高利東+趙勝金+楊海星+隋海濤+于海洋+高峰

摘要：以ETM+數(shù)據(jù)為信息源，最大限度地提取了有關(guān)地層、構(gòu)造、礦產(chǎn)等信息，利用目視綜合解譯法進(jìn)行遙感線性地質(zhì)構(gòu)造信息的提取，解譯了斷裂具體位置和活動(dòng)特征，有效地部署了野外構(gòu)造地質(zhì)調(diào)查工作，增強(qiáng)了構(gòu)造地質(zhì)現(xiàn)象的預(yù)見性，提高了地質(zhì)礦產(chǎn)填圖的速度、質(zhì)量，深化了對(duì)區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)的認(rèn)識(shí)，按照解譯性質(zhì)實(shí)地進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了遙感線性構(gòu)造解譯在基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)應(yīng)用研究方面的重大作用。

關(guān)鍵詞：ETM+數(shù)據(jù)；線性構(gòu)造解譯；深化構(gòu)造認(rèn)；驗(yàn)證

近年來遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯技術(shù)在區(qū)域基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作中的作用越來越重要，越來越多地應(yīng)用于基礎(chǔ)地質(zhì)工作，遙感影像圖上的大量呈規(guī)律性、具有宏觀性變化的線性體得到充分研究和探討，從這些線性體中劃分出與地質(zhì)構(gòu)造生成、演化、發(fā)展等有密切關(guān)系的線性構(gòu)造，為區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作提供依據(jù)，生產(chǎn)實(shí)踐中亦取得了很好的效果。筆者作為項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)參與了霍林河地區(qū)1∶5萬區(qū)調(diào)工作，通過數(shù)字處理霍林河地區(qū)遙感影像，提取該地區(qū)的線性構(gòu)造，分析遙感影像上提取線性構(gòu)造的性質(zhì)，對(duì)本區(qū)構(gòu)造地質(zhì)方面工作的開展起到了重大積極推進(jìn)作用。

1.遙感影像圖上的線性構(gòu)造

1.1線性構(gòu)造類型

線性體是遙感影像上沿某一方向有規(guī)律性展布的呈直線狀或曲線狀分布的線性排列，它多半是以其本身的色調(diào)或其兩側(cè)地區(qū)在影像色調(diào)上和圖形結(jié)構(gòu)上的差異顯示出來。本區(qū)線性體的形成是多種多樣的，一類是與人類活動(dòng)有關(guān)的地物，如霍（林河）通（遼）鐵路、霍（林河）扎（魯特旗）國(guó)道、霍林河煤礦、光伏電站、蜿蜒曲折的霍林河等；一類是天然地物和水系，如直線狀的山脊、山峰，寬闊的河谷，平直的水庫(kù)河岸（霍林河水源水庫(kù)）、直線狀地貌單元的分界線等；還有一類是某些地質(zhì)體和地質(zhì)構(gòu)造所形成的線性影像等。

1.2線性構(gòu)造特點(diǎn)

通過對(duì)影像圖上線性構(gòu)造的綜合研究，本區(qū)線性構(gòu)造具有多近于正交且多屬于優(yōu)選方位的特點(diǎn)，反映在圖面的方位就是以北東向及北西向?yàn)橹鹘坏奶攸c(diǎn)，它反映了本區(qū)的基本構(gòu)造格局，某些地段的線性體的方位出現(xiàn)偏差，它反映的是局部構(gòu)造和其他異常情況。

1.3線性構(gòu)造波段選擇

本次工作剔除band1（海藍(lán)波段）、band9（卷云波段）和兩個(gè)熱紅外波段band10、band11，以數(shù)理統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)，進(jìn)行波段選擇，首先對(duì)于ETM的6個(gè)波段進(jìn)行特征值統(tǒng)計(jì)和相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)得出以下結(jié)果（表1、表2）：

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：①亮度覆蓋范圍（scope）從大到小順序?yàn)锽and6>Band7>Band5>Band4>Band3>Band2；②標(biāo)準(zhǔn)差值（Stdev）從大到小順序?yàn)椋築and6>Band7>Band5>Band4> Band3>Band2；③相關(guān)系數(shù)三組結(jié)果具有組內(nèi)相關(guān)系數(shù)較大，組間相關(guān)系數(shù)小的特點(diǎn)，即Band6、Band7為一組，相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)為0.989376；Band3、Band4、Band5為一組，相關(guān)性較好，兩兩相關(guān)系數(shù)分別為0.975668、0.975668和0.980269；Band2單獨(dú)一組，與其他波段相關(guān)系數(shù)小于0.954633。選擇波段的原則是盡量滿足亮度覆蓋范圍大、標(biāo)準(zhǔn)差值大和相關(guān)系數(shù)小等條件。亮度覆蓋范圍大、標(biāo)準(zhǔn)差值大的波段包含的地物信息量豐富，而相關(guān)系數(shù)小確保波段之間冗余信息少。因此從三組中分別選出一個(gè)波段合成彩色圖像，將Band4、Band3和Band2分別賦予RGB通道，之后，對(duì)圖像進(jìn)行了反差擴(kuò)展、亮度調(diào)整、色彩平衡等增強(qiáng)處理，結(jié)果圖像地物清晰、影紋結(jié)構(gòu)清楚、可讀性強(qiáng)，反映出的線構(gòu)造一目了然。

2.線性構(gòu)造遙感解譯數(shù)據(jù)及方法

2.1數(shù)據(jù)選擇與處理

區(qū)調(diào)工作區(qū)中北部地區(qū)屬于基巖裸露區(qū)，裸露程度較高，地質(zhì)特征明顯，南部植被覆蓋，部分地段亦出露有基巖，適合遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯工作。經(jīng)過與實(shí)地的相配套對(duì)比，選擇了2010年10月20日和2010年9月4號(hào)的ALOS2.5米全色波段（PAN）數(shù)據(jù)和10米多光譜數(shù)據(jù)4（R）3（G）2（B）波段數(shù)據(jù)，軌道號(hào)分別為ALAV2A252362680（111，2680）、ALAV2A252362690（111，2690）、ALPSMW245°652680（111，2680）、ALPSMW245°652685（111，2685）、ALPSMW245°652690（111，2690）（圖1）。這期間影像具有植被較少、積雪少的適合特點(diǎn)；經(jīng)過對(duì)圖像進(jìn)行幾何精校正、地理配準(zhǔn)、波段組合、反差擴(kuò)展、分辨率融合等處理生成了工作區(qū)假彩色合成遙感影像圖，作為線性構(gòu)造解譯的理想底圖。

2.2線性構(gòu)造解譯采用的方法

本次線性構(gòu)造遙感解譯是以目視解譯為主，輔以計(jì)算機(jī)上以人機(jī)對(duì)話方式進(jìn)行識(shí)別和解譯方法。為了準(zhǔn)確進(jìn)行線性構(gòu)造遙感地質(zhì)解譯，解譯者首先應(yīng)具備一定的地質(zhì)、遙感知識(shí)，其次對(duì)解譯區(qū)的地質(zhì)基礎(chǔ)、構(gòu)造格架、災(zāi)害地質(zhì)、地形地貌和水文情況等要有粗略的了解。采用的解譯分析方法有：

（1）直判法：根據(jù)不同性質(zhì)地質(zhì)體在遙感圖像上顯示出的影像特征規(guī)律所建立的遙感地質(zhì)解譯標(biāo)志或影像單元，并在遙感圖像上直接解譯提取出線性構(gòu)造信息，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)體解譯圈定與屬性劃分。

（2）對(duì)比法：對(duì)未知區(qū)遙感圖像上反映的地質(zhì)現(xiàn)象，通過已知區(qū)圖像特征與解譯標(biāo)志的對(duì)比進(jìn)行解譯。如圖像上解譯的連續(xù)可不連續(xù)的線性構(gòu)造體，往往是通過已知區(qū)域斷裂構(gòu)造標(biāo)志來進(jìn)行對(duì)比圈定。

（3）鄰比法：當(dāng)圖像解譯標(biāo)志不明顯，解譯困難時(shí)，可與相鄰圖像進(jìn)行比較，將鄰區(qū)的解譯標(biāo)志或地質(zhì)細(xì)節(jié)延伸、引入，從而對(duì)困難區(qū)做出解譯。如對(duì)多組斷裂交匯區(qū)或斷裂帶交切關(guān)系的解譯時(shí)，采用鄰比法一般可取得好的效果。endprint

（4）綜合判斷法：當(dāng)目標(biāo)在圖像上難以直接顯現(xiàn)時(shí)，可采取對(duì)控制地區(qū)目標(biāo)物有因果關(guān)系的生成條件、控制條件的解譯分析，預(yù)測(cè)目標(biāo)物存在的可能性。

3.工作區(qū)的線性構(gòu)造解譯

3.1工作區(qū)概況

霍林河地區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部，處于通遼市、錫林郭勒盟、興安盟和赤峰市交界處。大興安嶺山脈主脊自區(qū)內(nèi)北東至南西穿過，地勢(shì)險(xiǎn)峻，中北部屬丘陵平原區(qū)，南部屬國(guó)家森林保護(hù)區(qū)。大地構(gòu)造單元古生代屬西伯利亞板塊南東緣興蒙造山帶—霍林郭勒—索倫殘余海盆，南接錫林浩特—西烏旗—牤牛海構(gòu)造帶。中晚侏羅世及早白堊世火山噴發(fā)活動(dòng)強(qiáng)烈；晚侏羅世花崗巖及其巖漿期后熱液所形成的細(xì)?；◢弾r脈及石英脈等與成礦關(guān)系密切。

3.2線性構(gòu)造解譯標(biāo)志

工作區(qū)遙感影像總體以棕色、褐色調(diào)為主，西北側(cè)霍林河煤田區(qū)呈現(xiàn)淺藍(lán)色調(diào)，地勢(shì)平緩；北部區(qū)基巖裸露，色調(diào)稍淺一些，北東走向的山脊突起，線狀及環(huán)狀地質(zhì)構(gòu)造明顯，具有較好的解譯效果；南部區(qū)植被覆蓋，色調(diào)變得更為深一些，山峰溝谷明顯。

線性構(gòu)造解譯最直接目的是控制區(qū)內(nèi)斷裂、巖脈、礦脈等，解譯內(nèi)容包括線性體特征、線性體之間時(shí)空結(jié)構(gòu)、演化特點(diǎn)以及與成巖、成礦、控礦地質(zhì)作用間的關(guān)系等。區(qū)內(nèi)線性構(gòu)造發(fā)育，遙感影像圖上解譯標(biāo)志明顯：線狀影像由不同色彩的直線型界面所顯示，地貌為直線型溝谷及山鞍部、水系轉(zhuǎn)折點(diǎn)、錯(cuò)斷的山脊、水體展布和不同巖石界線、連續(xù)或斷續(xù)延展的斷層三角面。

3.3線狀構(gòu)造解譯特征與實(shí)地驗(yàn)證對(duì)照之結(jié)果

本區(qū)解譯線性構(gòu)造方向以NE向?yàn)橹鳌W向次之，少量近EW向。

3.3.1 NE向斷裂：解譯出55條。解譯標(biāo)志為：斷層兩側(cè)影像顏色、影紋截然不同；北東向帶狀陰影；水系端點(diǎn)沿構(gòu)造直線分布；溝谷沿構(gòu)造方向近直線延展；有北西、北北東向線性構(gòu)造被錯(cuò)斷之現(xiàn)象；陡立的斷層三角面。野外實(shí)地驗(yàn)證之依據(jù)有：①北東向沖溝，見有陡坎地貌；②密集節(jié)理破碎帶；③線狀分布的斷層三角面；④充填有巖脈；⑤所經(jīng)過區(qū)域地表巖石破碎；⑥具有線狀展布的礦化蝕變帶。

（1）烏日達(dá)哈達(dá)胡舒F2北東斷裂：影像特征：不連續(xù)線狀負(fù)地形，可見帶狀陰影，經(jīng)過多個(gè)溝谷、水系拐折點(diǎn)，局部水系沿構(gòu)造方向直線分布（圖2）。驗(yàn)證地貌為一條與解譯構(gòu)造重合的北東向沖溝，溝南東為陡坎地貌，北東向劈理發(fā)育（圖3）。

（2）塔日巴干扎拉格—呼和出魯嘎查F3北東斷裂：影像特征：兩側(cè)影像顏色、影紋特征截然不同；多個(gè)溝谷沿構(gòu)造方向近直線分布、呈線狀負(fù)地形；經(jīng)過多個(gè)水系拐折點(diǎn)，局部隔間發(fā)育斷層三角面（圖4）。野外由五個(gè)點(diǎn)驗(yàn)證：D3000點(diǎn)巖石中呈現(xiàn)密集節(jié)理，薄板狀，厚約1cm～7cm，測(cè)得主構(gòu)造產(chǎn)狀為北東320°∠50°（圖5）；D1008點(diǎn)見到北東向構(gòu)造破碎帶，南段D6071、D1190點(diǎn)處于北東向線性沖溝內(nèi)見斷層三角面，D2296點(diǎn)見北東向正長(zhǎng)斑巖脈。

3.3.2 NW向斷裂：解譯出29條。解譯標(biāo)志為：線狀沖溝沿構(gòu)造方向分布；小面積水體分布形態(tài)受構(gòu)造控制；溝谷、水系拐折點(diǎn)及山脊錯(cuò)斷處沿直線分布；斷層三角面。野外實(shí)地驗(yàn)證之依據(jù)有：①北西或北北西向沖溝，局部呈明顯線性深“V”字形溝谷；②密集破劈理帶；③充填有巖脈；④線狀分布的斷層三角面；⑤光滑的斷層面，見有壓性硅質(zhì)薄膜及擦痕構(gòu)造特征；⑥被北東向沖溝截切。

（1）塔日巴干扎拉格西F12北西斷裂：影像特征：多個(gè)溝谷、水系拐折點(diǎn)及山脊錯(cuò)斷處沿直線分布，具不連續(xù)線狀陰影；有小面積水體分布形態(tài)受構(gòu)造控制，邊部直線狀分布（圖6）。由D5161驗(yàn)證，地表采坑中觀察此處應(yīng)為兩組構(gòu)造斷裂通過處（圖7），一組產(chǎn)狀為260°∠80°，特點(diǎn)是形成長(zhǎng)大于30m寬10m光滑斷裂面，見有壓性硅質(zhì)薄膜及擦痕，與解譯線性北西向構(gòu)造方向一致；另一組產(chǎn)狀為310°∠80°，特點(diǎn)是形成密集的破劈理帶，寬度大于60m，切割前者。D5172點(diǎn)出露一條正長(zhǎng)斑巖脈，與解譯北西向構(gòu)造方向一致，長(zhǎng)大于150m。

（2）巴彥敖包圖嘎查F23北西向斷裂：影像特征：多個(gè)水系起點(diǎn)、拐折點(diǎn)、沖溝拐折點(diǎn)沿直線分布，局部為線狀負(fù)地形，具不連續(xù)的線狀陰影（圖8）。該構(gòu)造較明顯的驗(yàn)證點(diǎn)為5個(gè)。其中2點(diǎn)表現(xiàn)為狹長(zhǎng)的北西向溝谷，D4247地表見密集北西向節(jié)理（圖9），D4246點(diǎn)見斜交北西向珍珠巖脈。

（3）三棟房F35北西斷裂：影像特征：線狀負(fù)地形，具明顯線狀影紋，兩側(cè)影像色調(diào)沿直線不同，北東側(cè)沖溝被截?cái)啵▓D10）。D4817點(diǎn)驗(yàn)證為明顯“V”字形沖溝（圖11）。

結(jié)論

（1）通過遙感線狀構(gòu)造地質(zhì)解譯，為本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造方面的預(yù)測(cè)性與地質(zhì)填圖提供了極有價(jià)值的資料，以此為指導(dǎo)思路，野外地質(zhì)填圖過程注重了地表存在的構(gòu)造線索及地質(zhì)現(xiàn)象，區(qū)調(diào)工作中取得了較好效果。

（2）內(nèi)蒙古東部植被覆蓋較為嚴(yán)重的地區(qū)，在圈定線性構(gòu)造、環(huán)狀構(gòu)造、找礦遠(yuǎn)景區(qū)及靶區(qū)等方面遙感解譯技術(shù)與地質(zhì)、特化探等學(xué)科進(jìn)行綜合研究，可以起到事半功倍的作用。

（3）遙感解譯技術(shù)的應(yīng)用可提高填圖質(zhì)量和基礎(chǔ)地質(zhì)研究的程度，它是填圖過程中大量地面實(shí)測(cè)資料的反饋，又促進(jìn)了遙感解譯方法和遙感地質(zhì)學(xué)理論基礎(chǔ)的深入研究和發(fā)展。

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