岩类解译

系指以一个标准1∶250000幅TM或ETM⁺影像地图为信息源，依据图像宏观影像特征变化和微观影像差异实现沉积岩、变质岩、火山岩和侵入岩类的解译区分。

5.2.1 沉积岩类及岩性解译

主要指利用色调、影纹、地形地貌和水系类型等标志，实施对沉积岩类(区)和岩石类型、岩石类型组合及松散堆积物的解译区分。

5.2.1.1 沉积岩类(区)解译

沉积岩是地球表面广泛分布的一类岩石，由于多数岩石成层性明显，在遥感图像上显示出清晰的层理信息，形成典型的层型影纹结构(图5.9)，易于区分。

层型影纹结构标志:多以单层、夹层、互层或不规则互层形式显示沉积岩类(区)的空间展布，并代表成岩岩石。

5.2.1.2 岩性解译

主要指沉积岩类的岩石类型或岩石组合类型解译。

(1)碳酸盐岩类

碳酸盐岩在我国分布广泛。由于它受气候环境因素影响较大，对分布于南方和北方的碳酸盐岩解译，其影像特征有所不同。

1)南方碳酸盐岩。南方地区由于气候潮湿，降雨充沛，化学风化强烈，碳酸盐岩出露区常形成溶蚀峰林、漏斗、落水洞、断头河、暗河、溶洞等岩溶地貌［图5.12(a)］，在大比例尺的遥感图像上多呈斑点状、斑块状、密集圆斑状、角状、不规则断续暗带状等图形特征显示。在小比例尺图像上，呈现密集棋盘格状(或似橘皮纹状)、网脉状影纹。岩溶地貌的发育程度严格受褶皱构造和断裂构造的控制，尤其在和缓背斜构造的核部和倾伏端，以及断裂密集带分布区更为显著。

图5.12 碳酸盐岩影像

2)北方碳酸盐岩。北方出露的碳酸盐岩，岩溶地貌不甚发育，裸露的基岩表面只发育有石芽和溶沟，使岩石表面变得粗糙，在某些构造部位也可见溶洞和漏斗。一般情况下，碳酸盐岩在遥感图像上具有浅灰至灰白色色调，色调不均匀。当碳酸盐岩层理发育、出露良好时，在遥感图像上具有明显的条纹条带状图形［图5.12(b)］。在地貌形态上常形成单面山或猪背岭地形，多为陡峻的山峰，山脊多呈断续不规则的陡峰延续分布。在断裂或节理发育地带，以及岩性具明显差异处，往往形成陡崖。

(2)黏土岩类

主要指泥岩、页岩类和膏泥岩类的解译。实际解译时，主要利用岩石柔软，容易风化剥蚀等特性，通过图像上显示出的平缓起伏的波状丘陵地形、带状负地形(夹层型)和细条纹或条纹夹条带状影纹加以解译区分。当岩石含有炭质成分时，图像显暗色彩(调)。

此外，有些地区黏土岩类在图像上呈现地区性的影纹，如在西南地区的一些黏土岩类在图像上呈现蜂窝状影纹;华东和华南地区的某些黏土岩类则构成姜块状影纹等。

(3)碎屑岩

主要指砾岩、砂岩类的解译。

1)砾岩。具有一定厚度的砾岩常为似层状、透镜状或块状等，层理不发育。砾岩出露地表时，不管其产状如何，岩石表面经风化剥蚀后变得粗糙，阴影发育。风化面颜色一般显褐紫黑色、紫红色和杂色等。地形起伏较大，单斜山、爪状地形特征明显，有的地区成陡崖或孤岭状山峰。水系不发育。图像上多呈斑点状、斑块状等不均匀色调。砾岩陡崖或陡坎处常有倒石堆。基岩出露区植被不发育。

2)砂岩。根据砂岩的成分、结构构造和物理性质可分为多种岩石类型。它们显示的影像特征变化较大，其解译标志的地区性和可变性明显。质软层理发育的砂岩出露良好时，以条纹或条纹夹条带状图形为主;质硬厚层砂岩出露良好时，条带或条带夹条纹状图形清晰。

质软层理发育的砂岩一般形成和缓地形，垄岗状山脊;质硬厚层砂岩一般构成较突出的正地形，其水平岩层往往构成桌状山或平顶山及陡坎;倾斜岩层多构成单面山或猪背岭，顺向坡比较平整，逆向坡为阶梯状复合坡。

砂岩分布区水系密度较小，多为平行羽状树枝状水系、平行束状水系等，在单面山和猪背岭的顺向坡水系平行稀疏，逆向坡平行密集。砂岩分布区水系容易将地形切成叠瓦状或反叠瓦状形态。近水平产状岩性较软的砂岩分布区，其水系呈稀疏似格状、树枝状。当砂岩层组成褶皱构造，或有断裂构造通过时，水系类型有明显的改变。

砂岩分布区土壤覆盖和植被生长情况各地有较大差别。质硬厚层砂岩区基岩裸露较多，残坡积土壤较少，植被呈零星分布，它们在遥感图像上的色调主要由基岩风化表面综合反射率决定。质软层理发育的砂岩地区，除干旱区外，大部分残坡积土壤较多，土壤成分与岩性有关。如猪肝色砂岩的红色残积层，黄绿色砂岩的浅黄褐色残积层等，植被生长较密集，或者呈簇状分布，或者顺岩层走向密集生长，后者可作为在图像上判定层理的一种特征标志。这类砂岩分布区在图像上的色调主要由基岩和基岩表层的残积层以及植被等各种景观的综合反射率决定。

(4)岩石组合类型

主要利用层形结构标志的组合规律解译区分岩石组合。一般情况下，单层结构标志代表一种岩石类型;夹层结构标志代表两种岩石类型的组合;互层结构标志代表两种以上岩石类型的组合;不规则互层型结构标志代表多种岩石类型的组合体。

5.2.2 侵入岩类及岩性解译

5.2.2.1 侵入岩类(区)解译

侵入岩也是地球表面分布广泛的一类岩石。解译中，主要考虑它的侵入作用方式、产出条件和产出形态特征，充分利用其面状、环状、椭圆状、透镜状、不规则状等空间形态、地貌组合以及与周围层状岩石的不协调关系等宏观影像特征圈定侵入岩体(带、群)、杂岩体、岩浆侵入活动中心的分布范围和规模。

5.2.2.2 侵入岩的岩性解译

主要利用形态、色彩(调)、地形地貌和影纹结构标志区分基性-超基性岩类、中酸性岩类和岩石类型。

(1)基性-超基性岩类

基性-超基性侵入岩体多呈岩墙、岩株和岩脉产出，常分布在规模较大的构造带，如强烈褶皱带内、稳定地块的边缘、深大断裂带以及古老稳定地块内等。规模较大的超基性岩体较少，在我国西部的深断裂带、板块结合带出露较多。

由于超基性岩体产状、出露部位的特殊性，时代较早的岩体受后期构造作用强烈，岩石容易碎裂，加之易风化，一般很难完整保存下来，加上岩体的规模小，解译难度较大。强烈褶皱带内、稳定地块的边缘和古老稳定地块内的超基性岩体不容易建立解译标志，可解程度很低;深而长的大型断裂带内的超基性岩体，可解程度较高。主要解译标志有:

1)色彩(调)标志。依地区和使用的数据种类、波段组合方式不同而不同。例如，阿尔金地区基性-超基性岩体在TM741合成图像上以蓝色色斑、色块显示［图5.13(a)］;东天山基性-超基性岩体在TM743合成图像上以灰绿色调显示［图5.13(b)］。

图5.13 不同地区基性-超基性岩体影像特征

2)形态标志。圆形、透镜形、链形、串珠形、脉形和不规则等形态。

3)地形地貌标志。负地形。

解译中，综合运用上述标志可有效地解译圈定基性-超基性侵入岩体的分布范围，但岩石类型划分需结合野外调查资料来实现。

(2)花岗岩类

花岗岩类侵入体有岩基、岩墙、岩株、岩脉等产状之分。虽然，这些时期、规模、形态、性质不同的花岗岩体，因产出的自然地理环境和构造环境条件不同，解译标志有所差异，但色彩、形态、影纹结构和空间组合关系均是花岗岩类侵入体及岩石类型解译区分的重要标志。

1)色彩(调)标志。总体而言，依岩性从酸性向碱性变化，色彩有从浅向深的变化规律。在图像中多以色团、色块显示，其色彩显示范围代表花岗岩类侵入体规模，而色彩不同代表岩石类型不同。当然，这只是针对同一地区，相同波段组合而论。但应注意解译标志的地域性和图像波段组合不同所产生的差别。如阿尔金地区TM741合成图像上花岗岩体呈灰绿色［图5.14(a)］;东天山地区的二长花岗岩类呈褐黄色［图5.14(b)］;钾长花岗岩类呈深褐色［图5.14(c)］。

图5.14 阿尔金地区TM741花岗岩类岩体色彩特征

又如东天山地区TM743合成图像的岩体色彩显示:花岗闪长岩类呈灰白色(图5.15a);二长花岗岩类呈黄褐色［图5.15(b)］;钾长花岗岩类呈褐红色［图5.15(c)］。

图5.15 东天山地区TM743花岗岩类岩体色彩特征

2)形态标志。清晰的环形、透镜形、不规则面形、哑铃形等边界形态标志及与围岩的影像差异是岩体范围、规模圈定的重要标志。

3)地形地貌标志。在色彩(调)、形态标志确定的基础上，表现出的平缓地形、负地形、团块山、山脉等地形形态的变化，间接反映了侵入岩体的岩石类型和侵入期次的不同。新的花岗岩体或造山带中强烈侵蚀花岗岩类岩体，也具有陡峻地形地貌特征。

4)影纹结构标志。它是岩体内部微细影像信息变化产生的次级影像分区，主要表现微纹图形或图案的变化。这种变化是由岩石类型差异引起，代表同源岩浆一次侵入活动的多个岩体侵入结果。

5)空间结构标志。主要通过图像中的色彩(调)、形态、影纹结构、地形地貌等标志之间的空间分布或组合关系，解译提取岩体与围岩、岩体与岩体、岩体与断裂、岩体与蚀变或接触变质等信息，指导岩石类型划分和侵入期次与顺序厘定。

解译中，综合运用上述标志，特别是色彩(调)、地形地貌和树枝状水系标志，可有效地解译圈定花岗岩类侵入岩体的分布范围、规模，进行岩石类型划分，侵入期次与顺序的厘定。

(3)侵入顺序解译判定

主要根据岩体之间的相互作用关系、地形地貌差异和影纹图形变化等标志判断划分岩体的侵入次序。基本判定原则为:

1)交织结构。通过两期或两期以上岩体之间形态边界保存的完整性判定侵入顺序。在影像上表现为，晚期岩体形态边界比早期岩体保存完整。

2)穿刺结构。通过两期岩体之间形态边界保存的完整性判定侵入顺序。在影像上表现为，在早期岩体影像区内存在形态完整的晚期岩体影像区。

3)吞蚀(包容)结构。通过岩体之间保留的捕虏体结构判定侵入顺序。在影像上表现为，被捕虏的岩体边界模糊，呈渐变过渡关系。

4)同心结构。通过两期或两期以上岩体的空间同心环带分布关系判定侵入顺序。主要表现形式有两种:其一，自内而外岩体性质从基性向酸性变化;其二，自内而外岩体性质相同，但结构从粗向细变化。前者反映的是成分演化序列，后者反映的是结构演化序列。在准确建立这些岩体解译标志的情况下，利用解译标志的有规律变化，即可判定岩体的相对时代和期次。

(4)侵入岩体就位机制的解译

由于遥感图像具有宏观和直观性特点，对岩体几何形态的确定具有得天独厚的优势，而岩体的几何形态是研究岩体就位机制的最简单和最有效的方法。因此，利用遥感图像进行岩体就位机制的研究比常规地质工作方法具有一定的优越性。

岩体就位机制通常分为强力就位(包括穹起、底辟和气球膨胀)和被动就位(包括顶蚀、破火山口沉陷和断裂扩张)两种。

1)强力就位岩体，在遥感图像上表现为:深成岩体在平面上呈圆形或椭圆形几何形态(环形影像);同围岩有规则而清楚的接触界线(色调、影纹、地貌、水系特征上的陡变);接触带附近的围岩中出现与接触面平行的变形影像;具有同心环状的岩石类型分带影像，岩体边部色调较深，地貌相对较高，阴影和水系发育。而岩体中部色调较浅，地貌相对平坦，水系稀疏;在接触带附近的围岩和岩体中发育有弧形影像，这同侧向挤压有关，在近岩体围岩中出现环状向斜，并发育与就位同时产生的断裂，后者既出现在岩体内部，也可出现在围岩中，并有同期岩脉填充。

2)被动就位岩体，在遥感图像上表现为:深成岩体在平面上呈不规则几何形态，接触面呈锯齿状或港湾状影像;围岩未有因岩体侵入而发生变形的影像特征;围岩中原有的构造保持与区域性一致的影像特征;岩体周围常有岩枝贯入围岩的影像标志。

(5)岩脉及性质解译

岩脉是一种分布较为普遍的脉状侵入体，它们在块状侵入岩体发育地区及岩体内部相对集中，在其他地区也能少量出露。岩脉一般成群、成带分布，而有些岩脉具有区域性分布的特点。在基岩裸露较好的地区，利用遥感图像进行岩脉的解译具有特殊的解译效果。其中对岩脉的期次和交切关系，以及利用岩脉的分布特征研究岩浆活动和构造变动期次等都比常规地质工作方法直观、真实。然而，覆盖地区的岩脉，在遥感图像上的直观性较差，多是根据岩脉的影像标志进行分析判断。

一般情况下，岩脉呈现垄岗状线性影像，它的一侧明亮，另一侧为深暗的阴影，其明亮部位的色调为岩脉的真实色调。根据其色调的深浅大致可判断出岩脉的类别:色调较浅者岩性偏中性、酸性、碱性，色调较深者岩性偏基性、超基性。少数岩脉如基性、超基性岩脉和一些再次构造破碎的岩脉呈现凹形槽沟地形，它和垄状地形一样可以穿越不同地形，水系呈直线性延伸，当它穿越山脊时，形成鞍部地形。

集中在岩体内部或接触带围岩中的岩脉，因为相对集中，多以线性组合成的束状、弧形、格状和网脉状影纹，它是鉴别岩脉及其交切关系的基本影像。

区域性分布的岩脉，由于相对分散，一条岩脉的影像经常被忽视，难以在岩性解译时逐条圈定，一般多是在详细解译的基础上，根据已掌握的代表性的解译标志，再对遥感图像详细解译，从而勾绘出区域性分布的岩脉。

5.2.3 火山岩类(区)及岩性解译

5.2.3.1 火山岩类(区)解译

现代火山喷发岩区在遥感图像上易于解译划分，主要通过被状、绳状火山熔岩流与下伏岩层的不协调分布关系，以及呈锥形、环形洼地展示出的火山口构造加以解译划分，如五大连池、腾冲、昆仑山［图5.16(a)］等地区的新生代火山岩。对于较老的火山岩建造区，可通过火山机构、火山盆地的形态特征，以及不同岩石组合类型的影像结构差异加以区分，如内蒙古得尔布干地区火山岩［图5.16(b)］。

解译区分沉积岩区的夹层火山岩建造比较困难，应用中可不进行单独划分，混归为沉积岩区一并解译。

5.2.3.2 火山岩及岩性解译

利用遥感图像进行火山岩的解译，其效果取决于火山岩形成的时代，时代越新，解译效果越好，这是因为时代越新的火山岩，岩石裸露、形态特征保存完好;时代较老的火山岩，其火山机构和火山岩的面貌经历了多次改造，解译区分难度较大。

(1)火山机构解译

火山机构是判定火山喷发作用存在的物质堆积体。它由火山口、火山锥、潜火山、火山熔岩、火山碎屑岩等物质组成。解译中应注意现代火山和时代较老火山机构的区分。由于现代火山喷发机构未经历强烈的地壳变迁运动改造，火山口和熔岩被的形态保存良好，可通过图像中显示的孤立山包、环状洼地和被形台地等影像组合加以判定。对于较老火山机构，因其遭受了强烈的地壳变迁运动影响和构造作用改造，原始的火山机构特征基本消失。因此，解译中主要根据发育在火山岩区的放射状水系、环形地貌组合、环形影像、特征色彩体的存在判定火山口、潜火山岩的存在。

图5.16 新老火山岩区影像对比

(2)岩石组合的解译

火山岩的岩石类型较多，基性岩类有海相喷发的细碧角斑岩、陆相喷发的玄武岩等;中性岩类有安山岩等;酸性岩类有流纹岩等;碱性岩类有粗面岩等，以及不同岩类之间的过渡类型和火山碎屑岩类等。原则上讲，要真正从遥感图像上解译区分出上述岩类实属困难，但通过色彩、影纹结构、地形地貌特征等影像标志变化与组合规律，进行影像单元解译划分，可实现岩石组合类型的解译。一般情况下，影像单元特征不同，反映的岩石类型、岩石组合类型不同。解译中，如选择ERDAS软件平台，可利用其中的岩石波谱数据库数据进行对比判别，也可结合航磁数据磁性分区的解释结果进行解译。采用以上方法，影像岩石单元的定性效果会更好，但要准确确定岩石类型，需野外取样验证，通过特征解译标志的建立可达到解译目的。

1)火山凝灰岩类。火山凝灰岩多出露于火山机构的边缘地带，与沉积岩过渡。由于大部分岩石成层性好，其影像特征与细砂岩、粉砂岩和黏土岩类相近。这可根据区域地质情况和岩石产状来区分。通常，凝灰岩组成平缓的地形，具有稀疏的树枝状或钳状沟头水系类型，常有似条纹状的线性影像分布。

2)火山集块、角砾岩类。火山集块岩和角砾岩，一般多分布在火山口附近，具有不规则的似层状、块状分布。岩石表面不平整，风化面多呈不规则花斑状颜色。因此，在遥感图像上色调不均匀，多呈斑点状、斑块状影纹。表面水系不发育，多受断裂和裂隙控制，具有与裸露的砾岩相似的地形形态特征。

3)火山熔岩类。火山熔岩解译可通过环形影像单元区与层形影像单元区的影像特征差异来判定。然后，根据影像特征变化解译划分岩石类型或岩石组合类型。

5.2.4 变质岩类及岩性解译

变质岩类(区)解译应根据变质变形程度不同，划分为结晶基底变质岩系、变质表壳岩系和变质岩性解译3类。

5.2.4.1 太古宇基底变质岩系

由于岩石变形变质强烈，表现出相对均一的抗风化剥蚀程度，在影像上显示出的平缓丘陵地形、块状地形分区，弱层理特征以及与上覆层状岩层形成的层状影纹结构反差，均是太古宇基底变质岩系解译区分的宏观标志。如华北、山东、新疆(图5.17A)等地区太古宇基底变质岩系。这类变质岩区定向排列的断续细线纹理特征是特征性解译标志。

图5.17 东天山变质岩区影像特征

5.2.4.2 盖层变质岩系

系指分布于结晶基底之上的浅变质岩系。由于该套岩石变形变质较弱，保留了大量的原岩信息，尤其是层理信息，与沉积岩区难以区分。解译中往往根据一些片理、板理表现的断续细线纹或结合已知资料来确定。如华北、新疆(图5.17B)等地区长城系、蓟县系、青白口系。

5.2.4.3 变质岩的岩性解译

色彩、地形地貌、水系类型及影纹结构等标志是变质岩岩石类型或岩石组合类型解译划分的主要标志类型。

(1)接触变质岩解译

接触变质岩石发育在侵入岩发育地区，分布于侵入岩的外接触带，形成的岩石类型与原岩性质和侵入岩岩性有关。一般情况下，侵入于沉积岩或火山岩地区的中-酸性侵入岩容易形成接触变质。岩石类型为角岩类和大理岩类。

角岩类在TM543合成图像上呈深或暗色调，由于岩石坚硬，多形成突起的高地貌，尖棱状山脊。

大理岩类在TM543合成图像上呈浅色调或白色调，透镜状或似层状几何形态。

(2)动力变质岩解译

主指与动力变质作用相关的糜棱岩系列，它属于韧性应变或晶体塑性变形相伴生的同构造重结晶作用造成的粒度细化。在影像特征上，常呈带状展布，复菱块状结构影纹和垄岗状地形是提取韧性剪切带信息的主要解译标志。

另外，对于与俯冲作用有关的双变质带，应结合野外调查结果，采取从已知到未知的方法建立解译标志，并加以解译圈定。

(3)冲击变质岩解译

它是由陨石冲击作用引起的岩石变质类型。主要通过大型环形构造、负地形、边缘色彩异常带的存在，确定冲击变质岩石类型的存在。

(4)区域变质岩解译

色彩、地形形态是区域变质岩岩石类型解译的主要标志。

1)千枚岩、板岩、片岩类。该类岩石因变质程度较浅，原岩的成层特征明显，条带影纹发育，多构成低缓丘陵或岗状地形，小冲沟构成的平行密集线纹往往代表着板理、千枚理、片理的方向，有时它们与代表岩层走向的条纹条带重合。

2)片麻岩、变粒岩类。片麻岩和变粒岩是变质矿物颗粒粗细、片麻理构造发育程度不等的两类岩石，它们的外貌特征很相似。片麻岩由于片麻理构造发育，当其遭受风化剥蚀后，容易形成紧密相间的槽脊平行排列的似羽毛状或“丰”字形地形形态。在基岩裸露的情况下，在遥感图像上可见断续的线性影像，一般指示区域的片麻理走向。片麻岩分布区由色调和影纹异常引起的透镜状、似层状和肠状的影像，应引起特别注意。如华北等地片麻岩分布区中呈深色调，透镜状、月牙状几何形态的影像体，岩性有可能为磁铁石英岩，这可作为直接的找矿标志。根据浅色调圈定的透镜状、似层状或不规则块状的大理岩、石英岩、石英脉等，指示了变质岩中正常沉积岩夹层的存在，对恢复变质岩原岩和变质变形构造研究提供了依据。片麻岩区的地形和水系与花岗岩分布区具有相似性，一般组成低缓的地形，似垄岗状和馒头状山脊，其走向不明显，地形坡度较缓。有的地区岩性柔软，表生残积土壤和岩石碎片发育，主支脊间没有明显界线和固定的几何关系。有的地区岩性较坚硬，主支脊有的成羽毛状斜交，有的近于直交，山脊呈尖顶状，最小一级冲沟往往同片麻理方向一致，槽脊发育，构成密集羽毛状或“丰”字形地形和水系类型。有的片麻岩分布区，发育有密集平行钳状树枝状水系。

潮湿气候条件下，片麻岩形成低缓的地形，残积坡积土壤层较厚，以亚黏土为主。植被发育情况不等，绝大部分地区以草和灌木为主。另外，人文活动强烈，农田密布，在遥感图像上色调和影纹已完全被掩盖，此时地形、水系和植被分布特征是鉴别该类岩石的主要标志。

变粒岩类的基本影像特征与片麻岩相近。有时变粒岩分布区，因暗色矿物的多少和浅粒岩的出现，常呈条带状影像分布，它们构成的地形一般延伸比较稳定，其中浅粒岩类由于颜色浅，岩性较硬而成正地形，在图像上容易解译。

(5)变质变形构造的解译

变质变形构造首先对变形过程中形成的片理、片麻理构造进行解译。这些变形构造多是断续细线纹理，如果有多个方向细线纹，要努力从中鉴别其复切关系，分清期次。在深变质岩分布区，同变质构造形成的多期透入性构造置换面理、塑性环境下的褶皱构造、韧性剪切构造等，在遥感图像上都会有不同程度的反映。多期透入性构造置换面理在遥感图像上显示为断续的线性影像，透镜状灰白色、白色影像等;塑性环境下的褶皱构造在遥感图像上以弧形影像，褶曲影像，脉岩体褶曲影像，脉岩体沿褶皱转折端对称分布影像，同一影像体沿褶皱转折端对称分布等显示;韧性剪切构造在遥感图像上以断续的线性影像，透镜状灰白色、白色影像断续呈线带分布，蠕虫状影像呈线带分布，褶皱构造影像等显示。

(6)变质深成侵入岩体解译

主要根据变质深成侵入岩残留的形态结构、多期次岩体侵入的环状结构，以及与变质地层之间的微细影像特征差异来判别提取。主要影像表现特征为模糊的形态边界;相对均一的影纹区;块状结构;与变质地层影纹的不协调关系等。