(一)确定背斜与向斜构造的遥感标志
在遥感图像上判断背斜与向斜构造的解译标志主要如下:
1.岩层三角面的产状标志
背斜构造两翼岩层三角面尖端指向相对,两翼单面山顺向坡向外倾,顺向坡水系向外流且对称分布;向斜构造两翼岩层三角面尖端指向相背,两翼单面山顺向坡朝里倾,顺向坡水系向内流且对称分布。
2.转折端标志
背斜构造具有外倾转折端及撒开状水系,河流在通过背斜转折端时多呈绕行的弧形弯曲形态;向斜构造具有内倾转折端及收敛状水系。
3.横切褶皱轴的河谷地带的地层条纹条带的形态标志
当河流横切背斜构造核部时,岩层条带呈纺锤形;当河流横切向斜构造核部时,岩层条带呈哑铃形(图8-5)。
4.褶皱内部节理、裂隙的组合模式的标志
背斜构造核部多形成纵向或横向张节理,翼部形成扭性节理(“X”节理);向斜构造核部发育扭性节理、翼部发育横张节理。
(二)褶皱横剖面形态类型的遥感分析
在遥感图像上通过影像特征分析两翼岩层的产状及两翼同一岩层单元条带出露宽度的变化可以推断褶皱的紧闭程度及褶皱轴面的产状,从而确定褶皱的形态类型。一般,在遥感图像上如果褶皱两翼地形切割大致相同,则岩层单元露头的宽度与岩层的厚度成正比,与褶皱两翼的倾角成反比。正常褶皱和倒转褶皱的解译标志如下:
1.正常褶皱
图8-5 正常背斜、向斜的三角面形态及岩层条带弯曲形态
指两翼岩层向相反方向倾斜的褶皱,包括直立褶皱和斜歪褶皱。正常褶皱的影像特征是沿褶皱轴线对称分布的岩层三角面山脊点尖端指向和倾向坡坡向相对或相背。直立褶皱,其两翼岩层三角面的形态相同或相似,同一岩层单元在褶皱两翼的出露宽度也大致相同(图8-6a及图版52);轴面倾斜的斜歪褶皱,其两翼岩层三角面的形态明显不同,一翼缓,一翼陡。产状平缓的翼,岩层三角面尖而长,陡翼上岩层三角面宽而短,直立翼则完全无岩层三角面而表现为直线状影像。斜歪褶皱两翼同一岩层单元出露宽度不同,陡翼窄、缓翼宽(图8-6c)。
图8-6 褶皱(背斜)横剖面形态类型
2.倒转褶皱
倒转褶皱两翼岩层向同一方向倾斜,图像上两翼岩层三角面尖端及单面山的顺向坡指向同一方向。不对称的倒转褶皱可根据褶皱两翼岩层出露宽度和岩层三角面形态的差异判断(图8-6c);同斜褶皱(图8-6d)其两翼岩层三角面不仅尖端指向一致,而且形态也一致,且同一岩层单元在两翼的出露宽度也大致相同。同斜褶皱很容易误判为单斜构造,应用遥感图像来判定倒转,同斜褶皱的存在,是十分困难和多解的。这时要充分利用遥感图像视域广阔的特点,沿影像标志追索,利用转折端和岩层影像的对称重复出现来确定倒转褶皱的存在。
(三)遥感图像上褶皱构造组合特征
一个地区的褶皱大都不是孤立产出,而是反映区域构造特点的各种组合型式,相互之间存在着密切的成因联系。利用小比例尺遥感图像来分析和对比不同地区褶皱构造的组合形态特征,这是常规地质调查工作难于进行的。根据褶皱群体在遥感图像上的影像特征,褶皱组合形态可分为以下几种类型:
1.紧密型褶皱组合(图8-7a)
紧密型褶皱在遥感图像上表现为有规律重复出现的紧密条带状图案,它们由一系列互相平行、定向排列、延伸很长而又呈紧密的线状褶皱及复式褶皱组成。这些褶皱翼部产状很陡,甚至直立或倒转,其转折端多呈尖棱状,有时出现分支褶皱。紧密型褶皱在地貌上常表现为大致平行的长条状水系,水系为严格受构造控制的平行水系,组成高山深谷地貌(图版51)。如我国秦岭、大巴山褶皱带,贺兰山、横断山褶皱带都是比较典型的紧密型褶皱带。紧密型褶皱反映区域上受强烈水平挤压的构造活动地带,如地槽褶皱带、会聚型板块缝合带等。
2.宽展型褶皱组合(图8-7b)
宽展型褶皱在图像上表现为疏密相间的平行条带状图案。它们是由一系列平行的发育程度和形态特征明显不同的背斜和向斜相间排列组合而成。宽展型褶皱按其剖面形态可分为隔档式与隔槽式两种类型。隔档式褶皱的图形是挤压紧密的线状背斜与开阔平缓的向斜相间排列(图版52);隔槽式褶皱的图形是挤压紧密的线状向斜与开阔的背斜相间排列。宽展型褶皱在地貌上常常表现为一组大致平行的直线状山脊,山体之间距离较大,地势相对平缓,多数情况下表现为顺地形(背斜山、向斜谷)。宽展型褶皱的水系也多受构造控制,主流基本平行于褶皱轴方向。宽展型褶皱的成因与沉积盖层顺基底滑脱面剪切滑动或与基底断块活动有关。如我国四川盆地东部,贵州、广西等地的古生界和中生界盖层中常发育这类褶皱(图8-7)。
3.平缓型褶皱组合
图8-7 褶皱组合形态
平缓型褶皱在遥感图像上表现为单个出现或零散分布的椭圆形、同心圆形等环带状影像(图版53)。平缓型褶皱有短轴背向斜、穹窿和构造盆地等。短轴背、向斜的图形为椭圆形,短轴背斜的地貌表现多为长条形高地,有时一系列呈平行斜列的短轴背斜或向斜沿一定方向组成雁列式褶皱;穹窿和构造盆地多呈圆形的同心环状图形,穹窿在地貌上常形成缓缓隆起的孤立高地,其上发育放射状水系,穿越穹窿的河流多呈深切的河曲。构造盆地在地貌上常为盆状负地形,发育向心状水系。平缓型褶皱多发育在构造活动较弱的地台区。
4.弯转型褶皱组合(图8-7d)
包括帚状褶皱、弧形褶皱、“S”型褶皱等。它们在遥感图像上形成特殊的组合图形,其特点是平面上都具有明显的弯转形态,一般规模不大;多发育在刚性地块周围或大的扭动构造两侧,系受压扭或扭应力场作用所致。
(四)叠加褶皱构造的遥感分析
识别叠加褶皱的主要途径是追踪影像标志层,分析早期褶皱轴线的变形特征,研究分析复杂的影纹图形特征。在高级变质岩区主要靠辨认呈断续分布的细线纹所代表的面理和线理的变形、弯曲、有规律交切等特征来识别叠加褶皱。叠加褶皱的图形特征多种多样,但最常见的有以下三种:
1.穹窿-盆地型式
第一期轴向近水平的一组正常背、向斜与第二期轴向近水平的正常背、向斜大角度相交时,形成“横跨褶皱”。这时,第二期褶皱运动使第一期褶皱枢纽强烈起伏,在两期背形褶皱叠加处形成穹状构造,而在两期向斜褶皱叠加处形成盆状构造。图版54是邵阳幅陆地卫星图像,该区中部为一轴向近东西的早期背斜,核部由震旦系组成,在叠加了后期轴向北东的褶皱后,形成多个轴向近北东的穹窿构造,而后期北东向褶皱的枢纽在靠近基底背斜时一致向上仰起,明显受基底褶皱的控制。
2.钩状褶皱型式
早期褶皱的两翼岩层和褶皱轴面作为一个褶皱层再次被弯曲,出现两个转折端,形成钧状褶皱,这种叠加作用常发育在大型剪切带旁侧,在变质岩区这种钩状褶皱常与大型韧性剪切带有关。图版47是一个发育在东西向扭性断裂旁侧的钩状褶皱。
图8-8 叠加褶皱的新月型-蘑菇状干涉图形
3.新月型-蘑菇状褶皱型式
当第一期的等斜或平卧褶皱被第二期与之轴向呈大角度相交的背斜或向斜叠加时,由于后期剥蚀深度的不同,在遥感图像上可以看到从新月型到蘑茹型的图形样式(图8-8及图版48)。这种叠加褶皱型式在平卧褶皱推覆体受到两次褶皱变形的地区及高级变质岩区非常普遍。