遥感地质学读书报告
班级：地质0903班
姓名：甯濛
学号：200901627
遥感环形影像的示矿意义
摘 要：遥感信息的地质应用发现了大量的环形影像和其全球性普遍性，使人们不得不考虑把它列为新的构造类型，对其进行研究已经成为构造地质学的新课题。更为重要的是，由于环形影像与某些矿种的矿床、矿化集中区相吻合，引起了矿产工作者的极大兴趣。各种环形构造反映原生地质作用及后期改造作用形成的地表形态，也是矿化的直接体现。本文总结了不同地区环形影像的分布特征，并划分了地质成因类型。并在此基础上着重讨论环形影像与矿产资源的相关关系，探讨寻找矿产资源的新途径，以促进矿床构造研究的发展。
关键词: 环形影像 特征 成因 示矿意义
0引言
遥感资料（ 卫星图象、航空象片以及与其有关的计算机CCT磁带数据等）除能反映出地球深部、浅部及表壳的大量线性构造外, 还反映一些圆形、圆环形、弧形封闭形以及半圆形影象特征。有关它们的命名不一, 主要有: 环形构造、圆形构；造（Cireular struetures）,环形特征, 圆形特征（Circular features） ； 对一些半环（圆）形构造称为曲线性特征（Curvilinear features）；或称为环（圆）形（状） 图象特征（Cireular imagefeatures）；环块构造等。这类构造在遥感图象上的表现形形色色, 主要据其构造形式、色调（彩）、地貌及水系特征加以识别。它们有的边界清楚, 极为醒目； 有的则很隐晦, 甚至几经增强处理才能识别[3]。
遥感图像中的环形构造, 其形态多姿, 成因多样, 众说纷纭我们把那些在地壳表面有与之对应的, 具独立地质意义的地质体或 图1 鄂尔多斯盆地环形影像[10]
地质单元的环形影像（环形构造）称之为环块构造即环块构造具有遥感影像和地质的双重含意, 既有遥感影像环状异常的概念, 又有区别于区域地质域而具独立地质意义的近等轴状或环状地质体的地质概念显示赋存矿床的地质体或地质构造的环块构造为赋矿环块构造。[1]
20世纪50年代以来，遥感地质工作者对环形构造的成因、分类及其与成矿的关系开展了大量的研究工作。刘登忠将环形构造归纳为隐伏岩体型等10种类别，并总结了环形构造成矿的区域地质背景、成因类型、环体结构、规模及影像异常等标志[2]；秦小光等通过对桂西北地区遥感环形构造的研究，将该区的环形构造分为岩体型、地块型、热液晕型和断裂交汇型，通过对环形构造与成矿关系的统计分析后认为，环形构造是该区寻找金矿的有利标志[3]；何国金等开展了德兴地区遥感环形构造的分形分维研究，利用分维值对不同成因的环形构造进行了归类，进而圈定了成矿远景区。据统计，几乎所有的斑岩型铜矿都与环块构造（环形构造）有关，环形构造控制了斑岩铜矿的定位，但并不是所以的环形构造都控制着矿床的形成。李廷祺应用数学物理的方法对“岩浆期后矿床”的成矿原理和环形构造的控矿机制进行了研究，认为只有那些与早期气态物质上升高度相当的截面并由早期气态物质爆破形成的环形构造才有可能控制“岩浆期后矿床”的形成。关于环形构造与成矿关系的研究，涉及金矿、铅（锌、银）矿、铜矿以及锡矿和铀矿等[4]。
环形构造与矿产的关系, 已引起国内外一些遥感地质工作者重视。本文综合分析因内外一些环形构造控矿的典型实例, 论述了环形构造与矿产分布的密切联系, 并讨论了环形影象的遥感地质解译在指导找矿勘探、和盲矿预测工作中的实际意义。
1 环形影像特征
不同地区的环形影像特征各不相同，本文以山东省[4]、云南省[5]、锡多金属矿床[6]、赋锡环块构造[1]的环形影像为例加以阐明。
1.1山东省环形影像特征
对山东省不同时相卫星像片进行系统解译，初步发现环形影像168处(包括大、中、小规模)；按形态分，有单环、多环、半环、椭环之别；有些是地形地貌的反映，但更多的是某种地质构造的直接或间接显示；分布上具有特殊的规律性。概括而言，山东省范围内的环形影像具有以下特点:
(1)环形影像的出露，具有成群成带的区域性分布特点。相当数量的环形影像都分布在山东海岸地带及其附近，威海—青岛—日照一带，蓬莱—招远—平度一带，黄河三角洲地带等，都有大量环形影像密集发育。这可能与海岸地带的构造活动性和其他特殊地质作用有一定联系。
(2)绝大多数环形影像的出露，与一定的岩性分布相关，即主要分布在中生代火成岩(包括各种侵入岩)、太古—元古代变质岩区线二者的接触地带。
(3)几乎所有环形影像在空间上都与线状断裂构造相伴出现，相互切割交错，其先后次序较为复杂环形构造影像发育地区，一般线形断裂甚为发育、密集或构成断裂带。牟平—青岛断裂带即属此类。
(4)环形影像与矿质源岩(火成岩及前寒武纪变质岩)及直线断裂的密切联系决定了环形影像构造的控矿内在机理。通过对环形影像的地质调查对证，发现环形影像与各种地质作用的关系，按其形成的不同地质因素，大致可分为显示各种侵入岩体及其边界条件(烘烤边、岩相分带、蚀变带等)的环形影像；显示中心式喷发(岩)残留，隐伏火山机构的环形影像；显示前寒武纪变质岩区某种构造(弯窿、隐伏侵入体等)的环形影像；显示构造岩块活动的环状断裂影像；显示隐伏区凸起、凹陷构造的环形影像；以及与地貌有关或显示岩性差异界线的环形影像等。其中前三种情况较为普遍和明显，与矿产资源的关系亦更为密切[4]。
1.2云南省环形影像特征
云南境内的环形构造，包括与构造格局有关的地质构造环(环块)、岩浆环、岩体构造环、隐伏岩体环和蚀变矿化环等。它们有单独的各自组合形式，如环链、环结、子母环、套环、交叠环及层环(同心环)等等。同时也会与线性构造及多边形块体构成组合，如线环相切、线环相交、外菱内环构造及内菱外环构造等等。另外，因岩性关系，环内纹饰也会有多种形式。
1.2.1地质构造环(环块)
构造环作为构造格架之一，是大地构造相中的一种表现，形成于多边形块体的“角端消亡”现象之后。角端地段是断裂构造交叉及多发地段，故易形成构造环块。直径大小不一，大者可达几百或上千公里，小者可以是十几～几十公里。构造环的角端易形成“鱼头状”三角形成矿模式块体。
1.2.2岩浆环、岩体构造环及隐伏岩体环
与地质构造环有相似处，但受规模较大线性断裂或隐伏断裂控制，且处于这些断裂构造的交叉点或其附近，往往呈套环及环结，岩带则成环链带。与岩浆岩有关的构造环(块)，直径决定于岩体(包括隐伏部分)的大小。其中，次级环多代表岩浆期次，呈侧向叠加趋势。周边盖层在影像中呈伞裙状铺盖，或呈穹隆形态出现，具放射线状、爆裂形构造、较大的切割性线性构造及解理型十字细纹线性构造。色调多有森林植被色，地貌上多为圆润“馒头”状。小岩体及岩脉则在地貌上显夷平态，亦可构成小型蚀变环形构造。
1.2.3蚀变矿化环(元素浓集环或称热液蚀变环)
形成机制是由于蚀变使原岩物质组合改变，致使原岩物理化学性质也发生改变。影像中呈现出硬度、烈度及色调变化，风化形变也发生改变。蚀变次数越多，这种变化越大，有用元素聚集越多，从而也就出现矿化蚀变。影像中显现出这种蚀变矿化环及其组合的环结、环链和环带，沿断裂构造及交叉点或岩体环及构造环周边分布。直径大小及判别精确度取决于影像的比例尺:比例尺越大，位置准确度越高;比例尺越小，显现的则为靶区或是小型构造类环形构造。由于机解羟基和铁染反映的蚀变有局限，而使目视解译判识也有局限，二者结合解译很有必要。
1.3锡多金属矿床环形影像特征
本研究区环形构造特别发育, 其与成矿关系也相当密切, 因此, 也是遥感找矿的重要指示信息之一, 其特点主要表现在:
( 1) 通常在遥感图像上呈圆形、椭圆形、弧形、半圆环形等多种不同形态, 其直径约为0. 5~ 7 km大小不等;
( 2) 从环形构造的影像特点来看, 其主要通过微地貌和影响色调异常表现出来, 在TM752假彩色合成图像上一般呈正地形、深绿- 灰黑色调;
( 3) 通过对比环形构造与已知矿床(点)的产出位置来看, 大多环形构造与已知的矿床(点)空间关系密切, 许多矿床(点)均产出在环形构造里面或其周边部位, 尤其是分布在环形构造与线性构造的交汇部位以及两个或两个以上环形构造的重叠、相交部位。
1.4 赋锡环块构造影像特征
赋锡环块构造有由色调异常显示的色调环块。由线性体所围限和显示的线性环块有环块内结构组合简单的简单环块(多显示一次形成或简单的地质体), 环块内结构组合复杂的复式环块(多显示多次或多阶段叠加, 多因素共同作用所致的地质体)。多代表一定深度的地壳物质由构造一岩浆作用形成的地质块体。
赋锡环块构造通常由大小不等的环, 级次不一的线性体, 显示一定的排列形式和生成顺序, 隶属关系, 具成生联系的等级体制? 它们显示为线性体和环形体的典型组合结构：环一线切接结构, 对环结构, 卫星环群结构?结构要素具趋群性和共拥性；多地学环常具同位性。
锡矿化集中展布于复式环块构造中的特定部位?低级次环, 环一环叠加部位, 环一线叠加部位。
2.环形影像的成因
有关环形构造的成因类型提法很多(表一)。现将与地质作用有关的主要类型简述如下:
1.火山机构: 如火山锥、火山口及火山口湖等。一般呈明显的环状或环状与放射状线性构造的组合形态。古老火山机构的残余、隐伏火山机构( 如有些爆破岩筒、古老火山体的掐落机构等) 则往往影象隐晦。
2.岩浆侵入体或岩浆活动中心。常呈圆形、椭圆形, 一般影象清晰。色调随岩石中基性组分的增高而变暗。有些隐伏岩休在图象上也有不同程度的显示, 但一般比较隐晦。
3.褶皱构造: 尤其是短轴背、向斜、弯窿构造等, 常呈明显的环带。
4.新的隆起和拗陷盆地。常呈环状或不规则环状。
5.弧形断裂、旋扭构造: 如陕甘宁大型环体、四川盐源环体, 云南腾冲地区金平环体和黄泥河环体( 涡轮状构造) 。这类环状构造也较常见。
6.热液蚀变带构造( 晕圈)。不同类型的蚀变作用在不同谱段的遥感图象上显示不同清晰程度的环状或不规则环状构造。
7.盐丘构造, 如美国墨西哥湾西海滨地带的浅色圆形斑块。我国湘西一些盐矿区内或其外围的椭圆形环体, 其影象特点为内周暗、外围浅; 推测可能为盐丘构造。
8.古潜山以及一些具物探异常的环形构造。
9.陨石坑: 目前地球上业已证实的陨石坑有70 多个, 其大小不一。如加拿大的Manieouagan ( 直径大于50公里) , 苏联西伯利亚, ( 直径达200公里) 等, 在遥感图象上呈清晰的环状。
10.热动力构造岩块: 遥感图象上许多环形、弧形封闭形和多边形断裂所围限的地质体有的系来源于地壳深部, 据推测是地慢放射性元素聚合热核爆炸所形成的高能热压岩浆湍流,依高粘度特高压强流体力学运动规律, 几经射流或穿刺到地壳不同深度, 冷疑形成的坚硬岩块, 构成环形或不规则环形构造。
总之, 遥感图象上的环形构造多种多样, 其成因类型并不限于上述几种, 有些还是复合成因, 实际研究中应抓住其主要因素。
表1 环形影像的成因分类
3环形影像与矿产资源
环形影像的出露形成与各种岩浆侵入火山喷发及地壳水平、升降运动密切相关。这一特性决定了环形构造影像与矿产资源有着必然的联系。造成矿产(主要是内生矿产)分异、运移、富集的主要因素，是深部热物质运动(深源物质的上侵推冲、喷发及由此引起的地壳升降运动、其他后生地质作用等)及其运动的产物—各种地质构造。环形影像构造与直线断裂一样，对矿质运移、富集有着同样重要的成生联系。将山东省各种已知矿床(矿点)分布资料与遥感解译之环形影像进行对比研究发现，绝大部分矿产都直接簇集在各类环形影像的边缘或其内部。这在有色金属矿产、多元素综合矿床及一些大型矿床上表现得尤为明显。
3.1环形影像与内生金属矿产的关系
资料对比分析表明，内生金属矿产与环形影像的关系较外生矿产更为密切。这是由于环形构造与内生矿产往往是在同一热动力作用下的产物。二者都受热源影响，不但影响矿石矿物的结构构造，而且影响着矿体和热液蚀变带的形态及赋存部位，这些信息在电磁波上可以反映出来。环形影像不仅具有控矿、容矿作用，而且其分布处具有比背景区更为普遍的矿化现象。
金矿 山东的黄金矿床主要集中在胶东的招远、牟平两地区，矿体一般产于各类花岗岩、变质岩区及二者的接触部位。为了查明环形影像对金矿的控矿特征和成矿部位所处环形的位置，可将已知金矿展布于纠正后的卫片镶嵌解译图上。据此发现，胶东已知的40余处大中小型金矿床(点)中有39处与各类环形影像有位置相关关系。这些矿床(点)一般分布在环形影像的边缘部位、环内断裂部位、环形与断裂交叉处及环与环相交处。相关数占全省已知金矿床(点)总数的90%以上，其余几处金矿床也位于环形影像外围不远处。可见山东省金矿床的分布与环形影像已达到极为相关的程度。据统计，位于环形影像边缘部位的24个矿床占相关总数的61.5%(其中有17个位于环形影像与线形断裂交割部位，占总数的43.5%;位于环形与环形交叉部位的有7个，约占18%);位于环形影像内部或内部断裂处的矿床(点)有8个，占相关总数的20.5%。这说明山东省金矿床(点)主要分布在环形影像的边缘部位，环形影像与线形断裂的交叉部位是金矿产的主要富集场所。较大型的三山岛金矿、罗山金矿、玲珑金矿、新城金矿等均属此类。
金矿相对于环形构造影像之所以有不同的特定位置，除了构造(环形、线形)这个主导因素外，还与环形影像所处位置的岩性密切相关。据资料分析得知，单一岩性中的环形影像(主要为花岗岩、变质岩)往往在其边缘或环形内断裂部位富集形成大型金矿床;位于不同岩性(如花岗岩与胶东群变质岩)接触带上的环形影像往往在环内接触带某一部位有大型金矿床，后者如夏甸金矿即位于郭家岭斑状花岗岩与变质岩的接触(断裂)部位。此外，还发现这些与金矿床(点)关系极为密切的环形影像大多为中、小型环形，在中生代酸
性侵入岩及相邻太古—元古代变质岩地区成群成带连环排布，且与北北东向密集的断裂构造相伴出露
铜矿 山东境内已知铜矿床(点)有36处，其中与环形影像有显著位置相关的有17处，占全省铜矿总数的47%，其中位于环形构造外侧的有3个，位于环形构造内部或其内部断裂处的有3个;位于环形影像环带或与直线断裂相交位置的铜矿床有n个，占已知铜矿总数的30%以上。由此可见，环形影像构造对铜矿成生控制的有利部位主要是环形影像的边环，并且与环形影像与线形断裂及环形影像本身交汇地段的关系最为密切。
在构造类型上，铜矿床(点)多与火山—育窿构造、超浅成小岩株岩体构造的环形影像及环状、放射状断裂等有关。例如，邹平三环影像，环线部位大体是火山岩体的分界线和熔岩裂隙，该环形不仅直接控制铜矿床的分布，而且对本区铜矿的主要找矿标志—硅化及绿泥石化带具有明显的指示作用。因此在火山岩区寻找铜矿时进行环形影像的解译研究具有较大意义。铁矿据卫星影像揭示，莱芜“弧形”构造内有一系列小型环状影像呈连环状分布，呈隐伏、半隐伏状态，主要表现在对地表水系的环状发育控制上;这些隐伏的环形育状构造对莱芜一带密布的大型富铁矿有显著的控制作用。在构造类型上，与富铁矿关系密切的环形影像大多属于显示前寒武纪变质岩弯窿构造的环形。这类环形多为中小型。在省内已知的98处铁矿床(点)中，与已解译之环形影像有关者计35处，占全省铁矿总数的三分之一强，其中大多数铁矿位于环形影像的边缘上，少数产于环形构造内部。
铅、锌、钥、钻矿等 这类矿床在山东省数量较少，规模不大，多属小型矿床，但与环形影像却有着密切的关系。铅常与铜锌共同形成铜铅锌矿床或铅锌矿床.其分布特征与铜矿大体相同，即主要产于环形影像的边缘部位。单独铅矿一般产于环形内部破裂部位，如金堆双环构造中就有一小型铅矿床产出。与环形影像相关的铅锌矿床(点)占全省已知矿床数的20%以上;钥矿与环形影像更为密切，省内已知两处钥矿均位于环形影像环线上。我省钻矿与铁矿伴生，其受环形影像的控制特点与铁矿一致。此外，在已解译出的环形影像上还发现有金刚石矿丈环内)，硫铁矿、金红石矿(环中心)、菱镁矿(环边)、重晶石矿(环边缘上)等。
3.2环形影像与外生矿产
通过环形影像与已知矿床资料对比表明，煤、油(气)、磷、耐火粘土、铝土矿、油页岩、溶剂灰岩、硅藻土等矿床与环形影像均有一定联系。这些矿床的共同特点是多产于环形影像内部。如昌乐环形内有煤矿两处、油页岩一处、硅藻土矿一处。环形构造对外生矿产的控制主要表现在物质来源和沉积生成环境两个方面。因而，此类环形多显示隐伏的凸起与凹陷，黄河三角洲一带的一系列环形对石油资源有明显的控制作用。本地区解译的环形影像较客观地反映了黄河三角洲的隐伏凸起与凹陷，在所译的15个环形中有14个与地质资料相吻合。众所周知，长期稳定下降的坳陷是理想的生油环境，而凹陷之中的隆起又是油气聚集的有利场所;凸起凹陷不可分割地控制着油气矿产的成生和储集环境。影像上义和庄双环构造之外环显示隐伏的凹陷盆地，内环恰为凹陷背景上的育窿构造.因而储有丰富的油气资源.已为实践所证实。
隐伏的环形影像可能代表不同的构造内容:冲击构造、油气构造、隆起、块陷、浸入构造、底劈构造等。因此，在隐伏区判别环形影像与矿产资源关系时，要特别注意这些环形所代表的实际内容一般而言.与隐伏坳陷区环形密切的矿产当属石油资源;而在松散覆盖较浅成裸露地区的环形影像，特别是与内生地质作用有关;地形地貌卜有明显差异的环形影像.不仅
与内生金属矿产有相关关系.而且与某些外生矿产亦有一定联系。
4环形构造的解译
本文以斑岩型铜矿为例，重点研究和解译与侵入岩体有关的环形构造和由岩浆热液蚀变作用形成的环形构造。由侵入岩体引起的环形构造主要与不同深度就位的侵入岩体有关，是侵入过程中的热液蚀变作用以及爆破作用、构造作用的产物［21］，按岩体的侵入深度可分为出露、半出露、浅隐伏和深隐伏等型式岩体，按岩体的组合型式可分为单岩体式和复杂岩体式，其中复杂岩体式的平面组合型式有蘑菇群式、串珠式及母子式等多种型式。各种型式的影像特征如表2所示。
表2 侵入岩体形成环形构造的理想模式
玉龙典型铜矿床由斑岩体引起的环形构造在ETM+7(R)，4(G)，1(B)假彩色合成图像上(图2)具有的特征:①具负地形地貌特征;②环内发育多条一级水系或干沟，一二级水系交汇点亦位于环形构造内部;③环形构造内部具有树枝状纹理;④环外具蓝紫色色调影像，是岩体侵入过程中围岩受热发生热变质的反映;⑤该环形构造北部呈北西向长条状展布的红褐色色调异常为褐铁矿化围岩蚀变的显示。
根据侵入岩体形成环形构造的理想模式(表2)以及玉龙典型铜矿床斑岩体引起环形构造的影像特征(图1)，建立环形构造的形态、色调、纹理以及水系等解译标志，采用人机交互解译和矿化蚀变异常信息提取等方法开展了研究区环形构造的遥感地质解译工作。
图2玉龙典型铜矿床及由斑岩体形成的环形构造
(ETM+7(R)4(G)1(B)假彩色合成图像)
5 结束语
环形构造，是遥感地质新发现的一种构造形式，其规模大小不一，组合类型多样，成因也较复杂.与岩金矿化关系密切者，主要为第一营力所形成，其性质属于热环形构造，对岩金矿化的贡献，主要是对成矿物质的活化，迁移、富集成矿起了热发动作用。当然，也难排除带来部分物质。
地壳运动的多期性和周期性引起线形、环形构造活动的多期性，而环形影像构造的多期活动与多成因、多期次叠加的成矿作用应该是有联系的。据分析，某些环形构造最初是随岩浆浸入、喷出而形成的，后期作用才使其成为矿质富集场所。那些形成矿床多〔包括种类多)、矿化组合复杂、矿体规模大的环形影像构造.常常经历多期环块构造活动等的叠加环形构造控矿的矿质来源既可来自深部，也可将围岩中或前期环块中所“包含”的原始矿源经重熔而带出到有利部位富集有些矿床是浸入体与围岩进行同化混杂或矿质交代而形成的，同时形成环形影像的特殊标志晕。
环形影像不仅与内生矿产密切相关，而且与外生矿产的很多矿种有联系事实证明环形影像构造的矿产意义是显著的。运用遥感方法圈定环形影像，依据环形构造的有关特征，可预测找矿有望地段，实践证明具有一定效果，可提高找矿工作的方向性和目的性。
参考文献
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