关于秭归县三峡地区遥感地质解译标志的建立

作者: 罗楠鑫

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三峡地区,位于中国长江上游,以其复杂的地质构造、丰富的自然资源及重要的生态地位而闻名。为了更深入地理解该地区的地质特征,文章通过对秭归县三峡地区遥感图像(来源:资源三号(ZY-3))的信息分析,收集前人解译成果,结合野外调查成果,对研究区的线性构造、环状构造、地质体、地层岩性等特殊地质单元进行解译,建立该区典型解译标志,为地质调查提供资料。

遥感技术的应用是区域地质调查工作的有效手段,对地质调查有着特殊的作用。通过遥感技术,地质学家们能够以前所未有的速度和精度获取大范围地质信息,极大地推动了区域地质调查工作的进展。通过遥感技术的应用,我们可以更加高效、准确地获取地质信息,为地质资源的勘探和开发、地质灾害的监测和防治等提供有力的技术支持。从局部区域来看,针对常规地质展开的调研素材不多,但是卫星遥感信息优势明显,具体表现为视域广,无外在恶劣自然环境的干扰。本研究运用遥感图像对秭归县三峡地区的野外实地调查工作进行修改补充,并在区域设置地质解译标杆。同时参照野外地质调研结果对其实施检验论证,为该地区的地质普查、找矿勘探、水文地质与工程地质等相关工作提供有效的地质信息,并取得初步成果。

研究区域简介

秭归县隶属湖北省宜昌市,位于长江西陵峡两岸,其地势西南高东北低,东段为黄陵背斜,西段为秭归向斜,属长江三峡山地地貌。长江由西向东将县境分为南、北两部分,江北北高南低,江南南高北低。县境内群山相峙,多为南北走向,形成全县广大起伏的山岗丘陵和纵横交错的河谷地带。

秭归县东与宜昌市夷陵区的三斗坪、太平溪、邓村交界,南侧与长阳的榔坪、贺家坪完全相接,西面紧临巴东县的信陵、平阳坝等,北面与兴山县的峡口、高桥临近。东南面到太阳坪,和长阳、宜昌相邻;东北面到五指山,和宜昌、兴山对接;西南面到香炉山,和长阳、巴东县临界;西北面到羊角尖,和巴东、兴山接壤。

县域东面、西面分别以茅坪镇、磨坪乡凉风台为起点,其间的最长路距是67.2千米;南面、北面分别以杨林桥镇向王山、水田坝乡懒板凳垭为终点,其间的最长路距是61.2千米。

长江流域的入口是在巴东,贯穿县域中心,其长度约65千米,其出口是茅坪河。从西至东把县域划分成两大块,即:南面与北面,江北地势由北至南逐步下调,江南则与其相反,形成了独一无二的山脉地貌。

本课题的调研区域是在黄陵背斜的南面,也就是扬子区域鄂黔台褶带和四川台向斜两个II级构造单元的分界过渡区域(鄂黔台褶带的黄陵内)。

由于黄陵地区地势走向以南北为主,是其(黄陵背斜)南侧一个非常大的转折点,同时掌控了区域中最基础的褶皱构架。促使研究区域东面地层具有向东面转动,而南部则向南面移动、西面向西南移动等变化。

遥感数据源选取

本课题研究对秭归县三峡境内约24052平方千米实施遥感分析,共涉及夷陵区、秭归县两个县区。参照资源III号(ZY-3)遥感图像,绘制了相应的影像图结构,并对其重要信息进行提取整合。

资源三号(ZY-3)卫星是中国第一颗自主的民用高分辨率立体测绘卫星,通过立体观测,可以测制1∶50000比例尺地形图,此卫星搭载前后视、正视的相机光谱大概均在0.5~0.8微米范围内;前者的空间分辨率、幅宽分别是3.5米、52千米;后者分别是2.2米、52千米;而多光谱分别是6.0米、51千米,其中,光波可划分成IV段;其对应的光谱范围分别是:0.45~0.52微米、0.52~0.59微米、0.63~0.69微米、0.77~0.89微米。

遥感图像无云覆盖,清晰度高,成像质量好,可提供丰富的遥感观测特征信息数据。

遥感图像处理

根据遥感影像图信息,对研究区影像进行信息提取。对特征影像的色调、影纹、形状、结构、花纹图案等进行区分标注,可分为线性构造、环状构造、地质体、地层岩性等特殊解译单元。

遥感地质解译

通过对秭归县三峡地区遥感图像(来源:资源三号(ZY-3))的信息分析,收集前人解译成果,结合野外调查成果,对研究区的线性构造、环状构造、地质体、地层岩性等特殊地质单元进行解译。

研究区线性构造在本次遥感图像上,不同色调块体呈现色调异常线条,影纹结构块体呈现深浅不一的分界线。

总体上,研究区线性构造比较发育,主要为断裂构造线及河道水系。断裂线呈不规则直线状排布,色调分界明显,肉眼可见两侧与线中心影纹分界清晰,线行两侧可见雁列状细小线状排布,断续延伸,无明显位移及破坏。

如图1所示,其中断裂构造按方向主要有NW向断裂两组、NWW向断裂两组、NS向断裂两组。其中以NWW向为主,且多为区内主干断层。而NS向线性构造发育程度相对较低、规模小,常常错断岩层和同期的断裂。

水系呈曲线状分布,色调分界明显,影纹分界清晰平滑,拐点均处于平滑曲线上,河流沿同一方向延伸。

经解译能够发现:本研究区域中的山势结构在影像色调中的特征包括:色斑呈圆或半圆形、色块或色环,色调不统一,有明有暗;影纹结构、纹形特征和地质结构存在直接的相关性。其地貌复杂,主要包括:正地形、环形、放射形、沟谷或山脊等。其中,环形地貌结构、形态及其影像等特征存在多元化倾向。具体参照图2介绍。而且其分布区域主要包括中部和西部。从空间组合角度来看,其外形犹如椭圆状,呈半圆构成。

区环地貌结构相对复杂,径长一般约有2~10千米,小型环形基本上集中在大环中或其边界,纹理及色调特征突出。且存在中等状态的冲沟发育,呈树枝状、角状发散。地形起伏明显,环内所受剥蚀严重。可明显见有断层,褶皱发育,区内小型构造特征明显。

其中,以黄陵背斜的环形构造最为明显。黄陵背斜整体呈现椭圆形结构样式,发育近EW向、NE向、NW向三组韧性剪切系统,呈直线形态贯穿其中。

通过对遥感图像(来源:资源三号(ZY-3))的信息分析,结合野外调查成果发现,研究区地层从南华系至二叠系地层均有发育。震旦系地层一般集中在岩基附近,研究区域东面、南面的高家溪花鸡坡基本上完全遮拦在岩基上层,中端翼家湾则具有断层结构,处在崆岭群的上层结构中,并且泗溪和高家溪等区域基本上完全出露,附近莲沱组愈来愈薄。寒武系是研究领域中非常广泛的底层结构,大多数集中在南面,山势高峻。

调研中的岩浆岩大多数属于侵入岩,喷出岩并不多。侵入岩中从酸性到超基性均有出露。干扰信息的基本表现包括:非规则团块,其顺着一个或两个方向拓展;见树枝状水系发育;可见环形,陡崖发育,少植被;影纹常见透镜状,扁豆状,串珠状;颜色色调为深色调,岩体内部常被剥蚀为负地形,边缘为环形。

研究区岩体以花岗岩类岩体为代表,处于不同时段、规模、产出形态、成因结构的花岗岩对应的地质结构、层次、侵入区域、围岩类型、自然地理等存在很大差异性,大多数是类型不一。根据侵入体的可解译性由高至低进行排序,分别为:岩株、岩墙、岩脉、岩基、非造山带花岗岩。

研究区可见缓坡、低岗、平台等微地貌结构,相对陡峭。其中,倾斜岩层一般多见于三角体,或者呈“V”字结构。地层构造具有中节理特点。

调研中沉积岩的图像信息特征是:发育呈“方向性”的线性特点,并且形成纵横交杂的微组合图形;属于相对密集的棋盘结构,网脉状影纹,或似橘皮纹点状影纹;地形可见正地形,属于陡坡或者峻岭;岩石表层相对粗糙,呈平行束状结构,乃羽状树枝型发育。

调研中变质的分布面相对广泛,并且褶皱、断裂等构造也十分发育。研究区变质岩在影像信息上表现为:地貌上成低缓丘陵或岗状地形,存在密集线理纹理型等特点;其色调深浅不一,并且地质体呈层状或非规则带状等结构;其中,带状结构的密集图像也呈现出条带状纹理特点,且属于平行直线分布,具有连续性或断续性;也包括环型、放射型、弧型、透镜型、网脉型、“入”字型等;水系和山脊线具有互相平行分布的特点。

另外,调研中千枚岩的板岩类由于变质不明显,原岩组构成特征突出。石英岩存在浅色调趋向;厚层石英岩形成大陡坎,陡崖。片岩在图像上显示出由不同色调构成的条纹条带标志。片麻岩区水系与花岗岩区分布很类似,都为密集钳状树枝状水系。如表1所示。

此次论文通过对研究区的线性构造、环状构造、岩浆岩、变质岩、沉积岩等岩体的遥感地质解译,将三峡秭归地区的地质概况做简要分析。

根据大多数学者的地质研究数据分析,并参照本次的实地调研,笔者对三峡秭归地区的地质架构有更加直观深入的认识。

总体上,研究区断裂的线状排布,体现该区的断裂构造的发育情况,体现出该区域的地质活动情况,断裂破碎带分布状态,对寻找矿区、分析水文地质、工程地质及探讨区域构造等发挥着一定作用。调研过程中环状构造的排序、解译等都能够对该区域的地质架构分析,预测、寻找矿产和分析大地构造活动方面,提供较为有效的地质作用信息,减少和节约野外地质调查的工作量。对研究区中岩体及岩层的解译分析,可进一步对区域内的线、环状构造分析提供有效信息,对地质普查、找矿勘探、水文地质与工程地质等相关工作提供行之有效的地质信息。

遥感技术的实际应用对秭归地区地质调查起到了特殊的作用。利用遥感数据解译可以有效地指导野外作业,使路线地质调查能够有目的进行。通过对遥感影像的分析研究,大致查明图幅内的地层分区、构造类型及发育部位等基本地质情况和地形、地貌等基本地理环境,使野外工作人员做到心中有数,进而提高工作效率;发挥遥感的技术优势,补充和修改野外地质工作成果,能够更系统、具体地说明地面景观、地质构造等分布情况,为下一步开展大范围的宏观性调研与比较提供借鉴。

(作者单位:贵州凯龙实业有限公司)