遥感教程第2-6页

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One of the geologic phenomena that shows up strikingly in space imagery is that of the structural deformation of crustal rocks which produces folds. These warped or arching of units tend to stand out because of differential erosion which leaves the more resistant layers as ridges rising above the more easily eroded units. Several examples of folds as seen from the ground are compared with two typical examples of space-observed folding from above.


空间地质褶皱

空间图像非常适合我们识别和解释产生褶皱、断层和断裂组(节理)等地质结构的层状地层的变形类型。其中一些结构非常小,我们必须在地面上识别它们。作为低于空间分辨率的一个例子,考虑一下这张照片,一个小露头露出褶皱的页岩层,形成了小型背斜和向斜(同样的模式发生在更大的规模上,如阿巴拉契亚山脉的主要褶皱)。

在一个更大的地面尺度,看看下面的褶皱显示在这张露头照片火山灰层在日本。有一个侵蚀不连续(不整合),在后期灰流沉积后,将下半部分的早期褶皱与褶皱(上方)分开。

上面显示的褶皱出现在地壳上的岩石中,这些岩石位于通常被称为“基底”的岩石之上,这些岩石构成了大陆(克拉通)的下伏(通常较老)核心,由混合着火成岩的变质岩组成。曾经,在到达目前的地表之前,这些深埋的岩石是热的和“软的”(塑料状)。在这种条件下,随着变质作用的进行,这些结晶岩中的岩层在高压下受到加热单元的挤压和挤压而变形。下面是这种折叠的一个例子(从技术上讲,称为ptygmatic);注意锤子的刻度。这种折叠通常不会被空间传感器探测到(除了那些空间分辨率很高的传感器)。

然而,区域尺度上较大的特征往往表现出明显的几何曲率或位移模式,与相邻特征(背景)的关系最为突出,在覆盖广泛区域的空间图像中表现得最好。我们使用本节前面几页中的水袋折叠介绍这个想法。

这种褶皱有点特殊,因为它只有一个倾斜的肢体。更常见的是褶皱,两翼对朝相反方向倾斜。我们在您可能刚刚完成的第一节考试中看到了这样的例子。在那里,褶皱的阿巴拉契亚山脉被突出显示。这些往往是拉长,但做结束,因此被称为关闭。更明显的例子是墨西哥蒙特雷附近的马德雷山脉(褶皱带)的下一个褶皱,如这张陆地卫星7 TM图像所示。

接下来,我们将快速查看澳大利亚、伊朗和非洲西北部的经典褶皱。本教程的其他部分(例如,第8节关于雷达;第17节, page 17-3 )我们描述了区域尺度上描述的其他褶皱示例。

目前,我们将通过这张SIR图像预览褶皱的雷达表现,这是一张由澳大利亚西北部哈默斯利山脉变质沉积岩组成的封闭结构的图像。

SIR-A radar image of folds in the Hamersley Range of Australia.

下面的陆地卫星全貌覆盖了伊朗西南海岸波斯湾附近的扎格罗斯山脉的一部分。这些山脉主要由长形褶皱组成,褶皱向上呈背斜,向下呈向斜。这里的背斜构成了独特的地貌,即高丘,中央脊在两端逐渐变细(这种情况称为闭合褶皱)。

一个简单的类比是想象一下,把西瓜的最长尺寸切成两半,把平的一面放在地板上。从上面看,它类似于一些扎格罗斯背斜。如果我们在指针中间的长尺寸上再次切开它,穿过绿色外皮、白色外皮和红色中心的外露横截面将看起来类似于背斜内的褶皱地层。

伊朗西部的这些椭圆形背斜褶皱构成了一条在世界上任何地方都无法比拟的带,因为它们的对称性、程度和暴露质量。下面是使用Landsat-7 ETM+图像进行的更详细的查看:

` <>`__2-11为什么你看不到陆地卫星图像中的同步线? **ANSWER**

许多褶皱并不是单独的,而是称为造山带或更常见的褶皱带的连续褶皱(和断层)的较大部分。从阿拉斯加到南美洲的顶端,有一条宽度不等的或多或少连续的褶皱带。“科迪勒拉”一词可以应用于这一普遍的山势。该带系沿辐合带形成,在辐合带中,太平洋构造板块在北美板块和南美板块边缘附近被俯冲,导致沿这些板块边缘的沉积岩皱折(褶皱)并上升为山脉。在南美洲,安第斯山脉由该带组成。在这张靠近智利圣地亚哥的陆地卫星图像中,安第斯山脉带已经缩小到不到120公里,两边都是高平原。

在非洲西北部的阿特拉斯山脉系统中,任何地方复杂褶皱山脉带的最佳露头之一。这一组是大造山带的一部分,包括阿尔卑斯山、阿普宁山脉、西班牙南部的比提克山脉和其他我们可以向东穿过土耳其进入扎格罗斯山脉的山脉。这些带大约在7000万年前开始形成,当时特提斯洋(今天地中海的前身)开始关闭,非洲板块向北移动,与欧亚板块形成对比。造山运动在新生代晚期达到高潮,至今仍处于活跃状态。

这张非洲西北部透视示意图显示了与摩洛哥海岸和阿尔及利亚延伸段相关的阿特拉斯山脉。在地图的左端之外是这个带的反地图集部分。该地图包括中部地图集和高地图集部分,以及丹吉尔以东的里夫山脉。山脉切断了来自大西洋的水分,这样的造山作用使撒哈拉沙漠向东形成了这些高海拔地区(很像美国的沿海山脉、内华达山脉和瀑布)。

下面的陆地卫星场景覆盖了摩洛哥南部安蒂阿特拉斯山脉的一部分。左上角是前寒武纪岩石的变形变质核,下古生代至中古生代岩石(中心)的紧密不协调褶皱沿着逆冲向北推送。对折脊的白色弯曲带是一条干流或小河。

摩洛哥反阿特拉斯山脉的陆地卫星TM图像的一部分。|

` <>`__2-12这个摩洛哥场景的一部分在结构上让你想起了世界其他地方的什么? **ANSWER**

大约8000万年前,阿特拉斯山脉带还参与了特提斯海的主要关闭阶段,当时非洲板块向北推进,形成阿尔卑斯山和其他欧洲山脉。反地图集的一部分在下面用Terra的ASTER上的三个SWIR波段成像(见第9节)。折叠的结构再次突出。颜色组合显示与岩石单位相关的各种颜色:黄色、橙色、绿色和深蓝色分别表示石灰石、砂岩、石膏和花岗岩。这是另一个有力的证实,即红外和热遥感能够以相当大的有效性区分和识别主要岩石类型(植被覆盖稀疏)。

高阿特拉斯峰高达4500米(13000英尺)。在这里,从陆地卫星的马赛克中可以看到:

这些山脉是非洲最高的山脉,除了植被明显不同外,与阿尔卑斯山的部分地区相似。这是从摩洛哥南部内陆的马拉喀什(marracech)拍摄的一幅图,代表了反地图集的地形;下面是高地图集部分的一幅图:

|从高阿特拉斯山脉的山谷中观看。γ

在非洲的另一个南部,纳米比亚的布兰伯格山丘是一个21×31公里的穹顶,高达2.5公里(1.6英里)。一块花岗岩岩基沿着它的侧面侵入沉积岩。

在下一页中,我们将看到三个例子,说明如何从地面偏移和更微妙地从地貌的不连续性中检测断层。接下来,我们将说明空间图像在挑选线性构造(通常是地壳中可能是断层的断裂)方面的优势,以及对这些线性构造经常被误认和误解的评估。然后,我们用一个断裂分析如何成功搜索有价值的天然商品水的实例来结束这一部分。



主要作者:Nicholas M.Short,高级电子邮件: nmshort@nationi.net