Question

主要沉积岩解译特征

Answer 1

(一)粗碎屑岩解译

粗碎屑岩包括中粗粒砂岩、砾岩、含砾砂岩等。这类岩层坚硬、抗风化、成层性好,性脆而节理(尤其是垂直岩层走向的张性节理)发育,节理与层理对微地貌微水系的控制较明显。常构成桌状山、平顶山、猪背岭、鬣岗、单面山以及垄状小山脊(图版65)陡崖、阶梯状陡坎等地形。水系以羽状、菱格状—树枝状为主,密度较小,其末级小水系的发育明显受局部层理和节理构造的控制。如果大片粗粒碎屑岩出露,岩层三角面反而发育不好。但是如在新疆昆仑山山前第三纪砂砾岩那样,砂砾岩杂夹在抗风化能力较差的岩层内,或互层产出,因差异风化而构成明显的岩层三角面和层理,可以作为解译和地面追索的标志层。粗碎屑岩有时因球形风化和沿陡崖崩塌等原因,在全色黑白图像上呈粗糙的斑块或斑点状影纹。在长江和珠江流域、由砂砾岩组成的中新生代“红层”,产状平缓、层理不明显,风化表面强烈铁染,红层中的含钙质砂砾岩球形风化后,构成类似岩溶峰林地形的特有的丹霞地貌,易于识别。

(二)粉砂岩、粘土岩解译

颗粒较细的粉砂岩,按岩石学的分类应属碎屑岩类,但影像特征与粘土岩、泥岩、页岩相似,其解译特征可归为一类。这类岩层大片出露地区显示的影像特征是:①波状起伏的地形上,分布有大大小小不等,地形的相对高差不大,分水岭浑圆的“馒头山”。(图版65,71)。②由于粘土岩类的透水性较差,故地面的水系密度大,为典型的树枝状水系,地面水体多(小湖沼、小河等)。③植被、耕地和村落多,常常是经济开发相对较好的地域。④由于这类岩层颜色多样(如黑灰、紫红、灰棕、棕黄等),在遥感图像上构成色调、色彩不同的纹带,断续隐约展布。夹杂在抗风化能力较弱的粉砂岩、泥岩和粘土岩类中的砂砾岩和灰岩夹层或透镜体,常构成清晰层理和岩层三角面。如华北地区下寒武统馒头组页岩内的灰岩夹层。⑤低山丘陵地区常有蠕虫状、姜块状、细菱格状影纹图案,这是这类岩性的显著解译标志。

煤系地层大多以粉砂岩、粉砂质页岩、砂岩和粘土岩为主。可以利用岩层热特性的差异来区分岩性,揭示地面煤层的露头。表7-3为太原市西山地区石炭二叠系地层各种岩石辐射温度周日温度变率(设该地区井水辐射温度日变化量为1)。煤系及黑色页岩的辐射温度日变量分别为47℃、32.5℃,周日温度变率为8.4,4.9。煤层白天较周围岩石温度高,夜间温度低,因而在夜间成像的图像上呈暗色调,容易识别(图7-8,图版67)。

表7-3

(据管海晏)

(三)碳酸盐岩解译

碳酸盐岩在我国南方有广泛出露。由于碳酸盐岩景观主要与溶蚀作用有关,因而干旱与湿热地区相比,其景观特征与解译标志有明显差异(表7-5)。

在云贵高原热带,亚热带高温多雨条件下,滇、黔、桂地区大比例尺遥感图像上,峰林、漏斗、落水洞、坡立谷、暗河、溶蚀盆地发育,显现十分典型的岩溶景观,岩性解译可信。但要进一步把不同成份的碳酸盐岩细分并标绘其地质界线,难度就较大。

碳酸盐岩的化学和矿物成份不同,导致波谱曲线的形态、碳酸根的吸收谱带位置和反射率不相同(表7-4),在遥感图像上色调深浅就不一致。此外白云岩、硅质灰岩、硅质白云质灰岩较之泥灰岩、纯灰岩,在相同的自然条件下(如图版71在同一幅图像内),由于溶蚀速度不同,造成岩溶地貌发育完好程度有差异。图版63,是广西某地晚泥盆世碳酸盐岩区的航空像片,图像东北侧为灰岩,色调灰黑,峰林地貌发育很好,而图像中央及东南角,分别为灰岩夹硅质团块状灰岩及白云岩,硅质灰岩。色调浅,具龟裂影纹,岩溶地貌不好,水系不发育。

图7-8 山西太原西山矿区地质图(局部)

表7-4

(据杨柏林等,1987)

在小比例尺卫星图像上,贵阳东为石炭纪生物碎屑灰岩,色调深、植被较发育,米粒状岩溶峰林形成海拔高度相近峰林群(图版71中部)。宏观上看呈花生壳形影纹,但仍能看到成串峰林规则的分布,显示出层理及线性构造。下部以燧石灰岩、硅质灰岩为主,夹砂页岩,色调浅,峰林地貌不明显。而二叠纪由灰岩、硅质灰岩、页岩、煤层组成地区色调浅,地形低平,岩溶峰林带状分布,把层理构造显示得十分清楚。象广西、贵州一带小比例尺卫星图像上的碳酸盐岩大片出露区,用影纹图案进一步划分碳酸盐岩就比较有效(图版72,图7-9),当前对碳酸盐岩的进一步划分,主要利用多波段遥感资料(见本章第四节例子)。

干旱气候条件下,溶蚀作用弱,在遥感图像上岩溶影像特征极不典型,大片碳酸盐岩发育区内色调浅,峰脊分水岭尖棱、层理不明显,植被及水系稀疏,详细解译不易。但要指出的是,我国华北、西北局部地区有时也有较好的岩溶地貌,如太行山著名的狼牙山区,但它是由于地壳抬升,已停止发育的古岩溶产物。

图7-9 贵阳幅MSS图像地质解译示意图