略論花崗巖地區(qū)錫礦找礦方法

陳衛(wèi)東

摘要：本文主要以中國(guó)南嶺地區(qū)為例，利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)為信息源，通過(guò)斷裂構(gòu)造信息提取和礦化蝕變信息提取進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞：遙感找礦信息信息提取斷裂構(gòu)造信息

0引言

花崗巖發(fā)育地區(qū)地形條件復(fù)雜，通行不便，植被較發(fā)育，地面地質(zhì)工作困難，而且地質(zhì)工作程度相對(duì)較低，而采用遙感技術(shù)(遙感找礦法)可以有效地彌補(bǔ)上述不足?；◢弾r地區(qū)與錫礦有關(guān)的礦化蝕變、與脈狀錫礦體關(guān)系密切的斷裂構(gòu)造、花崗斑巖脈等，都可以通過(guò)遙感找礦信息提取技術(shù)有效地提取出來(lái)，從而大量增加了地質(zhì)信息。筆者以中國(guó)南嶺成礦帶花山地區(qū)為例，探討了花崗巖地區(qū)利用遙感找礦信息提取技術(shù)預(yù)測(cè)錫礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)的方法。

1遙感找礦信息與地物波譜分析

1.1遙感找礦信息提取的地質(zhì)基礎(chǔ)對(duì)山地地區(qū)典型錫礦田(區(qū))地質(zhì)特征、成控礦特點(diǎn)分析可知：錫礦床以構(gòu)造蝕變巖型、接觸帶矽卡巖型和殘留頂蓋矽卡巖型最具找礦前景，其次是石英斑巖脈型。區(qū)內(nèi)蝕變以矽卡巖化、云英巖化、電氣石化、硫化物化、鉀化、硅化為主，次為螢石化、絹云母化、高嶺土化等，其中與錫礦化關(guān)系密切的是矽卡巖化、云英巖化、電氣石化、黃鐵礦化。因此，本區(qū)各類型錫礦床的遙感找礦信息提取的地質(zhì)基礎(chǔ)為：

1.1.1接觸帶矽卡巖型和殘留頂蓋矽卡巖型錫(鉛鋅)礦床。主要提取矽卡巖化蝕變信息，在地表多數(shù)矽卡巖常風(fēng)化成為鐵帽，其波譜特征與花崗巖和灰?guī)r等其它沉積巖有較明顯的區(qū)別。

1.1.2構(gòu)造蝕變巖型錫礦床。主要提取云英巖化、電氣石化、硫化物化、鉀化、硅化等蝕變信息，結(jié)合進(jìn)行斷裂構(gòu)造信息提取。錫礦體往往明顯地受斷裂控制。

1.1.3石英斑巖型錫礦床。由于石英斑巖脈在地貌上一般呈比較明顯的線(帶)狀正地形，而且，石英斑巖本身也受一定的斷裂構(gòu)造控制。所以，對(duì)此類礦床重點(diǎn)進(jìn)行線狀影像信息提取。這是遙感信息的優(yōu)勢(shì)所在。

1.2典型地物波譜特征分析為了研究花崗巖地區(qū)錫多金屬礦化及有關(guān)圍巖、蝕變巖(礦)石的光譜特性，分別在多個(gè)山區(qū)等已知錫多金屬礦區(qū)采集了有代表性的巖石、礦石、礦化蝕變標(biāo)本，利用IRIS型波譜測(cè)試儀進(jìn)行了反射波譜測(cè)試。繪制典型巖、礦石樣本波譜曲線圖。由波譜曲線圈看出，產(chǎn)于外接觸帶的矽卡巖、鐵帽、灰?guī)r具有大致相同的波譜特征，處于低反射率區(qū)，曲線平滑：沉積的中細(xì)粒砂巖處于中反射率區(qū)，在TM1和TM7有小幅吸收谷：分布于巖體內(nèi)接觸帶以及巖體內(nèi)部的矽卡巖、云英巖化花崗巖處于高反射率區(qū)，且在TM1和TM7有較深的吸收谷。

分析表明，本區(qū)主要找礦標(biāo)志鐵帽、矽卡巖化、云英巖化等蝕變與地層、巖漿巖等圍巖之間存在明顯的反射率差異，也具有較明顯的波譜特性，具備遙感找礦信息提取的物質(zhì)基礎(chǔ)和理論條件。

2斷裂構(gòu)造信息提取與解譯

2.1斷裂構(gòu)造信息提取技術(shù)方法斷裂構(gòu)造信息提取的基本方法包括空間卷積變換、主成分分析、假彩色合成、HIS變換、人機(jī)交互式解譯等技術(shù)方法。

2.2斷裂構(gòu)造解譯結(jié)果通過(guò)線狀影像增強(qiáng)處理和人機(jī)交互式解譯，新增斷裂1355條。特別是花山巖體內(nèi)部斷裂極其發(fā)育，近EW向、近SN向(NNE向)、NE向、NE向都有發(fā)育，既有規(guī)模較大的NE向、NE向和近SN向斷裂，也有近EW向、近SN向和NE向的斷裂密集帶。斷裂的形成時(shí)代應(yīng)該與巖體的形成時(shí)代相同或較晚，因此，一般認(rèn)為，巖體內(nèi)斷裂主要形成于燕山晚期，這與南嶺地區(qū)錫多金屬主要成礦期是一致的。

3遙感異常信息提取

3.1遙感異常信息提取方法遙感異常信息提取的重點(diǎn)是：矽卡巖化、鐵帽(褐鐵礦化)、云英巖化等。研究認(rèn)為采用礦化蝕變信息增強(qiáng)處理(比值方案選取)、礦化蝕變信息提取(主成分析)、光譜角分類等技術(shù)方法得到的結(jié)果較為理想。

3.1.1比值增強(qiáng)處理根據(jù)以上地物波譜特征分析，考慮到消除照度和陰影等因素對(duì)信息提取的影響，采用比值方法可以取得較好的效果。又由于礦物巖石蝕變一般在TM5有較高的反射率，而一些干擾信息如植被在TM4有較小的反射率，水體或含水分較高的粘土等在TM1有較高的反射率。所以，在設(shè)計(jì)比值時(shí)一般將TM5作分子，其它TM波段作分母。優(yōu)選4個(gè)增強(qiáng)弱礦化蝕變信息的比值(TM5/TM1、TM5/TM4.TM5/TM7、TM7/M1)，這些比值均能不同程度地增強(qiáng)某種或幾種蝕變信息，壓抑某些干擾信息。如TM5/TM1增強(qiáng)富鐵類巖石，對(duì)鐵帽反應(yīng)敏感，有助于提取矽卡巖化、云英巖化、磁鐵礦化等信息：TM5/TM4增強(qiáng)富鐵和富二氧化硅巖類(兩者在0.85μm處有吸收帶)，有助于提取褐鐵礦化、硅化、黃鐵礦化信息；TM5/TM7增強(qiáng)與粘土化有關(guān)的礦化蝕變信息。有助于提取云英巖化、磁鐵礦化、電氣石化、矽卡巖化蝕變信息；TM7/TM1增強(qiáng)氧化鐵帽信息，有助于提取鐵帽。

3.1.2主成分分析選擇上述4個(gè)比值經(jīng)過(guò)主成分分析，可以得到4個(gè)主分量(PC1、PC2、PC3、PC4)。選擇集中了主要信息量的PC1、PC2、PC3合成彩色圖像，比原始圖像的KL變換結(jié)果更好地顯示弱信息。

3.1.3光譜角分類法采用光譜角分類法是對(duì)巖石進(jìn)行波譜形態(tài)識(shí)別的主要方法之一，它將光譜數(shù)據(jù)視為多維空間的矢量，利用解析方法計(jì)算像元光譜與光譜數(shù)據(jù)庫(kù)光譜或像元訓(xùn)練光譜之間矢量的夾角，根據(jù)夾角的大小來(lái)確定光譜間的相似程度，以達(dá)到識(shí)別地物的目的。由于光譜角對(duì)增益不敏感，因此，能夠減弱因地形和照度引起的增益變化。

以上述合成彩色圖像作為分類依據(jù)，訓(xùn)練各類異常的光譜樣區(qū)，取其在各對(duì)應(yīng)波段的光譜反射率的平均值建立3維空間的矢量樣本模型，計(jì)算各像元在3個(gè)波段的灰度值數(shù)據(jù)矢量與樣本模型之間的夾角，根據(jù)夾角的大小確定光譜間的相似程度，夾角越小，相似程度越高：反之亦然。矢量夾角(θ)通過(guò)矢量間相似系數(shù)(即矢量夾角的余弦cosθ)計(jì)算獲得。通過(guò)分析給定像元與樣本模型之間光譜相似程度量值，或設(shè)定光譜角度閾值，試驗(yàn)認(rèn)為本區(qū)取值0.05可較好地區(qū)分礦化蝕變遙感異常與非礦化蝕變遙感異常。

分類后處理，包括過(guò)濾(SIEVE)處理，最小閥值為2：膨脹(CLUMP)處理，窗口尺寸采用3×3。光譜角分類能快速客觀全面地反映遙感異常的光譜分布，但不能識(shí)別“異物同譜”和“同物異譜”現(xiàn)象，有可能漏畫(huà)或多畫(huà)遙感異常；異常圖斑細(xì)碎。需進(jìn)行一定的人工修改。

3.2遙感異常信息提取結(jié)果與評(píng)價(jià)分類后的遙感異常圖，按照其分布的位置與花崗巖體的關(guān)系，分為3種類型：即分布于巖體內(nèi)的遙感異常，有21處；分布于接觸帶的遙感異常，有7處；分布于巖體外圍的遙感異常，有11處。按照遙感異常所代表的礦化蝕變類型，可以分為矽卡巖化遙感異常、云英巖化等蝕變遙感異常、粘土化遙感異常以及鐵帽等4類。

各類型異常約39處。經(jīng)過(guò)野外調(diào)查以及相關(guān)地質(zhì)找礦單位的已知礦產(chǎn)資料查證，已知礦化地段15處。將已見(jiàn)礦的遙感異常的處數(shù)除以遙感異常的總處數(shù)，再乘以100％，初步計(jì)算出了遙感異常分布區(qū)的見(jiàn)礦率評(píng)價(jià)指標(biāo)為：到本項(xiàng)目野外工作結(jié)束時(shí)為止，遙感異常的總見(jiàn)礦率為38.4％；分布于花崗巖體內(nèi)的遙感異常見(jiàn)礦率為47.5％：分布于花崗巖體接觸帶的遙感異常的見(jiàn)礦率為43.0％；分布于巖體外圍的遙感異常的見(jiàn)礦率為18.2％。從巖體內(nèi)部到遠(yuǎn)離巖體，遙感異常的見(jiàn)礦率由高到低的分布規(guī)律可以看出錫礦最有利的找礦地段在巖體內(nèi)部，其次在巖體的內(nèi)外接觸帶。從目前遙感異常的總見(jiàn)礦率僅為38.4％可知，本區(qū)錫礦找礦的前景還很大。

4遙感成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)

4.1預(yù)測(cè)方法及預(yù)測(cè)圖編制遙感找礦預(yù)測(cè)的基本方法是以遙感異常為主，輔以多源信息(多專題信息)疊加綜合分析法。主要專題圖層及疊加順序?yàn)椋旱乩硇畔D層、地層巖漿巖解譯圖層、地質(zhì)構(gòu)造解譯圖層、化探異常圖層、遙感異常圖層、已知礦點(diǎn)圖層。最后，在上述疊合圖上綜合分析，圈定遙感找礦遠(yuǎn)景區(qū)，根據(jù)遙感異常的類型和預(yù)測(cè)依據(jù)劃分遠(yuǎn)景區(qū)的類型和級(jí)別。

4.2預(yù)測(cè)結(jié)果及結(jié)論本區(qū)共劃分了23個(gè)遙感找礦遠(yuǎn)景區(qū)，其中Ⅰ級(jí)遙感異常遠(yuǎn)景區(qū)10個(gè)；Ⅱ級(jí)遙感異常遠(yuǎn)景區(qū)4個(gè)；Ⅲ級(jí)遙感異常遠(yuǎn)景區(qū)9個(gè)。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，采用遙感找礦異常信息提取與斷裂構(gòu)造信息提取、多源信息綜合分析的遙感找礦方法在花崗巖地區(qū)尋找錫礦可以發(fā)揮較好的作用。