霍林河地区遥感影像线性构造解译

高利东+赵胜金+杨海星+隋海涛+于海洋+高峰

摘要：以ETM+数据为信息源，最大限度地提取了有关地层、构造、矿产等信息，利用目视综合解译法进行遥感线性地质构造信息的提取，解译了断裂具体位置和活动特征，有效地部署了野外构造地质调查工作，增强了构造地质现象的预见性，提高了地质矿产填图的速度、质量，深化了對区域构造地质的认识，按照解译性质实地进行了验证，证明了遥感线性构造解译在基础地质学应用研究方面的重大作用。

关键词：ETM+数据；线性构造解译；深化构造认；验证

近年来遥感地质构造解译技术在区域基础地质调查工作中的作用越来越重要，越来越多地应用于基础地质工作，遥感影像图上的大量呈规律性、具有宏观性变化的线性体得到充分研究和探讨，从这些线性体中划分出与地质构造生成、演化、发展等有密切关系的线性构造，为区域地质调查工作提供依据，生产实践中亦取得了很好的效果。笔者作为项目技术负责参与了霍林河地区1∶5万区调工作，通过数字处理霍林河地区遥感影像，提取该地区的线性构造，分析遥感影像上提取线性构造的性质，对本区构造地质方面工作的开展起到了重大积极推进作用。

1.遥感影像图上的线性构造

1.1线性构造类型

线性体是遥感影像上沿某一方向有规律性展布的呈直线状或曲线状分布的线性排列，它多半是以其本身的色调或其两侧地区在影像色调上和图形结构上的差异显示出来。本区线性体的形成是多种多样的，一类是与人类活动有关的地物，如霍（林河）通（辽）铁路、霍（林河）扎（鲁特旗）国道、霍林河煤矿、光伏电站、蜿蜒曲折的霍林河等；一类是天然地物和水系，如直线状的山脊、山峰，宽阔的河谷，平直的水库河岸（霍林河水源水库）、直线状地貌单元的分界线等；还有一类是某些地质体和地质构造所形成的线性影像等。

1.2线性构造特点

通过对影像图上线性构造的综合研究，本区线性构造具有多近于正交且多属于优选方位的特点，反映在图面的方位就是以北东向及北西向为主近正交的特点，它反映了本区的基本构造格局，某些地段的线性体的方位出现偏差，它反映的是局部构造和其他异常情况。

1.3线性构造波段选择

本次工作剔除band1（海蓝波段）、band9（卷云波段）和两个热红外波段band10、band11，以数理统计为基础，进行波段选择，首先对于ETM的6个波段进行特征值统计和相关系数统计得出以下结果（表1、表2）：

统计结果表明：①亮度覆盖范围（scope）从大到小顺序为Band6>Band7>Band5>Band4>Band3>Band2；②标准差值（Stdev）从大到小顺序为：Band6>Band7>Band5>Band4> Band3>Band2；③相关系数三组结果具有组内相关系数较大，组间相关系数小的特点，即Band6、Band7为一组，相关性最好，相关系数为0.989376；Band3、Band4、Band5为一组，相关性较好，两两相关系数分别为0.975668、0.975668和0.980269；Band2单独一组，与其他波段相关系数小于0.954633。选择波段的原则是尽量满足亮度覆盖范围大、标准差值大和相关系数小等条件。亮度覆盖范围大、标准差值大的波段包含的地物信息量丰富，而相关系数小确保波段之间冗余信息少。因此从三组中分别选出一个波段合成彩色图像，将Band4、Band3和Band2分别赋予RGB通道，之后，对图像进行了反差扩展、亮度调整、色彩平衡等增强处理，结果图像地物清晰、影纹结构清楚、可读性强，反映出的线构造一目了然。

2.线性构造遥感解译数据及方法

2.1数据选择与处理

区调工作区中北部地区属于基岩裸露区，裸露程度较高，地质特征明显，南部植被覆盖，部分地段亦出露有基岩，适合遥感地质构造解译工作。经过与实地的相配套对比，选择了2010年10月20日和2010年9月4号的ALOS2.5米全色波段（PAN）数据和10米多光谱数据4（R）3（G）2（B）波段数据，轨道号分别为ALAV2A252362680（111，2680）、ALAV2A252362690（111，2690）、ALPSMW245°652680（111，2680）、ALPSMW245°652685（111，2685）、ALPSMW245°652690（111，2690）（图1）。这期间影像具有植被较少、积雪少的适合特点；经过对图像进行几何精校正、地理配准、波段组合、反差扩展、分辨率融合等处理生成了工作区假彩色合成遥感影像图，作为线性构造解译的理想底图。

2.2线性构造解译采用的方法

本次线性构造遥感解译是以目视解译为主，辅以计算机上以人机对话方式进行识别和解译方法。为了准确进行线性构造遥感地质解译，解译者首先应具备一定的地质、遥感知识，其次对解译区的地质基础、构造格架、灾害地质、地形地貌和水文情况等要有粗略的了解。采用的解译分析方法有：

（1）直判法：根据不同性质地质体在遥感图像上显示出的影像特征规律所建立的遥感地质解译标志或影像单元，并在遥感图像上直接解译提取出线性构造信息，实现地质体解译圈定与属性划分。

（2）对比法：对未知区遥感图像上反映的地质现象，通过已知区图像特征与解译标志的对比进行解译。如图像上解译的连续可不连续的线性构造体，往往是通过已知区域断裂构造标志来进行对比圈定。

（3）邻比法：当图像解译标志不明显，解译困难时，可与相邻图像进行比较，将邻区的解译标志或地质细节延伸、引入，从而对困难区做出解译。如对多组断裂交汇区或断裂带交切关系的解译时，采用邻比法一般可取得好的效果。endprint

（4）综合判断法：当目标在图像上难以直接显现时，可采取对控制地区目标物有因果关系的生成条件、控制条件的解译分析，预测目标物存在的可能性。

3.工作区的线性构造解译

3.1工作区概况

霍林河地区位于内蒙古自治区东北部，处于通辽市、錫林郭勒盟、兴安盟和赤峰市交界处。大兴安岭山脉主脊自区内北东至南西穿过，地势险峻，中北部属丘陵平原区，南部属国家森林保护区。大地构造单元古生代属西伯利亚板块南东缘兴蒙造山带—霍林郭勒—索伦残余海盆，南接锡林浩特—西乌旗—牤牛海构造带。中晚侏罗世及早白垩世火山喷发活动强烈；晚侏罗世花岗岩及其岩浆期后热液所形成的细粒花岗岩脉及石英脉等与成矿关系密切。

3.2线性构造解译标志

工作区遥感影像总体以棕色、褐色调为主，西北侧霍林河煤田区呈现浅蓝色调，地势平缓；北部区基岩裸露，色调稍浅一些，北东走向的山脊突起，线状及环状地质构造明显，具有较好的解译效果；南部区植被覆盖，色调变得更为深一些，山峰沟谷明显。

线性构造解译最直接目的是控制区内断裂、岩脉、矿脉等，解译内容包括线性体特征、线性体之间时空结构、演化特点以及与成岩、成矿、控矿地质作用间的关系等。区内线性构造发育，遥感影像图上解译标志明显：线状影像由不同色彩的直线型界面所显示，地貌为直线型沟谷及山鞍部、水系转折点、错断的山脊、水体展布和不同岩石界线、连续或断续延展的断层三角面。

3.3线状构造解译特征与实地验证对照之结果

本区解译线性构造方向以NE向为主、NW向次之，少量近EW向。

3.3.1 NE向断裂：解译出55条。解译标志为：断层两侧影像颜色、影纹截然不同；北东向带状阴影；水系端点沿构造直线分布；沟谷沿构造方向近直线延展；有北西、北北东向线性构造被错断之现象；陡立的断层三角面。野外实地验证之依据有：①北东向冲沟，见有陡坎地貌；②密集节理破碎带；③线状分布的断层三角面；④充填有岩脉；⑤所经过区域地表岩石破碎；⑥具有线状展布的矿化蚀变带。

（1）乌日达哈达胡舒F2北东断裂：影像特征：不连续线状负地形，可见带状阴影，经过多个沟谷、水系拐折点，局部水系沿构造方向直线分布（图2）。验证地貌为一条与解译构造重合的北东向冲沟，沟南东为陡坎地貌，北东向劈理发育（图3）。

（2）塔日巴干扎拉格—呼和出鲁嘎查F3北东断裂：影像特征：两侧影像颜色、影纹特征截然不同；多个沟谷沿构造方向近直线分布、呈线状负地形；经过多个水系拐折点，局部隔间发育断层三角面（图4）。野外由五个点验证：D3000点岩石中呈现密集节理，薄板状，厚约1cm～7cm，测得主构造产状为北东320°∠50°（图5）；D1008点见到北东向构造破碎带，南段D6071、D1190点处于北东向线性冲沟内见断层三角面，D2296点见北东向正长斑岩脉。

3.3.2 NW向断裂：解译出29条。解译标志为：线状冲沟沿构造方向分布；小面积水体分布形态受构造控制；沟谷、水系拐折点及山脊错断处沿直线分布；断层三角面。野外实地验证之依据有：①北西或北北西向冲沟，局部呈明显线性深“V”字形沟谷；②密集破劈理带；③充填有岩脉；④线状分布的断层三角面；⑤光滑的断层面，见有压性硅质薄膜及擦痕构造特征；⑥被北东向冲沟截切。

（1）塔日巴干扎拉格西F12北西断裂：影像特征：多个沟谷、水系拐折点及山脊错断处沿直线分布，具不连续线状阴影；有小面积水体分布形态受构造控制，边部直线状分布（图6）。由D5161验证，地表采坑中观察此处应为两组构造断裂通过处（图7），一组产状为260°∠80°，特点是形成长大于30m宽10m光滑断裂面，见有压性硅质薄膜及擦痕，与解译线性北西向构造方向一致；另一组产状为310°∠80°，特点是形成密集的破劈理带，宽度大于60m，切割前者。D5172点出露一条正长斑岩脉，与解译北西向构造方向一致，长大于150m。

（2）巴彦敖包图嘎查F23北西向断裂：影像特征：多个水系起点、拐折点、冲沟拐折点沿直线分布，局部为线状负地形，具不连续的线状阴影（图8）。该构造较明显的验证点为5个。其中2点表现为狭长的北西向沟谷，D4247地表见密集北西向节理（图9），D4246点见斜交北西向珍珠岩脉。

（3）三栋房F35北西断裂：影像特征：线状负地形，具明显线状影纹，两侧影像色调沿直线不同，北东侧冲沟被截断（图10）。D4817点验证为明显“V”字形冲沟（图11）。

结论

（1）通过遥感线状构造地质解译，为本区地质构造方面的预测性与地质填图提供了极有价值的资料，以此为指导思路，野外地质填图过程注重了地表存在的构造线索及地质现象，区调工作中取得了较好效果。

（2）内蒙古东部植被覆盖较为严重的地区，在圈定线性构造、环状构造、找矿远景区及靶区等方面遥感解译技术与地质、特化探等学科进行综合研究，可以起到事半功倍的作用。

（3）遥感解译技术的应用可提高填图质量和基础地质研究的程度，它是填图过程中大量地面实测资料的反馈，又促进了遥感解译方法和遥感地质学理论基础的深入研究和发展。

参考文献：

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