碎屑岩、碳酸盐岩和泥质岩，如泥质灰岩、钙质泥岩等。,碳酸盐岩类岩石在11.3m有低的发射率，碎屑岩成分主要为石英、长石，在8.1m、9.2m附近具有低的发射率谱带，粘土类岩石成分主要为粘土矿物，高岭石在9.0、9.8、11rn有低发射率，它们的发射率特征不受岩石颜色的影响，这一点与它们的反射光谱特征不同,综上所述，沉积岩的光谱特征在可见光、近红外谱带特征少，无明显规律，虽然灰岩、白云岩具有特征谱带，但目前利用TM图像不足以区分这一光谱差异，因此沉积岩在可见光、近红外波谱段图像上主要通过空间结构特征地貌、水系、影纹、植被等解译标志来识别和区分，在近红外多波段图像上可进一步识别含Fe2、Fe3+离子的岩石。在热红外多波段图像上可对碎屑岩、泥质岩、碳酸盐岩类岩石进行详细的划分，定量识别,二、沉积岩解译 沉积岩在地表分布广泛，类型多，产出状态复杂多样。但沉积岩最主要特征是具有层理，层面平整稳定走向明显，这一特征在遥感图像上以不同的色调、色彩或不同的影纹组成条带状影纹表现出来，条带状影纹呈直线状、曲线状、弧形、封闭型等，条带宽度小于lmm为条纹状影纹，宽度在15mm之间为窄条带，大于5mm为宽条带。条带状影纹的清晰程度与岩性的成分、颜色、软硬差异程度有关，差异性越大，条带状影纹越明显。条带状影纹是识别沉积岩的典型标志。在识别出沉积岩的基础上进一步识别区分各类沉积岩的岩性。下面介绍常见的沉积岩岩石类型的解译标志。,1砾岩类 根据砾石与胶结物的成分可分多种砾岩类型，不同类型的砾岩其影像特征具有不同程度的差异。砾岩规律性影像特征为：砾岩风化后常呈褐色、紫色、杂色等，因而砾岩在图像上的色调一般比较暗。在大比例尺图像上表面结构粗糙，色调不均一，砾岩的成层性较差。砾岩较坚硬，一般形成尖棱状一次棱状的山脊，或陡崖、陡坎，“V”形谷。砾岩的透水能力强，常形成密度小的树枝状水系、钳状沟头的树枝水系。在砾岩出露区植被不发育，如桂东南地区白垩系紫红色凝灰质泥砂质胶结的砾岩，在图像上山脊明显，无一定方向，构成姜块状的影纹图案，沟谷呈“V”字形，沟底窄很少有耕地，发育有钳状沟头的树枝状水系，植被不发育，表现出砾岩岩性较坚硬、块状构造的特点，与砂岩、泥质岩易区别。,2，砂岩类 根据成分，粒度可细分为多种类型的砂岩，不同的砂岩影像特征有所不同；但它们有共同的规律性标志。砂岩一般浅色调，岩石较为坚硬，抗蚀能力强，成层性好，在遥感图像表现为正地形；产状水平的砂岩常构成桌状山、平顶山，倾斜岩层常构成单面山、猪背岭，山脊明显走向稳定，有时有三角面发育，具有“V”字形沟谷，发育有稀疏的树枝状水系 3，粘土岩类、粉砂岩类 粘土岩类、粉砂岩类岩石在可见光、近红外图像上具有相似的影像特征。粘土岩类常含有有机质颜色较深，在图像上的色调一般为深色调，成层性较好，在图像上显示出细的条纹状影纹。粘土岩、粉砂岩类易破碎、易风化，在其大面积出露区形成低矮的浑圆状山丘，或开阔的沟谷，地形相对高差不大。与砂岩为互层夹层产出构成山脊的鞍部、洼地、凹形坡。岩石的透水性能差形成密度大的水系，多为冲沟短密的树枝状水系。粘土岩类岩石有绿色、红色、杂色等，红色粘土岩类含有Fe3+离子，代表当时沉积环境为氧化环境，绿色粘土岩类含有Fe2+离子，代表形成时期的环境为还原环境。利用近红外多波段图像可以识别含有Fe2+、Fe3岩石及分析其沉积环境,4. 碳酸盐岩(灰岩、白云岩) 灰岩、白云岩在我国广泛分布，在不同的气候条件下它们的地貌景观有很大的差异，解译标志也有明显不同。 在我国南方地区气候湿热，年降雨量多，碳酸盐岩以溶蚀作用为主，形成独特的岩溶地貌，石芽、溶沟、岩溶漏斗、落水洞、溶蚀坑、溶蚀凹地、峰林、峰丛等，如在桂西山区峰林、峰丛地貌发育，在MSS图像上呈现斑点状或桔子皮状影纹，每一斑点为一石峰；在云贵高原发育有石芽、溶沟、岩溶漏斗、落水洞，形成星点状水系；在安徽铜陵地区三叠系灰岩发育有溶蚀坑。因此南方地区岩溶地貌是碳酸盐岩的典型解译标志。此外，在碳酸盐岩分布区交通不便，铁路、公路少见。 碳酸盐岩的溶蚀程度取决于气候条件、岩石含ca质成分的多少以及岩石的裂隙、水动力条件。在同样气候、水动力条件下，岩石的成分影响其溶蚀程度，纯灰岩、白云岩、泥灰岩、硅质灰岩等由于它们的成分不同，其溶蚀速度有差异，形成的岩溶地貌特征也有所不同，,因此可以根据不同的岩溶地貌识别区分不同的碳酸盐岩。如图613：上泥盆统(D3)为较纯的灰岩，岩溶地貌发育，形成峰林地貌，在航空像片上呈圆斑状影纹；C11下部为扁豆状灰岩，上部为夹硅质团块灰岩、白云岩，岩溶作用次于上泥盆统，发育有多角状溶蚀沟；C12为硅质、白云质灰岩、钙质泥岩，岩溶作用微弱，发育溶蚀沟；C13为砂质、泥质粉砂岩，受地形影响发育有平行状水系；C14为硅质灰岩及灰岩，表面比较光滑，溶蚀作用微弱发育有溶蚀坑。根据岩溶作用的强弱或岩溶地貌发育的程度不同可进一步划分碳酸盐岩类岩性。 在我国北方地区气候干旱，主要以风化剥蚀作用为主，在大片碳酸盐岩发育区常形成单面山、猪背岭，在反倾向坡常形成陡峻的山坡，山脊尖棱明显，“V”字形沟谷，发育有中等密度的水系，植被不发育。但也有少数层位的碳酸盐岩发育有微弱的地表岩溶地貌，如秦皇岛石门寨沙锅店村东中奥陶统灰岩，发育有溶沟、石芽等岩溶地貌。,灰岩、白云岩在可见光、近红外图像上不易区分，但它们的热惯量有明显差异，白云岩的热惯量大于灰岩，在夜间的热红外图像上白云岩呈浅色调，灰岩呈深色调。 沉积岩中矿物成分石英、方解石、粘土矿物具有特征性低发射率，利用热红外多波段图像不但可以区分碎屑岩、碳酸盐岩、粘土岩等，而且能将富含有机质的暗色岩石有效地识别区分开来。利用近红外多波段图像可有效地识别含有Fe2、Fe3的岩石 中科院遥感应用研究所1992年利用中科院上海物理研究所研制开发的高光谱分辨率的航空成像光谱仪(MAlS)和热红外多波段扫描仪(ATMIS)，在新疆柯坪地区进行了实验。MAIS、ATMIS共有71波谱段，成像系统性能见表63。实验表明，利用成像光谱扫描仪和热红外多光谱扫描仪获得的图像数据对识别沉积岩有效，在地层、岩性划分及地层界线方面可满足1：20万地质填图对地层的划分要求。热红外多光谱图像数据对不同成分、结构、构造的碎屑岩识别较为有效，成像光谱的可见光、近红外图像数据对识别含有Fe2+、Fe3+的岩石较为有效。,三、松散沉积物解译 第四系松散沉积物广泛分布于山前、丘陵、盆地及平原等，它与基岩在遥感图像上很容易识别，界线清楚，其影像特征是分布在低处，低而平缓。当大面积出露时，地形平坦色调浅而均一。第四纪沉积物的成因类型及年代(相对年代)划分在遥感图像上主要根据它们的堆积的形态(地貌)特征、色调、叠置或切割关系来判断。 在山区、丘陵地带松散沉积物分布的地貌位置、堆积物的形态(地貌)特征是区分不同沉积物的主要标志；洪流形成的洪积物分布在山前，构成洪积扇地形，多个洪积扇相连构成山前洪积平原，根据洪积扇之间的叠置、切割关系可确定它们形成的先后顺序(相对地质年代)。在我国新疆地区遥感图像上，可看到环绕塔里木盆地、准噶尔盆地边缘发育有极其壮观的洪积扇地形，如轮台地区，山前洪积扇很发育，根据影像上的色调或色彩、形态特征及其切割关系分为三期洪积扇(Q1、Q34、Q4)。坡积物分布在山麓地带，形成坡积锥、坡积裾地形河流形成的冲积物分布在河谷及其两侧，形成河漫滩、心滩、阶地等，,在平原区，松散沉积物由于各种成因的堆积物的重复、交叉、覆盖，使其堆积形态保留不完整或被覆盖，使得一些堆积物的成因不易识别。但平原区、大型盆地、高原区的冲积物、湖积物、风沙堆积物，影像特征明显，尤其是风沙形成的沙漠分布区，以新月形沙丘、链状沙丘为特征，在图像上形成特有的链状影纹 黄土在我国分布广泛，主要分布在黄河中游地区(从兰州至郑州的黄河段)，不仅分布连续而且厚度大，素有黄土高原之称。黄土披盖在不同的地貌单元上，在图像上呈浅色调且均一，黄土形成平坦而广阔的黄土塬，长条状的垄岗地形黄土梁以及黄土残丘黄土峁等，沟谷切割较深，谷壁较陡,第三节 变质岩解译 变质岩分为区域变质岩、接触变质岩和动力变质岩三类。浅变质岩基本上保留了沉积岩的特点，其解译标志类似沉积岩。 一、变质岩的光谱特征 (一)变质岩反射光谱特征 变质岩的反射光谱特征比较复杂，总的特点是岩石颜色浅，反射率高。含有特征光谱的矿物在相应波段表现出来(图614)。 大理岩反射光谱同灰岩基本一致，在2.33m附近的吸收峰带较灰岩更为尖锐、明显。 蛇纹石化大理岩除2.33m吸收峰带外，在1.4m、1.37m、1.3m有吸收峰带，它与水的吸收峰带相重叠使1.41m吸收带更加明显。 石英岩反射光谱与石英砂岩基本一致。 片麻岩、片岩因含铁、锰质矿物其反射率在可见光波段斜率增大，并在1.0m出现Fe3离子的吸收峰带。 含粘土矿物和碳酸盐矿物分别在2.2m、2.33m出现吸收峰带。矽线石一石榴石片麻岩反射波谱曲线较为特征，在1.0m 以后反射率趋于平直，在2.2m最低。,大理岩在2.33m附近的吸收峰带较灰岩更为尖锐、明显。蛇纹石化大理岩2.33m吸收峰，在1.4、1.37、1.3m有吸收峰带石英岩反射光谱与石英砂岩基本一致。片麻岩、片岩1.0m出现Fe3离子的吸收峰带矽线石一石榴石片麻岩在10m 以后反射率趋于平直，在2.2m最低。,（二）变质岩发射光谱特征 岩石中矿物具有选择性光谱发射特征，在811m具有双峰低发射率带。 碳酸盐 物在10.3m具有低发射率带。 绿泥石在10m、10.2m具有低发射率带。 绢云母、伊利石在9.9m和101m有低发射率带， Fe2O3在10m具有低发射率带(图6一15)。 石英岩在811m具有双峰低发射率带， 片麻岩含有一定量石英具有石英的低发射率带。 片岩的发射光谱受片岩成分的控制。 绿泥石片岩显示绿泥石低发射率带。 云母片岩显示云母低发射率带。 板岩显示石英、云母、绿泥石的合成发生光谱。,石英岩在811m具有双峰低发射率带，片麻岩含有一定量石英具有石英的低发射率带。片岩的的发射光谱受片岩成分的控制，绿泥石片岩显示绿泥石低发射率带，云母片岩显示云母低发射率带。板岩显示石英、云母、绿泥石的合成发生光谱,二、区域变质岩解译 变质岩明显的特征是岩石中浅色矿物、暗色矿物、片状矿物定向排列，构成片麻理构造或片状构造。在黑白航空像片上显示出隐约、断续的细条纹状影纹。随着岩石的组合类型不同，片麻理、片理发育程度不同，细而断续的条纹状影纹显示的清晰程度不同。片麻理、片理是识别变质岩的典型标志。 区域深变质岩经历了强烈的构造运动和强烈的变质作用，使原岩的成分、颜色、结构构造等方面的差异缩小，其地貌等特征差异性变小，在可见光图像上详细识别变质岩岩石类型及其划分地层单位、勾绘其界线难度比沉积岩大，解译效果也比沉积岩差。 变质岩由侵入岩和沉积岩经变质作用分别形成变质侵入岩(英云闪长片麻岩、花岗质片麻岩)，和变表壳岩系。两者的影像特征有所不同，在遥感图像上可以识别。,1变质侵入岩 变质侵入岩相对于变表壳岩系片麻理构造不发育，其岩石成分也有较大差别，因而在地貌、水系等方面也有较大差异，直接影响到图像上的影像特征。变质侵入岩在黑白航空像片上断续的细条纹所表示的片麻理构造不如变表壳岩系明显，由地貌，水系影纹表现出的近圆形、椭圆形的形态特征，其界线与变表壳岩系不明显，如图616。在影像上可见断续的条纹影纹是太古宙桐柏群(ArT)混合岩化黑云斜长片麻岩中片麻理的反映，山脊、沟谷顺片麻理发育，在像片的东北角，可见片麻理的影纹不明显，山脊无一定方向，发育树枝状水系，影纹较细，由地貌、水系影纹构成近圆形形态特征其界线不明显，为一变质侵入岩，经野外1；5万填图验证为一英云闪长片麻岩(ArTt),2变质表壳岩系 变质表壳岩系中常有大理岩、石英岩、磁铁石英岩夹层或透镜体。它们与片麻岩、片岩的成分，软硬性有较大差异，在地貌特征上也有较大不同，在航空像片上易于识别常把它们作为影像标志层。在我国北方地区大理岩、石英岩、磁铁石英岩比较坚硬，抗蚀能力强，往往形成垄岗地形，山脊尖棱、山坡较陡，山体呈带状分布，植被不发育，如河北迁安地区磁铁石英岩与周围片麻岩在地貌特征上有较大差别，在航空像片上根据地貌特征可以识别出来。南方的大理岩都具有不同程度的溶蚀作用。 片麻岩、片岩：片麻岩的片麻构造、片岩的片状构造在黑白航空像片上可较清晰的显示出来，有些情况一级沟谷顺着片麻理、片理发育，形成梳状或羽状树枝水系。一级沟谷发育的方向代表了片麻理、片理的走向方向，有些情况细纹理不受地形限制，可穿越不同地形连续延伸。在我国北方地区，古老变质岩经历了长期风化剥蚀作用，一般构成较低缓的地形，山脊走向不明显，地形坡度较缓。质软的片岩易风化形成凹坡，缓坡，多残坡积，常被人们改造成农田。有些地区的片麻岩、石英片岩形成较高的地形，山脊方向性明显，通常山脊方向顺片麻理方向发育随着片麻岩、片岩的成分不同，岩性、软硬程度也不一样，在地貌、水系、影纹特征有些细微的差异，可根据细微的差异进一步划分各种片麻岩和片岩。,三、接触变质岩解译 接触变质岩与岩浆侵入岩密切相关，由于侵入体的高温使围岩的一些矿物发生重结晶、重组合或发生交代作用，形成接触变质岩，离侵入体越近，变质程度越深，反之，变质程度低接触变质岩的颜色、矿物成分、结构构造不同于原岩，使原岩的层理、片理、片麻理构造消失。在解译接触变质岩时应与侵入岩结合起来解译。接触变质岩分布在岩体的周围及岩体内的残留体中，形成色调，地貌异常，与侵入岩体的影像界线明显，与围岩的界线为渐变关系。接触变质岩往往形成环带状或同心环带状影纹，如图617，图中有一斑状花岗岩表现出椭圆形形态特征，为负地形。岩体大部分被第四系沉积物所覆盖，仅在岩体东部有基岩出露，侵入岩体呈浅灰色色调，围岩呈灰、暗灰色。岩层走向方向明显。在岩体与围岩之间出现深灰色色调异常，围绕着侵入岩体分布，地形较围岩高，与围岩界线不明显。在浅色调的岩体上部有残留围岩变质而成角岩，呈灰黑色色调，角岩与岩体形成黑白斑状影纹，总的影像特征呈环带状。,四、动力变质岩解译 动力变质岩的最大特征是成带状分布，其规模从宽几十厘米到几千米，长几公里到几百公里的狭长地带。在遥感图像上构成影像带状分布，可穿越不同的影像区，带内有断续的细影纹。平行于区域片麻理方向的动力变质岩在影像上不易识别。但与区域上比较，片麻理构造的影响像特征更为明显的，可能为动力变质岩。,第四节 岩性解译方法与地层分析 三大岩类岩石种类繁多，它们的反射和发射光谱特征有些岩石具有较大的差异性：有些岩石的差异性较小，而且还有同物异谱、同谱异物的现象。而不同的自然地理环境和不同的地质构造单元、构造部位对岩石的地貌特征、水系类型均有一定的影响，使得岩石、地层的解译标志具有可变性、模糊上、多解性，导致岩性解译的难度比较大。岩性解译应注意掌握解译方法与解译步骤。 一、岩性解译方法 (一)航空像片是当前岩性解译的基本影像资料 岩性解译效果的好坏除了与解译人员的解译技术有关外，还与解译所使用的资料有很大关系。目前能够广泛应用的遥感资料有黑白航空像片，一般比例尺为1：3万左右，在个别地方有1：1万左右的黑白航空像片、彩色航空像片、彩色近红外航空像片、美国陆地卫星MSS、TM图像，有条件时可以获取法国的SPOT图像、侧视孔径雷达图像(航空、航天)及航空热红外图像。航空像片(黑白、彩色、彩色近红外像片)有很高的地面分辨率，对岩石类型的识别、地层单元划分、地质界线的圈定效果最好，价格便宜，容易获取。因此航空像片是岩性解译、地层解译的基础影像资料。,在使用航空像片的同时，应注意结合使用其它类型的遥感影像资料。TM图像含有丰富的信息，其中短波红外信息是航空像片所没有的，TM图像有较强的岩性分辨能力及热液蚀变岩石的检测能力，利用TM图像彩色合成及比值图像彩色合成及主成分变换的主分量提取热液蚀变岩石信息。 热红外图像反映了岩石的温度及热学性质，在夜间的热红外图像上可区分热惯量有明显不同的岩石类型，如灰岩、白云岩在航空像片上不易区分，但在热红外图像上可以识别、区分。合成孔径的雷达图像纹理信息丰富，各类岩石成分、表面粗糙度等差异，造成各类岩石对雷达后向散射强度不同，可根据雷达图像灰度、纹理结构及地貌形态差异进行岩性识别，如在冰岛中南部SeasatSAR图像上能清晰地识别出不同期次的玄武质熔岩流，而在光学遥感图像上无法区分它们。 随着遥感的发展，细分的近红外多波段图像、热红外多波段(TIMS)图像，不同频率、不同极化的侧视雷达图像(SAR)进入实用阶段，对岩性识别能力及分类精度明显地高于可见光一近红外波谱区的遥感图像，应注意使用。,(二)采用逐级分类法进行岩性解译 岩石类型复杂而多样，解译需要逐级进行。岩性解译首先区分水体与陆地，二者无论在哪一类图像上都容易区分。而后，对陆地区分基岩与松散沉积物区，接下来对基岩、松散沉积物区分别进行详细解译划分。对基岩区，首先要划分三大岩类，在此基础上进一步识别区分具体的岩石类型。应用这种解译顺序，思路清楚，分析判别岩性不会出现大的误判错判,(三)注意掌握各类岩性典型解译标志，充分利用对比方法提高解译能力 有些岩石类型具有特殊的色调、影纹、地貌、水系等解译标志，称为典型的解译标志。解译人员利用典型解译标志能较快识别出岩石类型，对于初学者来说需要掌握岩性的典型解译标志，并且在遥感图像上会识别这些标志。此外要学会应用对比的方法，仔细地对比色调的级别、均一程度、沟谷发育的长短、密集程度、水系类型、地貌的宏观、微观形态特征、相对高度、影纹特征、植被发育程度等标志，找出差异，才能区分不同的岩石类型。另外要注意与已知区岩石类型影像特征进行对比，与不同波段、不同类型图像进行对比，提高岩性解译能力及准确度,(四)利用岩石组合规律及其相关性解译 自然界的岩石、地层以一定规律的组合形式产出，岩石与岩石之间存在着内在联系。在图像上对于厚度小、分布范围小的岩石类型，其影像特征仅靠色调或地貌的凹凸表现出来。这些标志不足以确定岩石类型，可根据它们之间的组合关系及其相关性推断其岩性，如沉积岩中砂岩、页岩常呈互层、夹层组合在一起，砂岩较坚硬，页岩质软易风化，形成凸凹相间的影像特征，以此判断凸出来的岩性为砂岩，凹下去的岩性或页岩或泥质岩。又如接触变质岩分布在岩体的周围或岩体内(悬垂体变质)，形成色调、地貌等影像的异常，可推断为接触变质岩,(二)影像地层单位划分的依据 影像地层单位可以是一种岩性或二种、二种以上的岩性构成。影像地层单位的合理划分直接影响到图像解译的速度和精度。影像地层单位划分的依据是： 1根据工作任务要求 遥感图像的岩性解译是为某一工作任务、研究对象服务的，因此需要根据任务要求尽量划分，以满足工作任务要求，减轻野外工作量。如1，5万地质填图要求填图单位为岩性段，遥感图像地层单位尽量划分到岩性段。 2根据图像影像特征 对比各种岩性解译标志，找出差异，划分影像地层单位。有些影像地层单位与野外填图单位划分相吻合，有些是不一致。影像地层单位比野外填图单位划分的细或者划分的比较粗，划分细的需要合理归并，划分较粗的影像地层单位，需要再进行详细对比解译标志，从中找出差别再进一步划分，若难以再划分，应以影像特征为依据，不必免强划分,3根据层位关系及地层接触关系 影像地层单位不仅有它的解译标志特点，而且具有层序或时代的函义，即层位关系，不能把不同时代的地层影像相似归为一个影像地层单位角度不整合，平行不整合的上下两套地层需要划分开。地层的平行不整合接触关系在图像上不易识别，需要参考地质资料，地层间的角度不整合接触在图像上一般都可以识别。 4影像标志层 由色调、地貌、水系或影纹、植被等构成与上下层位有明显差异，具有特殊的影像特征，层位标志连续性好，可作为影像标志层单独划分出来，在解译中可利用影像标志层控制岩性界线及其构造分析解译。 根据上述原则在划分影像地层单位，建立影像地层单位解译标志的基础上，应作野外验证及调查，然后修改，完善影像地层单位的划分及其解译标志，作为研究区的岩性解译标志，对全区进行全面详细的解译。,三、角度不整合解译 地层角度不整合的确定是划分影像地层单位的重要依据之一，同时也是研究区域地质变形史的重要资料，在遥感图像上地层角度不整合较容易识别，其解译标志： 1区域性两套地层走向不一致 区域性两套地层走向明显不一致是角度不整合接触关系最直观、最可靠的解译标志。解译时应在较大范围内观察岩层走向的变化，如果有两套地层走向不一致，一套地层走向切割了另一套地层的走向，二者为角度不整合接触关系，如在1：5万河北矾山幅的航空像片上，可见到中元古界雾迷山组白云质灰岩走向为NESW向，走向稳定，在笔架山一带的侏罗系髫髻山组地层走向为EW向，切割了NESW向的中元古界雾迷山地层，它们之间为角度不整合接触。,2接触面两侧两套地层构造样式截然不同，变质程度不同 从图79可以看出，P2与K地层组成一个倾伏的背斜构造，而第三系地层的走向向某一方向延伸，切割了背斜构造的转折端地层，表现角度不整合接触关系。 3老构造形迹被地层所截断掩盖 图6一18为河北某地的航空像片，在图像的东南部为太古界地层(Ar)，其中发育一组岩脉在图像上醒目，被古生界地层(PZ)截断，新地层将老地层构造截断，二者为角度不整合接触。,四、岩相变化分析研究地层在横向上的岩性及厚度变化贯穿在整合岩性解译过程中，当发现同一套影像地层的影像特征发生变化，出露宽度发生变化，应注意研究其变化的原因。地层出露宽度变化可根据地层出露宽度与岩层产状、地形特点综合分析，不难推断地层厚度是否发生变化。引起岩性影像特征变化的因素很多，有岩石成分、结构构造发生变化、岩石风化程度不同，含水量不同，地层产状变化以及所处的构造部位发生变化等：都会引起岩性影像特征的变化，需要利用各种标志结合地层所处的构造部位综合分析，找出影像特征发生变化的原因。最后还需野外调查验证及取样化验、分析：此外利用近红外多波段图像识别岩石中Fe2+或F03+较为有效，可帮助分析岩石沉积时是氧化环境还是还原沉积环境。,