相山地区后遥感应用技术示范研究

论文摘要

后遥感应用技术是指将遥感技术与各领域传统方法和现代信息技术相结合的一种信息深化应用技术。其内容涵盖信息处理、信息解译、信息分析、信息表述和信息应用等。对于铀资源勘查领域,后遥感应用技术理念的应用思路就是要充分挖掘赋存在遥感图像中与铀矿找矿相关的信息,同时,应用现代信息技术,结合其它地学信息进行综合分析,总结认识,发现规律,并对得出的认识和发现的规律进行多维可视化分析和地学过程再现,为铀资源勘查提供有力的技术支持。相山地区是我国目前最大最富的火山岩型铀矿田所在地,也是重要的硬岩型铀资源生产基地,铀矿产于面积300余平方公里的相山火山.侵入杂岩体中,受构造、斑岩体、热液蚀变控制,具有很好的成矿远景和巨大的成矿潜力。作为一种全新的后遥感应用技术,在相山地区开展示范研究,对于后遥感应用技术的自身发展和相山地区的深入找矿均具有重要意义。以地球系统科学理论为指导,在基础地质、遥感、航放、重磁、DEM信息处理分析的基础上,以多源信息在铀资源勘查领域的深入挖掘和深化应用为目标,以相山地区深入找矿方向的厘定为目的,开展了相山火山.侵入杂岩总体研究、新构造运动研究、相山西北与东南部的对比研究,剥蚀程度与保存条件研究,以及华南红盆与铀矿保存研究等内容。通过文献调研、资料收集、建立空间数据库、以及野外地质调查、室内综合分析,取得以下创新成果:（1）通过华南地区构造岩浆演化的综合分析,首次提出相山火山-侵入杂岩受控于华南6条EW向花岗岩带最北的雪峰山—武功山—光泽岩带,其形成的构造背景与前侏罗纪的EW向构造作用有关,经历了前侏罗纪挤压—侏罗纪压扭—白垩-古近纪伸展减薄—中新世以来的挤压抬升这种“开-合”交替演变的构造活动历史,铀矿形成于白垩-古近纪伸展减薄这一特定的构造演化阶段。（2）对相山地区遥感影像进行了深入的判译,发现NE向、NNW向、SN向、NWW向及EW向多组线性构造形迹大多数是新构造运动导致的古构造复活的产物,即它们具有新构造的特点。首次提出新构造运动是矿床空间分布特征的主要影响因素之一。（3）运用中国地质调查局发展研究中心2005年开发的GeoExpl软件,对相山地区重磁数据进行了二次开发,不同高度重磁异常上延图、不同高度重磁异常方向导数计算结果显示,相山地区基底构造主要有EW向、NE向和NW向三组,基底构造的交汇是相山火山-侵入杂岩的定位机制。NE向相山-芙蓉山基底构造（F2）,将杂岩体分划成具不同结构构造特征的西北部和东南部。（4）相山火山-侵入杂岩由酸性火山碎屑岩夹沉积岩、酸性熔岩及中酸性浅成-超浅成侵入岩组成。长期归属溢流相火山岩的流纹英斑岩获得单颗粒锆石U-Pb年龄为129.54±7.93Ma,该年龄小于相山火山-侵入杂岩的主体岩石—碎斑熔岩的年龄,结合其产状形态特征,认为流纹英安斑岩是火山期后的浅成-超浅成侵入体。参照上侏罗统与下白垩统的145.5Ma界线年龄,首次提出相山火山-侵入杂岩的形成时代为早白垩世的新认识（火山岩以前归属晚侏罗世）。（5）相山火山-侵入杂岩从喷发—侵出—侵入,SiO2含量、Rb/Sr、Rb/Ba比值降低,而TFe（Fe2O3+FeO）、CaO、MgO、TiO2、P2O5含量、固结指数SI、δEu则呈增高趋势,岩浆演化与正常岩浆房酸度逐渐增高的岩浆分异趋势相反,作者命名为“反方向岩浆演化系列”。不相容元素的比值如Th/U、Rb/Ba、Th/Nb、Zh/Ta、Nb/Ta、La/Nb变化幅度较大,与SiO2等主量组分没有明显的正消长或反消长关系,稀土配分曲线也不尽一致,故认为火山喷发相、侵出相和侵入相岩石具有不同的源区性质,突破了前人“形成相山各类火山杂岩的岩浆不仅同源,而且它们是同一岩浆房中岩浆分异演化的产物”的观点。（6）通过对植被发育的相山铀矿田ETM+数据主成分变换和比值处理,在一定程度上消除了植被的影响,获得了良好的含水矿物蚀变遥感异常信息,提出分布在相山矿田西北部碎斑熔岩中的或北部西段变质岩中的蚀变遥感异常是热液水云母化引起的,是重要的找矿标志。（7）针对相山矿田铀成矿特征,作者提出铀钍富集系数的概念（FD=U×Th/K）,FD反映的是铀钍组合矿化情况,与（火山）岩浆热液作用有关。认为相山地区铀钍富集系数与矿床空间分布有一定相关性,即铀（含钍）矿床多数分布在FD相对较高区域或其附近。（8）矿床产于相山火山-侵入杂岩体内部及外侧,东南部矿床较少,西北部矿床无论是数量还是品位都明显好于东南部。基于DEM的面积-高程曲线计算表明,相山地区地表总体侵蚀严重,但由于组成地表物质的岩性差异和地质构造活动强度不同,侵蚀程度不均匀。通过地貌形态、花岗斑岩产状、碎斑熔岩物化性质、成矿类型特征的对比分析,提出相山矿田西北部与东南部具有不同的侵蚀程度,矿床不均衡的产出特征,不是成矿作用或地质结构差异引起的,而是侵蚀程度不同所致。从矿田西北部到东南部,矿床侵蚀深度逐渐加大。矿田西北部矿床保存条件较好,多数铀矿完整或较完整地保存下来了,这对相山地区今后找矿具有重要意义。（9）华南红层与铀矿化具有密切的时空关系,二者均形成于白垩—古近纪的拉张构造背景。本文从新的视角,即华南红盆的保矿作用再度审视华南红盆与铀矿的时空关系,首次提出红盆受后生断裂构造（新构造）控制,是残留构造盆地。产于红盆附近的矿床（田）过去曾被红层覆盖过,红盆附近和深部是有利于矿化保存的区域,也是找矿方向之所在。后遥感应用技术在相山地区的应用实践,促进了后遥感应用技术本身的发展,起到了应用研究的示范作用,并在构造-岩浆活动、成矿-保矿条件、找矿方向等方面,获得了一系列创新成果和认识,对相山矿田及其邻区进一步寻找新的富大铀矿提供了新的途径和技术思路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪言
• 1.1 论文的选题依据和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 相山地区铀矿地质研究程度和存在问题
• 1.4 研究内容、思路和方法
• 1.5 完成的主要工作量
• 1.6 取得的主要成果
• 第二章 相山地区地学空间数据库构建
• 2.1 GIS软件的选择
• 2.2 数据库构建流程
• 2.3 数据库组织结构
• 2.4 数据库的功能
• 第三章 相山地区基本地质特征及铀成矿时空结构
• 3.1 相山火山-侵入杂岩形成的地质构造背景
• 3.2 岩石学特征及形成时代
• 3.3 岩浆演化的岩石地球化学响应
• 3.4 成矿地质特征与时空结构
• 第四章 遥感数据处理及应用
• 4.1 遥感数据预处理
• 4.2 相山地区遥感新构造运动踪迹的发现
• 4.3 相山地区岩性遥感分析
• 4.4 相山地区蚀变遥感的主分量分析
• 第五章 航放数据处理及应用
• 5.1 航放数据调平处理
• 5.2 基于图像处理技术的航放数据统计分析
• 5.3 航放数据的空间相关分析
• 5.4 钍归一化及效果
• 5.5 其它有用信息提取技术及应用
• 第六章 重磁数据处理及解释
• 6.1 物性参数
• 6.2 重磁场特征
• 6.3 重磁数据处理及反演方法
• 6.4 重磁异常的解释推断
• 第七章 数字高程模型及地学理解
• 7.1 DEM数据获取
• 7.2 地貌发育阶段
• 7.3 岩石地貌特征
• 7.4 坡面复杂度因子提取及分析
• 第八章 多源信息集成处理与分析
• 8.1 遥感与航空放射性信息集成处理与分析
• 8.2 遥感与重磁信息集成分析
• 8.3 遥感与 DEM集成处理
• 8.4 航放与重磁信息相关性问题
• 第九章 综合应用研究
• 9.1 相山火山-侵入杂岩体三维可视化
• 9.2 相山矿田西北部与东南部多源地学信息对比
• 9.3 深部成矿地质环境
• 9.4 矿床侵蚀程度评价
• 9.5 华南红盆与铀矿保存
• 第十章 结论与展望
• 10.1 主要结论
• 10.2 建议
• 10.3 展望
• 参考文献及资料
• 在读期间发表的学术论文和主持或参与的地质科研项目
• 致谢