Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Особенности методики обработки, интерпретации и оценка эффективности применения аэрокосмофотометодов при геологическом картировании Восточно-Родопской площади

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Стоянова, Вылкана Стоянова

Введение

Глава I. Методы дистанционного исследования Земли.

1. Электромагнитные методы.

1.1. Источники и характеристики электромагнитных полей Земли.

1.2. Фотографическая съемка.

1.3. Инфракрасная съемка.

1.4. Радиофизическая съемка.

1.5. Многоспектральная съемка.

2. Магнитная съемка и спутниковые гравитационные измерения.

3. Геологические задачи.

4. Геолого-экономическая эффективность.

Глава II. Особенности методики дешифрирования разномасштабных аэро- и космических фотоснимков территории Восточно-Родопской площади.

1. Анализ исходных данных.

1.1. Геолого-геофизические материалы.

1.2. Дистанционные материалы.

2. Дешифрирование фотоснимков.

2.1. Визуальное дешифрирование.

2.2. Инструментальное дешифрирование.

3. Составление корреляционных схем элементов дешифрирования разномасштабных снимков.

4. Проверочные геологические и спектрофотомет-рические исследования.

Глава III. Геолого-геофизическая интерпретация результатов дешифрирования.

1. Линеаменты.

2. Кольцевые структуры.

3. Фотогеологические комплексы.

4. Использование результатов дешифрирования КС и АЗЮ при поисках полиметаллических оруденений.

Глава IV. Оценка reoлого-экономической эффективности аэрокосмических методов при решении задач геологического картирования.

1. Геологическая информативность.

2. Экономическая эффективность.

3 а к л ю ч е н и е.

Введение Диссертация по геологии, на тему "Особенности методики обработки, интерпретации и оценка эффективности применения аэрокосмофотометодов при геологическом картировании Восточно-Родопской площади"

Дистанционные методы исследования Земли /аэро- и космические/ имеют сравнительно короткую историю, но их появление и регулярное проведение ознаменовало новый этап в развитии естественных и технических наук. В области геологических знаний революционизирующая роль аэрокосмических методов проявляется в нескольких аспектах: в качественно новой информации о природе Земли, ее отдельных компонентах, явлениях., которую невозможно получить, используя традиционные методы; в возможности оперативного уточнения, проверки и дополнения существующих геологических карт; в значительной экономии средств /материальных и трудовых/ при решении конкретной геологической задачи. Все это привело к формированию нового метода региональных исследований - аэрокосмофотогеоло-гического картирования, широко внедряемого в настоящее время в практику геологоразведочных работ.

НЕБ, являясь активным членом организации "Интеркосмос" и благодаря социалистической экономической интеграции, добилась значительных успехов в области конструирования и использования различной аппаратуры /особенно спектрофотоме-трической/ для проведения дистанционных съемок с самолетов, и космических носителей. В нашей стране с начала 80-х годов особое внимание уделяется аэрокосмическим исследованиям Земли, о чем свидетельствует не только создание различных научных и производственных учреждений, но и тот факт, что в апреле 1979 г. в космосе работал болгарский космонавт в составе международного космического экипажа КК "Союз-33", а сейчас на околоземной орбите успешно функционирует ИСЗ "Вол-гария-1300", полностью оснащенный болгарской аппаратурой.

Использование аэрокосмических методов исследования для целей геологии в НРБ неразрывно связано с формированием в 1976 г, научно-производственного звена "Дистанционные методы" в системе Предприятия геофизических исследований и геологического картирования /ПГП-ГК/ Комитета Геологии.

Создание и внедрение дистанционных исследований в практику геологоразведочных работ обусловливает необходимость определения их места в технологию процесса изучения природных ресурсов, оптимизировать методику обработки и интерпретации исходного фотографического материала и оценить конкретные геологические и экономические выгоды от их применения. Обоснованное включение аэро- и космических фотоснимков в комплекс геологических исследований с целью повышения их экономической эффективности соответствует стратегической задаче Болгарской Коммунистической Партии в УШ-ой пятилетке повысить качество и эффективность продукции, в том числе и геологоразведочной.

Целью настоящей работы является оценка геолого-экономической эффективности использования дистанционных исследований при геологическом картировании масштаба 1:100 ООО участка Восточно-Родопского массива в сравнение с существующими к моменту исследований геологическими, тектоническими, геофизическими картами.

Достижение этой цели потребовало решения следующих основных задач:

1/разработать методику дешифрирования существующего набора разномасштабных космических /КС/ и аэрофотоснимков /АфС/ исследуемой территории;

2/провести корреляционный анализ полученных результатов по уровням естественной генерализации и наметить ключевые участки для проведения наземных геологических и спект-рофотометрических работ;

3/выполнить аналитическую обработку и геолого-геофизическую интерпретацию элементов дешифрирования площади исследований;

4/количественно оценить геологическую информативность и экономическую эффективность применения аэрокосмических данных при геологическом картировании территории Восточ-но-Родопского массива.

Методика выполнения исследований включала:

1/анализ и синтез теоретических и практических результатов предшествующих исследований;

2/использование метода логической дедукции при интерпретации элементов дешифрирования;

3/экспериментальные лабораторные, полевые и теоретические исследования при комплексной обработке результатов;

4/информационно-экономические расчеты для конкретной геологической модели.

Работа по своему характеру на данном этапе является единственной для НРБ. Ее актуальность подтверждается также тем, что с 1983 г. началось составление геологической карты Болгарии в масштабе 1:100 ООО согласно приказа Комитета Геологии.

Полученные данные обработки и разработанная методология интерпретации аэро- и космических снимков могут быть использованы и для других территорий страны. Для района Восточно -Родопс кого массива полученные результаты служат основой для целевого направления детальных наземных исследований, в. частности, поисков полиметаллического оруденения.

Работа выполнена в Предприятии геофизических исследований и геологического картирования Комитета Геологии /НРБ/ и на кафедре ядерных и радиометрических методов разведки Московского ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочного института имени Серго Орджоникидзе.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю - доктору технических наук, профессору В.М.Бондаренко и научному консультанту - доктору физико-математических наук, профессору А,А.Никитину за постоянное внимание, ценные замечания и конструктивные обсуждения работы. Считаю необходимым выразить искренную признательность сотрудникам отдела "дистанционных методов" Предприятия геофизических исследований' и геологического картирования г.Софии Н.Кацкову, С,Кулевой, Д.Стойчеву и другим товарищам за помощь, оказанную автором в процессе обработки и интерпретации материалов.

Заключение Диссертация по теме "Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых", Стоянова, Вылкана Стоянова

Заключение

Основное содержание проведенных исследований заключается в следующем:

1. Проанализировано современное состояние физических основ и технических средств методов дистанционного исследования Земли. Обобщены геологические задачи, которые решаются с их помощью и рассмотрены методы оценки их эффективности.

2. Предложена конкретная методика дешифрирования разномасштабных аэро- и космических фотоснимков с привлечением данных наземных спектрофотометрических и геологических исследований.

3. Проведена reoлого-геофизическая интерпретация и статистическая обработка выявленных и корреляционно анализируемых элементов дешифрирования. Намечены прогнозно-металло-генические участки для проведения более детальных поисков полиметаллических оруденений в районе.

4. Качественно и количественно оценена информативность дистанционных и наземных материалов с разньми уровнями естественной генерализации.

5. На конкретном примере выполнены расчеты экономического эффекта, полученного за счет включения материалов фотоснимков в общую технологию reoлого-разведочного процесса.

Основные перспективные направления аэрокосмогеологиче-ских исследований в НРБ включают:

1. Разработка методологических основ геологического использования инфракрасных, и радарных снимков.

2. Создание банк данных по спектрофотометрическим характеристикам природных образований в видимой и инфракрасной

- 109 областях электромагнитного спектра.

3. Создание комплексной методики для автоматизированной обработки дистанционных и наземных данных с целью поисков месторождений полезных ископаемых.

Защищаемые в диссертации научные положения могут быть сформулированы следующим образом:

1. Внедрение наземных спектрофотометрических исследований на ключевых участках,в условиях открытой территории, в общую методику дешифрирования аэрокосмических фотоизображений повышает возможности дифференциации геологических объектов.

2. Наиболее эффективными для выявления природы, времени заложения и пространственной морфологии линеаменттов и кольцевых структур являются карты гравитационного и магнитного полей и их трансформаций.

3. Статистическая обработка результатов дешифрирования и, в частности, построение карты плотности линеаментов позволяет с высокой надежностью классифицировать последних по интенсивности их проявления в современном тектоническом плане.При этом края изометричных объектов и наиболее проницаемые участки земной коры воделяются аномальными значениями плотности.

4. Геологическая информативность многозональных КС масштаба 1:500 ООО вше, чем геологической карты масштаба 1:100000, что и позволяет воделить их в качестве основного дистанционного материала при проведении reoлого-картировочных работ масштаба 1:100 000 всей территории НЕБ.

5. Космофототектонические карты служат основой для целенаправленного поиска полиметаллического оруденения в геологических условиях Восточно-Родопской площади путем выделения перспективных участков в узлах пересечения линеаментов и кольцевых структур.

Библиография Диссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Стоянова, Вылкана Стоянова, Москва

1. Аванесов Г,А. Проблемы аэрокосмической спектрометрии земной поверхности.-"Исследование Земли из космоса" 1980, 1.2, с.66-75.

2. Аванесов Г.А.»Глазков В.Д.,3иман Я.Л. и др. Многозональная сканирующая система "Фрагмент".-"Исследование Земли из космоса", 1981, №5, с.45-56.

3. Авдуевский B.C., Асташкин A.A., Саульский В,К. и др. Критерии эффективности космических комплексов для изучения природных ресурсов Земли.-"Исследование Земли из космос а','1981, №3, с.89-95.

4. Андреев Б.А., Клушин И.Г. Геологическое истолкование гравитационных аномалий. Л. ,Гостоптехиз.,1962, 495 с.

5. Арманд H.A. Дистанционные методы изучения земной поверхности и атмосферы Земли в СВЧ-диапазоне радиоволн.-"Исследование Земли из космоса", 1980, PI, с.95-105.

6. Арманд H.A., Вашаринов А.Е., Бородин Л.Ф. и др. Радиофизические методы в исследованиях земных покровов и перспективы их развития. В сб.: "Космические исследования земных ресурсов", М., "Наука", 1976, с.81-98.

7. Афанасьев Н.Ф., Блинов В.А. Методы фильтрации аэро-и космических снимков. Обзор информация.- М., ВИЭМС,1980,55с.

8. Баррет Э. ,Куртис J1. Введение в космическое землеведение. Пер. с англ., М., "Прогресс", 1979, 368с.

9. Башаринов А.Е., Кутуза Б.Г., Шутко A.M. Радиофизические исследования атмосферы и поверхности Земли с ИСЗ. В сб.:"Космические исследования земных ресурсов", М., "Наука",1975, с.262-275.

10. Ю.Белобородов М.А., Коген B.C. Использование космофотогеологических карт при прогнозе рудных районов.-"исследование Земли из космоса", 1980, ¡,¡2, с.34-43.

11. Брюханов В.Н., Моралев В.М. Космическая информация и геологические исследования. -"Исследование Земли из космоса','1980, №1, с.49-54.

12. Бродовой В.В. Системные геофизические исследования рудных районов. Изв. высш. учебн. завед. Геол. и разв., 1972, №12, с.100-110.

13. Бурлешин М.М., Колоскова В.Н. Опыт информационной оценки эффективности применения космических снимков в гидрогеологических исследованиях. -"Исследование Земли из космоса",1981, №4, с.27-31.

14. Бурлешин М.И., Садов A.B. Об эффективности использования космических снимков в гидрогеологических исследованиях. -"Исследование Земли из космоса", 1983, (f-2, с.21-26.

15. Виноградов Б.В., Севастьянов В.И. Проблемы исследования природной среды с пилотируемых космических кораблей. -"Исследование Земли из космоса", 1980, №1, с.14-24.

16. Геологическое изучение Земли из космоса /В.Г.Трифонов, В.й.Макаров, О.С.Деревянко/. Тр.Геол.ин-та АН СССР. 1978, вып.317, 228с.

17. Гонин Г.Б. Космическая фотосъемка для изучения природных ресурсов. -Л., "Недра", 1980, 319с.

18. Гонин Г.Б. Технические средства геологического изучения Земли из космоса. Обзор информация. -М., ВИЭМС, 1976, 65 с.

19. Горанов А. Литология на палеогенеките отложения в част от Източните Родопи. Тр.Геол.Бълг., Сер.геох. и пол. изк,, е., 1960, , с.258-306.

20. Гохман B.Fi., Меклер М.М. Теория информации и тематическое картирование. В кн.: Теоретическая география. -Fi., "Мысль", 1971, с.37-45.

21. Гочев П., Кацков Н., Спиридонов X. Крупнейшие ли-неаменты и кольцевые структуры Народной Республики Болгарии. -"Исследование Земли из космоса", 1982, N-2, с.20-24.

22. Грушинский Н.П, Теория фигуры Земли. -М., "Наука", 1976, 389с.

23. Дачев X,, Стойчев д., Стоянова В, Некоторые вопросы геологического строения Болгарии в свете геофизических и фотокосмических данных. Труды XXVIII Межд.геоф.симп., Будапешт,т.I, 1983, с.493-504.

24. Долгинов Ш.Ш,, Иванченко М.П., Орлов В,П. и др. Вековая вариация геомагнитного поля эпохи 19б5-1970г, по данньм обсерватории и спутников. -"Геомагнетизм и аэронамия", 1972, т.XII, №3, с.26-30.

25. Долгинов Ш.Ш,, Наливайко В.И. Эксперименты по программе мировой магнитной съемки. "Исследования космического пространства", -М.,"Наука", 1965, с.606-614.

26. Егоров В.В., Тарнопольский В.И. Физические основы дистанционного зондирования Земли из космоса. Сб. Материалы Межд.учебн.семинара ООН по применению дистанционного зондирования /СССР, Баку, 3-19.Х.1977г./, Баку, 1977, с.18-32.

27. Еремин В.К. Пути повышения экономической эффективности региональных геологосъемочных работ.-М.,"Недра",1973,30с.

28. Еремин В.К., БрюхановВ.Н.,Махин Г.В. и др. Состояние и основные задачи развития аэро- и космических методов в геологии.-Изв.вызш.учебн.завед.Геол.и разв., 1978, №10, с.3-8.

29. ЖагарЮ.Х., Жагар Н.Б. Возможности вычисления локального гравитационного поля Земли по наблвдениям ИСЗ.-"Учен.- 113 зап. Латв. ун-та", 1974, т.202, вып.10, с.42-49.

30. Иенсен М., Лейлендер Ф. Результаты изучения космических снимков штатов Юта и Невада. В кн.:Космическая геология. Пер. с англ. Под. ред. В.Н.Кирюхина.-Л."Недра",1979, с.85-96.

31. Исследование природной среды с пилотируемых орбитальных станций /Под ред. К.Я.Кондратьева/, Л., Гидрометеоиз-дат, 1972, 399с.

32. Йовчев Й. /ред./ Тектонски строеж на България. -С., "Техника", 540с.

33. Иосифов Д. Първоразрядни дълбочинни разломи и земе-корни блокове в нагънатите зони и активизираните области на България по геофизични данни.-Теотикт., тектонофиз. и геодинам.", С., 1977,N'6, с.48-65.

34. Кац Я.Г., Копп М.Л, 0 классификации дешифровочных признаков геологических объектов при дистанционных исследова-ниях.Изв.вызш.учебн.завед.Геол. и разв.,1976, N=11,с. 105-108.

35. Кац Я.Г., РябухинА.Г., Трофимов Д.М, Космические методы в геологии. -М., изд-во МГУ, 1976, 246с.

36. ЗЗ.Кацков Н., Стойчев Д. Структурно-геологическая дешифровка космических телевизионных снимков Балканского полуострова. ."еео1.Ва1", 1976, 6.2, р.3-16.

37. Кириллов А.Б., Борисов 0.М, Опыт составления космогеологической карты на основе дешифрирования телевизионных снимков с ИСЗ "Метеор" /на примере Средней Азии/. -"Исследование Земли из космоса", 1980, №4, с.25-29.

38. Клушин И.Г., Абрамович И.И. Спутниковые измерения геопотенциала и состав продуктов мантийных магм. "Геофизические исследования при геологическом изучении территории СССР" -Тр.н.-иссл.геол.ин-та /ВСЕГЕИ/, Л., 1977, т.240, с.3-7.

39. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И. Тематическое дешифрирование многозональных космических снимков. -"Исследование Земли из космоса", 1980, №1, с.88-94.

40. Коваль А.Д., Тищенко А.А. Космические исследования и экономика. -М., "Знание", 1973, 64с.

41. Кожухаров Д. Протерозойски комплекс. "Стратиграфия на България", "Наука и изкуство", С., 1978,сх25-62.

42. Комаров В.Б. Современные аспекты развития дистанционных методов геологических исследований. -"Исследование Земли из космоса", 1980, №2, с.28-33.

43. Коомическая геология. Пер. с англ. Под ред. В.А. Кирюхина. -Л., 'Недра", 1979, 381с.

44. Космическая съемка и тематическое картографирование: Методика обработки многозональных снимков, /Под ред. К.А. Салищева, Ю.Ф.Книжникова/. -М., изд-во МГУ, 1979, 232с.

45. Космическая фотосъемка и геологические исследования./Под ред.Г.Б.Гонина, С.И.Стрельникова/,-Л."Недра",1975,426с.

46. Макаров В.И. Некоторые проблемы и перспективы развития космических методов геологических исследований. Изв.вызш. учебн.завед.Геол. и разв., 1981, №3, с.41-45.

47. Мишев Д. Дистанционни изследвания на Земята от. космоса. С., БАН, 1981, 206с.

48. Можаев Б.Н., Афанасиева Н.С., Козицкая М.Т. и др. Опыт геологического дешифрирования космических снимков Болгарии полученных с ИСЗ "Geol.Bal",6.4.,Sofia, 12, 1976, p.3-18.

49. Планетарная трещиноватоеть. Л., изд-во ЛГУ,1973,176с.

50. Применение тепловой ИК-съемки в гидрогеологии и инженерной геологии.Обзор /А.И.Антьпко, А.В.Садов/, -М. ,1979,50с.

51. Пужов А.Н., Тюрмина Л.0. Градиенты главного геомагнитного поля. Материалы IX конференции по постоянному магнитному полю, палеомагматизму и магматизму горных пород", Баку,1973, с.114-115.

52. Расцветаев Л.М. О генетической природе линеаментов, выявляемых: на космических изображениях Земли/на примере Кавказа/. Изв.вьеш.учебн.завед.Геол. и разв. ,1974,№12, с.68-71.

53. Сагдеев Р.З. Исследование Земли из космоса. Совместный эксперимент ученых СССР и ГДР на КК"Союз-22". Вестн. АН СССР, 1977, №3, с.6-20.

54. Садов А.В., Ревзон А.Л. Аэрокосмические методы в- 116 гидрогеологии и инженерной геологии. -М.,"Недра",1979, 223с.

55. Садов A.B., Химичев Л.Г. Опыт использования мате-шалов космической съемки для гидрогеологических исследований j горных районах. Изв.высш.учебн.завед. Геол. и разв., 1976,с. 109-117.

56. Симонова Г.М. Информативность малых объектов аэро-сосмических снимков, йзв.вьвш.учебн.завед. Геол. и разв.,1981, °-3, с.99-107.

57. Скарятин В.Д. Об изучении разрывной тектоники по {омплексу разномасштабных космоснимков Земли /метод многосту-1енчатой генерализации/. Изв.вьюш.учебн.завед. Геол. и разв. L973, №7, с.34-50.

58. Скачков В.А. Космос и проблемы мировой экономики. Междунар. отношения,1978, 168с.

59. Соловьев H.H. Опыт использования космической информации для поисков газовых месторождений, йзв.вызш.учебн.завед. Геол. и разв., 1978, с.109-114.

60. Станоев И. Доклад за резултатите от гравиметричнитеи магнитни проучвания в района на Източни Родопи, извършени през 1963 г., С., Геофонд, 1965, 180с.

61. Стоянова В.,Кацков Н. Методика за комплексна обработка и интерпретация на дистанционни и наземни спектрофотометрич-ни данни. С., Геофонд, 1982, 29с.

62. Тодоров Т., Латифян Ж. Доклад за гравиметрични проучвания на част от Централни Родопи в района на Чепеларе, Смолян, Давидково, Мадан, Златоград проведени през 1977 г. в ма-щаб 1:50 000. С., Геофонд, 1982, 210с.

63. Трофимов Д.М. К проблеме оценки геологической информативности космических снимков. Экспресс-информация. Сер. Общ.а регион.геол. и геол.картирование. М., 1975, №2, 30с.

64. Трофимов Д.М. Опыт построения космотектонических сарт. Экспресс-информация. Сер. Общ. и регион, геол. и геол. картирование. М., 1983, №8, с.1-4.

65. Цирель B.C. Современные методы магнитной съемки и эбработки результатов. -"Геомагнитные исследования", М., 1977, Й9, с. 18-23.

66. Шенон К. Работы по теории информации и кибернетике. 4., изд-во Иностр. лит., 1963, 72с.

67. Шилин Б.В. Тепловая аэросъемка при изучении природных ресурсов. JI., Гидрометеоиздат, 1980, 247с.

68. Шилин Б.В., Неварко Е.А., Горный В.И. и др. Геологические предпосылки инфракрасной аэросъемки. В кн.: Применение новых видов аэросъемки при геологических исследованиях, Ji., "Недра", 1976, с.91-101.

69. Graham L.C. Rydstrom И.О. Synthetic apertur radar application to earth resources development. WESCON Technical Paper, Los Angeles, 1974, v.18, pp.1-6.

70. Sabins E. Remote sensing principles and interpretation. >an Francisko, w.H. freeman and Co., 1978, 425 p.

71. Список графических приложений

72. Схема элементов дешифрирования сканерных снимков с ЙСЗ эндсат-1" M 1:1 000 ООО.

73. Корреляционная схема элементов дешифрирования сканерныхх ЙСЗ "лэндсат-1" ~М 1:1. ООО ООО.

74. Схемы элементов дешифрирования многозональных снимков -1:500 ООО.

75. Схема элементов дешифрирования синтезированного снимка -1:500 000.

76. Корреляционная схема элементов дешифрирования космических :имков M 1:500 000.

77. Космофототектоническая карта М:1:500 000.

78. Тектоническая карта M 1:500 000.

79. Схема элементов дешифрирования высотных АО С Li 1.: 100 000.

80. Схемы элементов дешифрирования многозональных А5С-1:55000.

81. Корреляционная схема элементов дешифрирования высотных, югозопальных, синтезированных и квантованных АФС M 1.: 100 000.1.. Геолог ическая карта ivi 1:100 000.

82. Корреляционная схема лииеаментных и кольцевых структур,усшсвленных при дешифрировании КС и АФС M 1:25 000.

83. Геологическая карта M 1:25 000.

84. Интерпретащионная схема магнитного и гравитационного полей сексмогенных дислокаций M 1:500 000.

85. Проявление Звездельской кольцевой структуры в физических элях и их трансформациях.

86. Проявление Маданской кольцевой структура в физических по-нх и их трансформациях.

87. Космофототектоническая карта /с указанием месторождений олезных ископаемых/ »! 1:500 000.