遙感技術(shù)在飾面用花崗巖地質(zhì)勘查中的應(yīng)用
——以博樂市桑金布拉克紅色花崗石為例

禪 偉，張小林，王立帥，姚文杰，吳中強(qiáng)

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊,新疆 烏魯木齊 830000)

遙感技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，隨著遙感技術(shù)在地質(zhì)工作中普及，應(yīng)用程度也逐漸成熟。目前隨著社會經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，飾面用花崗巖在裝飾工程中的用量也逐漸增大。如何根據(jù)飾面用花崗巖的成礦特點，采用先進(jìn)的勘查技術(shù)了解其礦體特征、礦石類型、成礦規(guī)律具有現(xiàn)實意義。本文以博樂市桑金布拉克紅色花崗石為例，介紹遙感技術(shù)在飾面用花崗巖礦勘查中的應(yīng)用情況，通過案例分析，總結(jié)了工作方法及注意問題，對今后遙感技術(shù)在飾面用花崗巖勘查中的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

1 成礦地質(zhì)背景

博樂市桑金布拉克紅色花崗石礦區(qū)域大地構(gòu)造位置位于伊犁—伊賽克湖微板塊之阿拉套晚古生代陸緣盆地內(nèi)(II21)，以中部闊依塔斯—克孜勒扎依勞—阿拉薩依一帶為斷裂束構(gòu)造域，以發(fā)育北西向走滑斷裂束為特征。走向大致為315～340°，傾角多在70～90°，斷面比較平直。穿切的地層有上泥盆統(tǒng)托斯庫爾他烏組、下石炭統(tǒng)阿克沙克組、下二疊統(tǒng)烏郎組，還穿切石炭紀(jì)混源序列侵入巖。沿著這組斷裂束出現(xiàn)了許多花崗斑巖脈，并且沿著這組斷裂束出現(xiàn)了一些蝕變和礦化。在斷裂束構(gòu)造域中，區(qū)域內(nèi)較大的北西向斷裂15條，斷層走向約140°，傾向約50°，傾角60～70°，沿斷裂常呈顯溝谷狀負(fù)地貌，斷層帶巖石比較破碎。

區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育，由石炭紀(jì)第五侵入序次中粗粒肉紅色、淺黃色花崗巖(γceH)組成。主要發(fā)育有華力西中期阿拉賽依巖體，巖基狀產(chǎn)出，地表形態(tài)似橢圓形，出露面積約3.19km2，占工作區(qū)的85%，屬中深成堿性侵入巖，侵入時代為石炭世，侵入于上泥盆統(tǒng)托斯庫爾他烏組(D3ts)及下石炭統(tǒng)阿克沙克組(C1a)中，巖體與圍巖呈突變接觸，接觸面傾向圍巖。

2 遙感技術(shù)應(yīng)用

遙感技術(shù)在飾面用花崗巖礦勘查中主要作用是圈定巖體、劃分巖相、提取構(gòu)造及節(jié)理密集發(fā)育區(qū)、圈定第四系分布范圍。本次遙感解譯在成像過程中產(chǎn)生了“模糊作用”，使線性行跡、紋理等信息顯示得不清晰、不易識別，在解譯過程中通過邊緣增強(qiáng)、灰度拉伸、方向濾波、比值分析等方法處理，使構(gòu)造信息明顯的凸現(xiàn)出來，取得了較好的效果。

2.1 解譯標(biāo)志的建立

2.1.1 地質(zhì)體解譯標(biāo)志

解譯標(biāo)志建立[6]的主要依據(jù)是礦區(qū)1∶5萬區(qū)調(diào)成果資料及鄰區(qū)搜集的礦產(chǎn)勘查資料。礦區(qū)衛(wèi)片主體顯示巖體反射的紅色影像(圖1)，由于礦區(qū)出露的紅色中粗粒花崗巖與淺黃色中粗?；◢弾r在物理、化學(xué)性質(zhì)特征差別不大，因此造成巖相解譯標(biāo)志的建立難度較大，通過基礎(chǔ)資料分析，初步建立的解譯標(biāo)志為紅色中粗?；◢弾r出露區(qū)為深紅色，紅色中粗?；◢弾r、淺黃色中粗粒花崗巖穿插出露區(qū)為淺紅色，第四系出露區(qū)為黑色，由于礦區(qū)部分地段已開展開采活動，造成影像部分地段呈灰白色，因此將灰白色區(qū)域劃分為花崗巖出露區(qū)。

圖1 博樂市桑金布拉克紅色花崗石礦區(qū)遙感解譯圖

2.1.2 構(gòu)造解譯標(biāo)志

礦區(qū)衛(wèi)片上構(gòu)造為線性影像，線性影像為斷裂構(gòu)造。主要解譯標(biāo)志為溝谷的直線延伸，垂直于斷裂構(gòu)造形成了密集的節(jié)理發(fā)育區(qū)，主要以110～130°節(jié)理為主，沿斷裂、節(jié)理密集區(qū)附近形成深紅、紫紅色的影像。由于溝谷與山梁比高較低，因此部分?jǐn)嗔褬?gòu)造在影像中線狀不明顯。

2.1.3 成礦有利區(qū)解譯標(biāo)志

結(jié)合以往區(qū)調(diào)資料及周邊礦產(chǎn)勘查資料，對礦區(qū)內(nèi)飾面用花崗巖礦的遙感解譯工作主要針對巖石完整性及巖石特征和節(jié)理密集區(qū)進(jìn)行篩選。礦區(qū)內(nèi)受南北向斷層影響，形成了以110～130°方位的節(jié)理密集區(qū)，節(jié)理密集區(qū)在影像圖上以深紅色色調(diào)為主，而灰白色、淺紅色地段初步劃分為成礦有利區(qū)。

2.2 遙感資料的應(yīng)用及評價

遙感解譯中，通過圖像增強(qiáng)技術(shù)達(dá)到讓影像更加清晰的目的。增強(qiáng)技術(shù)主要方法有[10]：①對圖像進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯罂s??；②擴(kuò)大或改變灰度值域范圍，或者改變灰度值的分布模式；③采用空間濾波法、高通濾波法增強(qiáng)圖像邊緣的鮮明程度及圖像的清晰程度；④根據(jù)灰度級別，將其分成不同的層次并賦予不同的顏色來達(dá)到影像反映各種地質(zhì)現(xiàn)象的效果。

礦區(qū)遙感解譯作為地質(zhì)勘查的輔助工作貫穿于項目實施的全過程，在經(jīng)過填圖等地質(zhì)工作的驗證與解譯標(biāo)志的基礎(chǔ)上升華，對地質(zhì)勘查工作具有一定的指導(dǎo)作用。

首先，礦區(qū)內(nèi)出露的巖體巖性為淺紅色、淺黃色中粗?；◢弾r，由于兩種巖石顏色的不同，影像在劃分大的巖相中起到關(guān)鍵作用。從影像圖上可看出，礦區(qū)大面積出露紅色中粗?；◢弾r(深紅色區(qū)域)，結(jié)合野外填圖工作，其劃分界線及范圍基本準(zhǔn)確。由于礦區(qū)內(nèi)大面積第四系覆蓋，本次遙感工作對第四系解譯效果較好，準(zhǔn)確圈定出了第四系界線及分布范圍，比野外填圖工作省時、省力；對于淺紅色、淺黃色中粗?；◢弾r穿插地段，遙感解譯只能圈定其分布的大概范圍，對兩種巖石的巖相界線無法準(zhǔn)確圈定，主要原因是經(jīng)實地驗證，礦區(qū)內(nèi)地表出露的淺黃色中粗?；◢弾r分布較少，一般出露面積大小在(10×20)m左右。在針對本礦區(qū)小巖相帶劃分工作中，遙感應(yīng)用實際作用較小。

礦區(qū)位于闊依塔斯—克孜勒扎依勞—阿拉薩依一帶，為斷裂束構(gòu)造域，以發(fā)育北西向走滑斷裂束為特征，結(jié)合周邊礦區(qū)勘查資料，整個礦區(qū)內(nèi)影響飾面用花崗巖的主要節(jié)理為走向110～130°的節(jié)理，在礦區(qū)影像圖上，該組節(jié)理及受該組節(jié)理影響的節(jié)理密集區(qū)清晰可見。同時，根據(jù)影像圖上所反映的節(jié)理走向情況及節(jié)理密集區(qū)分布情況，不僅在巖體上選定了成礦有利區(qū)范圍，還初步預(yù)測了第四系覆蓋范圍內(nèi)的成礦有利區(qū)，后期經(jīng)過探槽、鉆探等地質(zhì)工作驗證，遙感解譯在飾面用花崗巖成礦有利區(qū)的劃定中作用效果較好。

3 問題探討

通過博樂市桑金布拉克紅色花崗石采用遙感技術(shù)在礦產(chǎn)勘查中的實際應(yīng)用，筆者認(rèn)為，隨著社會經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的全面發(fā)展，利用遙感技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)地質(zhì)勘查方法，可以快速、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確的圈定飾面用花崗巖礦體。但目前遙感技術(shù)在飾面用花崗巖礦勘查中應(yīng)用較少，可借鑒經(jīng)驗有限，一些問題有待探討。

(1)解決飾面用花崗巖品種方面，遙感技術(shù)需要初步圈定巖體，劃分巖相，結(jié)合本文實例，圈定巖體工作遙感技術(shù)的應(yīng)用能很好解決，但是在巖相劃分上，尤其針對涌動侵入關(guān)系的巖相劃分上，遙感技術(shù)有很大的局限性，還需利用更加先進(jìn)的技術(shù)去解決，比如高光譜的應(yīng)用[5]，它是融合了計算機(jī)、探測、光學(xué)、信號處理于一身的綜合技術(shù)，充分顯示了納米級別的光譜分辨率在光譜儀中的實際應(yīng)用。高光譜的圖像光譜信息具有層次分明、信息豐富的特點，對于不同波段有著不同的信息變化量，通過建立相關(guān)模型，是否可以很好解決涌動侵入關(guān)系的巖相劃分有待進(jìn)一步探索。

(2)飾面用花崗巖最典型的特征是是否具有經(jīng)濟(jì)性，需要從礦石的品種、礦體荒料率及開采技術(shù)條件等進(jìn)行分析，這就需要遙感技術(shù)數(shù)據(jù)的整合。伴隨著大量新型傳感器的不斷產(chǎn)生，可以從不同的空間、時間和光譜范圍等諸多方面來客觀真實地反映地物目標(biāo)的特點，形成同一個區(qū)域的多元數(shù)據(jù)和單元數(shù)據(jù)比較，單元數(shù)據(jù)僅能突出地物目標(biāo)在一個方面或者幾個方面的特點，想要全面、多層次地了解地物目標(biāo)，就必須以多元數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，提取更多豐富、有意義的數(shù)據(jù)，才能解決飾面用花崗巖礦是否具有經(jīng)濟(jì)性的問題。

(3)針對新疆飾面用花崗巖幾大礦區(qū)的綜合研究，主要成礦特征為：①絕大多數(shù)產(chǎn)于晚古生代中酸性侵入巖體中，侵入體常呈巖基、巖株等形式產(chǎn)出，一般規(guī)模比較大，鎂鐵—超鎂鐵巖呈巖株、巖墻產(chǎn)出，規(guī)模一般不大；②某些呈巖基狀產(chǎn)出的花崗巖體，如分布于低山丘陵地形地區(qū)，切割不強(qiáng)烈，比高一般50～100m，地表物理風(fēng)化弱，植被不發(fā)育，這是石材的有利巖體；③巖基狀花崗巖體多呈等軸狀，內(nèi)部巖相分帶比較明顯，一般從邊緣到中央可劃分為3個巖相帶，不同的巖相帶內(nèi)礦物組成與結(jié)構(gòu)差異較大，可形成不同花色品種的石材礦產(chǎn)。中央相帶礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造均勻，暗色礦物少，顏色淺，節(jié)理裂隙不發(fā)育，析離體和捕虜體少，一般成材率和出荒率均高，但花色品種一般。邊緣相帶暗色礦物和捕虜體、析離體較多，節(jié)理發(fā)育，色澤灰暗，成材率與出荒率較低，但常常能形成一些色彩艷麗的花崗石材，如紅色系列的花崗石礦，多產(chǎn)在邊緣相靠近過渡帶附近。過渡相帶暗色礦物少，且多具斑狀或似斑狀結(jié)構(gòu)，常形成一些花紋和色澤豐富多彩的花崗石材。

(4)結(jié)合以上飾面用花崗巖成礦特點分析，遙感技術(shù)在后期需要做到3S結(jié)合，即遙感、地理信息系統(tǒng)及全球定位系統(tǒng)的結(jié)合，利用GPS迅速定位，確定地理位置，隨后采用海量的遙感技術(shù)數(shù)據(jù)，對區(qū)域內(nèi)的飾面用花崗巖找礦能夠達(dá)到最小投入獲得最大回報的效果，目前遙感技術(shù)已初具找礦功能，如何發(fā)揮更大的作用，需要進(jìn)一步探討。