遙感技術(shù)在地質(zhì)構(gòu)造及找礦中的有效應(yīng)用

周 丹

（華東冶金地質(zhì)勘查研究院，安徽 合肥 230088）

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，遙感技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)及找礦中的應(yīng)用也在逐漸增多，并取得了顯著效果。通過信息技術(shù)與監(jiān)測(cè)技術(shù)的有效應(yīng)用，提升了地質(zhì)構(gòu)造信息、光譜特征及礦床改造信息的收集效率，為相關(guān)工作的開展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文就對(duì)遙感技術(shù)在地質(zhì)構(gòu)造及找礦中的應(yīng)用進(jìn)行分析探討，以供參考。

1 地質(zhì)勘查中遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國(guó)地域遼闊，地形復(fù)雜度較高，遙感勘測(cè)技術(shù)研究日漸受到了人們的重視，技術(shù)研究也在不斷深入。再加上我國(guó)地勢(shì)呈階梯狀分布，西部有大量山地、盆地及高原，山區(qū)的冰蝕現(xiàn)象較為明顯，盆地地區(qū)的風(fēng)蝕現(xiàn)象十分普遍，高原凍土廣布，中部地區(qū)高原地形較多，流水侵蝕形成了鮮明的喀斯特地貌。東部沖積扇平面地形面積較大，復(fù)雜的地形分布對(duì)遙感技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用產(chǎn)生了較大影響。遙感技術(shù)理論研究依然需要不斷發(fā)展[1]。

若遙感技術(shù)理論研究無(wú)法滿足技術(shù)應(yīng)用的需要，則遙感地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展速度將會(huì)放緩，無(wú)法發(fā)揮出遙感地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的作用與價(jià)值。而我國(guó)遙感技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，理論研究并不完善，同時(shí)我國(guó)地形分布十分復(fù)雜，這也阻礙了我國(guó)遙感地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)階段，我國(guó)所使用的遙感技術(shù)多為向國(guó)外借鑒或引進(jìn)來(lái)的，發(fā)展中并未充分考慮我國(guó)的實(shí)際情況，這使得該技術(shù)無(wú)法達(dá)到理想的應(yīng)用效果，不利于我國(guó)地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。

2 遙感技術(shù)在地質(zhì)構(gòu)造中的應(yīng)用

（1）水平巖層識(shí)別的思考。在使用低分辨率的遙感影像時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)水平巖層中存在一些產(chǎn)狀信息，這主要是由于水平巖層受到侵蝕后，軟硬巖層因受力及性能不同產(chǎn)生了保護(hù)層，并形成斜坡結(jié)構(gòu)，對(duì)下部巖層起到了一定的保護(hù)作用。而在高分辨率遙感影像中，則可對(duì)其形成的特征及巖層分布規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)了解，其中陰影較深的為硬巖陡坡，陰影較淺的為軟巖陡坡。

（2）傾斜巖層識(shí)別的思考。在低分辨率遙感影像中觀察傾斜巖層，會(huì)發(fā)現(xiàn)坡面較長(zhǎng)為順向坡，為坡面較短的為逆向破。如果兩個(gè)坡面長(zhǎng)短一致，則說明傾斜巖層的傾斜角度正好控制在45度左右。不過要想確定這一判斷的準(zhǔn)確性，則需結(jié)合其他分析工具開展綜合研究。當(dāng)傾斜巖層被溝谷切分后，需要在高分辨率遙感影像中，對(duì)巖層的不同斷面予以分析，判斷巖層的產(chǎn)狀。

（3）褶皺及其類型識(shí)別的思考。褶皺類型的識(shí)別一般需要在遙感影像中對(duì)物體的對(duì)斯性和巖層產(chǎn)狀要素進(jìn)行識(shí)別和分析，通過不同分辨率遙感影像的應(yīng)用來(lái)確定褶皺的具體情況。工作人員要在低分辨率的遙感影像上，對(duì)光的情況實(shí)行識(shí)別和分析，確定褶皺的存在。并利用高分辨率的遙感影像實(shí)施細(xì)節(jié)識(shí)別和處理，確定褶皺類型。褶皺構(gòu)造是由巖層組成的，但不是所有的巖層都會(huì)形成褶皺。所以在識(shí)別過程中，應(yīng)根據(jù)巖層特征及所呈現(xiàn)的色帶區(qū)別，對(duì)褶皺類型進(jìn)行科學(xué)識(shí)別和標(biāo)記。通常情況下，硬巖形成正地形，軟巖形成谷底，且正地形和谷底在遙感影像中呈現(xiàn)的色帶是不同的，可先在遙感影像中找出最為穩(wěn)定且平行較好的色帶作為標(biāo)志層，再在色帶中對(duì)存在的不同形狀予以標(biāo)記，確定褶皺情況。

3 遙感技術(shù)在找礦中的應(yīng)用

（1）遙感技術(shù)與地質(zhì)圖的有機(jī)結(jié)合。找礦時(shí)采用遙感技術(shù)，一方面需加強(qiáng)遙感技術(shù)信息處理的能力，另一方面還需積極推動(dòng)遙感影像與地質(zhì)圖的有效結(jié)合。地質(zhì)勘查后，及時(shí)處理有價(jià)值信息，從而獲取準(zhǔn)確的遙感影像，為日后找礦工作的順利進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2]。

（2）提取遙感蝕變信息。提取遙感蝕變信息是遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦應(yīng)用中的重要體現(xiàn)，這也成為了采用巖漿熱提取圍巖結(jié)構(gòu)變化信息的重要方式。在巖漿熱液和水蒸氣熱液的影響下，圍巖結(jié)構(gòu)的成分均會(huì)發(fā)生不同程度的變化，我們將上述機(jī)理稱為圍巖蝕變。圍巖蝕變是成礦作用的結(jié)果，其與成礦的類型、成分關(guān)系密切，由于圍巖蝕變的范圍要略大于礦化的范圍，且蝕變與金屬礦化的空間分布規(guī)律性較強(qiáng)。所以，在地質(zhì)找礦的過程中，需以圍巖蝕變?yōu)榍疤岷突A(chǔ)。這里云英巖化、綠泥石化和夕卡巖化等均為常見的圍巖蝕變。研究人員可利用ETM+數(shù)據(jù)的方式校正圖像，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)圖像的幾何控制，利用多種方式提取圍巖蝕變信息，進(jìn)而明確采礦點(diǎn)。

（3）提取地質(zhì)信息。如部分地區(qū)的地貌出現(xiàn)明顯的變化，電磁波反射和透射作用也會(huì)隨之變化。電磁波是信息傳播的重要載體，地物的光譜特性對(duì)其內(nèi)部的物理化學(xué)性質(zhì)具有十分顯著的影響，地質(zhì)成分在結(jié)構(gòu)方面出現(xiàn)了較大的差異，故而地質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的波長(zhǎng)光子類型較多，其吸收性和反射性差異較大，巖石礦物的化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較強(qiáng)。

利用遙感技術(shù)中的波普儀可實(shí)現(xiàn)外業(yè)采樣和光譜曲線測(cè)量，將其作為與參考光譜比對(duì)的重要對(duì)象，更加可靠地確定礦物的類型。當(dāng)研究人員采用TM多波段數(shù)據(jù)時(shí)，提取了某礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造信息，從而明確了區(qū)域內(nèi)的主要地質(zhì)構(gòu)造，確定了線環(huán)相交的位置是成礦的最佳位置。

（4）高光譜遙感技術(shù)。高光譜遙感技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型遙感技術(shù)，其具有納米級(jí)的超高光譜分辨率特征，能夠?qū)Φ乇淼匚镄畔⑦M(jìn)行及時(shí)收集及成像處理。將其應(yīng)用在地質(zhì)構(gòu)造勘查及找礦作業(yè)中，能夠及時(shí)將區(qū)域巖石種類及礦物填圖予以直觀展示。高光譜遙感技術(shù)的工作原理為：通過電磁波的發(fā)射，將礦物及巖石種類通過不同的光譜直觀展示出來(lái)，人們通過對(duì)光譜特征的識(shí)別即可了解礦物成分。而礦物光譜特征的主要來(lái)源為陽(yáng)離子及陰離子基團(tuán)。陽(yáng)離子包含了Fe2+和Fe3+，陰離子基團(tuán)包括羥基和碳酸根。這些因素對(duì)光譜的表現(xiàn)有著很好的控制和決定作用。在地質(zhì)勘查及找礦中，最常見到的礦物成分為明礬石、絹云母、滑石、伊利石、葉臘石、綠泥石等。此外，不同的光譜區(qū)間產(chǎn)生的吸收峰也會(huì)存在一定的差異，需要結(jié)合礦帶或侵變巖帶形成的光譜圖像，實(shí)行細(xì)致的分析和確定。

（5）植被波譜特征。礦場(chǎng)形成與地貌植被聯(lián)系密切，金屬元素在多種因素的影響下會(huì)形成微生物，微生物在地下水和土壤的影響下直接作用于地面土層，從而使地面土層也發(fā)生了較大的變化。如地表植物吸收了部分金屬元素后，與其他地區(qū)同類植物相比，其長(zhǎng)勢(shì)和顏色均會(huì)出現(xiàn)較為明顯的變化。

生物地質(zhì)化特性在推動(dòng)遙感技術(shù)廣泛應(yīng)用方面發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用。工作人員需結(jié)合植物對(duì)不同金屬元素的吸收作用，明確地下蘊(yùn)含的各類礦產(chǎn)。同時(shí)，采用遙感技術(shù)可更加有效地處理收集到的圖像光譜特征，并根據(jù)圖像色彩的變化科學(xué)預(yù)測(cè)礦區(qū)的分布和位置。如研究人員在“金屬礦物對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育和光譜特征的影響”的研究中發(fā)現(xiàn)，重金屬元素是植物矮化和褪綠的主要原因，且重金屬元素與制備紅光邊界光譜曲線短波方向出現(xiàn)藍(lán)移的現(xiàn)象。

在找礦作業(yè)中，遙感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)礦床改造信息標(biāo)志的相關(guān)工作。礦床在形成過程中，并不是一成不變的，其會(huì)受到空間、環(huán)境等因素的影響，使結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生不同的變化，進(jìn)而改變礦床的性質(zhì)特征。為此，工作人員需要實(shí)時(shí)了解礦床的變化情況，準(zhǔn)確掌握礦床結(jié)構(gòu)的劃分，保證礦區(qū)定位的準(zhǔn)確性。這就需要工作人員加強(qiáng)遙感技術(shù)的應(yīng)用，合理利用其性能實(shí)現(xiàn)礦床不同階段變化影像的實(shí)時(shí)獲取，通過對(duì)比分析的方式明確礦床變化特征，然后再通過與成礦勘測(cè)結(jié)構(gòu)的融合分析，來(lái)準(zhǔn)確確定發(fā)生變化的礦床位置，了解礦床結(jié)構(gòu)的劃分情況，為后續(xù)工作的開展提供數(shù)據(jù)支持。通過高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用，降低找礦作業(yè)的難度，更好的提升礦區(qū)劃分的準(zhǔn)確性和合理性。

4 遙感地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展前景

在未來(lái)，光譜技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用。光譜技術(shù)可利用光譜分辨率準(zhǔn)確記錄多種光譜通道數(shù)據(jù)，從而順利提取光譜曲線，明確物質(zhì)的空間和光譜等重要信息。利用高光譜圖像能夠獲得多種光譜信息，且波段不同，信息變化量也會(huì)有所不同。

再者，遙感技術(shù)將與GPS及GIS技術(shù)高效融合。當(dāng)前，人力資源成本明顯提高，在地質(zhì)勘探找礦中，遙感技術(shù)可有效降低成本投入，提高技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益。因此應(yīng)采取有效措施將RS技術(shù)與GIS、GPS技術(shù)有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮出GPS技術(shù)定位精準(zhǔn)度高的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而明確定點(diǎn)的點(diǎn)位坐標(biāo)以及與之對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，之后利用GIS高效影像管理和瀏覽等功能，快速解譯遙感信息，在保證地質(zhì)勘查質(zhì)量的同時(shí)，顯著提高找礦的效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

遙感技術(shù)在諸多領(lǐng)域均發(fā)揮著十分重要的作用，該技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用極大地推動(dòng)了我國(guó)地質(zhì)勘探工作的發(fā)展?？茖W(xué)利用現(xiàn)代信息成像技術(shù)，能夠?yàn)榈刭|(zhì)勘測(cè)和地質(zhì)找礦工作提供良好的條件和較大的便利。遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中可顯著提升地質(zhì)勘探的綜合水平，以先進(jìn)科技為基礎(chǔ)加強(qiáng)地質(zhì)找礦的準(zhǔn)確度，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)地質(zhì)勘測(cè)及找礦工作的順利發(fā)展。