مقاله کاربرد سنجش از دور در علوم زمین

بخشی از مقاله

چکیده

کاربرد علم سنجش از دور در بخش زمینشناسی بسیار متنوع و گسترده است که یکی از این بخشها مربوط به انجام نقشه برداریهای زمینشناسی با استفاده از سنجش از دور است. اکتشاف کانیها و ذخایر معدنی با استفاده از تکنیکهای سنجش از دور به روشهای مختلفی انجام میشود که یکی از این روشها نقشهبرداری و تفکیک مناطق دگرسانی مرتبط با ذخایرمعدنی است.

با توجه به اهمیت دورسنجی و علوم زمین در صنعت امروز و با توجه به اینکه مناطق دگرسانی مرتبط با کانسارها ، از مهمترین کلیدهای اکتشافی میباشند، در این مطالعه به توضیح روشهای نقشهبرداری و تفکیک مناطق دگرسانی با استفاده از تکنیکهای سنجش از دور پرداخته و هچنین کاربردهای دیگر سنجش از دور در علوم زمنِی و کلیات آن توضیح داده شدهاست .

.1 مقدمه

منابع معدنی به عنوان اولین حلقه در زنجیره تولید نقش انکارناپذیری در توسعه، رشد و آبادانی یک کشور ایفا میکنند و زیربنای اقتصاد و صنعت را تشکیل میدهند. بشر از همان آغاز آفرینش خود و در طول تاریخ، بر حسب نیازمندیها و شناخت، از مواد معدنی استفاده کرده است. به عبارت دیگر، همین مواد معدنی هستند که پایه و اساس تمدن را تشکیل میدهند. از این رو اکتشافات معدنی به عنوان اولین قدم در راه استفاده از آنها اهمیت ویژهای دارد. به موازات تولید و پیشرفت علم، تکنولوژی و ابداعاتی چون سنجش از دور، سیستمهای اطلاعات جغرافیایی و سیستمهای تعیین موقعیت جهانی، روشهای سنتی اکتشاف معدنی جای خود را به روشهای جدید سپرده است.

سنجش از دور دانش و فن جمعآوری اطلاعات از عوارض سطح زمین، بدون تماس فیزیکی با آنها است. دادههای سنجش از دور، توان زیادی برای شناخت نواحی دگرسان شده مرتبط با تودههای کانسار و در نتیجه اکتشاف ذخایر معدنی دارند و به عنوان یک روش استاندارد در زمینه اکتشافات معدنی شناخته میشوند. دادههای سنجش از دور به دلیل یکپارچه و وسیع بودن، تنوع طیفی، تهیه پوششهای تکراری و ارزان بودن، در مقایسه با روشهای گردآوری اطلاعات از قابلیتهای ویژهای برخوردار است که امروزه عامل نخستین در مطالعه سطح زمین و عوامل تشکیل دهنده آن محسوب میگردد 

ماهیت رقومیدادهها موجب شده است که سیستمهای کامپیوتری بتوانند این دادهها را به طور مستقیم استفاده کنند. دسترسی سریع به نقاط دور افتاده و دقت بالای آنها از امتیازات خاص این فناوری محسوب میشود. تکنیکهای سنجش از دور نقش مهمی را در تعیین محل نهشتههای معدنی ایفا میکنند و بطور قابل توجهی هزینههای پی جویی اولیه و مطالعات نیمه تفضیلی را کاهش میدهند

استفاده از تصاویر ماهوارهای در هنگام سازی نقشههای زمینشناسی، بهبود کیفی نقشهها و تهیه نقشههای موضوعی بسیار مفید میباشد. سنجش از دور امروزه در علوم مختلف مانند زمینشناسی، باستانشناسی و محیط زیست کاربرد دارد. نسل جدید از سنجش از دور پیشرفته در چند دهه اخیر در اکتشاف مواد معدنی، اکتشاف ذخایر نفتی، محیطزیست وکشاورزی به کار گرفته شده است

کاربرد علم سنجش از دور در بخش زمینشناسی بسیار متنوع و گسترده است که یکی از این بخشها مربوط به انجام نقشه برداریهای زمینشناسی با استفاده از سنجش از دور است. انجام نقشهبرداریهای زمینشناسی با استفاده از علم سنجش از دور شامل

•    شناسایی نوع سنگ
•    شناسایی ساختار
•    نقشهبرداری ساختاری و ترکیبی
•    ژئوشیمی از راه دور
•    اکتشاف ذخایر نفتی
•    اکتشاف منابع معدنی
•    استفاده در منابع آب

اکتشاف منابع مواد معدنی با استفاده از سنجش از دور خود از سه روش زیر انجام میشود [1]

•    نقشهبرداری دگرسانیها

•    نقشهبرداری ساختارها

•    نقشهبرداری با استفاده از تصاویر ابرطیفی

در این مطالعه سعی شده است که مطالبی مرتبط با کاربرد علم سنجش از دور در اکتشاف منابع معدنی با استفاده از نقشهبرداری دگرسانیها جمعآوری و ارائه گردد و البته در مورد کاربردهای دیگر سنجش از دور در علوم زمین نیز توضیحاتی داده میشود.

.2 سنجش از دور و سنگشناسی

در این قسمت به خصوصیاتی که در هریک از سنگهای آذرین، رسوبی و دگرگونی وجود دارد و مارا در تشخیص آنها با استفاده از تصاویر ماهوارهای و تکنیکهای سنجش از دور کمک میکنند، اشاره میشود.

.1 .2 سنگهای آذرین

سنگهای آذرین درونی معمولا مناطقی به مساحت دهها کیلومترمربع را پوشش میدهند و بافت نسبتا همگنی دارند. این سنگها ممکن است دارای درزهها، گسلها و یا دایکهای قوسی شکلدار در حواشی خود باشد و تحت تاثیر سیستمها درزهای در کل ناحیه قرار گرفته باشند. سنگهای درشت دانه درونی به راحتی به خاکهای خوب زهکشی شده و ضخیمی فرسایش مییابند در حالی که سنگهای ریزدانه در مقابل فرسایش مقاومتر هستند. سنگهای درونی فلسیک1 مانند گرانیتها رنگ روشنتری دارند در حالی که نفوذیهای مافیک مانند گابرو رنگ تیرهای دارند. معمولا کانیهای مافیک در اثر فرسایش و دگرسانی به رسها تبدیل میشوند و توپوگرافی ملایمتری را نسبت به سرزمینهای گرانیتی نشان میدهند. واحدهای الترامافیک، کربناتیتها و کیمبرلیتها ریختشناسی غیرعادی داشته و دارای مراتع تنگ میباشند

از مشخصات سنگهای آذرین درونی وجود رگههای پرشده از نهشتههای کانیایی است که معمولا در محل گسلهای حلقهای، شعاعی یا در محل تقاطع آنها مشاهده میشوند. این رگهها معمولا توسط گسلهای همراه آنها، میزان مقاومت آنها در مقابل فرسایش و یا رنگ روشن آنها مشخص میشوند. سنگهای آذرین بیرونی غالبا سزرمینهای مشخصی دارند.

آتشفشانها، مخروطهای آتشفشانی و لاواهای جریانی همگی به راحتی قابل تشخیص هستند. دهانهها اغلب توسط دایکهای شعاعی یا حلقهای و کراترهای پرشده توسط دریاچهها قابل تشخیص هستند. اکثر سنگهای آتشفشانی دانهریز بوده و لایههای بسیار مقاومی هستند که پرتگاههای پرشیبی را ایجاد میکنند. تشخیص توفها از سنگهای رسوبی فرسایشپذیر مشکل است. آنها رنگهای بسیار روشن دارند. بازالتها غالبا تیره بوده و گاهی به صورت لاواهای جریانی مشاهده میشوند. در بعضی از مناطق بازالتها لایههای تیره و مقاومی را تشکیل میدهند که دهها کیلومترمربع را پوشش میدهد. بیشتر سرزمینهای آتشفشانی خاکهای قرمز رنگی را همراه خود دارند

که در نتیجه هوازدگی سریع کانیهای آهندار بوجود آمدهاند. از ویژگیهای گفته شده میتوان برای تشخیص سنگهای آذرین با استفاده از روشهای سنجش از دور استفاده کرد 

.2 .2 سنگهای دگرگونی

غالبا سنگهای دگرگونی میتوانند توسط چسنخوردگیها و خطوارهها مشخص شوند. سنگهای فشار پایین مانند شیستها معمولا دارای رنگ تیره و فرسایشپذیری زیاد در امتداد برگوارگیهای انها میباشند اما در بعضی از مناطق تشخیص آنها از سنگهای رسوبی ممکن است مشکل باشد. سنگهای دگرگونی برخلاف سنگهای آذرین نفوذی، ناهمگن بوده و بنابراین رنگ و بافت سطحی یکنواختی ندارند

.3 .2 سنگهای رسوبی

سنگهای رسوبی توسط لایههای متناوب مقاوم و ضعیف با ضخامتها و رنگهای متنوع مشخص میشوند. ظاهر اناوع مختلف سنگها به اندازه دانههای آنها، ترکیب و محیط هوازدگی آنها بستگی دارد

.4 .2 ماسه سنگها

ماسه سنگها عمدتا ار کوارتز و فلدسپات تشکیل شدهاند و برآمدگیهای مقاومی را تشکیل میدهند. البته این مقاومت به نوع و درجه سیمانشدگی ماسه سنگها بستگی دارد. سیمانهای سیلیسی نسبت به سیمانهای کلسیتی مقاومترند و هردوی اینها نیز از سیمانهای رسی و ژیپسی مقاومترند. ماسه سنگهای با تخلخل بالا معمولا جریان سطحی کمی دارند و آبراههها با فاصله از هم جریان دارند. نفوذپذیری بالا باعث رشد گیاهانی با ریشههای عمیق در ماسه سنگها میشود. به دلیل شکنندگی و مقاومت زیاد در ماسه سنگها، سیستمهای درزهای گسترش زیادی پیدا میکنند

.5 .2 شیلها

شیلها یا ذرات رسی و یا از کوارتزهای با اندازه رس تشکیل میشوند. به دلیل ریزدانه بودن بسیار فرسایشپذیر بوده، درنواحی مرطوب درههای کمشیبی را تشکیل میدهند. به دلیل جریان سطحی زیاد آبراههها با فاصله خیلی کم از هم جریان دارند. به دلیل اینکه واحدهای شیلی بیشترتمایل دارند که حالت شکلپذیر داشتهباشند، درزهها در آنها به خوبی توسعه نمییابند. شیلها برای ایجاد زمینلغزشها مستعد هستند و به طور کلی توپوگرافی ملایمی را نشان میدهند. مارنها خصووصیات ریختشناسی تقریبا مشابهی با شیلها دارند

.6 .2 کربناتیتها

کربناتیتها بلورین هستند و بنابراین در مقابل هوازدگی فیزیکی مقاوم هستند. در مناطق خشک آنها برآمدگیها را تشکیل داده و به آسانی دچار شکستگی میشوند. در مناطق مرطوب آنها مقاوماند اما زمین ریختشناسی مدوری دارند . کربناتها معمولا معمولا رنگ روشنی دارند گرچه در اثر هوازدگی ممکن است تیره شوند. یکی از ویژگیهای مهم کربناتها وجود کارستها یا چاهکها در آن است مناطق لکه لکه و آبلهگونی را بوجود میآورند

در چنین مناطقی الگوی آبراههها به صورت نامنطمی مشاهده میشودف به دلیل اینکه آبراههها به طور ناگهانی در چاهکها فرو میریزند یا اینکه همه نزولات جوی در میان درزهها نفوذ پیدا میکنند. در مناطق خشک کربناتها خاک کمی تولید میکنند، درههای پرشیبی دارند و همچنین بیشتر گیاهان در چاهکهایی که رطوبت در آنها جمع میشود رشد میکنند. ئر مناطق مرطوب گیاهان تجمع بیشتری دارند.

رسهای برجامانده همراه کربناتها در مناطق مرطوب خاکسرخ را تشکیل میدهند. راه مشخصی برای تشخیص بین سنگ آهک و دولومیتها وجود ندارد مگر با طیفنگاری تصویری با تفکیکپذیری بالا در نواحی که پوشش گیاهی کم است یا وجود ندارد. دولومیتها اغلب شکستگی زیادی دارند و راحتتر از آهکها دچار فرسیایش میشوند. بنابراین ممکن است در یک ناحیه مشخص دولومیتها رنگ سیاه داشته در صورتی که آهک رنگ خاکستری داشته باشد