资料收集与分析

2021-07-15
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宓嵇雅
2021-07-15

在地质调查具体实施前,应系统地收集工区内和邻区前人工作成果资料,以便对调查区内地质矿产情况获得初步了解,并结合实际情况进行综合分析研究,总结前人工作的经验教训,制定出符合实际的、合理正确的工作方案,使区域地质调查工作真正做到重点明确、针对性强、少走弯路。

3.2.1.1 资料的收集

(1)地形图的选择与准备

区域地质调查所选用的地形图比例尺一般应比实际地质调查的比例尺大一倍。1:25万国土大调查使用1:5万的航测地形图作底图;1:5万区域地质调查一般采用国家测绘部门出版的1:2.5万地形图,对没有1:2.5万地形图的地区,可采用地形-地质一次成图法,即直接用相应比例尺的航空像片并辅以1:5万地形图成图,也可收集1:1万地形图缩编绘制,亦可用精度高、地势性好的1:5万地形图放大清绘为1:2.5万地形图作底图。

收集地形图的数量,应根据野外区调人员分组情形以及编制各种成果图的需求量来确定,一般符合要求的1:2.5万地形图以10~15份为宜,精度高、地势性好的1:5万地形图一般3~6份即可。所用的地形图以前要求用夏布或马粪纸裱糊并压平、阴干。野外调查人员所用的地形图(准手图)还需按一定规格(20cm×16cm)裁开,并统一标号蒙上透明纸,分块使用,这样野外携带既方便又可保证原始手图的整洁,或者采用抗折、遇水基本不变形不脱色、可写可擦的新型材料“绢布”作为地形资料载体和野外工作用图。除收集工作区地形图外,亦需收集工作区周边地形图,每幅1~2份,以备图边接图使用。

(2)地质、矿产资料的收集

工作区和邻区地质、矿产资料的收集,最好从新到老进行,这样便于删除那些过时的、无参考价值的资料和“已被消化”到后期地质成果中的资料。开展1:5万区调最有参考价值的基础成果资料是1:20万(或1:25万)区域地质调查成果资料(地质图、地质报告),要特别注意收集。对研究程度较高,资料较丰富的地区,以收集近期资料为主,并以编为主或编测结合的方式将资料融入实测资料中。

地质、矿产资料主要包括工区的各种地质调查、矿产普查和勘探成果资料,水文地质调查资料,各种相关的测试分析及鉴定资料,各种相关的专题研究文献、科研论文以及相关的图件、报告、手图、记录簿和档案资料等。对邻区主要的地质、矿产资料也应收集。

(3)物探成果资料的收集

地球物理探矿包括地面物探和航空物探,所取得的丰富资料对探索、解释、了解地下构造形态,地下矿体的埋藏状况、认识地球圈层性质、探讨板块运动模式等重大地质问题都有着深远的现实意义,尤其对实施“三维地质填图”更为重要。

(a)地面物探成果资料的收集。地面物探方法主要有磁法、电法、地震法、重力法等。当工作区为沙漠区或为大面积第四系覆盖时,收集地面物探成果图及资料尤为重要。在1:5万区域地质调查中,磁法勘探主要用于划分大地构造单元,圈定岩体和断裂,提供进一步普查找矿的远景区。

(b)航空物探成果资料的收集。航空物探资料有许多种,在我国开展较早较广泛、效果较好的是航空磁测,其次是航空放射性测量和航空重力测量等。

(4)化探与重砂测量成果资料的收集

我国已完成1:20万区域化探和重砂测量(有些地区还开展了大比例尺的地面化探和重砂测量调查),这些成果资料能有效地、前瞻性地指导1:5万区调工作部署和实施地质调查。

(5)遥感资料的收集

遥感资料的收集要根据区域地质调查的任务和研究内容来选择合适的航天或航空遥感数据。资料收集前应系统了解各类遥感数据的波谱区间、空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率等技术参数和地学特征,以便最大限度地利用遥感数据提取地质要素。

A.航空遥感像片的收集和准备

在开展1:5万区调填图之前,要全力收集影像特征好、多片种、多时相、多波段、各种比例尺(表3.1)的全色黑白航片、彩色航片、假彩色航片、红外航片、侧视雷达片等。若工作区有冰川、沙漠或大面积第四系覆盖时,为了对其下伏基岩进行地质调查研究,应选用侧视雷达片;若工作区金属矿点较多时,应收集大比例尺彩色航片;若进行水文地质调查时,应收集红外航片或远红外扫描图像。如果工作区已有的航片比例尺过小,可向航摄部门申请,将像片放大到接近地质调查要求的比例尺。

表3.1 区域地质调查与航片比例尺关系一览表

获得航片资料后,应及时进行整理与编表。将同种比例尺的航片按航带装入袋内,在袋上注明图幅代号、航带号及像片编号等。为了使用便利,还应在每张航片的背面左上角,按下述格式编号:

区域地质调查基础教程

式中:上部为图幅号,下部左边数字为航带号,中间数字为本航带像片总数,右边数字表示本航带从左到右的第几张航片。

为全面了解测区地质构造的连续性和构造格架,通常用航片做一幅工作区及周边区域的航片镶嵌像片略图,对每张航片上的主要地物进行标注,如村镇、主要公路或铁路、河流、湖泊、水库、山峰名称或高程等。为避免污损航片,要将标注写在附于航片的透明纸上。

B.卫星遥感图像的收集与准备

1:25万遥感地质解译,以空间分辨率优于15m的多光谱遥感数据为主;1:5万遥感地质解译,以空间分辨率优于5m的多光谱遥感数据为主;有特殊要求的遥感地质解译,数据的空间分辨率按照相应的技术标准确定。

一般情况下,用于遥感地质解译数据的光谱区间在可见光至短波红外波段,提取热惯量大的地质体信息还应收集热红外波段数据;植被覆盖区地质调查可补充雷达数据;遥感异常信息提取应使用合适的谱段数据,条件允许时应收集高光谱数据。

遥感数据的时相,应根据专题调查的内容和工作地区地理环境来确定,同一地区用于融合处理的多平台遥感数据的时相应尽可能一致。一般情况下,南方无雪地区最佳数据时相为冬季,北方地区最佳时相为春季和秋季,终年积雪高山区最佳时相为夏季。

数据收集时应检查数据的质量,云、雪分布面积一般应小于图面的5%(特殊情况下可放宽到10%,但不能覆盖主要地物),图像中斑点噪声、坏带等应尽可能少。

(6)其他资料的收集

A.自然地理、经济地理资料的收集

收集区内有关的地震、水文、地理、地貌、森林、植被、土壤、气候、旅游、交通运输和地方志乃至游记等资料。因为这些资料对确定调查路线、选择交通工具、合理确定野外装备和工作期限等密切相关,对解决许多有关的地质问题也十分重要。

B.群众找矿、报矿资料的收集

充分收集群众找矿、报矿、矿产开采历史等资料,这些资料往往能提供找矿线索,对矿产评价有着事半功倍的效果。

C.实物资料的收集

包括前人在调查区和邻区采集的矿物、岩石、古生物化石等标本和岩石薄片以及钻孔岩心等实物资料,这些资料的收集可节约有限的经费,避免不必要的重复和浪费。

D.经济开发资料的收集

工作区内农业建设、工程建设等相关情况,以及当地政府部门或一些大厂矿对地质工作提出的建议与要求等,对区域地质调查的科学决策和具体实施方案的部署有重要的参考价值,也应注意收集和了解。

E.区调技术规范等资料的收集

区域地质调查工作随着现代社会和经济的发展,科学技术的进步以及地质找矿工作的深入开展,其重要作用和深远意义已愈来愈显著。世界各国都制定了切合本国实际的详尽的区调规范及技术规程,这些技术规范与要求是进行岗前人员技术素养培训、完成区域地质调查工作的基本保证,使从业者能在最新理论及技术方法的基础上开展工作。因此,必须在工作前收集有关规范、要求,以及相关指导性文件。

3.2.1.2 资料的分析利用

(1)遥感图像的解译

遥感图像影像逼真、视域宽广,更为重要的是各种地质信息极为丰富,在实施新一代1:5万区调和1:25万国土大调查中广泛应用,并收到了多、快、好、省的效果。遥感图像的解译与“数字化填图”结合起来,可大大加快区调的步伐。

遥感解译应贯穿于整个区域地质调查全过程中,一般可分为初步解译、详细解译、对比解译、综合解译四个步骤。现仅对初步解译介绍如下。

A.初步解译的原则与要求

遥感图像的初步解译原则是先易后难、先简后繁、先整体后局部、先构造后岩性。

先易后难:是指先从地质体影像反映最为清晰或前人工作研究程度高的地区开始,由已知到未知,逐步推广到全区。

先简后繁:是指初步解译先控制构造格架,然后反复认真地解译其细部的影像特征。

先整体后局部:是指要多种遥感图像结合(卫片看宏观、航片察微观、彩片作甄别)。

先构造后岩性:是指遥感图像宏观解译断裂构造形迹有独到之处。

以上几种原则在具体运用时应相互补充、相互验证。同时,千万不能忘记解译必须与野外踏勘(调绘)相结合的总原则。具体表现为:

(a)以遥感影像为主要依据,根据任务要求对遥感地质要素进行初步解译,了解其区域发育特点,概略划分各类要素的类别,对照现有资料初步建立解译标志,对所需信息进行试提取,确定具有特征解译标志要素的属性,初步建立影像单元。

(b)通过对收集的最新时相遥感图像的解译,对前期收集的水域、道路、居民点等地理资料进行更新。根据区域岩石、构造及其他要素的分布特点,选择合适的踏勘路线。

(c)消化吸收已有地质、遥感等资料,初步掌握测区基本地质特征和遥感影像特征,以遥感影像图为主要信息源,以影像单元为单位,编制解译草图。

(d)解译草图是过渡性图件,编制单位的属性分类和命名皆以影像为基础。踏勘工作的内容、位置等均应标注在解译草图上,踏勘路线应部署在通行条件好、穿越的影像单元多、露头较好的地段。

(e)在初步解译和后期的详细解译过程中,应根据遥感地质要素的影像特征填写遥感地质要素解译卡片。

B.初步解译的内容

(a)解译第四系:首先,利用遥感图像上的不同色彩、色调信息,勾绘第四系松散沉积物与基岩的分界线。然后,利用遥感图片上呈现的地貌类型(阶地),初步勾绘出第四纪的成因类型界线。

(b)解译断裂构造:主要是指线性构造、韧性剪切带、隐伏构造、环状构造和活动构造。该类构造在遥感图像解译中效果最佳,这是因为航、卫片具有一定的透视能力,加之背景宽广,各类构造特征表露无遗、历历在目的缘故。

应用遥感图像解译,较之常规地面地质调查方法能得到大量断裂构造信息。在解译中,首先,对小比例尺遥感图像进行解译,它视域广,去掉了许多细节,有利于查明大断裂或深大断裂带,也有助于判别断裂的级别及组合关系。同时,亦可获得关于断裂数量及同级别断裂的间距以及导岩、控矿规律等方面的资料。其次,用大、中比例尺遥感图像解译研究断裂构造的具体空间分布和相互切错关系。

遥感图像解译中应特别注意环状断裂构造、隐伏构造、活动构造的解译,这是常规地面地质填图中最易遗漏的地质构造现象,要格外加以重视,以便提高图幅质量和日后在野外调查中的预见性。

(c)解译岩浆岩体:解译岩浆岩体常利用遥感图像上较均匀一致的色彩、色调;特殊的地形地貌以及特有的钳状、放射状、环状水系;岩浆岩体块状、无层理的特性,表现在遥感图像上为缺乏黑白相间的条带状影纹,并常呈浑圆状、等轴状、半圆状轮廓形态等特征。运用上述特征及原理来勾绘岩体轮廓界线,实践证明是非常有效的。

(d)解译地层岩性:遥感图像能在大范围内追索研究岩性的变化,这就为我们研究相变提供了又一种新的手段。值得指出的是,解译岩性一定要充分利用前人已有的地质资料以及在踏勘过程中建立的地方性解译标志。

对沉积岩的解译要把握沉积岩具有成层性这一特性,其反映在遥感图像上则为条带状的影像。在遥感图像上研究沉积序列的区域性层理变化特征,对阐明沉积过程、环境变迁,建立区域地层格局有着十分重要的现实意义,它是常规地面地质工作研究无法比拟的。

对变质岩的解译,总体难度大些。若工作区为成层有序的浅变质岩系,解译方法与沉积岩类似。若工作区为层状无序的中深成变质杂岩,则可按岩浆岩解译标志来解译,要比较准确地解译出片理的分布趋势,反映区域构造格架。对变质岩的解译,用彩色航片和TM片上的影像可甄别蚀变岩类,效果较好。

(e)解译褶皱与不整合界线:遥感图像立体感强,能直接显示地质构造的三维空间变化规律。

通过遥感图像研究褶皱类型、规律、特征及褶皱组合型式,比单纯在地面研究更直观方便。一般来讲,小比例尺卫星图像对研究大型褶皱构造有较好效果,中大比例尺航片图像则把小构造更清楚地反映出来。总之,对褶皱的解译,主要利用影像的对称性或完美的转折端来定夺。

角度不整合界线,一般在遥感图像上表现得更直观、清晰,解译勾绘的精确效果比实地勾绘还要好。

(f)量测必要的产状要素:在遥感图像上要利用三角面、梯形面、单面山、猪背岭等来量测地层、断层、接触面的产状,目估其倾角,且要转绘到遥感解译图上。

注意事项:在遥感图像全面解译的过程中,始终要注意踏勘路线和剖面测制位置的选定。

C.遥感地质解译图(草图)

在上述解译内容完成后,要对整个遥感地质解译(草)图的图面进行修饰,包括图内、图外两部分内容。

图内内容包括各种地质界线、地质代号、构造符号、产状要素的着墨、着色(在透明图反面)等。图外内容包括图名、比例尺、图例、图签(责任表,下同)、图框等。

D.编写遥感地质解译小结或报告

叙述本次工作所采用的遥感技术方法和特点,所利用的遥感图像种类、比例尺、质量及可解译程度,详述各类地质体的解译标志(可列表),线形、环形和描述构造的影像特征及其地质意义等。

值得注意的是,遥感地质解译图编制后,一定要将解译的各地质体界线,转绘到附于地形图(手图)之上的透明纸上,以备日后地质填图路线调查时参考和验证。

(2)地质、矿产资料的分析利用

对收集来的地质、矿产资料,应及时全面整理、综合评析,确定其参考利用价值。

研究前人文献资料有两种方式:一是先阅读最新的或较权威性的总结性文献,了解工作区的概况;二是按文献资料发表时间的先后顺序或调查的先后次序来阅读、分析、研究。对资料阅读的同时应力求完成资料整理、摘录、填写资料卡和编制有关图件(如工作区地质矿产研究程度图)。

编制工作区的地质矿产研究程度图,就是将工作区前人已经开展过的各种比例尺的地质调查,用不同的线条、符号和数字等来表示其工作范围、工作性质、工作比例和调查的时间,并将资料编号。重要的实际资料要标绘在研究程度图上(如控制矿体的山地工程、钻孔位置、重要的采样点和化石点等)。

(3)其他资料的整理

对前人在工作区开展的化探、重砂、物探工作的成果资料进行综合整理,编制1:5万工作区的化探、重砂、物探异常综合图,以备今后地质调查工作中参考和查证。

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