Question

遥感技术在地质构造及找矿中应用

Answer 1

        利用 Landsat－8 卫星的 ETM+遥感影像为数据源，结合当地区域地质调查基础资料，对中国西北某高原地区内线性断裂、环形构造、侵入岩体、赋矿地层等地质构造的成矿特征开展遥感解译，综合运用数理统计原理与地统计学分析方法，分析遥感解译的地质构造信息与矿产勘查的相关性，总结了区内解译构造与成矿关系条件。

        工作区位于我国西部核心构造部位的青藏高原北缘，北邻塔里木盆地，南接柴达木盆地，规模巨大的阿尔金走滑断裂在其中斜贯而过，阿尔金南缘断裂带主体呈北东向展布的以左行走滑运动为主的巨型断裂带，规模巨大、影响深远，受其影响，测区构造形式主要表现为断裂构造发育的特点，区内主要发育有阿尔金南缘断裂、阿尔金造山带南部边界断裂和与之相伴的次级断裂构造，而褶皱构造不甚发育。

        研究区所在区域的大型断裂构造以北东向和东西向两组为主，二者交切、错断，使不同时代的地质体多成断块状，构成了特有的菱形块状构造格局，主要断裂有阿尔金南缘断裂、阿尔金造山带南部边界断裂及晚期脆性断层。阿尔金南缘断裂是在自晚元古代发展的多期活动以来，至今还在不断活动着的一条长期活动深断裂研究区遥感影像。

遥感解译大致包括遥感影像图绘制、地质构造解译、地层岩性解译。遵循宏观→微观→宏观，从可解译程度较高的区域逐渐过渡到低的地区的原则，使用人机交互模式逐步深化的遥感常规地质解译。

本文选取了 B7、B4、B1 波段开展红( R) 绿( G) 蓝( B) 合成假彩色影像，与 B8 波段图像融合，经辐射定标、几何校正、影像裁剪等获取区内遥感影像地图( 如图 2 所示) ，影像分辨率为 15 m，色彩艳丽、反差适中、质量较好。

研究区位于西北青藏高原地区，属于严重干旱与作物稀少区域，区内岩石裸露情况较好，戈壁及第四系覆盖面积较大，各类地质体界线比较清晰，解译效果比较好，根据影像显示的地质复杂程度、地貌条件等特征，将调查区确定为Ⅱ级可解译区。采用目视解译与人机交互式解译、初译与详译相结合原则，对遥感影像进行地质构造解译，重点解译环形、线性构造，并进行了综合分析，为工作区的矿产预测提供了遥感地质依据。

区域地层解译内容包括基岩类、构造以及找矿标志的解译等。

依据区域地质体的影纹、色调和形态特征等差异建立区域地遥感解译标志，表面区内岩石类型有二长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、砾岩 夹泥岩、粉砂岩等，出露地层由元古界达肯大坂岩群( Pt1D) 至第四系，以中元古界蓟县系、古近系-新近系及第四系出露最广，发育最好。

区内岩浆岩以中酸性侵入岩为主，多以岩基、岩株形式产出; 侵入岩由老到新包含有元古代侵入岩、奥陶纪侵入岩、二叠纪侵入岩和三叠纪侵入岩。

侵入岩体总体呈北东向展布，以酸性花岗岩类为主，包括二长花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩和石英闪长岩，主要呈岩基或岩株出现，各地层地质体对应遥感特征。

依据 ETM+影像纹理、色调及形态等特征，建立遥感解译标志，开展线性构造遥感解译获取构造信息，判识断裂构造的位置及形状性质。

线性断裂遥感解译标志 为:线性特征明显，且在纹理上具有一定的方向、规模与延展特性，其在色调及影纹上分界明显; 在地貌上常表现为使地质岩体截断、缺失或错开的直线性沟谷、鞍部，有时也表现为错开地质岩体的地层分界线。

研究区线性构造较为发育，多呈直线性色线、纹型; 地貌上表现为水系呈直线状、线状沟谷、陡崖; 地质体被错断及构成岩体蚀变带边界。区内主要线性构造有 北东向、北西向与近东西向 。

环形构造在遥感图像上表现为轮廓清晰，形态似圆、椭圆或簸箕，通常呈现出放射状或环形裂隙的弧形冲沟、河流，有时在局部地区其被线性构造断裂交切、错断。在地貌上，环形构造经常表现为穹隆地貌、弧线形山脊、负地形。

在形状不同、级别不同的环形构造也呈现出一定的共性，如中心式、单体式、集群式; 但有时也呈现出一定的差异性，如小型环块构造有时呈现出一些特有的寄生式、包含式与串珠式等形状，这时常反映一些古火山口、小型侵入岩体、岩块、凹陷、隆起等地质块体。

        本次共解译环形构造 20 余处，按成因解译，环形可大致分为四类: 侵入岩体型环 5 处、火山机构环 3 处、热液侵蚀环 6 处、成因不明环 8 处，环形构造在区内呈均匀分布态势，多以单环形式出现，且以与多条线性构造间的环形构造最为典型，推测其由构造穹窿或构造盆地成因引起。区内环形构造多被线性构造分割成网络状，主要受到北东向、北西向与近东西向的大型线性断裂构造控制，大部分的环形及近环形构造为区内的隐覆岩块或侵入岩体的间接表现，有时形成褶曲构造。

    ·    研究区重要的基底线性深断裂为北东向和北西向构造，其次为近东西向线性构造，三者共同控制区域内线性构造的总体格局与隐伏岩体展布。区内的中小型断裂构造和区内已有的矿床( 点) 关系密切，推测为比其更高一级断裂构造调整或派生的产物。

        本文采用 ArcGIS 的地统计学方法对区内解译的线性构造与环形构造开展密度统计分析，获得区内构造密度分布信息，高密度区域代表区内区域构造发育程度较高，其产生原因推测为区域的主断裂以及周围的次级断裂造成的。结合区内基础地质资料可知，区内矿产分布与岩浆活动关系紧密，特别是与中、酸性侵入岩。究其原因，侵入岩体常呈“正地形”，围岩呈“负地形”，在影像上色调差异明显。在遥感影像上，侵入岩体的纹理特征表征有同心圆弧形、平行四边形、格网状、放射状或裙状晕圈，岩体本身色调较浅( 基性、超基性岩颜色较深) ，边缘色调较暗; 区内冲沟则为放射状、向心状、钳状或直角状展布，水系为零星分布，多呈树枝状。

        通过遥感构造解译提取了研究区多个环形构造及线性构造，基底性构造为北东向及北西向线性构造，次为近东西向线性构造，它们共同控制着区内断裂构造的总体格局; 区内构造与成矿作用关系密切，已知矿床( 点) 多分布在环形构造内部及其与线性构造汇交处附近。

        区内北东向断裂构造可推测为系塔里木板块与其东南部不同构造单元之间拉张、汇聚、走滑、碰撞的缝合带，受其影响，区内线性及环形断裂构造较为发育，为成矿提供了矿液运移的通道、热源及储矿的空间。结合已有地质资料推测，区内线环形构造与成矿的关系密切，通过遥感数据可以快速获取大区域的地质构造信息，更好地指导找矿工作。

        可见遥感技术在地质构造解译中具有广阔的应用前景，对指导矿产地质找矿及缩小找矿靶区，特别是对指导与构造活动强烈的热液型金、铜、锑内生金属矿与岩浆分异型铜镍( 铂钯) 等矿床具有重要的指示作用。