遥感技术基于地质构造的找矿研究
赵祺
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赵祺,. 遥感技术基于地质构造的找矿研究[J]. 地球科学探索,2024.1. DOI:10.12721/ccn.2024.157186.
摘要:
遥感影像可以全面、客观地记录地表综合景观的几何特征,遥感图像不仅可以获得地表景观的形态,分布特征,还可以获得物质的成分和结构等。通过对岩性和地质构造的识别、遥感蚀变信息的提取、地质构造信息的提取和矿床改造信息标志,从而达到矿物识别的目的。
关键词: 地质遥感;地质找矿;岩性识别;地质构造
DOI:10.12721/ccn.2024.157186
基金资助:

第一章 地质遥感概述

植被的光谱特征及矿床改造信息等方面

遥感信息反映的是地表自然景观的电磁波信息。它以直观清晰的图像显示地表自然景观。反映大量地表和浅地表的地质信息。包括地形、地貌和构造等物质形态信息;石、土壤、水和植被等物质成分信息。地质遥感的任务就是通过遥感影像的解译确定岩石性质和地质构造。其在找矿中的应用就是在成矿理论指导下。识别与成矿有关的多个地质信息。通过对这些信息的分析和提取来达到找矿的目的。

遥感技术在地质找矿中的应用包括直接应用和间接应用:直接应用是指遥感蚀变信息的提取,间接应用则包括地质构造信息、植被的光谱特征及矿床改造信息等方面。

第二章 遥感找矿

在遥感影像上识别岩石的类型必须先了解不同岩石的反射光谱差别,以及所引起的影像色调的差异。同时,由于岩石的形成,在内外营力的共同作用下。组合成不同的形状,这也是识别岩石类型的重要标志。

从遥感影像上识别地质构造,主要有三方面的内容:识别构造类型,有条件时测量其产状要素,判断构造运动的性质。

2.1水平岩层的识别

在低分辨率的遥感影像上不容易发现水平岩层的产状,这是由于水平岩遭受侵蚀后,往往由较硬的岩层形成保护层,且形成陡坡,保护了下部较软的岩层。在高分辨率遥感影像上可发现水平岩层经切割形成的地貌,并可见硬岩的陡坡与软岩形成的缓坡呈同心圆状分布,硬岩的陡坡具有较深的阴影,而软岩的色调较浅。

2.2倾斜岩层的识别

在低分辨率遥感影像上,可以根据顺向坡(与岩层倾斜方向一致的坡面)有较长坡面,逆向坡坡长较短的特性确定岩层的倾向!倾斜岩层经过沟谷的切割,在高分辨率遥感影像上常出现岩层三角面(包括弧形面、梯形面),这时根据岩层出露的形态及其与地形的关系,可确定岩层的产状。

2.3褶皱及其类型的识别

褶皱构造由一系列的岩层构成,这些岩层的软硬程度有差别,硬岩成正地形,软岩成谷地,因此在遥感影像上会形成不同的色带。为发现褶皱构造,首先就要确定这些不同色调的平行色带,选择其中在影像上显示最稳定、延续性最好者作为标志层。标志层的色带呈圈闭的圆形、椭圆形、橄榄形、长条形或马蹄形等,是确定褶皱的重要标志。在中低分辨率影像上能反映出大的褶皱,而在高分辨率遥感影像上,不仅能发现小规模的褶皱,而且还可以确定其岩体层的分布层序是否对称重复,具体产状要素,这是确定褶皱存在的重要证据,特别是高分辨率遥感影像上观察标志层在转折端的形态,有助于识别褶皱的存在及褶皱的类型。

2.4断层及其类型的识别

断层是一种线形构造,在遥感影像上表现为线性影像。它基本上有两种表现形式:一是线性的色调异常,即线性的色调与两侧的岩层色调都有明显的不同;二是两种不同色调的分界面呈线状延伸。除了这两个基本影像特征之外,还必须对断层两侧的岩性、水系和整体地质构造进行研究,才能确定是否是断层,特别是在高分辨率遥感影像上,可以通过对地层的鉴别确定断层,如地层的缺失和重复,走向不连续使两套岩层走向错断、斜交等,这对于判断与岩层走向一致或角度相近的断层是重要标志。在具体确定是否存在断层时,必须把影像的基本特征与岩性及整个构造结合起来考虑。

第三章 遥感技术在找矿的应用

第一节遥感蚀变信息的提取

岩浆热液或汽水热液使围岩的结构、构造和成分发生改变的地质作用称为围岩蚀变。围岩蚀变是成矿作用的产物,围岩蚀变的种类(组合)与围岩成分、矿床类型有一定的内在联系,围岩蚀变的范围往往大于矿化的范围,而且不同的蚀变类型与金属矿化在空间分布上常具规律可循,因此,围岩蚀变可作为有效的找矿标志。

目前遥感找矿蚀变异常信息的提取有多种方法,例如,波段比值法、主成分分析法、光谱角识别法和MPH技术、混合像元分解等。

“ETM+图像数据的综合遥感找矿蚀变异常信息的提取”、“ETM+(TM)蚀变遥感异常提取方法技术”都取得了一定的成果,在蚀变遥感信息提取和应用研究中,形成了一套独特的技术,包括:①预处理:校正及去干扰,校正包括系统辐射校正、几何校正、大气粗略校正;干扰包括云、植被、阴影、雪等去除。②信息提取:以整景的TM(ETM+)图像遥感异常信息的提取为主,其方法以PCA主分量分析为主,比值法为辅,同时用光谱角分析法对所获得的主分量异常进行筛选,然后进行分级处理,以获得分级异常图,由于涉及到的矿床类型、规模、控矿要素、蚀变类型以及矿产勘查程度不同,仅靠单一的处理方法不利于异常信息的提取,因此需要多种方法的有效组合,一种方法为主其它方法为辅。这些遥感信息提取技术在资源勘探过程中发挥了很大的作用,目前,利用围岩蚀变找矿已经取得了很好的效果。

第二节地质构造信息的提取

遥感找矿的地质标志主要反映在空间信息上,从与区域成矿相关的线状影像中提取信息(主要包括断裂、节理!推覆体类型),从中酸性岩体、火山盆地、火山机构及深部岩浆、热液活动相关的环状影像提取信息(包括与火山有关的盆地、构造),从矿源层、赋矿岩层相关的带状影像提取信息(主要表现为岩层信息),从与控矿断裂交切形成的块状影像及与成矿有关的色异常中提取信息(如与蚀变、接触带有关的色环、色带、色块等),当断裂是主要控矿构造时,对断裂构造遥感信息进行重点提取会取得一定的成效。

遥感系统在成像过程中可能产生“模糊作用”,常使用户感兴趣的线性形迹!纹理等信息显示得不清晰、不易识别,人们通过目视解译和人机交互式方法,对遥感影像进行处理,如边缘增强、灰度拉伸、方向滤波、比值分析、卷积运算等,可以将这些构造信息明显地突显出来,除此之外遥感还可以通过地表岩性、构造、地貌、水系分布、植被分布等特征来提取隐伏的构造信息,如褶皱,断裂等,提取线性信息的主要技术是边缘增强。

第三节矿床改造信息标志

矿床形成以后,由于所在环境、空间位置的变化会引起矿床某些性状的改变,利用不同时相遥感图像的宏观对比,可以研究矿床的剥蚀改造作用;结合矿床成矿深度的研究,可以对类矿床的产出部位进行判断,通过研究区域夷平面与矿床位置的关系,可以找寻不同矿床在不同夷平面的产出关系及分布规律"建立夷平面的找矿标志。

另外,遥感图像还可进行岩性类型的区分应用于地质填图,是区域地质填图的理想技术之一,有利于在区域范围内迅速圈定找矿靶区。

结语:

由于遥感图像具有视域广和多波段、多时相、信息量丰富、获取信息受条件限制少等优点,结合地质工作中的各种经验和信息来源,对遥感图像进行综合解译与宏观分析,其将在地质找矿中起到意想不到的效果,必将在很大程度上提高工作效率。

参考文献:

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