影像岩石单元法

如题所述

影像岩石单元法是以影像岩石单元为基本填图单位,进行遥感初步解译地质图、遥感地质图填制的方法。影像岩石单元建立是通过影像单元反映出的岩性特点、岩石类型、岩石类型组合特征分析对比,同时结合野外踏勘、剖面测试、野外地质调查及前人资料等综合分析而确定。确定的标准必须与新填图理论的岩石地层、岩石构造地层、岩石谱系单位、构造岩石单位建立、划分的填图种类相一致或基本吻合。

从理论上讲,遥感技术填图以影像岩石单元作为基本填图单位是完全可行的,具一定的可操作性和实用价值,而且与新填图理论具有相似性或一致性特点。因为,影像岩石单元建立与划分是以岩石反射光谱特征为物理基础,以反射光谱特征的规律性变化差异为理论依据进行。而这种光谱的差异与变化恰好是因地质体的性质不同而不同,并表现出一定的规律性。通常而言,性质相同或相似的地质体光谱反射特征保持相同或相似性,性质不同的地质体光谱反射特征截然不同,这主要取决于岩石的结构构造、矿物成分的变化和物理性质及化学性质的不同。这些不同反映在影像特征上则是色彩(调),影纹结构、地形地貌,以及水系类型等不同标志的变化。

虽然地质作用错综复杂,地质现象千差万别,但地质体的空间分布组合,产出状态受其成因、地质作用类型等因素控制表现出规律性,即沉积地层具有互层、夹层、韵律、建造等组合特点;变质岩地层具有变形变质、构造改造、变质程度不同等特点;火山岩具有喷发旋回、火山机构等特点;而侵入岩则具有形态结构,不协调的侵入关系,多变的岩石类型等特点。实际上,这些特点反映在卫星图像上,则是影像单元特征的变化。也正是由于不同的岩石类型、岩石类型组合与影像之间存在着明显的因果关系,为遥感填图以影像岩石单元为填图单位建立划分提供了可行性和依据。

(一)影像岩石单元的填图含义

影像岩石单元是一种以影像形式反映单一岩石、岩石类型、岩石类型组合特征,并具有填图单位建立、划分意义的影像岩石体。

在实际应用中,影像岩石单元是遥感地质填图单位建立的一种划分方案,对沉积地层、火山地层、变质地层、侵入岩类具有等同填图效应。但依据不同岩类填图区别,遥感地质填图单位划分方案有所不同,具体包括影像岩石地层单位(特指沉积岩、浅变质岩、变质表壳岩地层)、影像构造岩石地层单位(特指变形变质、构造改造强烈的变质岩地层)、影像岩石谱系单位(特指花岗岩类)、影像构造岩石单位(特指变质强烈的深成侵入岩体)。既然影像岩石单元是遥感填图单位划分方案,也是一种填图实体或称之为填图单位,那么它的填图单位种类也是不同的,也就是说,对于不同遥感填图单位划分方案,填图单种类划分和含义有所不同。

1.影像岩石地层单位

影像岩石地层单位是针对层型影像单元,实施的一种填图单位划分方案。其划分的目的在于根据遥感影像特征的变化,系统地将它们建立、划分为影像岩石单元,即填图单位,并加以组织,展示出岩石组成、结构、时空存在状况,以及它们相对于地层的位置。

影像岩石地层单位,可以是一种或数种岩石类型的联合,整体岩性一致。根据影像岩石单元特征变化及所代表的岩石组合的一致性和差异性,影像岩石地层单位种类采用群、组、段三级划分方式。

(1)群

群是层型影像岩性单元的宏观影像分区(彩图2-27a)。在岩性上,一般反映沿纵向相邻的两个或两个以上具某种共同岩性特征的岩石组合合并而成,群内不允许有重要的间断或不整合存在。

(2)组

它属于群级宏观影像岩石单元分区内部具有相同或不同特征的影像岩石单元细划。划分结果为组级单位(彩图2-27b、c)。

在岩性特征上,表现总体岩性一致。它可以由一种岩石构成,也可以由一种主要岩石为主,夹有重复出现的夹层或由两三种岩石交替出现构成,甚至由很复杂的岩石组分组成,但应以清楚、稳定的特殊岩性变化面或特殊的结构标志层为界线,易于鉴定,并应有一定的延展范围。

(3)段

在影像岩石单元中,应属于组级影像岩石单元的细划。反映的是相邻岩层不同岩性特征的变化。建立中应以组级影像岩石单元内部影像岩石特征变化为依据。

2.影像岩石构造地层单位

影像岩石构造地层单位是针对经受强烈的构造改造或构造作用,使其原来沉积叠置关系遭受破坏的变质岩石地层进行填图单位建立、划分的一种方案。

实际应用中,仍以影像岩石单元为基本划分单位,采用岩群、岩组、岩段划分方式。

(1)岩群

它是一种以宏观影像岩石单元反映遭受构造改造的区域性变质岩带,并被构造界面所围限的多个二级影像岩石单元组成的一个填图单位。其围限边界以线性单元显示(彩图2-28a)。岩群常常以其反映不同大地构造环境、区域性地质事件区别于相邻的变质地体。不同岩群可以产出于相同构造带的不同位置,也可产出于不同的构造改造环境。

(2)岩组

它是一种产出于岩群之内,由次级线性单元所围限的一种二级影像岩石单元。它由单一岩性层组成。在同一变形变质带中具有一致的构造样式和变质程度(彩图2-28b、c)。

(3)岩段

它是一种产出于岩组之内,由于岩性变化而产生的次级影像岩石单元体。

3.影像岩石谱系单位

影像岩石谱系单位是对花岗岩类实施遥感地质填图,划分和厘定填图单位的一种划分方案。它是以不同花岗岩区显示出的影像单元特征等级变化为依据,进行同源岩浆熔融事件演化所形成的岩石系列或组合的区分。区分的基本原则为:

(1)同源岩浆演化序列形成于特定的构造环境和构造位置。宏观影像岩石单元具有空间分带和局部集中特点。

(2)同源岩浆演化序列具有明显成分演化和结构演化特征。影像岩石单元特征差异明显。

(3)同源岩浆演化序列所形成的不同岩石类型影像单元特征不同。通常表现为相同岩石类型,影像单元特征一致,不同岩石类型影像单元特征不同。

在实际应用中,影像岩石谱系单位划分采用单元、独立侵入体、序列和杂岩体分类方式:

(1)序列。序列为单元归并之结果,是比单元高一级的岩石谱系单元(彩图2-29a)。它以一种特征的、空间具密切联系的影像岩石单元复合体显示。其内部影像岩石单元特征差异,反映的是同源岩浆熔融事件所形成的岩石类型差别。

从岩性上讲,凡在时间上和空间上紧密相关,并且在岩石特征上具有某些相似特征,以及在成分和结构上表现出清楚的亲缘和演化关系,并且未被其他地质事件中断的两个或两个以上单元的归并。把单元归并为序列的重要标志是序列内部各单元岩石成分和结构演化的有序性和单向性。也就是说序列内部从早至晚单元的岩石之间在成分上有从比较基性向较酸性演化的趋势,在结构上是从细粒向粗粒演化的趋势。

(2)单元。单元是岩石谱系单位的基本单位。它是同源岩浆一次侵入活动的结果,岩石的矿物成分、结构构造、矿物形态基本一致(彩图2-29b、c)。而且相对的侵入时代一致,单元影像特征相同或一致。

(3)独立侵入体。以特定影像岩石单元显示一个独立岩体的存在,且无法划归单元的侵入体为独立岩体。

(4)杂岩体。杂岩体是以宏观影像岩石单元反映同源岩浆演化所形成的多种岩石组合,且无法进行单元划分的侵入岩为杂岩体。

4.影像构造岩石单位

特指对构造变形复杂、变质程度较高的深成侵入体进行填单位建立、划分的一种方案。该类岩体原岩结构已基本消失,无法进行谱系单位划分或归并。其填图单位种类采用片麻岩体、片麻岩套二分法。

(1)片麻岩体。大致相当于影像岩石谱系单位的单元或独立侵入体(彩图2-30)。

(2)片麻岩套。是由两种以上具有演化关系的片麻岩体所组成,它们的时空分布关系密切。

从影像岩石单元特征分析,在不同地区它们除了具有宏观影像单元分区特征之外,比较典型的特征是环形构造信息显示丰富。其形态、空间组合形式的变化关系,间接地反映出原侵入体形成过程中岩浆侵入作用的单一性和复杂性。也就是说独立存在环形影像单元,基本反映的是同源岩浆一次涌动或脉动侵入的结果;而组合环形构造信息的叠加、相切关系,反映了同源或异源岩浆多期次侵入结果。这种环形构造或影像信息属一种变质残留信息,它之所以能够保留,主要取决于原始侵入体的性质和后期变质改造的不彻底性。

(二)影像岩石单元转化

实际上,影像岩石单元转化是影像单元向填图单元转化的过程。根据影像岩石单元定义,它必须是一个特征的影像岩石体。它可以由一个独立的影像单元体构成,也可以由两个或两个以上的影像单元体归并而成。当这些影像单元体在晋升为影像岩石单元(填图单位)时,其构成影像单元体的岩石组合特点,必须是单一岩石类型或岩石组合类型(夹层、互层、韵律、旋回等)。影像岩石单元边界应清楚,延伸稳定,具有一定的规模性。边界性质包括:断层、整合、角度不整合、平行不整合等。而影像岩石单元转化总体岩性特点应与常规区调填图相一致或基本吻合,但不应过分强调与区调的完全一致,要充分体现和保留影像岩石单元的独立性、稳定性和可分性。对于影像特征清晰、延伸稳定、边界明显、具有重现性的影像单元可直接确定为影像岩石单元作为遥感填图单位加以建立。影像特征清晰、延伸稳定、边界略不明显的影像,可通过野外调查确定其边界位置后再作为填图单位加以确定。影像特征、延伸、边界不甚明显的影像单元,可通过野外地质调查直接建立填图单位。

(三)填图单位命名

对于影像岩石地层、影像构造岩石地层单位命名主要参考前人资料进行。如某某组、某某段或群。

对于影像岩石谱系单位命名采用地名加岩性加时代。如:库如克萨依单元用KγoO表示。

K——地名第一个字母大写;

γo——斜长花岗岩;

O——奥陶纪。

对于影像构造岩石单位命名,采用地名加片麻岩代号构成。如:喀拉乔喀片麻岩体,用Kgn表示。

(四)影像单元与遥感填图单元的精度控制方法

遥感填图单元是在影像单元解译与分析基础上进行的岩石、地层、构造的再定性与定位,影像单元是影像岩石单元建立的基础,影像单元与影像岩石单元在区调与遥感地质调查的不同阶段可发挥不同的作用,在区调与遥感地质调查设计阶段以影像单元的解译为主,在区调与遥感调查进行与成果提交阶段应以影像岩石单元的解译为主,两者紧密联系、互相促进,共同提高遥感地质解译的准确性。

1.影像岩石单元的岩性特点

无论是影像岩石地层单位还是影像岩石谱系单位,或影像构造岩石地层单位、影像构造岩石单位,其单位种类划分必须遵循群、组、段,岩群、岩组、岩段,序列(超单元)、单元、独立侵入体、混杂岩体,片麻岩体、片麻岩套建立划分的岩性特点。通常情况下,由特征相近的影像单元组成的大的影像体代表的是群、岩群、序列;大的影像体内的影像单元为组、段级和单元级填图单位建立划分的标准。应用中只要符合上述岩性特点的影像岩石单元均可作为填图单位。

2.影像岩石单元边界性质厘定

影像岩石单元的边界性质取决于不同影像岩石单元间的接触关系。具体表现形式有代表断裂性质接触的线带影像单元;代表渐变过渡接触,即整合接触的色调变化线影像单元;代表逆冲接触的不协调地带影像单元;不整合接触关系影像单元特征比较复杂,可通过影像岩石单元的缺失、层型单元的不协调性等加以判别。

3.影像岩石单元边界位置厘定

影像岩石单元的边界位置是由影像单元的边界位置确定的,一般情况下,以线带影像单元(如断裂、环形构造等)显示的边界为填图单位的边界,以色调变化线显示的边界应依据岩石组合特征是否符合不同填图单位种类建立划分标准加以厘定。

4.影像岩石单元的可填图性控制

影像岩石单元对于不同种类的填图单位具有通用性的填图特点,只是依据不同填图单位划分方案,其填图单位的岩性构成有所不同。影像特征、边界清晰,岩性特征符合填图单位建立划分的影像岩石单元可直接作为遥感填图单位建立,并填制。对于影像特征比较清晰,边界不甚清楚的影像岩石单元,可通过安排少量的野外控制路线,经实地调查后加以厘定。对于模糊影像岩石单元则必须通过野外调查加以确定。

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