遥感技术在地质构造及找矿中的应用研究

时间：2024-05-18

强小莉

遥感技术在地质构造及找矿中的应用研究

强小莉

（华东冶金地质勘查局综合地质大队，安徽马鞍山 243000）

遥感技术已经在地质勘察领域得到广泛应用，是地质构造分析和找矿的常用技术方法。结合某地质找矿工程案例，探讨遥感技术在地质构造及找矿过程中的具体应用，包括对遥感影像的应用、地质构造分析、构造解释和成矿关系分析等，以期为相关工程提供参考。

遥感技术；地质构造；找矿应用；遥感影像分析

信息化技术的快速发展极大地改变了地质勘察工作方式，特别是遥感技术的应用，解决了传统技术条件下对复杂地质区域进行勘察和找矿的难题。在遥感技术的应用下，可以快速获取目标区域地质构造特征，并根据地质断裂情况等信息进行分析，提高找矿工作效率。此外，遥感技术的应用也有利于提升找矿精度，应积极推广遥感技术的应用。

1 地质找矿工程案例

本次研究以中国西北部某高原地区的地质找矿工程为例，探讨遥感技术的应用方法，主要采取ETM+遥感成像技术方案，对目标区域地质构造进行深入研究。该工程具体位于青藏高原边缘，与塔里木盆地、柴达木盆地相邻，其中有阿尔金走滑断裂斜贯而过。根据阿尔金南缘的断裂带分布特征，主体结构呈北东走向，以左行的走滑运动为主，规模巨大，对目标区域地质构造形成产生了显著影响，导致目标区域断裂构造较为发育。另外，在目标区域内，还分布有阿尔金造山带南边界断裂及其次级断裂构造，褶皱构造不发育。在整个区域内，大型断裂构造主要为两组，分别呈北东向、东西向展布，相互切断，形成不同时代地质体断块状，具有菱形块状构造特点。其中，阿尔金南缘断裂和阿尔金造山带南边界断裂为主要断裂构造[1]。

2 遥感技术在地质构造勘察中的应用

2.1 遥感影像

在遥感技术的应用过程中，主要通过获取遥感影像图，对地质构造进行解释、对地层岩性进行解释，了解地质构造特点，实现工程找矿目标。具体按照从宏观到微观，从可解释程度高到可解释程度低的区域的研究顺序，通过采用遥感技术的人机交互作业方式，逐步对目标区域地质构造进行解读。在地质构造勘察和找矿过程中，也需要利用已有地质资料。在工程勘察过程中，主要采用卫星ETM+影像作为数据源，采用8个波段感应器，可以覆盖红外光到可见光的波长范围。在数据分析处理过程中，采用ENVI和ArcGIS等软件工具，选取B1、B4和B7波段进行彩色影像合成，并与B8波段图像进行融合。通过对遥感影像进行辐射标定和几何校正，再采用影像裁剪技术，得到目标区域遥感影像地图，分辨率为15 m，成图质量较好。从得到的遥感影像来看，受目标区域地理位置的影响，该区域常年干旱，作物稀少，因此岩石裸露情况相对较好。其中，戈壁和第四系覆盖面积大，地质体的边界线较为清晰，降低了地质解释的难度。综合地质复杂度和地形地貌条件等方面的判断，可以将目标区域划分为II级可解释区。进而通过采用初步解释、详细解释等方法，获取目标区域构造特征，为找矿工作提供依据[2]。

2.2 地质构造特征

从该区域的地质构造特征分析需求来看，采用遥感技术进行地层解释，具体需要解释基岩类型、构造特点和找矿标志等。一般情况下，单独对地层进行解释，由于目标区域环境与地质条件的相互影响，再加上遥感影像的影响，难以得到理想的解释结果。因此需要采用地层遥感解释标志方法，在遥感影像上分析各类地层、地层岩体结构及其物理化学性质的差异，从而对地质构造特征进行更加准确的识别。在具体操作过程中，可以根据目标区域的地质影文、形态和色调特征，建立地质遥感解释标志。从上述工程标志的结果来看，在目标区域内，岩石类型主要包括粉砂岩、砾岩、夹泥岩、二长花岗岩等。其中，出露地层主要为元古界达肯大坂岩群到第四系，发育较好的包括第四系、中元古界蓟县系和古近系-新近系。出露面积较小的为石炭系、侏罗系。在目标区域内，岩浆岩主要为中酸性侵入岩，并以岩基和岩株的形式产出。侵入岩总体按照东北向展布，酸性花岗岩居多，包括花岗闪长岩、石英闪长岩和二长花岗岩等。从遥感影像反映的情况来看，侵入岩主要以岩基和岩株的形式出现[3]。

3 遥感技术在地质找矿中的应用

3.1 线性构造解释

在地质找矿工程中，对各类地质构造进行解释是重点工作。在上述工程中，主要控矿构造为断裂构造。在对线性构造进行解释时，可以根据ETM+影像的纹理和形态等特征，构建遥感解释标志，获取关键构造信息，对断裂构造位置、形状等进行判断。在该工程中，线性构造特征较为显著，纹理具有一定方向性，其规模和延展方式均有明显特征，色调分界明显。从地貌特征来看，主要表现为直线型沟谷和鞍部，使岩体出现截断、错开、缺失的现象。也有部分表现为地层分界线，使地质岩体错开。在研究区线性构造时发现，该区域的区线性构造较发育，以直线性色线和纹型为主。从水系分布特征来看，主要呈直线状、陡崖和线状沟谷分布。区域内的地质体被错断，或构成了岩体蚀变带的边界，线性构造主要呈北东向、近东西向和北西向分布。

从北东向的线性构造特点来看，其穿越目标区域主要分布在中东部位，包含3条延展较长、连续性较好的线性构造，也有部分线性构造在环形构造中横穿而过。从ETM遥感影像来看，北东向的构造影纹主要为高亮度破碎带，两盘影纹斑和色调存在明显差异，有明显三角断层面。从近东西向的线性构造特点来看，主要分布在目标区域的西北角，在目标区域内出现较少。从北西向的线性构造特点来看，主要分布在目标区域的中部和西北角，与环形构造相切或相交，处于次要地位。ETM遥感影像反映出来的西北向线性构造影纹斑和色调差异不如北东向明显，连续性较好。

3.2 环形构造解释

从该工程环形构造的遥感图像反映情况来看，环形构造的轮廓较为清晰，主要呈圆形、椭圆、簸箕形状，主要为放射状和环形裂隙的河流、弧形冲沟。在部分区域，环形构造被线性构造切断。从地貌体特来看，环形构造主要为弧线形山脊、穹隆地貌和负地形。在不同环形构造中，具有共性的有中心式、集群式和单体式。一些小型环形构造也出现了寄生式、串珠式、包含式等形状，主要为火山口、岩块、小型侵入岩体等地质体。在该工程中共对二十几处环形构造进行了解释，大体上可以将环形构造分为四类：第一类为侵入岩体形成的环形构造，一共5处；第二类为火山机构形成的环形构造，一共3处；第三类为热液侵蚀形成的环形构造，一共6处；其余为不明原因形成的环形构造，一共8处。从这些环形构造在目标区域内的分布情况来看，单环形式较多，多分布在几条线性构造之间。这主要是由于穹隆、盆地构造引起的。在目标区域内，许多环形构造被线性构造穿过，形成了网格状，主要集中于北东向和北西向等大型线性断裂构造附近。大部分环形构造为隐覆岩块和侵入岩体表现，也有褶曲构造表现。

3.3 成矿关系分析

在深入分析目标区域地质构造特点的基础上，可以对地质构造和成矿关系进行研究。从遥感影像解释结果来看，在整个目标区域内，主要断裂构造为北东向和北西向线性构造，再加上近东西向的线性断裂构造，共同控制区域内构造格局和隐伏岩体展布形式。在目标区域内，中小型断裂构造与已有矿床分布关系密切，可以推断更高级的断裂构造派生产物。基于未知矿床分布情况不确定性的考虑，可采用ArcGIS统计学方法，对区域内线性构造、环形构造进行密度统计，得到构造密度的分布信息。其中，密度较高的区域说明构造较发育，主要是由主断裂及次级断裂形成的。可以结合区域内的基础地质资料，判断矿产分布和岩浆活动之间的关系，矿产分布主要与中性侵入岩和酸性入侵岩分布有关。这主要是由于侵入岩具有正地形特点，与围岩呈现出明显的色调差。从遥感影像来看，侵入岩纹理特征主要表现为同心圆弧形和格网状等，岩体色调较浅，周边色调较暗。

3.4 找矿注意事项

在遥感技术的应用过程中，可以根据遥感影像解释结果，判断目标区域的地质构造分布特点。因此，在应用过程中，应保证遥感影像解释的合理性。在上述工程中，几条主要线性构造控制着断裂构造格局，且与成矿作用关系密切。已知的矿床主要分布在线性构造与环形构造交汇处。在地质作用影响下，区域内的线性构造和环形构造较发育，可以为成矿提供热源、矿液通道及储矿空间。在遥感技术的应用过程中，可以快速获取大范围区域地质构造信息，从而提升找矿工作效率。在遥感技术的合理应用下，能够缩小找矿范围，对矿床分布起到重要指示作用。