基于ETM+數(shù)據(jù)的遙感地質(zhì)解譯應(yīng)用
——以新疆卡拉麥里地區(qū)為例

高 珊，高 璞，陳文平

1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊，新疆 烏魯木齊 830013；2.西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065

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基于ETM+數(shù)據(jù)的遙感地質(zhì)解譯應(yīng)用
——以新疆卡拉麥里地區(qū)為例

高 珊1，高 璞2，陳文平1

1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊，新疆 烏魯木齊 830013；2.西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065

通過衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)填圖已成為一種快捷有效的手段。此次研究利用了ETM+衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、GIS與GPS技術(shù)。在建立各地質(zhì)體解譯標(biāo)志的基礎(chǔ)上，對地層、巖漿巖和構(gòu)造等進(jìn)行了詳細(xì)解譯，編制了新疆卡拉麥里地區(qū)1∶5萬遙感地質(zhì)解譯圖，其中加強(qiáng)了線性構(gòu)造的解譯。為下一步地質(zhì)工程提供了可靠的基礎(chǔ)資料。

ETM；遙感地質(zhì)解譯；卡拉麥里地區(qū)；線性構(gòu)造

0 引言

美國Landsat7號的ETM+數(shù)據(jù)，具有從可見光到熱紅外的波譜范圍，能滿足一定礦物、巖石的巖性劃分需要。因此研究ETM數(shù)據(jù)在1：5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用可大幅減輕野外工作，具明顯社會經(jīng)濟(jì)效益［1，2］。

遙感圖像上，斷裂和線性構(gòu)造是以色調(diào)、巖性地層、地貌、水系、土壤、植被等判讀標(biāo)志的線狀異常顯現(xiàn)出來的［3］。塌方、突泥、涌水、巖爆這些工程地質(zhì)災(zāi)害是在巖性、構(gòu)造、地下水與地應(yīng)力等諸多因素共同作用下發(fā)生的。斷裂相交處往往巖石破碎強(qiáng)烈，為工程地質(zhì)薄弱帶［4］。因此線性構(gòu)造對于工程地質(zhì)將起到重要的參考作用。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)隸屬新疆青河縣和奇臺縣管轄，范圍拐點經(jīng)緯度為：A：東經(jīng)89°58′45″，北緯45°15′；B：東經(jīng)90°07′20″，北緯44°42′；C：東經(jīng)90°22′25″，北緯44°42′；D：東經(jīng)90°14′10″，北緯45°15′，面積約1 243 km2。

區(qū)內(nèi)海拔高程500～1 000 m，地勢由東北向南西緩慢傾斜，地形起伏不大。基巖大多裸露，主要為戈壁荒漠地貌。區(qū)內(nèi)有少數(shù)居民點及工礦廠房，人煙稀少。測區(qū)內(nèi)有G216、S228、S227及簡易公路貫通，一般均可通行越野汽車，交通較方便。

2 遙感影像質(zhì)量評述

采用美國Landsat7圖像，p141r29，時相1999年10月19日。經(jīng)過幾何校正、圖像配準(zhǔn)、圖像融合、反差增強(qiáng)、彩色合成等多種圖像處理，制作了空間分辨率15 m的1：5萬（TM（7，4，1）+ETM8）假彩色合成影像（圖1）。影像上，區(qū)內(nèi)巖石大部分裸露，無植被覆蓋，也無云、雪等因素干擾，地質(zhì)體紋理清晰、色彩豐富、層次分明、圖像質(zhì)量良好，滿足1：5萬遙感地質(zhì)調(diào)查工作的要求。采用1954北京坐標(biāo)系，高斯克呂格投影，六度分帶，中央經(jīng)線為東經(jīng)93°，1985國家高程基準(zhǔn)。經(jīng)過初步解譯、野外驗證和詳細(xì)解譯，最終完成遙感地質(zhì)解譯圖［5］。

圖 1 ETM741與8波段融合影像圖Fig.1 Image merged by ETM741 and Band 8

3 區(qū)域遙感影像特征

總體上看，調(diào)查區(qū)由于受卡拉麥里深斷裂的控制，分南北不同兩個影像單元。反映在構(gòu)造層和沉積建造上也有顯著差異［6，7］。

（1）北部為東準(zhǔn)噶爾地槽褶皺帶：卡拉麥里深斷裂以北。褶皺不顯著，北部被華力西中期花崗巖破壞。巖層巖性縱向及橫向變化均較劇烈。巖漿噴發(fā)及侵入活動較頻繁而強(qiáng)烈。

（2）南部為準(zhǔn)噶爾坳陷：構(gòu)造線多呈弧形。較平緩褶曲、穹隆和鼻狀構(gòu)造。影像為黃綠色、淺黃色、灰黑色。早二疊系組成向斜；以上三疊統(tǒng)構(gòu)成軸心，四周為中侏羅系組成穹隆。

兩帶之間為準(zhǔn)噶爾過渡帶。北界為卡拉麥里斷裂，南以二疊統(tǒng)高角度不整合與準(zhǔn)噶爾坳陷為界。斷裂不發(fā)育，且方向雜亂；巖漿活動不發(fā)育；褶皺明顯。影像為黃褐色、深褐色，層理清楚。

4 區(qū)域地層及侵入巖遙感特征及解譯

調(diào)查區(qū)地層區(qū)劃屬北疆—興安地層大區(qū)（I）的北塔山地層小區(qū)（Ⅰ12-6）、卡拉麥里地層小區(qū)（Ⅰ12-7）。

圖 2 遙感地質(zhì)解譯圖Fig.2 Interpretation map remote sensing geology

參考以往1：20萬或1：5萬地質(zhì)圖，建立地層、巖漿巖、構(gòu)造等遙感解譯標(biāo)志后（表1、表2），填編了遙感地質(zhì)解譯圖（圖2）。修正了某些不適當(dāng)?shù)牡貙咏缇€。出露地層泥盆系到第四系，泥盆系、石炭系、二疊系及第四系出露最廣、發(fā)育最好，三疊系、侏羅系出露面積較小。以花崗巖類侵入巖為主，多以巖基、巖株形式產(chǎn)出，侵入時代為華力西中期［6，7］。

表 1 研究區(qū)主要地層解譯標(biāo)志Table 1 The interpretation signs of main strata in research area

5 區(qū)域線性構(gòu)造遙感特征及解譯

其大地構(gòu)造屬天山—興安褶皺地槽區(qū)準(zhǔn)噶爾優(yōu)地槽（Ⅱ）的科克賽爾克復(fù)背斜（Ⅱ1-23）、平頂山復(fù)背斜（Ⅱ1-33）、雙井子亞帶（Ⅱ1-4）。

該區(qū)加里東期褶皺不顯著，末期卡拉麥里斷裂形成。華力西期地槽區(qū)與過渡帶分開。泥盆紀(jì)時地槽區(qū)形成大面積噴發(fā)和巨厚沉積；而過渡帶穩(wěn)定，僅接受了淺海相碎屑沉積。晚石炭世初形態(tài)與泥盆紀(jì)時相似，形成南北不同巖相沉積。晚石炭世末構(gòu)造變動較大，產(chǎn)生褶皺及侵入巖；中石炭世初是火山噴發(fā)最強(qiáng)、地槽回返褶皺主要時期。晚石炭世時僅山前坳陷接受濱海相沉積。中石炭世末是又一個主要造山期，地槽生命結(jié)束，外貌成型。二疊紀(jì)及其以后，褶皺、巖漿活動不顯著。喜山運動為古老斷層復(fù)活、地層超覆和地殼動蕩［6-7］。區(qū)內(nèi)線性構(gòu)造表現(xiàn)為北西西向深大斷裂，在卡拉麥里斷裂以北，分NWW、NW、NE三組，以NWW-NW方向最醒目。現(xiàn)將主要構(gòu)造簡述如下：

表 2 研究區(qū)主要巖漿巖解譯標(biāo)志Table 2 The interpretation signs of main magmatic rock in research area

5.1 卡拉麥里強(qiáng)應(yīng)變構(gòu)造帶

該帶呈藍(lán)紫色、深藍(lán)色。由數(shù)條平行、規(guī)模不等的斷裂組成，是卡拉麥里深斷裂的強(qiáng)烈活動區(qū)。北界清水—蘇吉泉斷裂，南界卡拉麥里斷裂。強(qiáng)烈劈理、片理及糜棱巖化普遍（圖3），走向與構(gòu)造帶一致，見斷裂角礫巖、斷層泥及碎裂巖、構(gòu)造透鏡體。影像強(qiáng)烈擠壓應(yīng)變特征明顯。該帶長期活動、深切地幔，是構(gòu)造—巖漿—成礦作用最活躍、最集中的地帶之一［6-7］。

圖 3 卡拉麥里構(gòu)造帶Fig.3 The Karamaili tectonic belt

5.2 卡拉麥里深斷裂

構(gòu)造線清晰，NWW向。兩側(cè)構(gòu)造線方向不協(xié)調(diào)，北東側(cè)褶皺帶為北西向，西南側(cè)北天山褶皺帶近東西向。北高南低，有一較明顯的構(gòu)造階梯。地貌上呈一寬100～300 m寬的直溝，形成寬闊破碎帶（圖4），見糜棱巖化帶，斷層泥、斷層角礫巖較普遍。斷層面北傾，傾角75°～80°以上，為高角度壓扭性深斷裂。對地層、侵入巖、礦產(chǎn)和構(gòu)造起著重要控制作用［6-7］。

5.3 清水—蘇吉泉斷裂

影像特征清晰，兩側(cè)明顯不同。北側(cè)不均勻的灰暗色調(diào)，南部呈亮色較均勻的深藍(lán)色、紫紅色碎斑狀影紋。成明顯負(fù)地形和構(gòu)造階梯。NW—SE向彎曲延伸，北傾逆斷層，傾角60°左右，斷層破碎帶發(fā)育。經(jīng)探槽揭露顯示，破碎帶主要由斷層泥、碎裂巖組成，其中碎裂巖較發(fā)育（圖5）。

圖 4 卡拉麥里深斷裂Fig.4 The Karamaili faulting

圖 5 清水—苦水泉斷裂Fig.5 The Qinshui-Kushuiquan faulting

研究區(qū)內(nèi)其它地方內(nèi)亦解譯出數(shù)條斷層，但因規(guī)模小且對地質(zhì)工程影響不大，在此不再贅述。

6 結(jié)束語

經(jīng)過對填編的1∶5萬遙感地質(zhì)解譯圖綜合分析，可得出以下結(jié)論：

（1）對某些地質(zhì)界線進(jìn)行了修正。出露地層從晚古生代的泥盆系到新生代的第四系，以泥盆、石炭系、二疊系及第四系出露最廣、發(fā)育最好，三疊系、侏羅系出露面積較小。

（2）巖漿活動強(qiáng)烈。花崗巖類侵入巖為主，多以巖基、巖株形式產(chǎn)出，侵入時代為華力西中期。

（3）卡拉麥里斷裂強(qiáng)應(yīng)變構(gòu)造帶、卡拉麥里深斷裂、清水—蘇吉泉斷裂帶及影響帶圍巖巖體松散破碎、穩(wěn)定性差、地下水豐富的可能性較大，為工程地質(zhì)薄弱帶，隧洞的施工中應(yīng)格外重視。建議在設(shè)計及建設(shè)施工階段采取必要處理，對相應(yīng)危險圍巖段進(jìn)行支護(hù)，以防塌方、涌水、突泥、巖爆等工參考文獻(xiàn)：

程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

［1］ 張玉君，楊建民.基巖裸露區(qū)蝕變巖遙感信息的提取方法［J］.國土資源遙感，1998，36（2）：46-53.

［2］ 楊自安.西部高寒山區(qū)遙感與化探信息綜合找礦定位預(yù)測研究［D］. 北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2005：1-21.

［3］ 崔承禹，朱亮璞，王志剛.新疆東準(zhǔn)噶爾錫金礦產(chǎn)遙感調(diào)查［J］.環(huán)境遙感，1991，6（2）：126-133.

［4］ 劉應(yīng)龍.寶興水電站引水隧洞涌水塌方段涌水塌方機(jī)制及圍巖穩(wěn)定性研究［D］.成都：成都理工大學(xué)，2009：1-3.

［5］ 梁 亮.遙感地質(zhì)解譯方法淺析［J］.新疆有色金屬，2014，增刊1：7-9.

［6］ 新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局.庫普幅1：20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告［R］.新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局，1966：57.

［7］ 新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局.卡拉麥里幅1：20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告［R］.新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局，1968：43.

［8］ 張守林，楊自安，傅水興.新疆卡拉麥里成礦帶賦礦巖層一礦化蝕變遙感特征［J］.地質(zhì)與勘探，2001，37（5） ：41-44.

The application of remote sensing geological interpretation based on ETM+ image： by the case of Kalamaili area， Xinjiang

GAO Shan1，GAO Pu2，CHEN Wen-ping1
1.The First Regional Geological Surveying Party of BGMRED of Xinjiang， Urumqi 830013， Xinjiang， China； 2. Xi'an Shiyou University， Xi'an 710054， Shannxi， China

Remote sensing interpretation has played an important role in geological mapping. The paper made use of ETM+ image， GIS and GPS technology. The strata， magmatic rock and geological structures were detailed interpreted based on the establishing of geological interpretation signs. The 1：50000 scale remote sensing geological map has been fulfi lled. Especially， the interpretation of linear structure has been strengthened. The results provide reliable and basic data for the subsequent geological engineering.

ETM； remote sensing geological interpretation； Kalamaili area； linear structure

P627

A

1001—2427（2015）03 - 96 -5

2014-12-05；

2015-09-12

新疆引額供水工程二期輸水工程遙感地質(zhì)調(diào)查項目（1212011121028）資助

高 珊（1976—），女，陜西西安人，新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊工程師.