آشنايي با سنجش از دور
جمع آوري و تقسير داده ها در مورد يك عارضه را مي توان بدون اينكه بطور فيزيكي با آن در تماس بود،انجام داد،كه اين امر با استفاده از تصاوير ماهواره اي و نيز حركت سنجنده در راستاي مسيرهاي آزاد، انجام مي شود.سنجش از دور به عنوان يك ابزار مورد استفاده در استخراج اطلاعات درباره ساختمان سطحي و زير سطحي زمين و تركيب آن استفاده مي شود،اما اغلب با اطلاعات ديگري كه از منابع ديگر تهيه شده است تلفيق شده و بوسيله سنجش هاي ديگر تكميل مي گردند.
كاربرد سنجش از دور تنها به زمين شناسي خلاصه نشده است و مي تواند براي عمليات هاي پشتيباني و تداركاتي از قبيل طراحي جاده، جهت دسترسي به نواحي معدني و نيز توليد نقشه پايه بر اساس داده هاي زمين شناسي، مرجع قرار داده شود يا همراه به روش هاي ديگر از آن بهره جست.
از جمله كاربرد هاي سنجش از دور در علم زمين شناسي عبارتند از:
-تهيه نقشه هاي سنگ بستر/منابع سطحي
-تهيه نقشه هاي سنگ شتاسي و ساختماني
-اكتشاف و استخراج شن و ماسه
-اكتشاف كانسارها و هيدروكربن ها
-زمين شناسي زيست محيطي
-ژئوبوتاني
-ساختارهاي زير بنايي
-تهيه نقشه هاي رسوبي و نظارت بر آنها
-نظارت و ثبت بلاياي طبيعي و تهيه نقشه هاي جهاني
كه موارد اكتشافات آن مربوط به زمين شناسي اقتصادي مي شود.
همچنين سنجش از دور اجازه مي دهد تا زمين شناسان بطور همزمان و هماهنگ از داده هاي كمكي مرجع، مانند اطلاعات ژئومغناطيسي استفاده نمايند.
تاریخچه سنجش از دور :
سنجش از دور از عکس های هوایی شروع شده و به عبارت دیگر عکس هوایی شکل قدیمی و اولیه سنجش از دور است . پس از چندین سال که عملکرد های هوایی جهان گسترده شدند سنجش از دور ماهواره ای یا سنجش از دور مدرن نیز پا به عرصه ظهور گذاشت كه امروزه براي هر ماهواره جديدي كه در فضا قرار ميگيرد، وظايف خاصي از پيش براي آن تعيين شده تا بتوانند تكنولوژي هاي جديد را آزمايش نمايند.اين مورد موجب شده تا در بين رشته هاي علوم زمين،اقبال وسيعي جهت كاربردهاي زمين شناسي سنجش از دور ايجاد شود.
سنجنده های مورد استفاده در زمین شناسی اقتصادی :
انواع مختلفی از سنجنده ها وجود دارند که برای مطالعات زمین شناسی اقتصادی مناسب است . یکی از این سنجنده های TM است که دارای 8 باند است . باند 7 آن که در محدوده مادون قرمز میانی است مناسب ترین طول موج را برای مطالعات سنگ شناسی دارد . این باند محدوده جذب كاني های رسی است و جهت تشخیص زونهای دگرسانی مرتبط با کانسار سازی و مطالعات زمین شناسی اقتصادی بسیار مناسب است . سنجنده دیگری به نام ASTER وجود دارد که از باند 6 و 8 آن می توانیم برای مطالعات زمین شناسی اقتصادی و اکتشافی استفاده کنیم که باند 6 در محدوده جذب رس که در رابطه با دگر سانی های هیدروترمال و پتانسیل های معدنی می باشد قرار دارد و باند 8 در محدوده تشخیص کربنها قرار دارد و سبب جداسازی سنگ آهک و دولومیت از دیگر سنگ ها می شود و باند 10 و 11 و12 نیز برای آشکار سازی سولفاتها و سيليكاتها طراحي شده است.
سنجش از دور در زمين شناسي اقتصادي :
تششخیص سنگ ها و کانی ها و اکتشاف کانسار ها و اکتشافات نفتی و اکتشاف معادن مختلف و ... را می توان شاخه ای از زمین شناسی اقتصادی دانست که سنجش از دور در همه این موارد می تواند با استفاده از عکس های هوایی و ماهواره ای به ما کمک کند .
کاربرد سنجش از دوردر تشخیص سنگ ها و کانی ها :
انعکاس طیفی اجزای تشکیل دهنده کانی ها و سنگ ها می تواند اطلاعات مفیدی را در اختیار ما قرار بدهد اما چون سنگ ها و کانی ها در طبیعت معمولا از خاک پوشیده شده اند و همچنین سطح اکثر سنگ ها هوا زده شده اند ، نمی توان از بازتاب طیفی در ماهواره هایی مثل لندست به نحو شایسته ای استفاده کرد اما می توانیم به بررسی ویژگی های طیفی اجزای تشکیل دهنده کانیها و سنگ ها در سه محدوده طیفی شامل :
1) مرئی و مادون قرمز نزدیک
2) محدوده مادون قرمز با طول موج کوتاه
3) محدوده مادون قرمز حرارتی بپردازیم .
1) محدوده مرئی و مادون قرمز نزدیک (VNIR) :
اشکال طیفی در این قسمت از طیف الکترو مغناطیسی مربوط به فرآیند های الکترونی عناصر واسطه مثل آهن ، منگنز ، مس ، نیکل ، کروم و . .. می باشد. عناصری مثل سیلیس ، آلومینیوم و گروه های آنیونی مثل سیلیکات ها ، کربنات ها ، فسفات ها که حجم زیادی از سنگ های زمین را تشکیل می دهند در این قسمت فاقد اشکال طیفی می باشد و مهم ترین عضوی که خصوصیات طیفی آن مربوط به این ناحیه می شود آهن است . یون فریک در پیوند Fe-o که معمولا در سنگ های سطح زمین حضور دارد جذب شدیدی را در محدوده طول موج ماورای بنفش – مرئی به علت اثر انتقال بار الکتریکی شامل می شود .
2) محدوده مادون قرمز با طول موج کوتاه (SWIR) :
این محدوده به دلیل اینکه اشکال طیفی هیدروکسیل ها و کربنات ها که از مهم ترین اجزای تشکیل دهنده پوسته زمین هستند در آن قرار دارد بسیار مهم است . یون هیدروکسیل بطور گسترده ای در کانی های سنگ ساز مثل رس ها ، میکاها و کلریت وجود دارد این یون باعث جذب اساسی در ارتعاش در محدوده هایی می شود . همچنین می تواند در شناخت مناطق دگر سانی گرمابی که شامل بسیاری از کانی های رسی مثل کائولینیت ، موسکویت ، پیروفیلت ، آلونیت ، دیکیت ، مونت موریلونت و دیاسپور می باشد کمک می کند .
3) محدوده مادون قرمز حرارتی (TIR) :
اشکال طیفی بسياری از کانی های سنگ ساز مثل سیلیکات ها ، کربنات ها ، اکسید ها ، فسفات ها ، سولفات ها ، نیترات ها و نیتریت ها در این قسمت از طیف توصیف می شود .
بنا براین مناطق دگرسانی گرمایی اغلب به خاطر حضور اکسید های آهن و هیدروکسیل تشخیص داده می شوند . رنگ سنگ ها نیز اغلب کلید خوبی برای تشخیص کانی ها می باشد که سنجش از دور ابزار مناسبی برای تشخیص آها دارد ولی بطور کلی از آنجا که تصاویر ماهواره ای در طول موج های مختلفی برداشته می شوند ، تهیه طیف سنگی و نقشه های مربوط می تواند کاربرد های مختلفی داشته باشند از جمله : تشخیص واحد های سنگی بخصوصی ( مثل واحد های سنگ آهک و دولومیت ) که از طریق تصاویر و عکس های معمولی تفکیک آنها ممکن نیست .
- افزایش شناخت از واحد های سنگ شناسی نقشه برداری نشده به وسیله نمودار خصوصیت طیفی آنها
- تشخیص دگر سانی های سطحی
- امکان تشخیص سنگ حاوی منابع آلی و حتی درجه تکامل و بلوغ آنها
کاربرد سنجش از دور در اکتشافات نفت :
اولین قدم برای اکتشاف نفت تعیین نفت گیر های مناسب در مناطق نفت خیز است . معمولا دو نوع نفت گیر وجود دارد یکی از نوع ساختاری مثل چین ها یا گسل ها و دوم از نوع چینه شناسی مثل انواعی که به وسیله تغییر رخساره در فرآیند رسوبگذاري ايجاد مي شوند .
از سنجش دور به منظور شناسایی ساختار های طاقدیسی گنبد ها ، گسل ها و زونهای شکستگی که تشکیل نفت گیر های ساختاری را می دهند استفاده می شود. برای مطالعه اشکال زمین شناسی خاص ، زهکشی خاک ، پوشش گیاهی که می توانند نشانه ای برای شناخت نفت گیر های احتمالی باشند استفاده می شود.گاهی در نفت گیرهایی که در واحد های چینه شناسی عمیق هستند ، نشت مواد هیدروکربنی در سطح زمین باعث ایجاد تغییراتی در سطح زمین و دگرسانی های خاص و آنومالیهای ژئوبوتانی می شود که با استفاده از سنجش از دور چند طیفی به مطالعه خصوصیات طیفی این تغییرات سطحی پرداخته می شود .
كاربرد سنجش از دور در اكتشافات كانسارها :
امروزه استفاده از داده هاي متنوع سنجش از دور در اكتشافات منابع اقتصادي كانسارها در پي جويي هاي مدرن معمول شده است.اين مساله به اين داده ها در اكتشاف ذخائر معدني ارزش خاصي ميدهد.داده هاي سنجش از دور به خاطر وسعت زياد منطقه تحت پوشش و پوشش هاي چند طيفي و چند زماني مي توانند در شناسايي ايالتها و كمربند ها ومكانهاي كانه زايي مورد استفاده قرار گيرند.سنجش از دور و GIS روشهاي نويني هستند كه امروزه بصورت يك ابزار ارزشمند براي تشخيص ذخائر معدني يا جدا كردن مناطق مساعد كانه زايي از ساير مناطق به كار مي روند.بنابراين نقش مهمي در تعيين موقعيت ذخاير و كاهش هزينه هاي پي جويي و اكتشاف دارند.نقش سنجش از دور در اكتشاف كانسارها را مي توان به صورت زير خلاصه كرد:
1- نقشه برداري از واحد هاي سنگ شناسی و چینه شناسی و خطواره هاي بزرگ و روندهاي ساختاري در طول نواحي كه احتمال كانسار سازي وجود دارد.
2- نقشه برداري الگوهاي ساختاري و شكستگي هاي محلي كه ممكن است تشكيل دهنده كانسارهاي خاص باشند.
3- شناسايي مناطق دگرسان شده مرتبط با توده هاي كانسار.
4- تهيه اطلاعات زمين شناسي پايه با استفاده ازداده هاي سنجش از دور.
بسياري از كانسارها با سازند هاي خاص و يا واحد هاي سنگ شناسي خاصي ارتباط دارند.شناسايي اين واحد هاي سنگ شناسي و چينه شناسي توسط داده های سنجش از دور می تواند به اکتشافات کانسار های موجود در آنها کمک کند . همچنین تصاویر لندست زمین شناسان را قادر می سازد تا ارتباط بین کانسار ها و ساختار های خطی ناحیه ای را شناسایی کنند . در یک ایالت کانه زایی تعدد شکستگی ها و خط واره ها می تواند راهنمای اکتشاف کانسار باشند ، زیرا شکستگی ها مجرایی برای عبور سیالات کانه زا هستند .شكستگيهاي محلي نيز در تصاوير لندست و با استفاده از روشهاي مختلف پردازش تصوير مثل استفاده از فيلترهايي كه عوارض خطي را واضح ميسازند قابل تشخيص هستند.البته با وجود اينكه عوارض ساختاري نقش مهمي در تشكيل مناطق معدني دارند همه اين ساختارها لزوما در ارتباط با كانسارسازي نيستند.به همين جهت ارتباط انها با دگرسانيهاي گرمابي درمنطقه قدم بعدي در جهت اكتشاف مي باشد. در بسیاری از مناطقی که کانسار سازی انجام شده مناطق دگرسان شده در ارتباط با کانسار دیده می شوند که گاهی وسعت منطقه دگرسان شده تا چند برابر خود توده معدنی می باشد و به همین جهت از این مناطق به عنوان راهنما در جهت اکتشاف کانسار استفاده می شود . گاهی در منطقه کانسار سازی شده فقط آنومالیهای ژئوشیمی بدون تغییری در ظاهر سنگ و خاک منطقه دیده می شوند ، در اینجا برای اکتشاف کانسار ها مطالعات ژئوشیمی خاک و آبراهه ای مناسب است . کاربرد سنجش از دور در اینجا ضعیف است ، فقط در صورتی که عناصر خاصی در نتیجه کانسار سازی در منطقه غنی شده باشند و تغییراتی در پوشش گیاهی خصوصا در اندازه و رنگ برگ ها ایجاد کنند این آنومالیهای ژئوبوتانی در سنجش از دور قابل شناسایی هستند . نوع ديگر دگرساني در مناطق کانه زا تغییرات كاني شناسي در مقياس کوچک است .مثلا تبديل گوتيت به مگنتيت و يا پيريت به پيروتيت كه اين تغييرات از طريق داده هاي ژئوفيزيك قابل شناسايي مي باشند ولي معمولا تشخيص آنها در تصاوير ماهواره اي امكان پذير است. بالاخره سومین نوع دگرسانی که تغییرات کانی شناسی زیادی در منطقه و در سطح زمین ایجاد می کند ، این نوع دگر سانی ، خصوصا انواعی که در کانسارهای مس نوع پروفیری دیده می شوند ، به راحتی در تصاویر ماهواره ای و با روش های مختلف پردازش تصویر قابل شناسایی هستند .
سنگ های میزبان کانسارهایی که منشا گرمایی دارند همیشه در نتیجه عملکرد سیالات گرمایی متحمل تغییرات کانی شناسی و شیمیایی می شوند .در اكتشاف كانسارها يكي از اهداف اصلي شناسايي همين سنگهاي دگرسان شده است كه خود نهايتا ممكن است منجر به كشف توده هاي كانسار شوند.
نقشه برداری زونهای دگرسان توسط سنجنده هایی که انعکاس طیفی کانیهای خاص دگرسانی در محدوده مرئی و مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی را ثبت می کنند امکان پذیر است. ماهواره لندست 7 با سنجنده ETM+ توانایی چنین کاربردی را دارد.
تصاویر ماهواره لندست به منظور نقشه برداری از گروهی از کانی ها ، مثل رس ها ، سولفات ها ، کربنات ها ، اکسید ها و غیره مناسب می باشند . با توجه به اينكه بسياري از خصوصيات طيفي سنگها و كاني ها در قسمت مادون قرمز حرارتي طيف الكترومغناطيس قابل تشخيص هستند از سنجنده هاي حرارتي مثل ASTER كه مربوط به ماهواره مشاهده زمين (TERRA) مي باشد نيز مي توان به منظور شناسايي دگرسانيهاي مرتبط به كانسارسازي استفاده كرد.