遥感技术在找矿中的应用

杨成华

摘要:遥感技术是当今高新技术之一,被广泛应用在许多领域。我国地学界早在上个世纪70年代就将遥感技术应用于地质找矿,并取得了丰硕的成果。近几年,某省遥感中心在“矿化蚀变弱信息提取”、“隐伏岩体预测”和“隐伏内生金属矿成矿预测”等方面做了大量工作。本文就遥感技术找矿方法做进一步探讨。

关键词:地质找矿;遥感技术;应用

1 遥感技术找矿方法简介

遥感信息反映的是地表自然景观的电磁波信息。地表自然景观的形成是整个地球系统内外力综合作用的结果。地表自然景观的遥感信息含有非常丰富的信息:地表和近地表物质空间信息;地形、地貌和构造等物质形态信息;岩石、土壤、水和植被等物质成分信息。利用遥感技术找矿就是通过对这些信息的分析和提取来达到目的。遥感技术具有宏观性强、直观性强、概括性强、综合性强和信息量大的特点,因此,其找矿原理和方法是多样的,可以概括为以下两种:

一是以蚀变矿物的特征波谱信息为依据,提取矿化蚀变信息进而达到找矿目的。该方法主要应用于岩石出露较好的区域。

二是以成矿作用和控矿条件为依据,充分利用遥感技术特点,找出成矿有利部位,进而达到找矿目的。该方法主要应用于覆盖区域,特别是适用于寻找隐伏矿(盲矿)和深部矿。线环形构造的解译、识别,去伪存真是该方法的技术关键。

2 遥感技术找隐伏和深部矿的理论依据

由于隐伏矿床的矿化蚀变信息多埋藏于地下,传统的找矿方法在地表很难直接发现,利用环形构造或环形构造组合可以有效识别和确认隐伏矿(盲矿)的存在。利用遥感技术寻找隐伏矿主要是基于地球动力学、流体力学的运动原理,对其在成矿过程中产生的各种地质现象在地表的反映(环形构造或环形构造组合)进行识别,间接了解深部是否有隐伏矿(盲矿)存在。地球是一个时刻运动着的球体,地球内部也同样时刻处在热物质上升,冷物质下降的对流循环运动当中。在地球内部不断的对流循环过程中,在地壳的局部地段应力逐渐集中,当局部地段的地壳不能承受时便发生破裂,地球内部的各种流体便均向发生破裂的低压区流动,当地壳内部压力足够大时,流体(岩浆)将喷出地表,发生火山喷发活动;当压力较小时,流体(岩浆)没有喷出地表停留在地壳内特定位置的活动称为岩浆侵入活动。岩浆从深部向浅部流动总是选择阻力最小的圆形通道,成矿流体也是同样,所以这些地质作用过程留下的行迹在地表常常以环形构造的形式反映出来。由于遥感图像具有宏观性强、直观性强、概括性强、综合性强的特点,可以高度概括地表的景观形态,能够有效地反映这些地质作用信息的特征,这也是其它的勘查技术方法做不到的。

在遥感图像找矿信息中可利用识别隐伏矿(盲矿)的环形构造或环形构造组合包括由热蚀变作用造成岩石结构构造的面状变化形成的色调环形构造和由构造作用造成被作用岩石环形、放射状等间距不均匀破裂形成的纹理环形构造两大类型。它们是成矿作用演化过程中在地壳中留下的形迹在地表面的反映,通过地物电磁波谱信息以图像的形式客观、真实地记录下来。在影像要素中:色调与矿化蚀变岩的波谱特征密切相关;纹理的几何形态反映的是构造的几何形态。通过对遥感图像找矿信息的提取,在特定地区发现了大量的色调、环形、放射状影纹都清晰的环形构造,常常相互叠置在一起集中分布,表明该地区发生了多次成矿地质作用或多次岩浆活动。通过与已知成矿资料对比分析,它们在空间分布上与已知矿集区密切相关。这与地学界普遍认为的矿床(尤其是大型矿床和超大型矿床)的形成多是由多次成矿作用、多种成矿过程、多种物质来源、多种矿床共同组合形成的观点是一致的。因此色调、环形、放射状影纹都清晰的环形构造密集区有着极其重要的找矿地质意义,是利用遥感技术寻找隐伏矿(盲矿)或深部矿的重要理论依据。

在环形构造密集区中对矿床有明显控制作用的环形构造主要有四种类型。概括起来主要有:环形和放射状影纹都清晰的、放射状影纹清晰环形影纹不清晰的和环形影纹清晰放射状影纹不清晰的等三种纹理类型环形构造和一种组合环形构造一子母式环形构造。每种纹理环形构造类型的找矿意义如下:

环形和放射状影纹都清晰的环形构造:是由岩浆侵入作用形成,多发育在地壳的中部。由于形成于地壳的中部,岩体顶部及周边岩石受到岩浆上侵的顶托作用、热膨胀和冷凝作用发生了均匀的环形和放射状破裂面(以脆性变形为主),当剥蚀出露地表时在遥感图像上呈现为清晰的环形和放射状影纹。

放射状影纹清晰环形影纹不清晰的环形构造:是由浅部岩浆侵入作用形成或由火山机构引起的,多发育在地壳的浅部或地表。由于形成于地壳的浅部,岩体顶部和周边的岩石受到的围压较小不易发育环形破裂面,多在岩浆上侵的顶托作用下发育放射状破裂面;由火山机构引起的放射状影纹多是由岩浆溢流一冷凝作用形成或是由于破火山口塌陷形成。

环形影纹清晰放射状影纹不清晰的环形构造:多是由深部岩浆侵入作用形成,由于形成于地壳深部的岩体顶部和周边的岩石受到巨大的围压不易发育放射状破裂面,多在岩浆上侵的热膨胀和冷凝作用下发生环状塑性一膪『生变形,当剥蚀出露地表时在遥感图像上呈现为清晰细密的环形状影纹。

组合环形构造一子母式环形构造:该类型环形构造是在一个规模较大的环形构造中包含有若干个小型环形构造的组合。规模较大的环形构造的影纹不是很明显,而是由若干个小型环形构造的环形和放射状影纹所替代。该类型环形构造的形成机理是在一个较大的侵入体的顶部发育有若干个次一级的小侵入体。由于较大侵入体埋藏相对较深,所以在遥感图像上反映的不是很清晰,而发育在较大侵入体顶部的次一级的小侵入体,由于埋藏深度相对较浅,因此在遥感图像上表现为明显的多中心环形和放射状影纹的组合。

上述四种环形构造类型以子母式环形构造、环形和放射状影纹都清晰的环形构造控矿作用最为有效,其次为放射状影纹清晰环形影纹不清晰的环形构造,最后为环形影纹清晰放射状影纹不清晰的环形构造。在不同类型环形构造上有色异常叠加,直径在l5千米左右时效果更好。矿床一般发育在环形构造的中心部位的局部断裂构造内或边缘与其它环形构造的交集处的局部断裂构造内。

3 环形构造及其控矿特征

某省区域内的环形构造,就其尺度而言,可以划分三个级别:一级环形构造(A级),直径一般大于100千米;二级环形构造(B级),直径一般在20～40千米之间;三级环形构造(C级),直径一般小于l5千米,多数3～l0千米之间。虽然环形构造级别划分是人为的,但各级别之间的级差很大,各级别之间是跳跃的,而不是连续的。这一客观现象是环形构造的成因背景所致。A级环形构造反映的是地壳深部区域岩浆构造背景;B级环形构造反映的是相对较浅的局部岩浆构造背景;C级环形构造则是一个岩浆侵入体或与岩浆活动有关地质作用或成矿作用的反映。从成因上可以推论出三个级别环形构造在空间展布存在着密切的联系。事实上,B级环形构造的空间分布多受A级环形构造控制,一般分布在A级环形构造内或边缘,可以形象地称其为子母构造关系;C级环形构造则多分布在B级环形构造内部和边缘或者两个B级环形构造的交集处,并有成群分布的特点。当然不排除零星分布的C级环形构造,但其成因具有多样性。成群组合分布的C级环形构造对成矿作用的指示意义更强一些。

A级环形构造和B级环形构造影像清晰,不同的遥感人员解译或对不同时相的影像解译时,它们的重现率基本达到百分之百。c级环形构造同样是客观存在的地质体,但存在解译水平和认知水平的差异。

在某省境内共解译出8个A级环型构造,直径均在100千米以上。A级环型构造的中心部位一般在两组或两组以上深大断裂的交汇部位,由一系列围绕中心,表现为弧形或环形影纹的韧性剪切带、褶皱带和断裂带构成。B级环形构造和C级环形构造众多,它们～般构成A级环型构造的子环,分布在A级环型构造内部或边部,同样与断裂构造关系密切。B级环形构造和C级环形构造在影像上主要表现为弧形或环形水系、山体等地形地貌。环形构造与断裂构造关系密切从一个侧面说明,环形构造是深部岩浆物质活动的反映。

某省境内内生金属矿产的空间分布与A级环型构造和深大断裂带的组合密切相关,主要内生金属矿集区多分布在A级环型构造中心部位多组区域断裂构造交汇处附近,或者分布在A级环型构造的边缘与区域断裂构造的交割处附近。在这些部位多有B级环形构造和C级环形构造密集区分布,铅锌、钼多金属矿集区就分布在A级环型构造的边缘与区域断裂构造的交割处。

4 结束语

本文主要介绍我们在应用遥感技术找隐伏内生金属矿产工作中取得的新认识和所取得的成果。在遥感构造控矿的有效性已得到充分证明的前提下,必须加强野外针对隐伏矿(盲矿)的勘查技术手段的研究(如地震),使在寻找隐伏矿(盲矿)方面取得真正意义上的突破。