遙感信息應(yīng)用的新理念與地質(zhì)實(shí)踐
劉德長葉發(fā)旺 趙英俊 黃賢芳
1 遙感信息應(yīng)用現(xiàn)狀
遙感技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)“數(shù)字地球”的關(guān)鍵技術(shù)之一,以其特有的優(yōu)勢在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。然而,隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源短缺、環(huán)境惡化等問題的日益突出,各個(gè)領(lǐng)域研究問題的不斷深入,遙感技術(shù)的優(yōu)勢發(fā)揮在新形勢下受到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn),其應(yīng)用中存在的問題也愈來愈明顯地顯現(xiàn)出來。概括起來,主要有:(1)我國的遙感界存在“重上天,輕應(yīng)用”的現(xiàn)象,造成遙感數(shù)據(jù)雖多,但應(yīng)用程度低,對(duì)遙感數(shù)據(jù)的二次開發(fā)和深入應(yīng)用尤顯不足;(2)在遙感信息處理、解譯與應(yīng)用方面,目前的研究大多數(shù)注重對(duì)遙感信息本身的處理和單一應(yīng)用模式,遙感信息應(yīng)用的程度大多數(shù)還停留在把信息解譯出來的層次,與各應(yīng)用領(lǐng)域的傳統(tǒng)研究方法提供的信息相結(jié)合,對(duì)遙感信息進(jìn)行深化研究不夠,直接影響到遙感信息向各應(yīng)用領(lǐng)域的滲透,從而影響到遙感信息的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程;(3)目前,在方法集成上有代表性的是遙感技術(shù)與GIS技術(shù),GPS技術(shù)相結(jié)合組成的3S技術(shù),而與其他現(xiàn)代信息技術(shù)的最新進(jìn)展(如三維可視化技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等)以及各領(lǐng)域傳統(tǒng)方法的集成技術(shù)還未更多地開發(fā)出來。
總之,怎樣加強(qiáng)遙感信息的應(yīng)用,突破當(dāng)前以單一方式為主的遙感信息應(yīng)用模式,開拓遙感技術(shù)與各應(yīng)用領(lǐng)域傳統(tǒng)方法技術(shù)相結(jié)合,與其他現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合,加強(qiáng)遙感信息及其延伸應(yīng)用,直接關(guān)系到遙感技術(shù)真正成為實(shí)用化、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的程度,關(guān)系到其在構(gòu)建和諧社會(huì)中所起的作用。
2 后遙感應(yīng)用技術(shù)理念的提出及其內(nèi)涵
2.1 后遙感應(yīng)用技術(shù)理念的提出
后遙感應(yīng)用技術(shù)是在分析遙感信息應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,從地質(zhì)勘查實(shí)踐的角度,通過對(duì)下面幾個(gè)問題思考的基礎(chǔ)上提出來的。
2.1.1 遙感技術(shù)在地質(zhì)領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢和局限性
遙感技術(shù)在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用,既有其技術(shù)優(yōu)勢,又有明顯的局限性。它的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在:宏觀性、多波段、立體感強(qiáng)、地形、地貌信息明顯、便于定位,并具有識(shí)別斷裂構(gòu)造的長處(在裸露地區(qū)可區(qū)分巖性)等,能發(fā)現(xiàn)和解決用常規(guī)地質(zhì)方法很難發(fā)現(xiàn)和解決的地質(zhì)問題。這就是遙感技術(shù)一問世就引起地質(zhì)工作者極大興趣和熱情的主要原因。但遙感技術(shù)在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用有它明顯的局限性,主要表現(xiàn)在遙感反映的信息主要是地表信息或地下信息在地表的反映,且受植被影響大,解譯具不確定性等。隨著遙感技術(shù)在地質(zhì)領(lǐng)域應(yīng)用的深入,這些局限性便突出出來。如果不設(shè)法克服這些局限性,長期停留于線狀、環(huán)狀構(gòu)造的解譯、分析等的重復(fù)研究,遙感在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用勢必會(huì)逐漸被邊緣化。特別是由于遙感反映的主要是地表信息,而地質(zhì)找礦更多涉及的是地下問題。因此,單靠遙感技術(shù)本身很難解決復(fù)雜的地質(zhì)找礦問題。這需要將遙感技術(shù)與反映地下不同深度和尺度的傳統(tǒng)地學(xué)方法結(jié)合起來。
2.1.2 地質(zhì)勘查工作的深入發(fā)展
隨著地質(zhì)勘查工作的深入發(fā)展,一方面,出露地表的礦明顯減少,勘查的目標(biāo)已由地表或近地表轉(zhuǎn)向地下深處的隱伏礦床,找礦的難度愈來愈大,因此單獨(dú)依靠常規(guī)地質(zhì)方法很難奏效。另一方面,各種地學(xué)手段取得的信息資源愈來愈豐富,這就為遙感信息與其它地學(xué)信息集成,最大限度的挖掘和利用這些信息資源,以提高勘查效果創(chuàng)造了條件。顯然,利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行信息系統(tǒng)集成,實(shí)現(xiàn)以遙感為主的信息化找礦的道路看來是一條重要途徑。
2.1.3 現(xiàn)代信息技術(shù)的迅速發(fā)展
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來,現(xiàn)代信息技術(shù)得到了迅速發(fā)展,怎樣將這些新進(jìn)展(如,GIS技術(shù)、三維可視化技術(shù)、仿真模擬技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等)引入地質(zhì)勘查領(lǐng)域。而現(xiàn)代信息技術(shù)的新進(jìn)展,為以遙感為主的信息找礦提供了重要的技術(shù)支持。因此,遙感技術(shù)不僅要與傳統(tǒng)的地學(xué)方法相結(jié)合,而且還要與上述現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合。
基于上述考慮,作者提出了“后遙感應(yīng)用技術(shù)”的新理念[1]。
2.2 后遙感應(yīng)用技術(shù)理念的內(nèi)涵
后遙感應(yīng)用技術(shù),是指將遙感技術(shù)與各學(xué)科傳統(tǒng)的方法技術(shù)相結(jié)合,與其他現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合,對(duì)遙感信息進(jìn)行綜合理解、全面挖掘和深入應(yīng)用的遙感信息深化應(yīng)用技術(shù)。其研究內(nèi)容涵蓋信息處理、信息解譯、信息分析、信息表述和信息應(yīng)用等一整套方法技術(shù)體系。它的核心是遙感信息的延伸應(yīng)用和信息化。它的目的是最大限度的利用信息資源。它的目標(biāo)是加速遙感信息產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。
根據(jù)上述內(nèi)涵可以看出,它雖然是從地質(zhì)勘查的角度提出來的,但可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋、城市、環(huán)境、災(zāi)害等廣泛領(lǐng)域。
3 地質(zhì)勘查后遙感應(yīng)用技術(shù)的方法技術(shù)
下面從技術(shù)構(gòu)成、研究內(nèi)容、應(yīng)用思路和程序,等3個(gè)方面具體論述一下地質(zhì)勘查后遙感應(yīng)用技術(shù)的方法技術(shù)。
3.1 地質(zhì)勘查后遙感應(yīng)用技術(shù)的構(gòu)成
在地質(zhì)勘查領(lǐng)域,后遙感應(yīng)用技術(shù)的技術(shù)構(gòu)成是指,在信息源上集遙感信息,地質(zhì)信息,地球物理信息,地球化學(xué)信息等多源地學(xué)信息為一體,在技術(shù)方法上集圖像處理技術(shù)、GIS 技術(shù)、GPS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、三維可視化技術(shù)、多媒體技術(shù)、仿真模擬技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及傳統(tǒng)地學(xué)方法為一體的信息綜合,方法集成,表達(dá)多維的應(yīng)用技術(shù)。
從技術(shù)構(gòu)成上看,后遙感應(yīng)用技術(shù)既不同于遙感技術(shù)本身的應(yīng)用,因?yàn)樗谌肓藗鹘y(tǒng)的地學(xué)方法和信息,也不同于多源地學(xué)信息集成技術(shù),因?yàn)樗肓朔抡妗摂M技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)的新進(jìn)展。因此,它不僅強(qiáng)調(diào)了對(duì)信息的綜合分析,而且強(qiáng)調(diào)了實(shí)現(xiàn)過程和環(huán)境的再現(xiàn),是對(duì)多源信息集成技術(shù)的發(fā)展和升華。另外,后遙感應(yīng)用技術(shù)比多源信息集成技術(shù)在提法上體現(xiàn)出“遙感”一詞。這就意味著后遙感應(yīng)用技術(shù)涉及的信息集成不能沒有遙感信息源(通常所講的多源信息集成不一定要有遙感信息源)。
3.2 地質(zhì)勘查后遙感應(yīng)用技術(shù)的研究內(nèi)容
3.2.1 礦產(chǎn)資源數(shù)字勘查區(qū)構(gòu)建技術(shù)
礦產(chǎn)資源數(shù)字勘查區(qū)的概念是在數(shù)字地球框架下,將遙感技術(shù)與GIS和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合在礦產(chǎn)資源勘查領(lǐng)域提出的一個(gè)新概念[2,3]。它是數(shù)字地球理論和方法的特殊應(yīng)用與拓展,是我國數(shù)字地球典型應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的組成部分。礦產(chǎn)資源數(shù)字勘查區(qū)構(gòu)建涉及的主要技術(shù)有數(shù)據(jù)庫技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。
(1) 礦產(chǎn)資源勘查數(shù)據(jù)庫的開發(fā)
在數(shù)據(jù)庫開發(fā)方面,對(duì)下述內(nèi)容進(jìn)行了研究:
·數(shù)據(jù)庫開發(fā)的技術(shù)思路、原則和體系結(jié)構(gòu);
·數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);
·數(shù)據(jù)庫綜合管理系統(tǒng);
·數(shù)據(jù)庫應(yīng)用分析系統(tǒng)。
在上述研究的基礎(chǔ)上,將東勝地區(qū)的地質(zhì)、遙感、地球物理、地球化學(xué)等與鈾資源勘查有關(guān)的信息數(shù)字化、整合,建立了東勝地質(zhì)鈾資源數(shù)字勘查區(qū)的多源地學(xué)數(shù)據(jù)庫。圖1是該數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)圖。
圖1 東勝地區(qū)鈾資源多源地學(xué)信息系統(tǒng)架構(gòu)圖
該數(shù)據(jù)庫與一般數(shù)據(jù)庫的主要區(qū)別是要實(shí)現(xiàn)兩方面的服務(wù),一是為信息的綜合分析服務(wù);二是為構(gòu)建虛擬地質(zhì)環(huán)境服務(wù)。
(2) 數(shù)字勘查區(qū)虛擬地質(zhì)環(huán)境的構(gòu)建
構(gòu)建的地質(zhì)環(huán)境,不僅要顯示勘查區(qū)的地形、地貌,而且要有地層、巖石、斷層、褶皺、礦化蝕變等地質(zhì)要素。
,虛擬地質(zhì)環(huán)境建模,并與數(shù)據(jù)庫連接進(jìn)行虛擬地質(zhì)環(huán)境功能開發(fā),最后是應(yīng)用。整個(gè)構(gòu)建流程如圖2。
經(jīng)上述流程構(gòu)建了東勝鈾資源勘查區(qū)的虛擬地質(zhì)環(huán)境,圖3是從中捕獲一張景觀圖像。
圖2 東勝地區(qū)虛擬地質(zhì)環(huán)境構(gòu)建流程圖
圖3 東勝鈾資源勘查區(qū)虛擬地質(zhì)環(huán)境的一角(視角向北)
3.2.2遙感與其它地學(xué)信息集成技術(shù)
信息的集成包括復(fù)合與融合。集成的目的或者是分析信息之間的相互關(guān)系,或者是利用信息的互補(bǔ)效應(yīng),彌補(bǔ)單信息的不足,最大限度的挖掘和利用信息資源。
作者針對(duì)光學(xué)遙感圖像在植被覆蓋區(qū)識(shí)別巖性和蝕變現(xiàn)象效果差,而航空放射性伽瑪能譜數(shù)據(jù)區(qū)分巖性和蝕變現(xiàn)象效果好,且受植被干擾少的技術(shù)優(yōu)勢,通過光學(xué)遙感(光譜)與航放數(shù)據(jù)(能譜)的融合技術(shù),研制出一種光-能譜數(shù)據(jù)融合的新類型圖像。這種圖像既具有多光譜遙感圖像地形信息豐富,立體感強(qiáng),便于定位和解決構(gòu)造問題的長處,又有能譜圖像便于區(qū)分巖性、蝕變和鈾及其它礦化的優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,再與地球物理(航磁、重力、地震)、地球化學(xué)、地質(zhì)、水文等多源地學(xué)信息集成,建成光-能譜集成技術(shù)系統(tǒng),為植被覆蓋區(qū)的遙感地質(zhì)填圖和找礦開拓出新途徑[4]。
3.2.3地學(xué)信息三維可視化分析技術(shù)
地質(zhì)體一般是三維的,傳統(tǒng)的研究方法常將其簡化為二維,從而影響研究者對(duì)地質(zhì)體的真實(shí)狀態(tài)的直觀分析、對(duì)比和深層次的理解。三維可視化分析技術(shù)是指在三維環(huán)境下,將地學(xué)信息的表達(dá)與三維圖形可視化結(jié)合起來,對(duì)地學(xué)數(shù)據(jù)的多種屬性進(jìn)行三維直觀顯示和分析的技術(shù)。
在鄂爾多斯盆地鈾資源勘查中,先后對(duì)重力數(shù)據(jù)、航磁數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、以及多種數(shù)據(jù)集成進(jìn)行了三維可視化顯示與分析,并結(jié)合鉆孔數(shù)據(jù)的三維可視化,自主開發(fā)了鉆孔自動(dòng)成圖與信息綜合分析系統(tǒng)。
圖4 鄂爾多斯盆地北部中生代構(gòu)造層斷塊構(gòu)造格局立體圖
(據(jù)1:20萬重力2km,1km,0.5km,0.25km不同延拓深度重力數(shù)據(jù)繪制)
3.2.4成礦過程與作用的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)
應(yīng)用計(jì)算機(jī)(多媒體技術(shù)和仿真模擬技術(shù))對(duì)各種地質(zhì)過程(包括構(gòu)造變動(dòng)、沉積演化等)和鈾成礦作用進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,在一定范圍內(nèi)替代傳統(tǒng)用物理、化學(xué)方法進(jìn)行的構(gòu)造模擬和成礦實(shí)驗(yàn),再現(xiàn)地質(zhì)過程或鈾成礦過程,以提高研究者對(duì)鈾成礦作用和其它地質(zhì)作用的分析水平和認(rèn)識(shí)能力,從而使鈾成礦理論的研究更符合實(shí)際,更具科學(xué)性。
通過對(duì)層間氧化帶型鈾成礦觀點(diǎn)和作者提出的斷隆成礦觀點(diǎn)分別進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬研究,再現(xiàn)了鈾成礦的地質(zhì)過程,直觀的對(duì)比了兩種成礦觀點(diǎn)的異同,豐富了砂巖型鈾成礦理論。
2.5虛擬找礦與虛擬勘探技術(shù)
構(gòu)建數(shù)字勘查區(qū)虛擬地質(zhì)環(huán)境的目的是探索對(duì)礦產(chǎn)資源的虛擬勘查。
虛擬勘查的構(gòu)想:
(1)在構(gòu)建的虛擬地質(zhì)環(huán)境基礎(chǔ)上,借助虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),在計(jì)算機(jī)上對(duì)野外地質(zhì)情況進(jìn)行觀察,觀察研究區(qū)的地形、地貌、河流、交通、地層、構(gòu)造、礦化等地理和地質(zhì)現(xiàn)象;
(2)在觀察的過程中,通過點(diǎn)擊,對(duì)感興趣的地區(qū)和目標(biāo)進(jìn)行查詢,對(duì)其地表和深部地質(zhì)情況進(jìn)行了解;
(3)通過地質(zhì)情況的了解,然后對(duì)成礦條件進(jìn)行對(duì)比、分析、綜合,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,得出認(rèn)識(shí),圈定有利成礦地區(qū)和勘探靶區(qū),并進(jìn)行評(píng)估。
(4)在有利成礦地區(qū)進(jìn)行找礦部署,或在勘探區(qū)內(nèi)進(jìn)行進(jìn)位設(shè)計(jì),虛擬野外找礦與勘探。通過虛擬對(duì)不滿意的方案可以隨時(shí)修改和調(diào)整,直到滿意為止。
(5)在上述虛擬勘查的基礎(chǔ)上,開展野外地質(zhì)調(diào)查和決策。
針對(duì)虛擬勘查的需要,有針對(duì)性的開發(fā)了虛擬漫游、信息查詢、目標(biāo)搜索、線路布置、參數(shù)測量等功能。
虛擬找礦和虛擬勘探技術(shù)將可能深刻改變礦產(chǎn)資源勘查的現(xiàn)有方式,大大促進(jìn)地質(zhì)工作的現(xiàn)代化。
.2.6建立地質(zhì)勘查后遙感數(shù)字勘查技術(shù)系統(tǒng)
綜合上述研究內(nèi)容,經(jīng)進(jìn)一步系統(tǒng)化和集成化,構(gòu)建地質(zhì)勘查后遙感應(yīng)用技術(shù)平臺(tái),并經(jīng)深化、集成、拓展與提高,建立地質(zhì)勘查后遙感數(shù)字勘查技術(shù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)礦產(chǎn)資源的快速、有效地勘查與評(píng)價(jià)。
上述6個(gè)方面的技術(shù)方法前后銜接,構(gòu)成一個(gè)整體。隨著后遙感應(yīng)用技術(shù)研究的深入,它的內(nèi)容會(huì)更加豐富和實(shí)用。
3.3后遙感應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用思路和程序
3.3.1應(yīng)用思路
①先對(duì)遙感圖像上與鈾成礦有關(guān)的信息進(jìn)行充分理解和分析,發(fā)現(xiàn)問題,提出問題(不排斥從其它角度發(fā)現(xiàn)問題、提出問題);
②結(jié)合其它地學(xué)信息源,對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行深化研究;
③對(duì)發(fā)現(xiàn)和得出的認(rèn)識(shí)進(jìn)行三維可視化分析,并實(shí)現(xiàn)對(duì)地學(xué)過程和環(huán)境的再現(xiàn),提高對(duì)鈾成礦過程和規(guī)律的認(rèn)識(shí);
④進(jìn)行鈾資源的虛擬勘查,從而為鈾成礦預(yù)測提供更加有力的決策支持。
3.3.2應(yīng)用程序
概括起來,地質(zhì)勘查后遙感應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用思路涉及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)發(fā)現(xiàn)、虛擬再現(xiàn)、決策和檢驗(yàn)等6個(gè)步驟。其工作程序如圖5。
圖5 地質(zhì)勘查后遙感應(yīng)用技術(shù)工作程序
后遙感應(yīng)用技術(shù)在應(yīng)用思路和工作程序中,特別強(qiáng)調(diào)了在知識(shí)發(fā)現(xiàn)之后,對(duì)過程和環(huán)境進(jìn)行仿真-虛擬再現(xiàn),然后進(jìn)行決策和檢驗(yàn)。
4 后遙感應(yīng)用技術(shù)的地質(zhì)應(yīng)用實(shí)例
鄂爾多斯盆地不僅是我國油、氣、煤的重要基地,而且有可能成為鈾資源的重要基地。以鄂爾多斯盆地鈾資源勘查為例,采用上述后遙感應(yīng)用技術(shù)的理念和方法技術(shù),對(duì)盆地北部已知礦區(qū)的幾個(gè)鈾成礦的關(guān)鍵地質(zhì)問題進(jìn)行了研究,取得了用常規(guī)地質(zhì)方法難以獲得的幾點(diǎn)重要成果。
4.1 含礦層的快速追索
砂巖型鈾礦床含礦層是礦體的一級(jí)載體,因此,含礦層的追索與評(píng)價(jià)是該類型鈾礦勘查的首要問題。東勝地區(qū)含礦層為中侏羅統(tǒng)直羅組下段的辮狀河砂巖。為了提高勘查效果,需要從地面和深部對(duì)該含礦層進(jìn)行追索。
4.1.1含礦層的地面追索
利用上述的光-能譜集成技術(shù)對(duì)含礦層進(jìn)行了地面追索。根據(jù)該地區(qū)含礦層的顏色、物質(zhì)組成、裂隙發(fā)育程度和放射性強(qiáng)度等特點(diǎn),通過多光譜遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行了主成分分析,將原圖像的高維空間像元亮度值投影到新的低維空間,使信息分解,并提取特征信息。然后從中選出最能體現(xiàn)含礦層特征的光譜信息,與鈾的伽瑪能譜影像圖融合,快速提取出東勝地區(qū)含礦層地面影像信息,從而獲得一種從區(qū)域上快速查明含礦層的新方法。
4.1.2含礦層深部地質(zhì)要素的快速追索
在對(duì)研究區(qū)大量鉆孔剖面逐一解譯的基礎(chǔ)上,建立研究區(qū)鉆孔信息(辮狀河、泛濫平原、曲流河、泥巖、砂巖、巖石顏色、不整合面等)數(shù)據(jù)庫,并借助自主開發(fā)的鉆孔數(shù)據(jù)自動(dòng)成圖和分析系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)含礦層的多維(二維和三維)追索,包括對(duì)含礦層沉積相的分布、厚度變化、砂百分含量等單要素追索和含礦層砂體厚度的分布與古河道的關(guān)系等多要素的追索。
4.2 構(gòu)造-地球化學(xué)障研究
通過遙感圖像解譯,發(fā)現(xiàn)東勝地區(qū)的鈾礦床不僅受含礦層控制,而且受斷裂構(gòu)造控制[4]。控礦斷裂為NWW向的斷裂帶。經(jīng)野外檢驗(yàn),在地面表現(xiàn)為陡崖、裂隙帶和斷層等。對(duì)其進(jìn)行厘定后,在建立的GIS多源地學(xué)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,應(yīng)用GIS 空間分析功能,研究了該斷裂的切割深度、力學(xué)性質(zhì)、活動(dòng)時(shí)限、與油氣的關(guān)系,以及對(duì)已知鈾礦床的控制等。認(rèn)為該斷裂為一深位貫通性的含油氣斷裂,是一條鈾的控礦構(gòu)造,導(dǎo)致了該區(qū)鈾礦床的沿?cái)嗔淹较蛘共。進(jìn)一步研究認(rèn)為,深位貫通性斷裂在鈾成礦中起著如下重要作用:
(1)減壓帶作用 導(dǎo)致含鈾、含氧地下水向壓力低的斷裂帶方向驅(qū)動(dòng)。
(2)排泄帶作用 保證了含鈾、含氧地下水不斷地向斷裂帶定向的流動(dòng),從而形成了有利鈾成礦的地下水循環(huán)系統(tǒng)。
(3)溝通帶作用 溝通了深部的氣、水、油等還原性流體,形成了有利于鈾沉淀富集的環(huán)境。
(4)活動(dòng)帶作用 斷裂的多次活動(dòng),導(dǎo)致了鈾成礦的多期性(經(jīng)夏毓亮同位素年齡測定,該區(qū)鈾成礦年齡分別為:124+6Ma,85+5Ma,20+2Ma和8+2Ma等)
通過上述研究認(rèn)為,正是由于這類斷裂及其活動(dòng),一方面導(dǎo)致含鈾、含氧地下水向斷裂帶的定向流動(dòng),另一方面導(dǎo)致了地下深處油氣等還原物質(zhì)的沿?cái)嗔严蛏线\(yùn)移,造成斷裂帶附近地球化學(xué)條件的改變,引起鈾的沉淀富集。二者的聯(lián)合作用,控制了鈾礦化的沿?cái)嗔褞Х植。作者將這種砂巖型鈾礦控礦模式命名為構(gòu)造--地學(xué)化學(xué)障模式。認(rèn)為它不同于傳統(tǒng)的氧化帶前鋒—地球化學(xué)障模式,是今后鄂爾多斯盆地找鈾礦值得重視的一種目標(biāo)類型。
4.3兩種不同成因類型鈾 礦化的發(fā)現(xiàn)
在構(gòu)建的鄂爾多斯盆地鈾資源多源空間數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,利用自主開發(fā)的鉆孔數(shù)據(jù)自動(dòng)成圖與分析系統(tǒng)的多參數(shù)綜合分析等模塊,對(duì)數(shù)據(jù)庫中373 個(gè)鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合研究,發(fā)現(xiàn)研究區(qū)存在兩種不同類型的鈾礦化:一種是分布在黃色(氧化)與灰色(末蝕變巖石)帶之間的氧化帶前鋒—地球化學(xué)障類型的鈾礦化,礦帶呈北西—南東方向展布,受東北高、西南低的地形控制明顯;另一種是分布在灰色帶和藍(lán)(綠)色蝕變帶之間的構(gòu)造—地球化學(xué)障類型的鈾礦化,礦帶呈近東西向展布,受NWW向斷裂控制明顯。兩種成因類型的發(fā)現(xiàn),反映了該區(qū)成礦的多樣性,也提出了該區(qū)找礦的多途徑。
4.4 斷隆構(gòu)造成礦觀點(diǎn)的提出
在構(gòu)建的多源空間數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,首先對(duì)東勝-杭錦旗地區(qū)的遙感圖像進(jìn)行分析解譯,發(fā)現(xiàn)該區(qū)處于一斷塊隆起(斷。┑膮^(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景上。利用數(shù)據(jù)庫的分析功能,將遙感信息與重、磁、航放、地質(zhì)等地學(xué)信息進(jìn)行系統(tǒng)集成和綜合分析,目的是對(duì)斷隆構(gòu)造進(jìn)行深化研究,先后研究了斷隆構(gòu)造的深部結(jié)構(gòu)、地層構(gòu)成與剝蝕程度、含鈾性和鈾的遷移趨勢、內(nèi)部的斷裂構(gòu)造、構(gòu)造熱事件以及斷隆構(gòu)造的發(fā)生與發(fā)展等。在此基礎(chǔ)上,通過進(jìn)一步研究,不僅發(fā)現(xiàn)已知鈾礦床產(chǎn)于斷隆構(gòu)造環(huán)境,而且發(fā)現(xiàn)鈾礦的形成與斷隆構(gòu)造的發(fā)生和發(fā)展息息相關(guān),已知鈾礦區(qū)受斷隆邊緣斷裂控制,礦的形成與油氣關(guān)系密切,并形成了既具有層間氧化帶類型某些特點(diǎn),又不具其特點(diǎn)的獨(dú)具特色的復(fù)合性鈾礦化,從而提出斷隆成礦的新觀點(diǎn)。斷隆成礦觀點(diǎn)的提出不僅解釋了為什么該區(qū)繼外流型盆地之后,仍發(fā)生成礦作用,為什么早期的鈾礦發(fā)生了改造。為什么多期成礦,為什么礦化具復(fù)合型等一系列鈾成礦的重要地質(zhì)問題,而且建立了新的斷隆構(gòu)造區(qū)域找礦模式,提出在鄂爾多斯盆地圍繞斷隆構(gòu)造及其邊緣找礦的新思路和新判據(jù)。
遙感信息在各個(gè)領(lǐng)域的深入應(yīng)用是促進(jìn)我國遙感信息產(chǎn)業(yè)化的重要途徑,遙感信息如何在各個(gè)領(lǐng)域深入應(yīng)用,是遙感研究者十分關(guān)注的問題。后遙感應(yīng)用技術(shù)理念的提出為遙感信息的深化應(yīng)用開拓出了一條重要途徑。實(shí)踐表明,在地質(zhì)勘查領(lǐng)域,后遙感應(yīng)用技術(shù)比起單一遙感技術(shù),具有更大的應(yīng)用價(jià)值和更佳的應(yīng)用效果。它提出的遙感信息及其延伸應(yīng)用的技術(shù)思路也值得地球科學(xué)其它領(lǐng)域借鑒。
參考文獻(xiàn)
1] 劉德長,葉發(fā)旺. 后遙感應(yīng)用技術(shù)的提出與思考[J].世界核地質(zhì)科學(xué),2004,21(1):33-37
[2].承繼成,等.數(shù)字地球?qū)д搟M}.科學(xué)出版社,2000
3] 劉德長,趙英俊,等.核工業(yè)鈾資源勘查遙感應(yīng)用的創(chuàng)新與數(shù)字勘查技術(shù)系統(tǒng)研究[J].國外鈾金地質(zhì),2002,19(3):152-156
[4] 劉德長,孫茂榮,等.以航放為主的多源地學(xué)信息數(shù)字圖像綜合技術(shù)及應(yīng)用.見《中俄核科學(xué)家論文集》P98-112,原子能出版社,1994
5].劉德長,張杰林,等.砂巖型鈾礦區(qū)構(gòu)造-地球化學(xué)障的后遙感應(yīng)用技術(shù)研究[J].世界核地質(zhì)科學(xué),2005,22(1):50-54
|