پردازش تصاویر مقاطع نازک میکروسکوپی

دسته مقالات جنبی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری دومین همایش سالانه انجمن زمین شناسی ایران
نویسنده رضا حامدی
تاريخ برگزاری ۲۷ مرداد ۱۳۷۷
پردازش تصویر مدت هاست در علوم مختلف بکار گرفته شده است و به سرعت کاربردهای جدیدی پیدا می کند. اصولاٌ هرجا که نیاز به دیدن باشد، دید ماشینی (Machine vision) و پردازش تصویر می تواند قابل طرح باشد. در این پژوهش تلاش شده در یک ابتکار نوین از این تکنیک برای مطالعه مقاطع نازک سنگها استفاده شود.
با استفاده از تکنیک های مختلف پردازش تصویر (Image processing Technique) پدیده های مختلف بلوری مثل رشد یافتگی، انحلال، همرشدی متداخل (Intergrowth) و... در مقاطع میکروسکوپی آشکارسازی و از هم تفکیک شدند و مشخص گردید که تصاویر حاصل از نور پلاریزه در مقاطع نازک میکروسکوپی را می توان پردازش نموده و طبقه بندی یا ویرایش کرد و حتی بر روی تصاویر کانی ها علامت های مورد نیاز را نوشت که این موضوع آغازگر راهی نو در این زمینه است.
برای شناخت دقیقتر هر پدیده ای نیاز به نامگذاری و طبقه بندی آن داریم.
سنگها یکی از محورهای مورد بحث زمین شناسان و بویژه سنگ شناسان هستند. سنگها از کانی هاتشکیل شده اند و تنوع این کانیها، نحوه ارتباط آنها و اندازه آنها در یک سنگ موجب می شود که سنگها را به رده های مختلف تقسیم نمایند.
برای شناخت و نامگذاری سنگهای آذرین از بافت (Texture) سنگها استفاده می شود که منظور شکل و اندازه بلورها و رابطه فیزیکی آنها با یکدیگر می باشند. برخی نیز از کلمه (structure) استفاده می کنند.
بافت سنگ ها توسط میکروسکوپ پلاریزان مورد مطالعه قرار می گیرد و می تواند مراحل مختلف انجماد و نحوه تبلور سنگ آذرین را روشن نماید و حتی می تواند نشان دهد که آیا یک سنگ حاوی کانسار خاصی است یا نه؟ مقاطع نازک مورد استفاده ضخامتی معادل 30-25 میکرون دارند و در زیر میکروسکوپ نور پلاریزه از کانی های سنگ عبور کرده به عدسی چشمی و چشم بیننده منتقل می شود.
مطالعه بافت سنگها به زمین شناسان امکان می دهد که با یافتن شواهد مستدل میکروسکوپی و کانی شناسی به تحلیل خود از وضعیت ماگما و سنگ شناسی واحدهای سنگی عمق بیشتری ببخشند.
در یک کار ابتکاری برای اولین بار در کشور در حاشیه پژوهش پایان نامه کارشناسی ارشد تحت عنوان«پردازش تصاویر ماهواره ای بمنظور اکتشاف منابع معدنی» تصاویر میکروسکوپی رقمی شده چند مقطع نازک مانند گرانیت، دیوریت، آندزیت و آنکلاوهای میکرودیوریتی مورد پردازش قرار گرفتند. در سنگی مثل گرانیت که از سه کانی اصلی کوارتز، الکالی فلدسپار، و پلاژیوکلاز تشکیل شده، گاهی اوقات دو کانی پلاژیوکلاز و فلدسپات را نمی توان بسادگی از هم تفکیک نمود. اما ویژگی های نوری هر کانی با دیگری تا حدودی متفاوت است و همین اندک را می توان دستاویزی برای تفکیک این سه کانی قرار داد و با آستانه گذاری (Treshold) مناسب آلکالی فلدسپار و پلاژیوکلاز را از هم تفکیک نمود. و همچنین با افزایش تضاد Stretching , Contrast enhancement در محدوده فعال داده ها به این هدف دست یافت. یکی از نتایج مهم دیگری که در این راستا بدست آمد قابلیت ویرایش و چاپ علائم و اختصارات بر روی تصویر مقاطع نازک جهت انتقال مفاهیم و توجه دادن به موضوعی خاص می باشد که از اهمیت ویژه ای برخوردار است و درزیر میکروسکوپ و بدون پردازش تصویر تاکنون عملی نبود.
با اعمال روشهای آشکار سازی (enhancement) و فیلترهای مختلف (filtering) و آشکار سازی لبه ها (edge enhancement) و چند تکنیک دیگر برروی مقاطع میکروسکوپی نتایج بسیار جالب پترولوژیکی حاصل گردیدند و پدیده هایی مثل تبلور مجدد، انحلال، رشد ناقص بلور، شکستگی های ریز (MICrofracturing و خوردگی خلیج مانند (Corrosion golf) در تصاویر حاصل از مقاطع نازک سنگها آشکارسازی شدند. این پدیده ها در زیر میکروسکوپ پلاریزان یا اصلاٌ مشخص نبودند یا اینکه نمود ضعیفی داشتند.
همچنین پدیده هایی مانند تخلخل موجود در سنگ، سیالات درگیر (fluid inclusion) و بسیاری از پدیده های پتروگرافی قابل آشکارسازی می باشند.
نتایج این پژوهش برای زمین شناسیان بویژه پتروگرافها بسیار بااهمیت و پربار خواهد بود و بطور جدی می تواند سنگ بنایی برای دید ماشینی (Machine vision) جهت مطالعه میکروسکوپی سنگها باشد و تحولی شگرف در این راستا بوجود آورد. الگوریتم ها، روند نما، و تصاویر در اصل مقاله خواهد آمد.

کلید واژه ها: سایر موارد