基于高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)的諸廣鈾礦集區(qū)構(gòu)造解譯研究

基于高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)的諸廣鈾礦集區(qū)構(gòu)造解譯研究

0高空間分辨率遙感遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用與研究現(xiàn)在，中國(guó)的原子能大規(guī)模開(kāi)發(fā)迫切需要對(duì)鈾資源的需求。2007年10月，國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)了《核電廠中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》（2005-2010）。根據(jù)該規(guī)劃，核電廠占所有能源裝置的市場(chǎng)份額從2%增加到4%。2010年7月，核電廠占全國(guó)原子能產(chǎn)量的2%。核電廠的快速發(fā)展直接影響到原子能產(chǎn)量。中國(guó)的原子能研究歷史悠久，大量能源資源匱乏，勘探地殼資源的難度也越來(lái)越大。因此，我們必須盡快提高開(kāi)發(fā)效率，引入先進(jìn)技術(shù)，改進(jìn)開(kāi)發(fā)理念，減少我國(guó)對(duì)鋯資源的需求。多種地球化學(xué)、地球物理、遙感技術(shù)和分析技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大大提高了勘探效率，發(fā)現(xiàn)了許多新的激發(fā)資源。遙感和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)作為一種新興的研究手段，其不斷發(fā)展有利于提高礦產(chǎn)資源的調(diào)查效率，深化對(duì)成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)。隨著遙感衛(wèi)星的不斷發(fā)射和不斷升高，這些新型遙感數(shù)據(jù)在資源研究、土地利用、城市規(guī)劃、災(zāi)害預(yù)測(cè)、環(huán)境科學(xué)、考古研究、軍事等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。結(jié)合傳統(tǒng)的遙感etm數(shù)據(jù)，本文對(duì)我國(guó)最重要的花崗巖派對(duì)之一（各種花崗巖派對(duì)）的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行了解釋和分析。1在高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)融合的過(guò)程中,還可通過(guò)多種方式融合,使對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)獲得更高的分辨率和比拓展和復(fù)合誤差,并進(jìn)行比壓校正購(gòu)置ETM+數(shù)據(jù)、尖兵三號(hào)數(shù)據(jù),收集1∶5萬(wàn)鈾成礦規(guī)律與預(yù)測(cè)圖(核工業(yè)華南地質(zhì)勘探局296大隊(duì)1989年編制),在計(jì)算機(jī)上安裝Erdas9.3、Arcgis9.2等軟件.數(shù)據(jù)融合前要對(duì)ETM+進(jìn)行大氣校正、輻射校正等工作,以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量.多光譜遙感數(shù)據(jù)與高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)融合的意義在于用兩種傳感器產(chǎn)生新的第三個(gè)“傳感器”,它兼具多光譜分辨率和高空間分辨率的優(yōu)點(diǎn).校正后的融合數(shù)據(jù)再進(jìn)行反差擴(kuò)展、中值濾波、空間濾波(圖1).對(duì)比發(fā)現(xiàn),原始圖像色調(diào)較暗、陰影較多,不易對(duì)其構(gòu)造進(jìn)行解譯,而反差擴(kuò)展后的圖像構(gòu)造層次鮮明,特別是陰影和噪聲得到壓抑,構(gòu)造解譯效果明顯提高.2結(jié)構(gòu)解釋2.1礦集區(qū)構(gòu)造格架構(gòu)造解譯主要是在遙感圖像上識(shí)別、標(biāo)繪和分析各種構(gòu)造成分存在的標(biāo)志、形態(tài)特征、分布規(guī)律、組合和交切關(guān)系及其地質(zhì)成因.根據(jù)最佳波段組合原則并采用基于信息量的最佳波段選擇方法,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)使用Band4/5/3組合方式為最佳構(gòu)造解譯組合波段.要對(duì)融合后的遙感圖像進(jìn)行構(gòu)造解譯,首先要建立礦集區(qū)構(gòu)造解譯標(biāo)志(表1),遵循構(gòu)造解譯的尺度原則,先初步解譯出礦集區(qū)的構(gòu)造格架,從宏觀到微觀逐步深入解譯.縱觀諸廣鈾集區(qū)構(gòu)造,區(qū)內(nèi)線性構(gòu)造的生成、發(fā)展具多旋回性.自加里東運(yùn)動(dòng)以來(lái),各期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)均有先成斷裂的復(fù)活和新斷裂的產(chǎn)生.隨著構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的演進(jìn),地殼愈加固結(jié)成熟,至燕山運(yùn)動(dòng)形成了大規(guī)模強(qiáng)烈的脆性變形構(gòu)造,從而鑄成現(xiàn)今的斷裂構(gòu)造網(wǎng)絡(luò),并為現(xiàn)今的構(gòu)造地貌奠定了基礎(chǔ).從該區(qū)的地質(zhì)格架構(gòu)造可以看出,圖像上既有線性構(gòu)造,又有環(huán)形構(gòu)造.大的環(huán)形構(gòu)造、近東西向構(gòu)造和北東向構(gòu)造,構(gòu)成了礦集區(qū)的總體構(gòu)造格架(圖2).2.2構(gòu)造解譯標(biāo)志遙感ETM+數(shù)據(jù)圖像與遙感尖兵三號(hào)數(shù)據(jù)圖像融合后的數(shù)據(jù)圖像比單一的ETM+數(shù)據(jù)圖像或尖兵三號(hào)數(shù)據(jù)圖像呈現(xiàn)出更多的中小型構(gòu)造信息,據(jù)表1的解譯標(biāo)志,在Arcgis9.2平臺(tái)上進(jìn)行詳細(xì)構(gòu)造解譯,解譯結(jié)果見(jiàn)圖2.為保證解譯結(jié)果的正確性,隨機(jī)抽取部分構(gòu)造作為校正樣本,使之與1∶5萬(wàn)鈾成礦規(guī)律與預(yù)測(cè)圖中的構(gòu)造進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證;對(duì)于大量新解譯的中小型構(gòu)造,1∶5萬(wàn)鈾成礦規(guī)律與預(yù)測(cè)圖上未必能找到其相應(yīng)構(gòu)造,則采用野外局部抽樣的方法進(jìn)行驗(yàn)證,去偽存真,力求解譯結(jié)果的客觀真實(shí)性.解譯構(gòu)造根據(jù)其性質(zhì)可以初步劃分為以下兩大類(lèi):1)線性構(gòu)造;2)環(huán)形構(gòu)造.3特征分析根據(jù)構(gòu)造解譯綜合成果圖,下面分別闡述諸廣鈾礦集區(qū)的構(gòu)造特點(diǎn).3.1區(qū)“多”型鋼樣式構(gòu)造諸廣鈾礦集區(qū)的構(gòu)造格架特征是:1)近東西向、北東向、北西向構(gòu)造,構(gòu)成了礦集區(qū)“多”字型樣式構(gòu)造.2)無(wú)論是近東西向構(gòu)造、北東向構(gòu)造,還是北西向構(gòu)造,各自都具有良好的等間距性.3)北西向構(gòu)造主要集中在東南部,分布比較密集.4)構(gòu)造格架長(zhǎng)度從10km至70km不等;寬度從10m至40m不等.3.2地質(zhì)背景及構(gòu)造諸廣鈾礦集區(qū)的線性構(gòu)造特征是:1)通過(guò)遙感地質(zhì)解譯并利用Arcgis9.2的統(tǒng)計(jì)功能,新解譯出的線性構(gòu)造數(shù)量是1∶5萬(wàn)鈾成礦規(guī)律與預(yù)測(cè)圖上線性構(gòu)造數(shù)量的5倍左右.2)在諸廣山南部解譯出大量中等尺度(長(zhǎng)度約為5km)的近東西向的線性構(gòu)造,其它地區(qū)發(fā)現(xiàn)的中等尺度的線性構(gòu)造雖然數(shù)量較大,但是線性構(gòu)造的方位分布規(guī)律不甚明顯.3)線性構(gòu)造極為發(fā)育、錯(cuò)綜復(fù)雜,呈現(xiàn)多期次多階段特點(diǎn),以北東向構(gòu)造為主.4)北東向構(gòu)造往往切割近東西向、北西向等方向的構(gòu)造,表明北東方向的構(gòu)造活動(dòng)最晚.5)中小型構(gòu)造發(fā)育,在礦集區(qū)南部,構(gòu)造密集分布、呈近東西或北西走向;在礦集區(qū)北部,構(gòu)造稀疏,走向主要為北西或北東向.按其發(fā)育程度排列,依次為北東、北北東、近東西、南北和北西向五組斷裂構(gòu)造,以北北東向線性斷裂形成最晚,北東向斷裂規(guī)模最大.6)東西向斷裂構(gòu)造連續(xù)延伸長(zhǎng)度及規(guī)模較小,多為斷續(xù)延伸,因此東西向構(gòu)造形成時(shí)間較早,后被北東向及北北東向構(gòu)造所穿切.7)南北向線性斷裂構(gòu)造多被北東向及東西向構(gòu)造切割,表明南北向斷裂形成時(shí)間最早.8)北西向線性斷裂構(gòu)造較少,規(guī)模和延伸也較小,很多北北西向斷裂,可能是北北東向斷裂的共軛斷裂.9)北北東向線性斷裂構(gòu)造發(fā)育,但規(guī)模較小,穿切各種方向的斷裂,表明其形成和結(jié)束時(shí)間最晚.北北東向斷裂與鈾成礦關(guān)系最為密切,是直接的儲(chǔ)礦斷裂,多數(shù)礦床的礦體直接受北北東向斷裂控制,有關(guān)構(gòu)造與鈾礦的關(guān)系將在另一篇文章詳細(xì)分析闡述.值得一提的是,硅化帶作為諸廣地區(qū)的構(gòu)造骨架,其廣泛分布是該區(qū)的一個(gè)顯著特征,尋找礦化的一個(gè)重要突破口是尋找大規(guī)模堿交代—硅化帶時(shí)期的硅化帶.諸廣地區(qū)硅化帶遙感地質(zhì)解譯特點(diǎn)是:1)廣泛分布北東向的硅化斷裂帶,處于山脊的硅化帶呈現(xiàn)直線尖棱狀形態(tài),處于山谷的硅化帶呈平直的“V”字形態(tài).2)解譯出大量的小型硅化帶或石英脈(長(zhǎng)度約200m～5km),其與諸廣地區(qū)北東向的大型硅化帶方位基本一致.3)礦集區(qū)南部的硅化帶規(guī)模較大,延伸長(zhǎng),基本呈北東向展布,有七條較大規(guī)模的硅化帶,近乎等間距排列貫穿全區(qū),其間有數(shù)百條小型硅化帶和石英脈分布;礦集區(qū)北部,幾乎沒(méi)有大型的硅化帶,硅化帶以中小型為主,構(gòu)造的主要方向也發(fā)生明顯變化,且偏南部較雜亂,以北北東或近東西向?yàn)橹?3.3控礦構(gòu)造的構(gòu)造意義礦集區(qū)中部有一大型環(huán)形構(gòu)造(直徑約21km),南部環(huán)形構(gòu)造較多(直徑約1km～10km),但在規(guī)模上比中部小,南部環(huán)形構(gòu)造呈相互內(nèi)切和嵌套模式.礦集區(qū)中心環(huán)形構(gòu)造附近,有一系列較小的環(huán)形構(gòu)造,它們相互之間呈環(huán)套環(huán)或內(nèi)切環(huán)形式展布.這些環(huán)形構(gòu)造,均反映該區(qū)長(zhǎng)期活動(dòng)的構(gòu)造—巖漿活動(dòng)中心所在位置.目前所發(fā)現(xiàn)的鈾礦床幾乎均分布在環(huán)狀構(gòu)造內(nèi)或者附近,體現(xiàn)了該構(gòu)造—巖漿活動(dòng)中心控制著諸廣地區(qū)的鈾成礦.相對(duì)隆起和洼陷及多組方向斷裂交叉的環(huán)形洼地,也不排除有隱爆角礫巖筒存在的可能性.上述復(fù)雜環(huán)狀構(gòu)造中又有不同方向的控礦線性斷裂疊加或復(fù)合時(shí)更有利成礦.多達(dá)數(shù)以十計(jì)的小環(huán)狀構(gòu)造極為發(fā)育,除一部分是反映小補(bǔ)充侵入體外,還反映出小型網(wǎng)狀斷塊相對(duì)的隆起和洼陷及多組方向斷裂交叉的環(huán)形洼地,也不排除有隱爆角礫巖筒存在的可能性.3.4地質(zhì)微構(gòu)造帶地質(zhì)特征通過(guò)對(duì)融合圖像的觀察,發(fā)現(xiàn)在較低空間分辨率遙感數(shù)據(jù)(如ETM+數(shù)據(jù))上所不能解譯的構(gòu)造現(xiàn)象—地質(zhì)微構(gòu)造(帶),這些地質(zhì)微構(gòu)造(帶)可能與鈾成礦有密切的關(guān)系(圖3).1)地質(zhì)微構(gòu)造(帶)的概念及研究意義地質(zhì)微構(gòu)造(帶)是巖石中的裂隙,其存在為礦液的上升、分散、滲透提供了構(gòu)造條件.一些礦區(qū)中礦脈的形狀、產(chǎn)狀和分布與地質(zhì)微構(gòu)造(帶)的性質(zhì)、產(chǎn)狀分布有密切關(guān)系.2)諸廣鈾礦集區(qū)地質(zhì)微構(gòu)造(帶)在遙感圖像上的表現(xiàn)地貌上常形成小沖溝,遙感圖像上反映為短小的線性影像(長(zhǎng)度100～500m,寬度5～10m),表現(xiàn)為深或淺的單色線跡,或兩種不同的色調(diào)之間呈近于直線的分界線.由于構(gòu)造裂隙是一個(gè)裂面,常含水分,又易遭受風(fēng)化剝蝕,故多形成線狀負(fù)地形.在負(fù)地形中,當(dāng)陽(yáng)光被遮擋,或含有水分時(shí),均呈深色調(diào)線跡,若負(fù)地形中充填有土壤,又被陽(yáng)光照射,則呈淺色調(diào)線跡;受地質(zhì)微構(gòu)造(帶)或裂縫控制形成的山脊和山坡的臺(tái)階面,常由于陽(yáng)光照射角不同,產(chǎn)生一個(gè)背陽(yáng)坡和一個(gè)向陽(yáng)坡,從而形成兩種不同色調(diào)相接處的界線.地質(zhì)微構(gòu)造(帶)的長(zhǎng)度有限,只有在大比例尺的航片或遙感圖像上才容易顯示辨認(rèn)出來(lái).4諸廣鈾礦集區(qū)地質(zhì)微構(gòu)造帶通過(guò)對(duì)諸廣鈾礦集區(qū)高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)的解譯,解譯出的線性構(gòu)造數(shù)量是1∶5萬(wàn)鈾成礦規(guī)律與預(yù)測(cè)圖上線性構(gòu)造數(shù)量的5倍左右.大的環(huán)形構(gòu)造、近東西向構(gòu)造和北東向構(gòu)造,構(gòu)成了礦集區(qū)的總體構(gòu)造格架.同時(shí),也為該區(qū)的鈾礦地質(zhì)研究解譯出大量新的高精度構(gòu)造信息.諸廣鈾礦集區(qū)的鈾礦地質(zhì)研究需要大量的大比例尺地質(zhì)信息,高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用,使該區(qū)構(gòu)造填圖和構(gòu)造研究的尺度變大,將會(huì)對(duì)該區(qū)的鈾礦地質(zhì)研究有較大的推動(dòng)作用.諸廣鈾礦集區(qū)線性構(gòu)造極為發(fā)育、錯(cuò)綜復(fù)雜,呈現(xiàn)多期次多階段特點(diǎn),以北東向構(gòu)造為主.根據(jù)圖像上的穿插切割關(guān)系,各個(gè)方向構(gòu)造按形成時(shí)間從早到晚為:南北向構(gòu)造、東西向構(gòu)造、北東向、北北東向(北北西向)構(gòu)造.硅化帶作為諸廣地區(qū)的構(gòu)造骨架,其廣泛分布是該區(qū)的一個(gè)顯著特征,尋找礦化的一個(gè)重要突破口就是尋找大規(guī)模堿交代—硅化帶時(shí)期的硅化帶.該區(qū)廣泛分布北東向的硅化斷裂帶,礦集區(qū)南部的硅化帶規(guī)模較大,延伸長(zhǎng),基本呈北東向展布,有七條較大規(guī)模的硅化帶,近乎等間距排列貫穿全區(qū),解譯出的大量小型硅化帶或石英脈(長(zhǎng)度約200m～5km),它們與諸廣地區(qū)北東向的大型硅化帶方位基本一致.礦集區(qū)