遙感線性構(gòu)造分形統(tǒng)計(jì)和蝕變信息提取在桂東地區(qū)金鉛鋅錫多金屬成礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

趙少杰，錢(qián)建平，陳宏毅

(桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林541004)

遙感線性構(gòu)造分形統(tǒng)計(jì)和蝕變信息提取在桂東地區(qū)金鉛鋅錫多金屬成礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

趙少杰，錢(qián)建平，陳宏毅

(桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林541004)

在桂東地區(qū)ETM+遙感影像742波段融合的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造解譯，運(yùn)用分形幾何學(xué)的原理和方法對(duì)研究區(qū)的遙感線性構(gòu)造進(jìn)行定量分析，利用計(jì)盒維數(shù)法求得研究區(qū)的線性構(gòu)造分維值，得出該區(qū)線性構(gòu)造具有良好的統(tǒng)計(jì)自相似性和分形特征，利用Surfer軟件求得線性構(gòu)造分維等值線圖，采用主成分分析和比值法組合提取遙感蝕變異常信息。結(jié)果表明，本區(qū)環(huán)形構(gòu)造、線性構(gòu)造集中區(qū)、鐵染羥基異常和地球化學(xué)異常區(qū)在空間上基本重合，且呈NE、NW向點(diǎn)陣式分布。線性構(gòu)造分維值(D)介于1.4到1.85的強(qiáng)構(gòu)造活動(dòng)帶為成礦優(yōu)勢(shì)區(qū)域。綜合分析線性構(gòu)造分維等值線、遙感蝕變信息異常、區(qū)域地質(zhì)和地球化學(xué)等信息、已知礦床(點(diǎn))信息，確定了三級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)。其中Ⅰ級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)3個(gè)，Ⅱ級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)2個(gè)，Ⅲ級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)3個(gè)。

遙感影像;線性構(gòu)造;環(huán)形構(gòu)造;分維;蝕變信息提取;成礦預(yù)測(cè)

0 引言

已有研究表明，大多數(shù)遙感影像上的線性構(gòu)造反映的是應(yīng)力作用下的巖石形變帶、軟弱帶或應(yīng)力集中帶(馬躍良和徐瑞松，1999)，因而它們常常成為導(dǎo)礦與容礦場(chǎng)所。但是線性構(gòu)造的發(fā)育往往是不規(guī)則的，對(duì)線性構(gòu)造的長(zhǎng)度、密度和方位等要素的研究?jī)H能揭示其發(fā)育規(guī)律的某些方面，不能充分反映他們復(fù)雜的空間分布特征。自法裔美籍科學(xué)家曼德布羅特于20世紀(jì)70年代中期創(chuàng)立分形理論以來(lái)，分形幾何學(xué)已經(jīng)在地球科學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，為我們研究遙感線性構(gòu)造提供了科學(xué)實(shí)用的新方法(余勇等，2005)。

圍巖蝕變是金屬礦床(特別是內(nèi)生礦床)重要的找礦標(biāo)志，蝕變巖型礦床的形成主要是不同類型的熱液與原巖相互作用的產(chǎn)物(張玉君等，2002)。遙感探測(cè)的結(jié)果是地表物質(zhì)的光譜信息，只要有一定面積的蝕變巖石出露，就可以在遙感影像上有所反應(yīng)。然而蝕變信息的強(qiáng)弱也很重要，這是因?yàn)閹r石中的次要成分如鐵質(zhì)和蝕變礦物，可形成巖石譜帶中的優(yōu)勢(shì)地位，在可見(jiàn)光及近紅外(VNIR)區(qū)，天然礦物和巖石最常見(jiàn)的光譜特征是由各種形式存在的鐵質(zhì)、水、OH－1基團(tuán)或者基團(tuán)產(chǎn)生的。上述蝕變礦物(黃鐵礦、矽卡巖和硅化、綠泥石、絹云母、碳酸鹽等)在短波近紅外波段具有診斷性強(qiáng)吸收特征，它們是純礦物本身固有的特征，不同的礦物組合在一起并不能改變礦物的波譜特征(張建東等，2007)。因此，遙感蝕變信息提取可以有效地發(fā)現(xiàn)區(qū)域礦化信息(張國(guó)榮等，2010;趙玲等，2008)。

本文選擇Landsat 7衛(wèi)星(2000年10月30日，分辨率為28.5m)的ETM+數(shù)據(jù)，在進(jìn)行742波段假彩色合成的基礎(chǔ)上(圖1)，對(duì)廣西桂東地區(qū)進(jìn)行線性構(gòu)造解譯，線性體分形統(tǒng)計(jì)和遙感蝕變信息提取，總結(jié)線性構(gòu)造和遙感蝕變異常在區(qū)域空間上的分布規(guī)律，探討線性構(gòu)造集中區(qū)和遙感蝕變異常與區(qū)域巖漿巖、地球化學(xué)異常和金銀錫多金屬礦床(點(diǎn))的空間耦合關(guān)系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行區(qū)域成礦遠(yuǎn)景分析和成礦預(yù)測(cè)。

圖1 桂東地區(qū)ETM+742假彩色合成遙感影像圖Fig.1 The ETM+742 image of Eastern Guangxi

1 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)內(nèi)出露地層主要有寒武系和泥盆系。寒武系主要由一套淺變質(zhì)砂巖等組成，泥盆系主要為一套淺海－陸相碎屑巖和泥巖組成。

區(qū)域構(gòu)造上位于南華準(zhǔn)地臺(tái)桂中－桂東臺(tái)陷之大瑤山隆起內(nèi)，桂湘贛褶皺帶南緣與華夏褶皺帶之過(guò)渡地帶。區(qū)內(nèi)構(gòu)造線以北東向?yàn)橹?，北西向次之，其它方向較少(圖2)。北東向構(gòu)造線主要表現(xiàn)為一系列緊閉線狀褶皺和縱向斷裂且具多期活動(dòng)性，區(qū)內(nèi)礦床、礦化點(diǎn)主要受其控制。

區(qū)內(nèi)出露巖漿巖主要為花崗巖類，面積大小不等，小的小于15km2，大的大于500km2，主要巖體有花山、姑婆山等。巖體時(shí)代主要為燕山期，其次為加里東期。其中加里東期巖漿巖分布范圍較局限，而燕山期巖漿巖分布較廣泛。

區(qū)域礦產(chǎn)(礦種)主要有金、鉛鋅、錫等。其中金礦化類型主要為石英脈型和硅化破碎帶蝕變巖型，圍巖蝕變主要有硅化、綠泥石化、絹云母化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等;鉛鋅礦以蝕變破碎帶和石英脈型為主，圍巖蝕變主要類型有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、螢石化等;錫礦主要為云英巖和石英脈型，多產(chǎn)于斷裂破碎帶內(nèi)，與斷裂構(gòu)造關(guān)系極為密切，圍巖蝕變主要是矽卡巖化、硅化、云英巖化和碳酸鹽化等。

圖2 桂東地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig.2 Regional geological map of Eastern Guangxi

2 線性構(gòu)造的基本特征

線性構(gòu)造由霍布斯提出，泛指航空照片和衛(wèi)星照片上呈現(xiàn)的線形影像。線性體是指遙感影像上任何天然的線或線性排列，它們大多與構(gòu)造要素有關(guān)、具優(yōu)選方位且能反映一個(gè)地區(qū)的基本構(gòu)造格局(陳建平等，1999)。斷裂構(gòu)造在遙感影像上一般以線性體的形式出現(xiàn)，也有一些斷裂帶以環(huán)形影像特征或其他一些特殊紋理形式出現(xiàn)。

2.1 線性構(gòu)造的解譯標(biāo)志

線性構(gòu)造在遙感影像中具有一定的標(biāo)志性特征。本區(qū)線性構(gòu)造解譯標(biāo)志主要有:

(1)延伸較長(zhǎng)、呈直線狀的水系與溝谷切割不同的地質(zhì)體。

(2)橫剖面上，平緩的負(fù)地形陡升為山地，相對(duì)高差大。陡坎、斷層三角面或斷層崖呈線性排列，是斷裂的明顯標(biāo)志，在遙感影像上具有明顯的色調(diào)異常。

(3)密集隱約可見(jiàn)的線性體組合帶。

(4)規(guī)模較大的構(gòu)造帶多表現(xiàn)為斷續(xù)出現(xiàn)，斷裂兩側(cè)色調(diào)有較明顯的差異特征。

2.2 線性構(gòu)造的解譯

太陽(yáng)輻射衰減對(duì)宏觀斷裂/線性構(gòu)造信息提取的影響可以忽略。以Landsat 7衛(wèi)星遙感影像資料(7、3、2，RGB合成圖)為線性構(gòu)造解譯的基礎(chǔ)圖像。

根據(jù)以上標(biāo)志，對(duì)該區(qū)的遙感影像進(jìn)行了目視解譯(圖3)。

從遙感影像圖及其線性構(gòu)造解譯圖(圖3)可以看出，區(qū)內(nèi)線性構(gòu)造十分發(fā)育。按線性構(gòu)造的方位可分為NE、NW、近SN向組。NE、NW向線性構(gòu)造在遙感影像上密集發(fā)育，長(zhǎng)短不一，斷續(xù)相連，二者相互交切成網(wǎng)格狀。相應(yīng)地，在地貌上河流亦多呈NW和NE向。近SN向線性構(gòu)造發(fā)育較少，主要分布在中部，分布稀疏。區(qū)內(nèi)環(huán)形構(gòu)造亦較發(fā)育，形態(tài)各異，呈圓形、半圓形和弧形等。環(huán)形構(gòu)造與線性構(gòu)造集中區(qū)在空間分布上呈NE、NW向點(diǎn)陣式分布。礦床(點(diǎn))集中分布區(qū)及其周邊區(qū)域線性構(gòu)造密集發(fā)育，大多伴隨環(huán)形影像出現(xiàn)。

圖3 桂東地區(qū)遙感線性構(gòu)造解譯圖Fig.3 The interpretation of the ETM+742 image for the linear structures in Eastern Guangxi

3 線性構(gòu)造的分形特征

線性構(gòu)造分維值(D)的大小反映了線性構(gòu)造展布結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，構(gòu)造活動(dòng)的強(qiáng)烈及發(fā)育的程度。一般認(rèn)為分維值愈大，說(shuō)明斷裂的空間復(fù)雜程度愈高(譚凱旋和謝焱石，2010;謝焱石和譚凱旋，2002)，構(gòu)造活動(dòng)性愈強(qiáng)，愈有利于成礦元素的活化和成礦流體的運(yùn)移聚集(謝焱石等，2010)，形成具有較大規(guī)模的礦床。

3.1 全區(qū)線性構(gòu)造的分形特征

目前線性構(gòu)造分維統(tǒng)計(jì)的方法很多，常用的有長(zhǎng)度－頻度統(tǒng)計(jì)法、圓覆蓋法以及盒計(jì)維數(shù)法等。本文用第三種方法，具體做法是:

首先，用邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形初始網(wǎng)格覆蓋在遙感資料解圖上，在此基礎(chǔ)上，分別選取r=L/2，L/4，L/8，L/16，L/32的網(wǎng)格，求出相應(yīng)標(biāo)度下含有線性構(gòu)造的網(wǎng)格數(shù)N(r)。其次，在lg(r)-lgN(r)坐標(biāo)系中作圖，在計(jì)算機(jī)中用回歸求解方法求得最后回歸直線斜率的絕對(duì)值即為分維值D，同時(shí)求得相關(guān)系數(shù)平方R2。

對(duì)研究區(qū)遙感線性構(gòu)造進(jìn)行分形統(tǒng)計(jì)，所采用的標(biāo)度為59～3.6875km。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算(表1)，最后求得本區(qū)的分維值D=1.872，R2=0.998，針對(duì)本區(qū)線性構(gòu)造的分形特征，選擇了5個(gè)標(biāo)度進(jìn)行研究。當(dāng)顯著性水平取0.01時(shí)，相關(guān)系數(shù)的臨界值為0.874;研究區(qū)的相關(guān)系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于臨界值，說(shuō)明lg(r)和lgN(r)具有極好的相似性，表明研究區(qū)線性構(gòu)造具有分形特征，其分形結(jié)構(gòu)具有很好的統(tǒng)計(jì)自相似性。

將研究區(qū)的分維值與其它地區(qū)進(jìn)行對(duì)比(表2)可知，研究區(qū)的分維值明顯高于中國(guó)東部地區(qū)分維值，也高于中國(guó)大陸斷裂分維值、日本島弧線性構(gòu)造的分維值，說(shuō)明本研究區(qū)線性構(gòu)造較復(fù)雜，活動(dòng)性較強(qiáng)。

3.2 不同區(qū)段線性體的分形特征

由于不同區(qū)段構(gòu)造變形程度具有一定的差異性，進(jìn)而影響后期的熱液成礦作用的發(fā)育，因此需要研究不同區(qū)段線性構(gòu)造的分形分維特征。以研究區(qū)遙感線性構(gòu)造解譯圖(圖3)為底圖，將其劃分為64個(gè)邊長(zhǎng)(L1)為14.75km的正方形區(qū)域，在每個(gè)正方形區(qū)域內(nèi)，以邊長(zhǎng)為r0=L1的正方形網(wǎng)格進(jìn)行覆蓋，記錄有線性構(gòu)造穿過(guò)的正方形網(wǎng)格數(shù)N(r0)，然后改變網(wǎng)格邊長(zhǎng)，使r=r0/2、r0/4、r0/8，得到每一級(jí)別有斷層穿過(guò)的正方形網(wǎng)格數(shù)N(r)，把每組投放到雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中，經(jīng)擬合發(fā)現(xiàn)每個(gè)正方形區(qū)域中4個(gè)點(diǎn)均呈直線關(guān)系，相關(guān)系數(shù)在0.894～0.999之間，上述結(jié)果表明:在r=14.75～1.8475km 標(biāo)度范圍內(nèi)，研究區(qū)內(nèi)線性構(gòu)造具有自相似性，即具有分形特征。所得直線的斜率的絕對(duì)值即為該塊的分維值D，然后把各正方形塊的分維值賦予各塊體的中心，并讀出所有中心點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，利用Surfer軟件繪制出研究區(qū)線性構(gòu)造分維等值線圖(圖4)。

表1 分形統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 1 Fractal statistical results

表2 研究區(qū)與其它地區(qū)線性構(gòu)造分形特征比較Table 2 Comparison of fractal characteristics between the studying area and other areas

由圖4可知，研究區(qū)線性構(gòu)造分維與其發(fā)育數(shù)量緊密相關(guān)，各個(gè)子區(qū)的線性體數(shù)量越多，密度越大，分維值也就越大，反之越小。

將已知礦點(diǎn)疊加在線性構(gòu)造分維等值線圖(圖4)上，發(fā)現(xiàn)已知礦點(diǎn)分布在高分維值區(qū)或附近，低分維值或其附近沒(méi)有礦點(diǎn)分布。由此可見(jiàn)，線性構(gòu)造分維值對(duì)預(yù)測(cè)礦點(diǎn)有一定的參考價(jià)值。而空間上的復(fù)雜程度是因地球動(dòng)力過(guò)程引起的斷裂幾何學(xué)上的變化。因此從分形理論的角度來(lái)說(shuō)，研究區(qū)中D＞1.4的強(qiáng)構(gòu)造帶是成礦優(yōu)勢(shì)的場(chǎng)所。

3.3 不同方向線性體的分形特征

本區(qū)主要構(gòu)造線為NE和NW向，為更好地研究不同走向構(gòu)造線性體分形分維特征與成礦之間的關(guān)系，首先對(duì)研究區(qū)NE、NW向線性構(gòu)造的分形分維進(jìn)行了研究。研究表明NE向線性構(gòu)造的分維值D為1.666，相關(guān)系數(shù)為0.991，大于相關(guān)系數(shù)的臨界值，具有較好的相關(guān)性;NW向線性構(gòu)造分維值D為1.381，相關(guān)系數(shù)為0.979，大于相關(guān)系數(shù)的臨界值，也具有較好的相關(guān)性，NE和NW向線性構(gòu)造均具有較好的分形特征，但NE向的線性構(gòu)造分維值高于NW向，說(shuō)明NE向線性構(gòu)造活動(dòng)較NW向強(qiáng)烈、復(fù)雜，發(fā)育較好。

圖4 桂東地區(qū)遙感線性構(gòu)造分維等值線圖Fig.4 The contour map of the fractal dimension values of the linear structures in Eastern Guangxi

在線性特征研究的基礎(chǔ)上，分別做NE向和NW向線性構(gòu)造分維值等值線圖(圖5)，由圖5可知，NE和NW向線性構(gòu)造分維值高值區(qū)基本一致，表明NE和NW向線性構(gòu)造密集區(qū)也基本一致，進(jìn)一步說(shuō)明了NE和NW向線性構(gòu)造交匯部位對(duì)成礦有利。

4 遙感蝕變信息提取

遙感蝕變異常信息主要有兩種:羥基和鐵染。羥基異常(OHA)是OH－1和等基團(tuán)振動(dòng)產(chǎn)生的蝕變遙感異常。鐵染異常(FCA)是Fe3+等陽(yáng)離子電子過(guò)程產(chǎn)生的蝕變遙感異常。研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的礦床(點(diǎn))與金屬礦化有關(guān)的圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、矽卡巖化、綠泥石化、絹云母化、云英巖化以及碳酸鹽化等，這些近礦圍巖蝕變礦物可以大致分為含 Fe3+和 Fe2+離子，含羥基類礦物富含水(H2O)、羥基(OH－1)或碳酸根()等基團(tuán)。

蝕變信息相對(duì)于遙感圖像豐富的信息而言是一種弱信息，研究區(qū)植被覆蓋較好，水系比較多，因此對(duì)蝕變信息提取有很大的影響，所以在蝕變信息提取前先要對(duì)水體和植被進(jìn)行去干擾。水體反射的光譜特征表現(xiàn)為B2＞B5，對(duì)水體用比值(B2/B5)做掩膜去除水體，利用ENVI自帶的植被抑制功能消除植被影響。

圖5 桂東地區(qū)NE(左)、NW(右)向線性構(gòu)造分維等值線圖Fig.5 The contour map of fractal dimension values of the linear structures of NE(left)and NW(right)in Eastern Guangxi

遙感蝕變信息的提取以主成分分析法(Principal Component Analysis，PCA)為主，輔以比值法。提取鐵染信息用B1、B3、B4、B5波段做主成分分析，異常主分量應(yīng)具有的特點(diǎn)是:B1和B4的貢獻(xiàn)系數(shù)與B3的貢獻(xiàn)系數(shù)符號(hào)相反，再用波段比值(B3/B1)方法提取異常信息，用閾值分割方法增強(qiáng)蝕變信息。從表3中可以看出，在PC4中B3和B1、B4具有相反的貢獻(xiàn)值，且B3具有強(qiáng)負(fù)載值(表現(xiàn)為正值)，故PC4反映了鐵染信息，用B3/B1提取鐵染;提取羥基信息用B1、4、5、7波段做主成分分析，異常主分量應(yīng)具有的特點(diǎn)是:B4和B7的貢獻(xiàn)系數(shù)與B5的貢獻(xiàn)系數(shù)符號(hào)相反，再用波段比值(B5/B7)方法提取異常信息，用閾值分割方法增強(qiáng)蝕變信息。從表4中可以看出，在PC4中B5、B7具有相反的貢獻(xiàn)值，且B5具有強(qiáng)負(fù)載值(表現(xiàn)為正值)，故PC4反映了羥基信息，用B5/B7提取羥基。最后得出鐵染(紅色)和羥基(黃色)蝕變信息圖(圖6)。

根據(jù)鐵染和羥基異常，并結(jié)合線性構(gòu)造分維值和環(huán)形構(gòu)造分布等方面信息，可將本區(qū)劃分為8個(gè)遙感線性構(gòu)造－蝕變信息異常區(qū)(圖6)，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅷ異常區(qū)為強(qiáng)鐵染弱羥基組合;Ⅰ、Ⅶ異常區(qū)為強(qiáng)羥基弱鐵染組合;Ⅴ、Ⅵ異常區(qū)為一般鐵染和羥基組合。遙感蝕變信息異常具有一定的空間分帶性，北邊以鐵染為主，羥基較少，主要礦種為錫礦;中部為羥基和鐵染都較好，主要礦種為錫和鉛鋅;南部以羥基為主，鐵染較少，主要礦種為金礦。

5 地球化學(xué)異常信息

由1∶20萬(wàn)區(qū)域化探圖 (圖7)可見(jiàn)，地球化學(xué)異常區(qū)主要呈NE、NW向展布;地球化學(xué)異常區(qū)與線性構(gòu)造高分維值分布區(qū)比較吻合，且與遙感蝕變異常分布區(qū)基本一致，在空間上亦呈點(diǎn)陣式分布。地球化學(xué)異常主要位于燕山期和加里東期的巖體及其周?chē)?。其中Cu、Pb、Zn異常區(qū)主要分布在南部，Sn和Sb異常主要分布在北部，具有明顯的分帶性。

6 綜合成礦預(yù)測(cè)

將桂東地區(qū)線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造信息、線性構(gòu)造分維值、遙感蝕變信息、燕山期和加里東期花崗巖分布、區(qū)域地球化學(xué)異常和已知礦床(點(diǎn))分布資料綜合分析，對(duì)區(qū)域成礦前景進(jìn)行分析，劃分了三級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

表3 B1、B3、B4、B5 波段的主成分分析Table 3 Principal component analysis of band B1，B3，B4，B5

表4 B1、B4、B5、B7 波段的主成分分析Table 4 Principal component analysis of band B1，B4，B5，B7

圖6 桂東地區(qū)遙感異常蝕變信息圖Fig.6 Alteration anomaly information map of remote sensing in Eastern Guangxi

6.1 Ⅰ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)(Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ號(hào)成礦遠(yuǎn)景區(qū))

Ⅰ號(hào)預(yù)測(cè)區(qū):NE向線性構(gòu)造發(fā)育，線性構(gòu)造分維值1.75～1.85。遙感蝕變類型為強(qiáng)羥基弱鐵染組合。區(qū)內(nèi)分布Cu、Pb、Zn金屬量異常和Au重砂異常，并有加里東期花崗巖出露?？梢?jiàn)一系列金礦點(diǎn)分布，代表性礦床為桃花中型和古袍小型等金礦。

圖7 桂東地區(qū)地球化學(xué)異常圖Fig.7 Geochemical anomaly map of Eastern Guangxi

Ⅱ號(hào)預(yù)測(cè)區(qū):NE和NW向線性構(gòu)造密集分布，交錯(cuò)出現(xiàn)，線性構(gòu)造分維值1.8～1.85。遙感蝕變類型為鐵染和羥基組合。區(qū)內(nèi)分布Cu、Pb、Zn金屬量異常，并有燕山期花崗巖出露?？梢?jiàn)一系列金礦點(diǎn)分布，代表性礦床為暫船小型金礦。

Ⅴ號(hào)預(yù)測(cè)區(qū):NE和NW向線性構(gòu)造密集分布，交錯(cuò)出現(xiàn)，線性構(gòu)造分維值1.75～1.85。預(yù)測(cè)區(qū)位于姑婆山巖體及其周?chē)?，主要是燕山期花崗巖。遙感蝕變類型為鐵染和羥基組合。區(qū)內(nèi)分布Sn、Sb金屬量異常和Sn重砂異常?？梢?jiàn)一些列錫礦點(diǎn)分布，代表性礦床有新路中型、可達(dá)小型等錫礦。

Ⅰ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)均有成型礦床出現(xiàn)，且具有一定規(guī)模，其線性構(gòu)造分維值高，羥基鐵染異常較強(qiáng)，區(qū)內(nèi)尚有不同時(shí)期的巖漿巖體出露，下一步工作重點(diǎn)應(yīng)是立足于礦床深部和外圍地區(qū)找礦。發(fā)現(xiàn)新的礦床類型。

6.2 Ⅱ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)(Ⅲ、Ⅵ號(hào)成礦遠(yuǎn)景區(qū))

Ⅲ號(hào)預(yù)測(cè)區(qū):NE和NW向線性構(gòu)造密集分布，交錯(cuò)發(fā)育，線性構(gòu)造分維值1.7～1.85，位于環(huán)形構(gòu)造周?chē)?。遙感蝕變類型為強(qiáng)鐵染弱羥基組合。區(qū)內(nèi)分布有Cu、Pb、Zn金屬量異常。并有燕山期的花崗斑巖和英安斑巖小巖體出露。代表性礦點(diǎn)有福安鉛鋅礦等。

Ⅵ號(hào)預(yù)測(cè)區(qū):NE和NW向線性構(gòu)造較發(fā)育，交錯(cuò)發(fā)育，線性構(gòu)造分維值1.65～1.75，位于燕山期花山花崗巖體及其周?chē)?。遙感蝕變類型為鐵染和羥基組合。區(qū)內(nèi)分布Sn金屬量異常。區(qū)內(nèi)有一系列錫礦點(diǎn)。

Ⅱ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)亦有小型礦床(點(diǎn))出現(xiàn)，其線性構(gòu)造分維值高，羥基鐵染異常較強(qiáng)，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)燕山期巖漿巖體出露，下一步工作重點(diǎn)應(yīng)是擴(kuò)大已知礦床(點(diǎn))規(guī)模和外圍地區(qū)找礦。

6.3 Ⅲ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)(Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ號(hào)成礦遠(yuǎn)景區(qū))

Ⅳ號(hào)預(yù)測(cè)區(qū):NE和NW向線性構(gòu)造較發(fā)育，線性構(gòu)造分維值1.6～1.7。遙感蝕變類型為鐵染和羥基組合。區(qū)內(nèi)分布Cu金屬量異常和Au重砂異常。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)已知礦床(點(diǎn))。

Ⅶ號(hào)預(yù)測(cè)區(qū):NE和NW向線性構(gòu)造不甚發(fā)育，線性構(gòu)造分維值1.4～1.6，位于環(huán)形構(gòu)造及其周?chē)?。遙感蝕變類型為強(qiáng)羥基弱鐵染組合，區(qū)內(nèi)分布Sn金屬量異常。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)已知礦床(點(diǎn))。

Ⅷ號(hào)預(yù)測(cè)區(qū):NE和NW向線性構(gòu)造較密集，交錯(cuò)發(fā)育，線性構(gòu)造分維值1.65～1.75。遙感蝕變類型為強(qiáng)鐵染弱羥基組合，區(qū)內(nèi)分布Sn金屬量異常。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)已知礦床(點(diǎn))。

Ⅲ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)雖未見(jiàn)及礦床(點(diǎn))，但均具有較高的線性構(gòu)造分維值和鐵染羥基異常出現(xiàn)，值得下一步找礦工作重視。

7 結(jié)論和認(rèn)識(shí)

(1)桂東地區(qū)的遙感影像解譯表明，研究區(qū)內(nèi)線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造發(fā)育。NE向線性構(gòu)造和NW向線性構(gòu)造密集發(fā)育，相互交切構(gòu)成網(wǎng)格狀。NE向線性構(gòu)造為本區(qū)主要控礦構(gòu)造;NW向線性構(gòu)造為本區(qū)主要的切礦或限礦構(gòu)造。環(huán)形構(gòu)造和巖體吻合較好。環(huán)形構(gòu)造、線性構(gòu)造集中區(qū)在空間上呈NE、NW向點(diǎn)陣式分布。

(2)研究區(qū)內(nèi)線性構(gòu)造具有分形特征，其分形結(jié)構(gòu)具有良好的統(tǒng)計(jì)自相似性，分維值高于中國(guó)大陸其他地區(qū)的斷裂構(gòu)造分維值。NE和NW向線性構(gòu)造分維值高值區(qū)基本一致，呈點(diǎn)陣式分布。線性構(gòu)造分維值(D)介于1.4到1.85的強(qiáng)構(gòu)造活動(dòng)帶是成礦優(yōu)勢(shì)區(qū)域。已知礦床(點(diǎn))均分布于線性構(gòu)造高分維值區(qū)。

(3)研究區(qū)內(nèi)具有顯著的鐵染羥基異常，鐵染羥基異常區(qū)與分維值較高的地區(qū)和化探異常區(qū)基本一致，區(qū)域上亦呈點(diǎn)陣式分布。構(gòu)造變形為成礦熱液運(yùn)移和沉淀提供了導(dǎo)礦通道和容礦空間，并引起周邊圍巖的蝕變和礦化作用。

(4)遙感蝕變信息異常具有一定的空間分帶性，北邊以鐵染為主，羥基較少，主要礦種為錫礦;中部為羥基和鐵染較好，主要礦種為錫和鉛鋅礦;南部以羥基為主，鐵染較少，主要礦種為金礦。

(5)通過(guò)遙感信息和已知礦點(diǎn)對(duì)比研究，證實(shí)了線性構(gòu)造與環(huán)形構(gòu)造信息、線性分維高值區(qū)和遙感蝕變異常信息可以作為成礦預(yù)測(cè)的標(biāo)志。綜合線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造信息、分形分維統(tǒng)計(jì)、遙感蝕變異常信息、地球化學(xué)異常、巖漿巖和礦床(點(diǎn))的分布，確定了三級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)。其中Ⅰ級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)3個(gè)，Ⅱ級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)2個(gè)，Ⅲ級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)3個(gè)。

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Application of Fractal Statistics of Linear Structure and Alteration Information Extraction of Remote Sensing on the Au，Pb，Zn，Sn Polymetallic Minerogenetic Prognosis in Eastern Guangxi

ZHAO Shaojie，QIAN Jianping and CHEN Hongyi
(College of Earth Science，Guilin University of Technology，Guilin541004，Guangxi，China)

Based on the fusion of band 742 of ETM+remote sensing image in Eastern Guangxi，the linear and circular structures were interpreted.The linear structures were analyzed quantitatively using the principle and method of fractal geometry.The fractal dimension values of linear structure were calculated by the box-counting dimension，and the linear structures showed good statistical self-similarity and fractal characteristics in this area.The contour map of the fractal dimension values was done by Surfer software.The anomaly of alteration information of remote sensing was extracted by the main component analysis and ratio method.These results show that the circular structure and linear structure concentration areas are basically coincide with iron and hydroxyl alteration and geochemical anomalies spatially，and have the characteristic of lattice distribution in NE and NW.The strong structural deformation belt with fractal dimension values(1.4～1.85)of linear structure is favorable metallogenic region.Based on comprehensive analysis for the fractal dimension values，anomalies of alteration information，regional geological and geochemical information，and the known ore occurrences(deposits)，three orders of metallogenetic prospective areas are proposed，which include three first，two secondary，and three tertiary order metallogenic prospect areas.

remote sensing image;linear structure;circular structure;fractal dimension;alteration information extracting;metallogenic prognosis

P627;P612

A

1001-1552(2011)03-0364-008

2010－12－03;改回日期:2011－02－25

項(xiàng)目資助:有色及貴金屬隱伏礦床勘查教育部工程研究中心和廣西地質(zhì)工程中心重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金、中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金(200913)資助。

趙少杰(1985－)，男，碩士研究生，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)方向。Email:365589085@qq.com

錢(qián)建平(1953－)，男，教授，成礦構(gòu)造和構(gòu)造地球化學(xué)方向。Email:jpqian@163.com