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[摘要]随着经济的快速发展,社会对于矿产资源的需求越来越大。文章主要对现代遥感技术在地质找矿中的应用进行分析,并对遥感技术在地质找矿中的应用提出了几点认识及展望。
[关键词]现代遥感技术 地质找矿 应用
[中图分类号] P612 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-5-152-1
遥感技术(Remote Sensing)即遥远的感知,是20世纪60年代兴起并迅速发展起来的一门综合性探测技术,遥感技术是地质和找矿重要应用的技术资源之一,遥感技术在地质和找矿的应用目标可以归纳为: 查清地质体和矿体的边界大小,几何形态及空间位置。快速实现全国范围内地质矿产资源多层次、全方位综合调查,系统地研究地质矿产资源的空间分布规律及其相互联系、相互制约的关系,按不同层次、不同内容编制系列基础图件,客观、真实、系统地反映地质找矿取得的成就和存在的问题,为地质找矿提供科学依据。
1遥感技术的地质应用
地质是指地球的性质和特征。主要指地球的物质组成、结构、构造、发育历史等,包括地球的圈层分异、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系,地球的构造发育史、生物进化史、气候变迁史,以及矿产资源的赋存状况和分布规律等。现代遥感技术可以通过影像对观测地点的地质信息进行远程再现,包括当地的环境地质信息和矿产分布,地质工作者可以利用这些信息,预先对工作地点的地质情况进行了解,从而实现决策的科学化和合理化。遥感技术在地质方面的应用一般都是以地质制图为主,对当地的地质情况进行详细地再现。
2遥感技术在地质找矿中的应用
遥感地质找矿是遥感信息获取、含矿信息提取以及含矿信息成矿分析与应用的过程。遥感技术在地质找矿中的应用主要表现在以下几个方面。
2.1遥感图像分析找矿
遥感图像分析找矿是利用各种航天与航空遥感图像进行目视判读,分析已知矿产地质的图像特征,结合地质背景、成矿条件及物化探异常,根据类比的原则从已知推未知,可进行一定的成矿预测。使用大比例尺航空像片,尤其是彩色和红外彩色像片,能直接识别原生矿体及矿化地区的露头,尤其是金属矿床及露头的特异彩色形成良好的找矿标志。例如在彩色航片上磁铁矿、锰矿、煤矿等呈深灰色或黑色; 赤铁矿、斑铜矿为红色; 孔雀石、铜矿、次生铀矿、次生铬矿为绿色; 风化的铁帽常呈褐色; 盐矿、石英脉矿呈白色等。由于矿体露头与围岩抗风化、抗侵蚀能力不同,形成岩墙或沟谷,也可直接识别。此外,人工开采区的采矿场、竖井、平峒、废石堆、尾砂等在图像上也能直接识别。
2.2遥感图像提取矿产信息进行成矿预测
遥感图像提取矿产信息进行成矿预测是利用遥感图像处理技术对遥感图像进行处理,提取矿床、矿化有关信息,如蚀变带、氧化带、铁帽等含矿地质体或某元素地球化学异常区,直接显示在图像上,从而达到找矿的目的。
2.3遥感图像地质综合分析找矿
遥感图像地质综合分析找矿是以区域地质演化与成矿规律分析为基础,确定出调查区内主要的成矿模式与控矿的地质要素,根据控矿地质要素的遥感信息特征( 包括裸露的与隐伏的) 选取一定的图像处理方案,进行有关地质信息的增强或提取处理,同时结合物化探资料进行目视图像分析。物化探资料的图像化及用数学地质与遥感地质相结合的方法进行成矿预测,是遥感地质综合找矿向纵深发展的新趋势。
3遥感找矿技术的认识与展望
3.1认识
通过对遥感地质找矿现状的系统分析和总结,得出以下初步认识:
①遥感岩矿识别技术非常适宜于植被稀少、基岩裸露区的区域性地质填图,其相对于常规的地质填图方法具有经济快捷、实用高效等优点,值得推广。
②矿化蚀变信息提取技术对于地质工作程度低的西部地区,在一定程度上相当于区域化探扫面的功效。具体运用时应注意多种矿化蚀变信息提取方法的结合。如采用波段比值、主成分分析、光谱角填图相结合的方法,以便最大限度地把矿化蚀变信息提取出来。同时注意将地质构造信息有机地结合起来,高分辨率卫星数据能更好地反映地质构造信息。
③高植被覆盖区遥感地质找矿可以结合植物波谱信息和植物地球化学方法来进行,实践证明对寻找隐伏矿床卓有成效,但目前仍主要处于研究阶段。
④和其他找矿手段一样,遥感地质找矿也有一定的局限性:遥感影像反映的主要是地表信息或浅部信息,多光谱遥感技术属宽带光谱,光谱分辨率较低。这就要求在特定的区域内,根据实际情况,综合运用多种找矿手段并有机地加以结合,以图取得最佳的找矿效果;同时要加速高光谱遥感技术与高空间分辨率遥感技术的发展,以适应地质找矿技术发展的需要。
3.2展望
今后的发展趋势将主要体现在以下几个方面:
①高光谱遥感技术。高光谱遥感技术起步晚,但发展迅速,是遥感技术找矿领域的后起之秀。目前,高光谱遥感技术发展呈现出以下趋势:成像光谱仪的光谱探测能力不断提高,获取影像的空间分辨率亦不断提高,正由航空遥感为主转为航空和航天遥感相结合的阶段,逐步从遥感定性分析阶段发展到定量分析阶段。高光谱遥感技术与高空间分辨率遥感技术的发展,可使遥感技术能更直接地应用于地质找矿。
②遥感植物地球化学。在高植被覆盖区实现遥感波谱数据与矿致植物地球化学异常的有机融合,将会较好地推进遥感找矿技术在植被覆盖区的应用。
③地物化遥的有机融合。矿床的形成是多种地质作用综合的结果,矿床形成后又会经历后期的破坏或者叠加成矿作用,因此,任何一种单一的找矿手段都不可避免地遭遇地质多解性的困扰,实现地物化遥多种找矿方法与手段的有机融合,能有效地提高找矿效果,并从总体上降低找矿成本。目前,以遥感信息为主体,结合地质、地球物理、地球化学等多源地学数据的综合信息找矿法已经形成。
④遥感数据处理技术。在遥感数据规模越来越大、精度越来越高的今天,高效的计算机数据处理技术显得越来越重要。遥感抗干扰信息的处理仍是当今研究的难点和热点。基于对提高找矿过程及结果的人性化和真实可靠性,近些年发展起来的一些新兴技术将越来越被重视,如使用智能计算方法进行RSI分类、遗传算法、蚁群算法、基于粒子群智能的遥感找矿方法、基于支持向量机的遥感矿化蚀变信息提取方法、基于小波分析的遥感图像特征信息提取方法等,这方面进一步的研究具有很高的应用价值。
[关键词]现代遥感技术 地质找矿 应用
[中图分类号] P612 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-5-152-1
遥感技术(Remote Sensing)即遥远的感知,是20世纪60年代兴起并迅速发展起来的一门综合性探测技术,遥感技术是地质和找矿重要应用的技术资源之一,遥感技术在地质和找矿的应用目标可以归纳为: 查清地质体和矿体的边界大小,几何形态及空间位置。快速实现全国范围内地质矿产资源多层次、全方位综合调查,系统地研究地质矿产资源的空间分布规律及其相互联系、相互制约的关系,按不同层次、不同内容编制系列基础图件,客观、真实、系统地反映地质找矿取得的成就和存在的问题,为地质找矿提供科学依据。
1遥感技术的地质应用
地质是指地球的性质和特征。主要指地球的物质组成、结构、构造、发育历史等,包括地球的圈层分异、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系,地球的构造发育史、生物进化史、气候变迁史,以及矿产资源的赋存状况和分布规律等。现代遥感技术可以通过影像对观测地点的地质信息进行远程再现,包括当地的环境地质信息和矿产分布,地质工作者可以利用这些信息,预先对工作地点的地质情况进行了解,从而实现决策的科学化和合理化。遥感技术在地质方面的应用一般都是以地质制图为主,对当地的地质情况进行详细地再现。
2遥感技术在地质找矿中的应用
遥感地质找矿是遥感信息获取、含矿信息提取以及含矿信息成矿分析与应用的过程。遥感技术在地质找矿中的应用主要表现在以下几个方面。
2.1遥感图像分析找矿
遥感图像分析找矿是利用各种航天与航空遥感图像进行目视判读,分析已知矿产地质的图像特征,结合地质背景、成矿条件及物化探异常,根据类比的原则从已知推未知,可进行一定的成矿预测。使用大比例尺航空像片,尤其是彩色和红外彩色像片,能直接识别原生矿体及矿化地区的露头,尤其是金属矿床及露头的特异彩色形成良好的找矿标志。例如在彩色航片上磁铁矿、锰矿、煤矿等呈深灰色或黑色; 赤铁矿、斑铜矿为红色; 孔雀石、铜矿、次生铀矿、次生铬矿为绿色; 风化的铁帽常呈褐色; 盐矿、石英脉矿呈白色等。由于矿体露头与围岩抗风化、抗侵蚀能力不同,形成岩墙或沟谷,也可直接识别。此外,人工开采区的采矿场、竖井、平峒、废石堆、尾砂等在图像上也能直接识别。
2.2遥感图像提取矿产信息进行成矿预测
遥感图像提取矿产信息进行成矿预测是利用遥感图像处理技术对遥感图像进行处理,提取矿床、矿化有关信息,如蚀变带、氧化带、铁帽等含矿地质体或某元素地球化学异常区,直接显示在图像上,从而达到找矿的目的。
2.3遥感图像地质综合分析找矿
遥感图像地质综合分析找矿是以区域地质演化与成矿规律分析为基础,确定出调查区内主要的成矿模式与控矿的地质要素,根据控矿地质要素的遥感信息特征( 包括裸露的与隐伏的) 选取一定的图像处理方案,进行有关地质信息的增强或提取处理,同时结合物化探资料进行目视图像分析。物化探资料的图像化及用数学地质与遥感地质相结合的方法进行成矿预测,是遥感地质综合找矿向纵深发展的新趋势。
3遥感找矿技术的认识与展望
3.1认识
通过对遥感地质找矿现状的系统分析和总结,得出以下初步认识:
①遥感岩矿识别技术非常适宜于植被稀少、基岩裸露区的区域性地质填图,其相对于常规的地质填图方法具有经济快捷、实用高效等优点,值得推广。
②矿化蚀变信息提取技术对于地质工作程度低的西部地区,在一定程度上相当于区域化探扫面的功效。具体运用时应注意多种矿化蚀变信息提取方法的结合。如采用波段比值、主成分分析、光谱角填图相结合的方法,以便最大限度地把矿化蚀变信息提取出来。同时注意将地质构造信息有机地结合起来,高分辨率卫星数据能更好地反映地质构造信息。
③高植被覆盖区遥感地质找矿可以结合植物波谱信息和植物地球化学方法来进行,实践证明对寻找隐伏矿床卓有成效,但目前仍主要处于研究阶段。
④和其他找矿手段一样,遥感地质找矿也有一定的局限性:遥感影像反映的主要是地表信息或浅部信息,多光谱遥感技术属宽带光谱,光谱分辨率较低。这就要求在特定的区域内,根据实际情况,综合运用多种找矿手段并有机地加以结合,以图取得最佳的找矿效果;同时要加速高光谱遥感技术与高空间分辨率遥感技术的发展,以适应地质找矿技术发展的需要。
3.2展望
今后的发展趋势将主要体现在以下几个方面:
①高光谱遥感技术。高光谱遥感技术起步晚,但发展迅速,是遥感技术找矿领域的后起之秀。目前,高光谱遥感技术发展呈现出以下趋势:成像光谱仪的光谱探测能力不断提高,获取影像的空间分辨率亦不断提高,正由航空遥感为主转为航空和航天遥感相结合的阶段,逐步从遥感定性分析阶段发展到定量分析阶段。高光谱遥感技术与高空间分辨率遥感技术的发展,可使遥感技术能更直接地应用于地质找矿。
②遥感植物地球化学。在高植被覆盖区实现遥感波谱数据与矿致植物地球化学异常的有机融合,将会较好地推进遥感找矿技术在植被覆盖区的应用。
③地物化遥的有机融合。矿床的形成是多种地质作用综合的结果,矿床形成后又会经历后期的破坏或者叠加成矿作用,因此,任何一种单一的找矿手段都不可避免地遭遇地质多解性的困扰,实现地物化遥多种找矿方法与手段的有机融合,能有效地提高找矿效果,并从总体上降低找矿成本。目前,以遥感信息为主体,结合地质、地球物理、地球化学等多源地学数据的综合信息找矿法已经形成。
④遥感数据处理技术。在遥感数据规模越来越大、精度越来越高的今天,高效的计算机数据处理技术显得越来越重要。遥感抗干扰信息的处理仍是当今研究的难点和热点。基于对提高找矿过程及结果的人性化和真实可靠性,近些年发展起来的一些新兴技术将越来越被重视,如使用智能计算方法进行RSI分类、遗传算法、蚁群算法、基于粒子群智能的遥感找矿方法、基于支持向量机的遥感矿化蚀变信息提取方法、基于小波分析的遥感图像特征信息提取方法等,这方面进一步的研究具有很高的应用价值。