遙感技術(shù)在海南島九所—陵水構(gòu)造帶東段礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

朱　鈺，陳　飛，張匡華，李華彥

（海南省海洋地質(zhì)調(diào)查研究院，海南海口570206）

遙感技術(shù)在海南島九所—陵水構(gòu)造帶東段礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

朱鈺*，陳飛，張匡華，李華彥

（海南省海洋地質(zhì)調(diào)查研究院，海南海口570206）

遙感技術(shù)因其提供的遙感數(shù)據(jù)具有高覆蓋率、大信息量以及全時(shí)段等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于地學(xué)領(lǐng)域中，并逐漸形成了新興的遙感地質(zhì)學(xué)。礦區(qū)的地貌類型和地質(zhì)構(gòu)造是成礦預(yù)測和圈定遠(yuǎn)景找礦區(qū)的重要依據(jù)。使用TM遙感影像數(shù)據(jù)，對海南島九所—陵水構(gòu)造帶東段礦產(chǎn)勘查區(qū)進(jìn)行地貌解譯和構(gòu)造解譯。

遙感地質(zhì)學(xué)；TM遙感影像；九所—陵水構(gòu)造帶

遙感地質(zhì)學(xué)主要是通過遙感資料研究地質(zhì)體，運(yùn)用的方法有地質(zhì)體波譜測試方法、圖像的目視解譯法、光學(xué)增強(qiáng)圖像方法、計(jì)算機(jī)處理圖像方法等。這些方法和常規(guī)的地面地質(zhì)調(diào)查方法比較起來，具有效率高、投入少等優(yōu)勢。遙感圖像可具體而細(xì)微地顯示成像區(qū)域的地表形態(tài)特征，通過解譯可以識別地貌的形態(tài)特征、成因類型和單元?jiǎng)澐帧Ｒ粋€(gè)地區(qū)的形態(tài)地貌與當(dāng)?shù)氐膸r性、構(gòu)造有著密切的關(guān)系，因此遙感圖像的地貌解譯是地質(zhì)解譯的重要標(biāo)志；遙感圖像所表現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造清晰，根據(jù)礦產(chǎn)與構(gòu)造的關(guān)系，常常可以從遙感資料中發(fā)現(xiàn)礦點(diǎn)或進(jìn)行成礦遠(yuǎn)景預(yù)測。國內(nèi)外有不少根據(jù)構(gòu)造分析發(fā)現(xiàn)和預(yù)測礦床的實(shí)例［1-3］。

1　研究區(qū)概況

九所—陵水構(gòu)造帶位于海南島南部18°15′～18°38′之間，呈近東西向，橫貫全島，長105km。由于這條構(gòu)造帶形成于前寒武紀(jì)前地槽階段并具有長期的活動(dòng)歷史，使構(gòu)造帶南、北兩側(cè)的地層分布、巖性、巖相及大地構(gòu)造性質(zhì)產(chǎn)生明顯的差異。該帶以南是后晉寧期古地臺發(fā)育區(qū)，而以北是古加里東期地槽發(fā)育區(qū)。構(gòu)造帶內(nèi)有東西向破碎帶、斷面擦痕、構(gòu)造透鏡體，除具東西向壓性斷裂外還伴隨產(chǎn)生次級南北向張性斷裂及北西、北東向剪性斷裂。構(gòu)造帶對地槽型花崗巖，特別是對地洼型巖漿活動(dòng)起著明顯控制作用。該構(gòu)造帶明顯地控制著地形地貌，它是海南島中部山區(qū)和南部丘陵、平原的分界線。根據(jù)斷裂帶控制著后晉寧古地臺和加里東古地槽的發(fā)展，構(gòu)造帶內(nèi)又有燕山期地洼階段花崗巖和火山巖呈東西分布，以及構(gòu)造帶控制第三紀(jì)火山活動(dòng)及近代地震，說明從前寒武紀(jì)已開始活動(dòng)，活動(dòng)持續(xù)時(shí)間較長，一直延續(xù)到目前尚在活動(dòng)［4］。

九所—陵水構(gòu)造帶是海南島重要的成礦構(gòu)造帶，其西段同安嶺、牛臘嶺地區(qū)已做過調(diào)查評價(jià)工作［5-6］，并取得較好的成果，而其東段還沒有做過系統(tǒng)的調(diào)查工作。以海南島九所—陵水深大斷裂帶東段作為研究區(qū)，研究區(qū)范圍為：東經(jīng)109°38′00″～110°15′00″，北緯18°23′15″～18°40′00″。研究區(qū)覆蓋保亭縣、陵水縣、三亞市和萬寧市。

2　遙感數(shù)據(jù)來源

本研究遙感數(shù)據(jù)采用美國陸地衛(wèi)星（Landsat）TM傳感器遙感數(shù)據(jù)。TM數(shù)據(jù)有7個(gè)波段數(shù)據(jù)，最高空間分辯率為30m。TM不同波段的數(shù)據(jù)，記錄和反映地物的能力不同。最佳波段組合選擇的原則是：①所選用波段能較好地反映地質(zhì)信息；②波段之間的相關(guān)系數(shù)最小，方差最大；③波段組合的信息熵較高；④合成后的假彩色適合人眼的識別［2］。依據(jù)上述原則，在此次研究中選取7波段和4波段組合成像并做高斯變換影像增強(qiáng)處理。該波段組合兼容中紅外、近紅外波段信息的優(yōu)勢，清晰度高，干擾信息少，層次感好，具有極為豐富的地質(zhì)信息，各種構(gòu)造形跡顯示較為清晰，地質(zhì)可解譯程度高。

3　基于遙感圖像的地貌解譯

從遙感圖上可以直觀地識別各類地貌的單個(gè)形態(tài)和組合形態(tài)、展布規(guī)律、空間關(guān)系以及它與其他景觀之間特別是地質(zhì)體的關(guān)系。地貌結(jié)構(gòu)和形態(tài)是內(nèi)外營力長期綜合作用的結(jié)果，內(nèi)營力是指構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，主要是地殼的垂直運(yùn)動(dòng)；外營力則是指大氣、水流、海洋、冰川和生物對地殼的風(fēng)化、侵蝕、搬運(yùn)和堆積。綜合地貌形態(tài)類型和成因類型，海南島陸地分為13種陸地地貌形態(tài)成因類型［7］。從TM遙感影像識別出本研究區(qū)的地貌類型大致有5種（圖1）：

（1）侵蝕山地，位于研究區(qū)北部。在遙感影像中直觀反映的山體輪廓規(guī)整，地貌景觀特征分異清晰，青色為植被覆蓋區(qū)光譜特征。位于該地貌中的水庫與山體的邊界明晰可鑒，因水體對近紅外和中紅外波段幾乎是全吸收，故水體在遙感圖中呈現(xiàn)黑色。侵蝕山地主要由印支期的中酸性侵入巖組成，其巖性主要為二疊紀(jì)至三疊紀(jì)花崗巖。

（2）侵蝕—?jiǎng)兾g臺地，位于研究區(qū)中西部，植被覆蓋光譜特征明顯比山地小，并有少許地表因土壤裸露呈現(xiàn)出紅褐色，說明臺地植被發(fā)育程度不高，植被類型多為人工種植經(jīng)濟(jì)樹種。侵蝕—?jiǎng)兾g臺地的成因是由于溝谷切割，把高平地蝕出小河、溝谷，使平地高出谷底［7］。這種廣大的高平地向西南一直伸到丘陵腳下。

（3）侵蝕—?jiǎng)兾g丘陵，位于研究區(qū)西南角，為山地被河谷、溝谷切割侵蝕—?jiǎng)兾g后形成。丘陵上部植被茂盛，丘陵下部土質(zhì)疏松，因流水沖刷和堆積作用，部分地表裸露。

（4）河積平原，主要分布在陵水河中下游兩側(cè)，由河流堆積物構(gòu)成，一般下部是河床相的卵石層，上部是泛濫平原性質(zhì)的沙泥層［7］，為第四紀(jì)松散堆積。該區(qū)域植被發(fā)育程度較低，地表較為裸露，受人類活動(dòng)影響較大。

（5）海積平原，主要分布在東部沿海一帶。海積平原地表通常較為光滑，光譜反射率高，在遙感影像中表現(xiàn)為高亮度值。海積平原由沙堤、瀉湖和潮坪相間組成，在港灣岸段，由于東南風(fēng)浪作用，在開闊的港灣岸發(fā)育了沿岸沙堤，在較窄的港灣發(fā)育了灣口沙堤或沙嘴，封閉海灣（新村港、黎安港）形成了瀉湖［8］。在濱海帶寬闊平坦處發(fā)育潮坪，潮坪沉積物特征受氣候、沉積物來源以及潮汐強(qiáng)度影響，土質(zhì)較粘，多屬灰黑色沼澤土。

4　基于遙感圖像的構(gòu)造解譯

遙感構(gòu)造解譯是以現(xiàn)代構(gòu)造地質(zhì)理論為基礎(chǔ)，以影像構(gòu)造地質(zhì)信息為依據(jù)進(jìn)行區(qū)域構(gòu)造分析的一種研究方法。地質(zhì)構(gòu)造形跡主要表現(xiàn)為線性、環(huán)形特征。大量研究表明，絕大對數(shù)遙感影像線性構(gòu)造反映的是構(gòu)造應(yīng)力作用下的巖石形變帶、軟弱帶或應(yīng)力集中帶，它們往往成為導(dǎo)礦與容礦的場所；與巖漿侵入活動(dòng)有關(guān)的環(huán)形體則往往與內(nèi)生金屬礦產(chǎn)有關(guān)，礦體往往賦存于內(nèi)部小型環(huán)形體的邊緣［9］。通過遙感圖像處理，可以突出有關(guān)信息，并根據(jù)相應(yīng)的地學(xué)理論、結(jié)合野外驗(yàn)證、綜合其他相關(guān)地學(xué)信息，對這些影像信息進(jìn)行綜合判斷，解譯地質(zhì)現(xiàn)象，分析區(qū)域地質(zhì)特征，預(yù)測成礦有利區(qū)域，最終獲取遙感影像綜合解譯成果信息［10］。

本研究區(qū)在海西期、燕山期和喜馬拉雅期都有強(qiáng)烈的漿沿?cái)嗔褞秩牖顒?dòng)。多期次的酸性巖漿侵入活動(dòng)表現(xiàn)為明顯的壓性或壓扭性特征。侵入巖區(qū)的斷裂與巖漿侵入時(shí)及巖體形成后的冷縮作用密切相關(guān)。巖漿侵入時(shí)，其上侵應(yīng)力使圍巖發(fā)生張裂，形成放射狀斷裂，當(dāng)巖體冷縮時(shí)，產(chǎn)生環(huán)狀塌陷落，形成環(huán)狀斷裂，這種特質(zhì)也是判別隱伏巖體最可靠標(biāo)志［11］。

圖2　研究區(qū)構(gòu)造解譯圖

在遙感圖像上顯示的線性斷裂（圖2）縱橫交錯(cuò)，它們是在不同應(yīng)力場條件下形成的，而且斷裂的密度、性質(zhì)還與破裂巖石及其邊界條件有關(guān)，一般剛性巖塊交界處應(yīng)力集中，斷裂發(fā)育；而在剛性巖塊內(nèi)部易發(fā)育2組平行的共軛剪切斷裂，在剛性巖塊間的柔性巖石分布區(qū)易形成壓扭性斷裂，且多與地層走向平行。

在遙感圖像上顯示的環(huán)形構(gòu)造（圖2）主要為半出露（隱伏）巖體形成的環(huán)形構(gòu)造和淺隱伏巖體形成的環(huán)形構(gòu)造。半出露（隱伏）巖體形成的環(huán)形構(gòu)造特征為在隱伏部位發(fā)育環(huán)狀斷裂或放射狀斷裂以及充填于斷裂中的環(huán)狀、放射狀掩埋，并伴有圍巖蝕變。出露部位多為盆狀地形，隱伏部位形成環(huán)狀山脊；淺隱伏巖體形成的環(huán)形構(gòu)造特征為在隱伏巖體頂部通常由侵入活動(dòng)形成輻射狀斷裂，侵入體因結(jié)晶作用，體積縮小而引起巖體頂部巖層的坍塌作用產(chǎn)生環(huán)狀斷裂。通常伴有熱液蝕變暈及多金屬礦脈。淺隱伏巖體形成的環(huán)形構(gòu)造地貌特征表現(xiàn)為2種：①圓形隆起與環(huán)狀洼地、環(huán)形山脊相間排列，中心部位為一小鼓丘，隱伏部位為環(huán)狀低洼地帶；②盆狀低地，環(huán)狀山脊，中心部位由于分化發(fā)育而呈盆地，周邊圍巖由于巖漿作用變形變質(zhì)，形成環(huán)形堅(jiān)硬山脊。

5　結(jié)語

以海南島九所—陵水構(gòu)造帶東段為研究區(qū)，應(yīng)用TM衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，通過選取合適的波段組合以及合理的圖像增強(qiáng)方法，對研究區(qū)的地貌類型和構(gòu)造類型進(jìn)行初步解譯。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字圖像處理方法及信息提取能力的提高，在地學(xué)應(yīng)用中，必然將多平臺，多時(shí)相的系列化圖像與遙感數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，使地質(zhì)解譯標(biāo)志標(biāo)準(zhǔn)化、模式化，使遙感工作向規(guī)范化發(fā)展，對研究深部構(gòu)造、分析深層構(gòu)造和淺層構(gòu)造的關(guān)系，以及對區(qū)域成礦預(yù)測和規(guī)劃方面都將提高到一個(gè)新的水平［12］。通過對遙感圖像的綜合分析，結(jié)合現(xiàn)場的物化探以及地質(zhì)填圖等地質(zhì)調(diào)查資料，可以進(jìn)一步了解區(qū)域成礦規(guī)律，為成礦遠(yuǎn)景區(qū)的預(yù)測提供可靠的線索和依據(jù)。

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1004-5716（2016）05-0129-03

2015-05-03

朱鈺（1983-），男（侗族），四川仁壽人，工程師，現(xiàn)從事物探及遙感工作。