楊成華

摘要:遙感技術是當今高新技術之一,被廣泛應用在許多領域。我國地學界早在上個世紀70年代就將遙感技術應用于地質找礦,并取得了豐碩的成果。近幾年,某省遙感中心在“礦化蝕變弱信息提取”、“隱伏巖體預測”和“隱伏內生金屬礦成礦預測”等方面做了大量工作。本文就遙感技術找礦方法做進一步探討。

關鍵詞:地質找礦;遙感技術;應用

1 遙感技術找礦方法簡介

遙感信息反映的是地表自然景觀的電磁波信息。地表自然景觀的形成是整個地球系統(tǒng)內外力綜合作用的結果。地表自然景觀的遙感信息含有非常豐富的信息:地表和近地表物質空間信息;地形、地貌和構造等物質形態(tài)信息;巖石、土壤、水和植被等物質成分信息。利用遙感技術找礦就是通過對這些信息的分析和提取來達到目的。遙感技術具有宏觀性強、直觀性強、概括性強、綜合性強和信息量大的特點,因此,其找礦原理和方法是多樣的,可以概括為以下兩種:

一是以蝕變礦物的特征波譜信息為依據(jù),提取礦化蝕變信息進而達到找礦目的。該方法主要應用于巖石出露較好的區(qū)域。

二是以成礦作用和控礦條件為依據(jù),充分利用遙感技術特點,找出成礦有利部位,進而達到找礦目的。該方法主要應用于覆蓋區(qū)域,特別是適用于尋找隱伏礦(盲礦)和深部礦。線環(huán)形構造的解譯、識別,去偽存真是該方法的技術關鍵。

2 遙感技術找隱伏和深部礦的理論依據(jù)

由于隱伏礦床的礦化蝕變信息多埋藏于地下,傳統(tǒng)的找礦方法在地表很難直接發(fā)現(xiàn),利用環(huán)形構造或環(huán)形構造組合可以有效識別和確認隱伏礦(盲礦)的存在。利用遙感技術尋找隱伏礦主要是基于地球動力學、流體力學的運動原理,對其在成礦過程中產(chǎn)生的各種地質現(xiàn)象在地表的反映(環(huán)形構造或環(huán)形構造組合)進行識別,間接了解深部是否有隱伏礦(盲礦)存在。地球是一個時刻運動著的球體,地球內部也同樣時刻處在熱物質上升,冷物質下降的對流循環(huán)運動當中。在地球內部不斷的對流循環(huán)過程中,在地殼的局部地段應力逐漸集中,當局部地段的地殼不能承受時便發(fā)生破裂,地球內部的各種流體便均向發(fā)生破裂的低壓區(qū)流動,當?shù)貧炔繅毫ψ銐虼髸r,流體(巖漿)將噴出地表,發(fā)生火山噴發(fā)活動;當壓力較小時,流體(巖漿)沒有噴出地表停留在地殼內特定位置的活動稱為巖漿侵入活動。巖漿從深部向淺部流動總是選擇阻力最小的圓形通道,成礦流體也是同樣,所以這些地質作用過程留下的行跡在地表常常以環(huán)形構造的形式反映出來。由于遙感圖像具有宏觀性強、直觀性強、概括性強、綜合性強的特點,可以高度概括地表的景觀形態(tài),能夠有效地反映這些地質作用信息的特征,這也是其它的勘查技術方法做不到的。

在遙感圖像找礦信息中可利用識別隱伏礦(盲礦)的環(huán)形構造或環(huán)形構造組合包括由熱蝕變作用造成巖石結構構造的面狀變化形成的色調環(huán)形構造和由構造作用造成被作用巖石環(huán)形、放射狀等間距不均勻破裂形成的紋理環(huán)形構造兩大類型。它們是成礦作用演化過程中在地殼中留下的形跡在地表面的反映,通過地物電磁波譜信息以圖像的形式客觀、真實地記錄下來。在影像要素中:色調與礦化蝕變巖的波譜特征密切相關;紋理的幾何形態(tài)反映的是構造的幾何形態(tài)。通過對遙感圖像找礦信息的提取,在特定地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量的色調、環(huán)形、放射狀影紋都清晰的環(huán)形構造,常常相互疊置在一起集中分布,表明該地區(qū)發(fā)生了多次成礦地質作用或多次巖漿活動。通過與已知成礦資料對比分析,它們在空間分布上與已知礦集區(qū)密切相關。這與地學界普遍認為的礦床(尤其是大型礦床和超大型礦床)的形成多是由多次成礦作用、多種成礦過程、多種物質來源、多種礦床共同組合形成的觀點是一致的。因此色調、環(huán)形、放射狀影紋都清晰的環(huán)形構造密集區(qū)有著極其重要的找礦地質意義,是利用遙感技術尋找隱伏礦(盲礦)或深部礦的重要理論依據(jù)。

在環(huán)形構造密集區(qū)中對礦床有明顯控制作用的環(huán)形構造主要有四種類型。概括起來主要有:環(huán)形和放射狀影紋都清晰的、放射狀影紋清晰環(huán)形影紋不清晰的和環(huán)形影紋清晰放射狀影紋不清晰的等三種紋理類型環(huán)形構造和一種組合環(huán)形構造一子母式環(huán)形構造。每種紋理環(huán)形構造類型的找礦意義如下:

環(huán)形和放射狀影紋都清晰的環(huán)形構造:是由巖漿侵入作用形成,多發(fā)育在地殼的中部。由于形成于地殼的中部,巖體頂部及周邊巖石受到巖漿上侵的頂托作用、熱膨脹和冷凝作用發(fā)生了均勻的環(huán)形和放射狀破裂面(以脆性變形為主),當剝蝕出露地表時在遙感圖像上呈現(xiàn)為清晰的環(huán)形和放射狀影紋。

放射狀影紋清晰環(huán)形影紋不清晰的環(huán)形構造:是由淺部巖漿侵入作用形成或由火山機構引起的,多發(fā)育在地殼的淺部或地表。由于形成于地殼的淺部,巖體頂部和周邊的巖石受到的圍壓較小不易發(fā)育環(huán)形破裂面,多在巖漿上侵的頂托作用下發(fā)育放射狀破裂面;由火山機構引起的放射狀影紋多是由巖漿溢流一冷凝作用形成或是由于破火山口塌陷形成。

環(huán)形影紋清晰放射狀影紋不清晰的環(huán)形構造:多是由深部巖漿侵入作用形成,由于形成于地殼深部的巖體頂部和周邊的巖石受到巨大的圍壓不易發(fā)育放射狀破裂面,多在巖漿上侵的熱膨脹和冷凝作用下發(fā)生環(huán)狀塑性一膪『生變形,當剝蝕出露地表時在遙感圖像上呈現(xiàn)為清晰細密的環(huán)形狀影紋。

組合環(huán)形構造一子母式環(huán)形構造:該類型環(huán)形構造是在一個規(guī)模較大的環(huán)形構造中包含有若干個小型環(huán)形構造的組合。規(guī)模較大的環(huán)形構造的影紋不是很明顯,而是由若干個小型環(huán)形構造的環(huán)形和放射狀影紋所替代。該類型環(huán)形構造的形成機理是在一個較大的侵入體的頂部發(fā)育有若干個次一級的小侵入體。由于較大侵入體埋藏相對較深,所以在遙感圖像上反映的不是很清晰,而發(fā)育在較大侵入體頂部的次一級的小侵入體,由于埋藏深度相對較淺,因此在遙感圖像上表現(xiàn)為明顯的多中心環(huán)形和放射狀影紋的組合。

上述四種環(huán)形構造類型以子母式環(huán)形構造、環(huán)形和放射狀影紋都清晰的環(huán)形構造控礦作用最為有效,其次為放射狀影紋清晰環(huán)形影紋不清晰的環(huán)形構造,最后為環(huán)形影紋清晰放射狀影紋不清晰的環(huán)形構造。在不同類型環(huán)形構造上有色異常疊加,直徑在l5千米左右時效果更好。礦床一般發(fā)育在環(huán)形構造的中心部位的局部斷裂構造內或邊緣與其它環(huán)形構造的交集處的局部斷裂構造內。

3 環(huán)形構造及其控礦特征

某省區(qū)域內的環(huán)形構造,就其尺度而言,可以劃分三個級別:一級環(huán)形構造(A級),直徑一般大于100千米;二級環(huán)形構造(B級),直徑一般在20～40千米之間;三級環(huán)形構造(C級),直徑一般小于l5千米,多數(shù)3～l0千米之間。雖然環(huán)形構造級別劃分是人為的,但各級別之間的級差很大,各級別之間是跳躍的,而不是連續(xù)的。這一客觀現(xiàn)象是環(huán)形構造的成因背景所致。A級環(huán)形構造反映的是地殼深部區(qū)域巖漿構造背景;B級環(huán)形構造反映的是相對較淺的局部巖漿構造背景;C級環(huán)形構造則是一個巖漿侵入體或與巖漿活動有關地質作用或成礦作用的反映。從成因上可以推論出三個級別環(huán)形構造在空間展布存在著密切的聯(lián)系。事實上,B級環(huán)形構造的空間分布多受A級環(huán)形構造控制,一般分布在A級環(huán)形構造內或邊緣,可以形象地稱其為子母構造關系;C級環(huán)形構造則多分布在B級環(huán)形構造內部和邊緣或者兩個B級環(huán)形構造的交集處,并有成群分布的特點。當然不排除零星分布的C級環(huán)形構造,但其成因具有多樣性。成群組合分布的C級環(huán)形構造對成礦作用的指示意義更強一些。

A級環(huán)形構造和B級環(huán)形構造影像清晰,不同的遙感人員解譯或對不同時相的影像解譯時,它們的重現(xiàn)率基本達到百分之百。c級環(huán)形構造同樣是客觀存在的地質體,但存在解譯水平和認知水平的差異。

在某省境內共解譯出8個A級環(huán)型構造,直徑均在100千米以上。A級環(huán)型構造的中心部位一般在兩組或兩組以上深大斷裂的交匯部位,由一系列圍繞中心,表現(xiàn)為弧形或環(huán)形影紋的韌性剪切帶、褶皺帶和斷裂帶構成。B級環(huán)形構造和C級環(huán)形構造眾多,它們～般構成A級環(huán)型構造的子環(huán),分布在A級環(huán)型構造內部或邊部,同樣與斷裂構造關系密切。B級環(huán)形構造和C級環(huán)形構造在影像上主要表現(xiàn)為弧形或環(huán)形水系、山體等地形地貌。環(huán)形構造與斷裂構造關系密切從一個側面說明,環(huán)形構造是深部巖漿物質活動的反映。

某省境內內生金屬礦產(chǎn)的空間分布與A級環(huán)型構造和深大斷裂帶的組合密切相關,主要內生金屬礦集區(qū)多分布在A級環(huán)型構造中心部位多組區(qū)域斷裂構造交匯處附近,或者分布在A級環(huán)型構造的邊緣與區(qū)域斷裂構造的交割處附近。在這些部位多有B級環(huán)形構造和C級環(huán)形構造密集區(qū)分布,鉛鋅、鉬多金屬礦集區(qū)就分布在A級環(huán)型構造的邊緣與區(qū)域斷裂構造的交割處。

4 結束語

本文主要介紹我們在應用遙感技術找隱伏內生金屬礦產(chǎn)工作中取得的新認識和所取得的成果。在遙感構造控礦的有效性已得到充分證明的前提下,必須加強野外針對隱伏礦(盲礦)的勘查技術手段的研究(如地震),使在尋找隱伏礦(盲礦)方面取得真正意義上的突破。