遥感技术在饰面用花岗岩地质勘查中的应用——以博乐市桑金布拉克红色花岗石为例

禅 伟，张小林，王立帅，姚文杰，吴中强

(中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队,新疆 乌鲁木齐 830000)

遥感技术出现于20世纪60年代，随着遥感技术在地质工作中普及，应用程度也逐渐成熟。目前随着社会经济的全面发展，饰面用花岗岩在装饰工程中的用量也逐渐增大。如何根据饰面用花岗岩的成矿特点，采用先进的勘查技术了解其矿体特征、矿石类型、成矿规律具有现实意义。本文以博乐市桑金布拉克红色花岗石为例，介绍遥感技术在饰面用花岗岩矿勘查中的应用情况，通过案例分析，总结了工作方法及注意问题，对今后遥感技术在饰面用花岗岩勘查中的应用具有指导意义。

1 成矿地质背景

博乐市桑金布拉克红色花岗石矿区域大地构造位置位于伊犁—伊赛克湖微板块之阿拉套晚古生代陆缘盆地内(II21)，以中部阔依塔斯—克孜勒扎依劳—阿拉萨依一带为断裂束构造域，以发育北西向走滑断裂束为特征。走向大致为315～340°，倾角多在70～90°，断面比较平直。穿切的地层有上泥盆统托斯库尔他乌组、下石炭统阿克沙克组、下二叠统乌郎组，还穿切石炭纪混源序列侵入岩。沿着这组断裂束出现了许多花岗斑岩脉，并且沿着这组断裂束出现了一些蚀变和矿化。在断裂束构造域中，区域内较大的北西向断裂15条，断层走向约140°，倾向约50°，倾角60～70°，沿断裂常呈显沟谷状负地貌，断层带岩石比较破碎。

区内侵入岩发育，由石炭纪第五侵入序次中粗粒肉红色、浅黄色花岗岩(γceH)组成。主要发育有华力西中期阿拉赛依岩体，岩基状产出，地表形态似椭圆形，出露面积约3.19km2，占工作区的85%，属中深成碱性侵入岩，侵入时代为石炭世，侵入于上泥盆统托斯库尔他乌组(D3ts)及下石炭统阿克沙克组(C1a)中，岩体与围岩呈突变接触，接触面倾向围岩。

2 遥感技术应用

遥感技术在饰面用花岗岩矿勘查中主要作用是圈定岩体、划分岩相、提取构造及节理密集发育区、圈定第四系分布范围。本次遥感解译在成像过程中产生了“模糊作用”，使线性行迹、纹理等信息显示得不清晰、不易识别，在解译过程中通过边缘增强、灰度拉伸、方向滤波、比值分析等方法处理，使构造信息明显的凸现出来，取得了较好的效果。

2.1 解译标志的建立

2.1.1 地质体解译标志

解译标志建立[6]的主要依据是矿区1∶5万区调成果资料及邻区搜集的矿产勘查资料。矿区卫片主体显示岩体反射的红色影像(图1)，由于矿区出露的红色中粗粒花岗岩与浅黄色中粗粒花岗岩在物理、化学性质特征差别不大，因此造成岩相解译标志的建立难度较大，通过基础资料分析，初步建立的解译标志为红色中粗粒花岗岩出露区为深红色，红色中粗粒花岗岩、浅黄色中粗粒花岗岩穿插出露区为浅红色，第四系出露区为黑色，由于矿区部分地段已开展开采活动，造成影像部分地段呈灰白色，因此将灰白色区域划分为花岗岩出露区。

图1 博乐市桑金布拉克红色花岗石矿区遥感解译图

2.1.2 构造解译标志

矿区卫片上构造为线性影像，线性影像为断裂构造。主要解译标志为沟谷的直线延伸，垂直于断裂构造形成了密集的节理发育区，主要以110～130°节理为主，沿断裂、节理密集区附近形成深红、紫红色的影像。由于沟谷与山梁比高较低，因此部分断裂构造在影像中线状不明显。

2.1.3 成矿有利区解译标志

结合以往区调资料及周边矿产勘查资料，对矿区内饰面用花岗岩矿的遥感解译工作主要针对岩石完整性及岩石特征和节理密集区进行筛选。矿区内受南北向断层影响，形成了以110～130°方位的节理密集区，节理密集区在影像图上以深红色色调为主，而灰白色、浅红色地段初步划分为成矿有利区。

2.2 遥感资料的应用及评价

遥感解译中，通过图像增强技术达到让影像更加清晰的目的。增强技术主要方法有[10]：①对图像进行适当的放大缩小；②扩大或改变灰度值域范围，或者改变灰度值的分布模式；③采用空间滤波法、高通滤波法增强图像边缘的鲜明程度及图像的清晰程度；④根据灰度级别，将其分成不同的层次并赋予不同的颜色来达到影像反映各种地质现象的效果。

矿区遥感解译作为地质勘查的辅助工作贯穿于项目实施的全过程，在经过填图等地质工作的验证与解译标志的基础上升华，对地质勘查工作具有一定的指导作用。

首先，矿区内出露的岩体岩性为浅红色、浅黄色中粗粒花岗岩，由于两种岩石颜色的不同，影像在划分大的岩相中起到关键作用。从影像图上可看出，矿区大面积出露红色中粗粒花岗岩(深红色区域)，结合野外填图工作，其划分界线及范围基本准确。由于矿区内大面积第四系覆盖，本次遥感工作对第四系解译效果较好，准确圈定出了第四系界线及分布范围，比野外填图工作省时、省力；对于浅红色、浅黄色中粗粒花岗岩穿插地段，遥感解译只能圈定其分布的大概范围，对两种岩石的岩相界线无法准确圈定，主要原因是经实地验证，矿区内地表出露的浅黄色中粗粒花岗岩分布较少，一般出露面积大小在(10×20)m左右。在针对本矿区小岩相带划分工作中，遥感应用实际作用较小。

矿区位于阔依塔斯—克孜勒扎依劳—阿拉萨依一带，为断裂束构造域，以发育北西向走滑断裂束为特征，结合周边矿区勘查资料，整个矿区内影响饰面用花岗岩的主要节理为走向110～130°的节理，在矿区影像图上，该组节理及受该组节理影响的节理密集区清晰可见。同时，根据影像图上所反映的节理走向情况及节理密集区分布情况，不仅在岩体上选定了成矿有利区范围，还初步预测了第四系覆盖范围内的成矿有利区，后期经过探槽、钻探等地质工作验证，遥感解译在饰面用花岗岩成矿有利区的划定中作用效果较好。

3 问题探讨

通过博乐市桑金布拉克红色花岗石采用遥感技术在矿产勘查中的实际应用，笔者认为，随着社会经济、科学技术的全面发展，利用遥感技术结合传统地质勘查方法，可以快速、经济、准确的圈定饰面用花岗岩矿体。但目前遥感技术在饰面用花岗岩矿勘查中应用较少，可借鉴经验有限，一些问题有待探讨。

(1)解决饰面用花岗岩品种方面，遥感技术需要初步圈定岩体，划分岩相，结合本文实例，圈定岩体工作遥感技术的应用能很好解决，但是在岩相划分上，尤其针对涌动侵入关系的岩相划分上，遥感技术有很大的局限性，还需利用更加先进的技术去解决，比如高光谱的应用[5]，它是融合了计算机、探测、光学、信号处理于一身的综合技术，充分显示了纳米级别的光谱分辨率在光谱仪中的实际应用。高光谱的图像光谱信息具有层次分明、信息丰富的特点，对于不同波段有着不同的信息变化量，通过建立相关模型，是否可以很好解决涌动侵入关系的岩相划分有待进一步探索。

(2)饰面用花岗岩最典型的特征是是否具有经济性，需要从矿石的品种、矿体荒料率及开采技术条件等进行分析，这就需要遥感技术数据的整合。伴随着大量新型传感器的不断产生，可以从不同的空间、时间和光谱范围等诸多方面来客观真实地反映地物目标的特点，形成同一个区域的多元数据和单元数据比较，单元数据仅能突出地物目标在一个方面或者几个方面的特点，想要全面、多层次地了解地物目标，就必须以多元数据作为基础，提取更多丰富、有意义的数据，才能解决饰面用花岗岩矿是否具有经济性的问题。

(3)针对新疆饰面用花岗岩几大矿区的综合研究，主要成矿特征为：①绝大多数产于晚古生代中酸性侵入岩体中，侵入体常呈岩基、岩株等形式产出，一般规模比较大，镁铁—超镁铁岩呈岩株、岩墙产出，规模一般不大；②某些呈岩基状产出的花岗岩体，如分布于低山丘陵地形地区，切割不强烈，比高一般50～100m，地表物理风化弱，植被不发育，这是石材的有利岩体；③岩基状花岗岩体多呈等轴状，内部岩相分带比较明显，一般从边缘到中央可划分为3个岩相带，不同的岩相带内矿物组成与结构差异较大，可形成不同花色品种的石材矿产。中央相带矿物成分和结构构造均匀，暗色矿物少，颜色浅，节理裂隙不发育，析离体和捕虏体少，一般成材率和出荒率均高，但花色品种一般。边缘相带暗色矿物和捕虏体、析离体较多，节理发育，色泽灰暗，成材率与出荒率较低，但常常能形成一些色彩艳丽的花岗石材，如红色系列的花岗石矿，多产在边缘相靠近过渡带附近。过渡相带暗色矿物少，且多具斑状或似斑状结构，常形成一些花纹和色泽丰富多彩的花岗石材。

(4)结合以上饰面用花岗岩成矿特点分析，遥感技术在后期需要做到3S结合，即遥感、地理信息系统及全球定位系统的结合，利用GPS迅速定位，确定地理位置，随后采用海量的遥感技术数据，对区域内的饰面用花岗岩找矿能够达到最小投入获得最大回报的效果，目前遥感技术已初具找矿功能，如何发挥更大的作用，需要进一步探讨。