Кронберг П.
Дистанционное изучение Земли: Основы и методы дистанционных исследований в геологии

Снимки «Лэндсат». Геологическое содержание изображения, примеры интерпретации. Часть 5

В противоположность тропическим зонам, в которых вечнозеленая растительность определяет картину проявления ландшафта и ее отражение на снимках «Лэндсат», существуют обширные области Земли, в которых картина проявления ландшафта в большей или меньшей степени меняется в зависимости от времени года. Продолжительность сияния солнца и количество осадков, контролирующие вместе с топографией природную растительность и имеющие важное влияние на уровень грунтовых вод и влажность почв, могут сильно меняться в зависимости от времени года и приводить к весьма различным соотношениям отражения и поглощения в отдельных районах такой территории. Поэтому всегда следует привлекать для геологического картирования по снимкам «Лэндсат» снимки различных времен года. Прежде всего это относится к областям с выраженными засушливыми и дождевыми периодами. Пример различного информационного содержания узкозональных снимков различных дат съемки дают рис. 159а, 159б, 160а и 160б. Они показывают на снимках в каналах 5 и 7 МСС одну и ту же область в разные месяцы. Охваченная снимком местность является частью провинции Трансвааль (ЮАР). В геологическом плане снимок показывает район юго-западной части бассейна Трансвааль. Для него характерен степной климат; крупные выходы пород редки, поверхность местности в значительной степени сложена корой выветривания.

Рис. 159а и 159б. Снимки «Лэндсат» района в провинции Трансвааль, ЮАР, конец зимнего сезона, канал 5 (рис а) и канал 7 (рис. б). Масштаб около 1:1000000 (NASA, E-1050-07355). (доступно только при скачивании полной версии)

Съемочная дата рис. 159а и 159б (сентябрь 1972 г.) совпала с концом сухого зимнего сезона в Южном полушарии. Высохшая трава бурого цвета покрывает обширные площади. Лиственные растения стоят без листьев. Дата снимка на рис. 160а и 1606 (конец декабря 1972 г.) пришлась на середину летнего сезона осадков. Заросшие травой площади и лиственные растения сияют свежей зеленью (по Гроотенбоуру [94], который приводит также и точные описания геологической ситуации).
Бросаются в глаза примечательные различия серого тона летнего снимка, которые, по Гроотенбоуру, тесно связаны с зонами обнажения различных литофациальных комплексов заснятой площади. Решающим, как считает Гроотенбоур, фактором для выраженных градаций серого тона является высокая влажность почв, которая в известной степени подчеркивает соотношение отражения и поглощения соответствующих литофациальных комплексов. Важно, что характерные различия серого тона появляются на узкозональных снимках всех четырех каналов МСС летней съемки в отличие от зимней. При этом отдельные узкозональные снимки четырех каналов особенно контрастно, в зависимости от обстоятельств, отображают разные геологические особенности. Это наглядно видно при сравнении рис. 160а и 160б. На изображении в канале 5 морфологически, но прежде всего более темным серым тоном отделяется от своего обрамления (резче, чем на снимке канала 7) кольцевая структура щелочного гранита (верхняя часть снимка). Напротив, площади выхода ультрабазитов Бущвелдского комплекса (расслоенной интрузии по Гроотенбоуру) на снимке в канале 7 гораздо контрастнее отделяются от примыкающих с севера Бущвелдского гранита (правая верхняя часть снимка), а с юга кварцитов и глинистых сланцев, чем на снимке в канале 5. На последнем переход к смежным комплексам, в особенности к Бушвелдскому граниту, отчасти вообще не распознается.

Рис. 160а-160в. Снимок «Лэндсат» территории, показанной на рис. 159, середина южного лета, канал 5 (рис. а) и канал 7 (рис. б); литофациальные комплексы и тектонические структуры, картируемые на декабрьских снимках (рис. в). Масштаб около 1:1000000 (NASA, Е-1158-07363). (доступно только при скачивании полной версии)

Рис. 160б. (доступно только при скачивании полной версии)

Рис. 160в. (доступно только при скачивании полной версии)

Наряду с различной способностью пород и кор выветривания к отражению и поглощению свой вклад в различное отображение соответствующих комплексов пород на снимках каналов 5 и 7 вносит растительность. Так, щелочной гранит (комплекс Пилансберг) в основном покрыт растительностью. Поэтому он показывает на снимке канала 5 темные, а в канале 7 светлые серые тона. Поверхности выхода ультрабазитовых пород и кор выветривания по ним, напротив, в основном свободны от растительности. Они отражают падающее солнечное излучение в красном спектре (канал 5, 0,6-0,7 мкм). Поступающее ИК-излучение (канал 7, 0,8-1,1 мкм), напротив, в основном поглощается. Отсюда темные тона на изображении канала 7. С экономической точки зрения представляет интерес, что в ультрабазитах у верхнего края снимка своим очень темным серым тоном выделяется комплекс, который, по Гроотенбоуру, весьма богат магнетитом. И вообще заснятая область имеет важное значение с точки зрения полезных ископаемых и экономики, поскольку в ней расположены золотые и урановые рудники, залежи платины и хрома Бушвелдского комплекса, Алмазоносные поля и свинцо-во-цинковые месторождения. Уже 90 лет этот район служит объектом интенсивного изучения геологами и специалистами по полезным ископаемым. Следует упомянуть, что, по сообщению Гроотенбоура, на многозональных летних снимках 1972 г. открыты литофациальные подкомплексы, которые пока не были известны по данным наземной съемки. По литостратиграфическим признакам они коррелируются с имеющимися отдаленными выходами. Это относится, например, к темным полосам, которые наблюдаются в комплексе серого тона средней интенсивности, в нижней половине снимка. Судя по результатам наземных маршрутов, речь идет о переслаивающихся пачках светлых известняков с кремнистыми сланцами и темноокрашенных доломитовых известняков.
Левая нижняя часть снимка образована гранитоидными породами системы Вентерсдорп. Выходы почти отсутствуют, но связанные с интрузиями кольцевые структуры могут быть откартированы на снимке в канале 5.
В основании пачки ультрабазитов, выделяясь характерной куэстои, в виде опорного горизонта появляется свита кварцитов. На снимках в каналах 5 и 7 она тоже отображается особым серым тоном, по-разному контрастируя с обрамлением. На изображении в канале 7 обнажающиеся поверхности напластования кварцитов имеют темную окраску. В основании куэсты появляется совсем светлая полоска. На снимке канала 5 поверхности напластования дают среднюю градацию серого тона. Куэсту кварцитов сопровождает здесь в основании темная полоса. Такое подчеркнутое отображение слоев и их простираний происходит благодаря густой растительности на свите глинистых сланцев, находящейся в основании кварцитов. Растительность обусловливает появление полоски темного серого тона, которую при рассмотрении сверху можно трактовать как теневой эффект.
Рис. 160в показывает картирующиеся на летнем снимке (без ознакомления с местностью) границы литофациальных комплексов, равно как и положение картирующихся нарушений, зон разломов и зон трещиноватости. Картировали по узкозональным снимкам в каналах 5 и 7. Не была учтена информация канала 4, которая, по Гроотенбоуру, должна предоставить дополнительные сведения прежде всего о выходах гранитных пород. Оптимальным был бы картографический итог, при получении которого наряду с отдельными узкозональными снимками по четырем каналам МСС мог бы быть использован в фотогеологических целях ложноцветной снимок, полученный в результате наложения информационных изображений в каналах 4, 5 и 7. Нередко на подобных ложноцветных снимках становятся видны литофациальные границы, тектонические структуры либо различия свойств почвы, которые на обычных черно-белых снимках остаются незаметными.
В зависимости от времени года меняются высота и азимут Солнца и, следовательно, в зависимости от времени дня – условия освещенности ландшафта, который спутник «Лэндсат» облетает и снимает с 18-сут или более частым циклом. Тем самым наряду с упомянутой выше изменчивостью растительности и влажности почвы при фотогеологической интерпретации снимков «Лэндсат» играет роль еще и освещенность. Она меняется на протяжении года и приводит к различным эффектам соотношения света и тени на заснятых ландшафтах. Летом отбрасываемая во время съемки тень сравнительно мала, зимой же, напротив, более выражена из-за низкого положения Солнца. Соответственно один и тот же ландшафт предстает на снимках «Лэндсат» в разные времена года либо более плоским, либо более пересеченным. Это наглядно иллюстрируют рис. 161, а и 161, б. Заснят один и тот же участок местности. Оба изображения сняты в канале 7 МСС. Летний снимок изображает Эйфель, часть Хунсрюка, а также долину Мозеля с менее отчетливыми формами рельефа. Доминирующим и главным критерием для фотогеологического картирования являются вариации серого фототона, обусловленные растительностью. Напротив, на зимнем снимке сильнее выделяются формы рельефа ландшафта. Дренажная сеть отражается значительно более дифференцированно, чем на летнем снимке. Разрывные структуры и системы разломов многих направлений, которые подчеркиваются линейными отрезками участков долин различной длины, по зимнему снимку картируются лучше. Во многих частях зимнего снимка более рельефно выглядят куэсты, положение которых и простирание на августовском снимке неразличимо либо заметно лишь по изменениям в растительности (например, на Хунсрюке, на снимке – слева вверху).

Рис. 161. Различия в изображении одного и того же ландшафта на снимке в конце лета (а) и зимой (б); оба снимка в канале 7. Слева вверху – меандрирующее течение реки Мозель, в нижней части снимков – Лаахское озеро. Масштаб около 1:1000000 (NASA, Е-2219-09475 и Е-1151-10010). (доступно только при скачивании полной версии)

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом