遙感技術(shù)在多龍銅礦預(yù)測(cè)區(qū)成礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

翟偉林，何政偉，趙銀兵，倪忠云，吳 華，劉婷婷

（1.地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610059；2.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，四川成都 610059；3.西藏自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，西藏拉薩 850000）

遙感技術(shù)在多龍銅礦預(yù)測(cè)區(qū)成礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

翟偉林1，2，何政偉1，2，趙銀兵1，2，倪忠云1，2，吳 華3，劉婷婷1，2

（1.地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610059；2.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，四川成都 610059；3.西藏自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，西藏拉薩 850000）

多龍銅礦集區(qū)位于班公湖～怒江成礦帶西段，區(qū)內(nèi)已知的典型礦床為多不雜和波龍斑巖型銅礦，是大型的銅多金屬礦床，其成礦背景復(fù)雜，找礦潛力巨大。利用ETM＋遙感影像，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行構(gòu)造解譯和礦化蝕變信息提取的工作，再結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、物探、化探等信息進(jìn)行綜合找礦分析，并結(jié)合已知礦床點(diǎn)，圈定出二處遙感找礦遠(yuǎn)景區(qū)，為礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)和成礦預(yù)測(cè)提供了重要的信息和依據(jù)。

多龍銅礦；ETM＋；遙感找礦遠(yuǎn)景區(qū)；成礦預(yù)測(cè)

0 前言

遙感是二十世紀(jì)六十年代發(fā)展起來的對(duì)地觀測(cè)綜合性技術(shù)，是應(yīng)用探測(cè)儀器，不與探測(cè)目標(biāo)相接觸，從遠(yuǎn)處把目標(biāo)的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測(cè)技術(shù)。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，其在地質(zhì)找礦中的作用也越來越突出。近年來，易于發(fā)現(xiàn)的露頭礦、淺部礦經(jīng)多年的地質(zhì)勘查日趨減少，所以，在當(dāng)今地質(zhì)找礦工作中，運(yùn)用傳統(tǒng)的找礦方法不但難度越來越大，而且地勘成本也不斷攀升。因此，地質(zhì)工作者可以通過遙感影像，以及對(duì)地質(zhì)背景的了解，將遙感和地質(zhì)找礦很好地結(jié)合起來，從而提高工作效率，降低資金投入，降低地勘風(fēng)險(xiǎn)［1］。

多龍銅礦預(yù)測(cè)區(qū)位于西藏自治區(qū)阿里地區(qū)改則縣城西北約90km處，班公湖～怒江成礦帶西段，所在圖幅為物瑪幅，區(qū)內(nèi)已知典型礦床二個(gè)，即多不雜銅礦和波龍銅礦。礦床規(guī)模達(dá)超大型，找礦潛力巨大。作者利用遙感技術(shù)，對(duì)多龍銅礦預(yù)測(cè)區(qū)進(jìn)行了構(gòu)造解譯和礦化蝕變信息提取，并與礦區(qū)的地質(zhì)、物探和化探異常信息相結(jié)合進(jìn)行綜合分析，從而圈定出遙感最小預(yù)測(cè)區(qū)，為多龍銅礦及外圍找礦遠(yuǎn)景區(qū)的圈定提供了參考依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

1.1 研究區(qū)地層

區(qū)內(nèi)出露的地層，主要有下侏羅統(tǒng)曲色組（J1q）、中侏羅統(tǒng)色哇組（J2s）、下白堊統(tǒng)美日切錯(cuò)組（K1m）等。多龍式銅礦賦礦地層為曲色組（J1q），巖性為長石石英砂巖、粉砂質(zhì)板巖夾硅質(zhì)巖、花崗閃長斑巖、灰綠色玄武巖、基性火山熔巖英安巖。

1.2 研究區(qū)構(gòu)造

控巖構(gòu)造為區(qū)域上的EW（局部顯示為NE）向的查爾康錯(cuò)逆沖斷裂，以及巖體周圍的裂隙構(gòu)造及其內(nèi)部的裂隙構(gòu)造，圍巖接觸帶及其內(nèi)部裂隙構(gòu)造

1.3 控礦侵入巖

研究區(qū)內(nèi)控礦侵入巖為燕山期花崗斑巖、花崗閃長斑巖等酸性淺成侵入巖。

1.4 礦體特征

斑巖體地表呈不規(guī)則的橢圓形，面積大約為0.45km2。形成時(shí)代據(jù)K－Ar法同位素年齡值為123.3Ma～93.86Ma（據(jù)曲曉明2004）［16］。礦體產(chǎn)于多不雜花崗閃長斑巖體及接觸帶中，鉀硅化帶以及和鉀硅化帶接觸的絹英巖化帶內(nèi)。

1.5 圍巖蝕變

在礦區(qū)內(nèi)，礦化主要有孔雀石化、藍(lán)銅礦化、黃銅礦化、黃鐵礦化、錳礦化、輝銅礦化、褐鐵礦化。蝕變主要為硅化、鉀長石化、絹云母化、斜長石化、綠泥石化、綠簾石化等。圍巖蝕變水平方向明顯具有以斑巖為中心的對(duì)稱分布規(guī)律，即中心式面狀環(huán)狀分帶特征。

2 遙感圖像處理

2.1 數(shù)據(jù)源

在本次工作中，作者選用了四景Landsat－7ETM＋影像，圖幅號(hào)分別為：143/037（1999年11月02日）、143/038（1999年07月13日）、144/037（2001年10月13日）、144/038（2001年10月13日）。所獲取的遙感影像效果較好，云量較少，色調(diào)對(duì)比度好，紋理細(xì)節(jié)清晰，能滿足本次遙感信息提取工作的要求。

2.2 遙感影像處理

由于遙感系統(tǒng)受空間、波譜、時(shí)間，以及輻射分辨率的限制，在數(shù)據(jù)獲取過程中，不可避免地存在著誤差，使得遙感數(shù)據(jù)很難精確地記錄復(fù)雜的地表信息。這些誤差的存在，不僅降低了遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量，而且影響了遙感圖像分析的精度。因此在遙感圖像地質(zhì)解譯和礦化蝕變信息提取之前，有必要對(duì)遙感原始圖像進(jìn)行處理。結(jié)合本次研究工作可知，遙感數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容有幾何校正、圖像鑲嵌、彩色合成、數(shù)據(jù)融合等。

2.2.1 幾何校正

遙感圖像在成像過程中，由于受到遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響、地形起伏的影響、地球表面曲率的影響、大氣折射的影響、地球自轉(zhuǎn)的影響等，使得遙感影像在幾何位置上發(fā)生了變化，產(chǎn)生諸如行列不均勻，像元大小與地面大小對(duì)應(yīng)不準(zhǔn)確，地物形狀不規(guī)則變化等幾何畸變?；兊挠跋裨诠ぷ鬟^程中，會(huì)對(duì)定量分析和位置配準(zhǔn)造成困難，因此需要消除這種畸變，方法就是對(duì)影像進(jìn)行幾何校正。在PCI操作系統(tǒng)中，利用1∶250 000地形圖，采用由圖像到圖像的校正模式，選擇明顯的地面標(biāo)志點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行校正，幾何校正的流程如圖1所示。

2.2.2 圖像鑲嵌

圖像鑲嵌是指把多個(gè)單幅圖像，根據(jù)相同地物標(biāo)志拼接成一幅大圖像的處理過程。我們?cè)诠ぷ髦?，采用基于地理坐?biāo)的圖像拼接，鑲嵌以列為單位進(jìn)行拼接，然后將各列拼接起來，進(jìn)行直方圖匹配和色彩調(diào)整，最終生成工作區(qū)的遙感影像鑲嵌圖。

圖1 遙感影像幾何校正流程圖Fig.1 Geometric correction flow chart of remote sensing image

2.2.3 彩色合成

遙感圖像的地質(zhì)解譯是在成礦理論的指導(dǎo)下根據(jù)遙感影像特征，識(shí)別、提取與成礦、控礦有關(guān)的地層巖性、線性環(huán)形構(gòu)造、礦化蝕變帶、地貌、水系等地質(zhì)信息。經(jīng)過對(duì)比分析，選擇TM7、TM4 TM1波段合成，獲取了一幅信息量豐富，層次分明并且含有目標(biāo)地物特征信息的圖像，作為遙感地質(zhì)解譯的基礎(chǔ)圖像。

2.2.4 數(shù)據(jù)融合

作者本次研究是根據(jù)本區(qū)的實(shí)際情況，采用了IHS彩色空間變換的融合方法。IHS彩色空間變換融合的結(jié)果，充分發(fā)揮了多光譜波段和全色波段的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了兩者之間的不足，取得了較好的圖像效果。

經(jīng)過處理后，根據(jù)預(yù)測(cè)區(qū)范圍對(duì)影像進(jìn)行裁剪，得到預(yù)測(cè)區(qū)遙感影像圖如圖2所示（見下頁）。

3 構(gòu)造解譯和蝕變信息提取

3.1 構(gòu)造解譯

根據(jù)項(xiàng)目要求，本次構(gòu)造解譯工作不面對(duì)一切地質(zhì)問題，地質(zhì)解譯的重點(diǎn)是區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景和成礦控礦地質(zhì)條件。在1∶250 000綜合信息礦產(chǎn)預(yù)測(cè)解譯中，重點(diǎn)識(shí)別具有診斷性意義的線、環(huán)色、帶、塊五大類遙感地質(zhì)信息。

圖2 研究區(qū)遙感影像圖Fig.2 The remote sensing image map of research area

作者在本次工作區(qū)范圍內(nèi)共解譯出四十二條斷裂構(gòu)造，其中正斷層一條，逆斷層二十四條，平移斷層十條，板塊縫合帶二條，性質(zhì)不明斷層五條。規(guī)模以中型為主，線型構(gòu)造多為東西走向，其次為北西走向。作者在工作區(qū)內(nèi)共解譯環(huán)形構(gòu)造七個(gè)，根據(jù)遙感地質(zhì)分析，推測(cè)其中三個(gè)環(huán)要素為中生代花崗巖類引起的，二個(gè)環(huán)要素為褶皺引起的環(huán)形構(gòu)造，二個(gè)環(huán)要素性質(zhì)不明。工作區(qū)中的色要素解譯出四處，作者推測(cè)均為角巖化，角巖化主要分布于侵入體周圍，均為圍巖蝕變，其色調(diào)與侵入巖體本身有關(guān)。帶要素是指賦礦地層和巖層，工作區(qū)范圍內(nèi)的帶要素主要包括侵入巖型、沉積巖型，主要為白堊系阿布山組、三疊系日干配錯(cuò)群，侏羅系木噶崗日群、曲色組、色哇組。在工作區(qū)范圍內(nèi)，作者未解譯出塊要素。

構(gòu)造解譯的成果如圖3所示。

圖3 研究區(qū)構(gòu)造解譯圖（1∶250 000）Fig.3 The tectonic interpretation map of research area

3.2 礦化蝕變信息提取

各類地物都具有各自的光譜特征，而地物光譜特征的差異，是遙感技術(shù)識(shí)別各類地物的主要依據(jù)。蝕變圍巖具有與正常巖石不同的物質(zhì)組成及內(nèi)部構(gòu)造特征而表現(xiàn)出波譜特征異常。多龍銅礦預(yù)測(cè)區(qū)為銅多金屬礦床，礦區(qū)熱液蝕變類型主要為硅化、鉀長石化、絹云母化、斜長石化、綠泥石化、綠簾石化等。根據(jù)礦區(qū)巖石類型，可將礦區(qū)蝕變巖劃分為與鐵離子有關(guān)的蝕變礦物和與羥基有關(guān)的蝕變礦物，并可分別進(jìn)行羥基和鐵染蝕變信息的提取。

含羥基礦物，如高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化、碳酸鹽化等在ETM＋7波段附近有一個(gè)較強(qiáng)的光譜吸收帶，在ETM＋5波段附近存在較高的反射率。

鐵化蝕變礦物，如褐鐵礦化，在波譜曲線上有二個(gè)明顯的吸收帶，分別為ETM＋1波段和ETM＋4波段，而在ETM＋3波段附近反射相對(duì)較高。

通過對(duì)ETM＋不同波段組合進(jìn)行增強(qiáng)處理可圈定出圍巖蝕變的范圍和強(qiáng)度［3］。

在PCI8.2軟件平臺(tái)上，采用“面向特征主分量選擇法（克洛斯塔技術(shù)）”提取巖石蝕變信息，我們選取ETM＋1、ETM＋4、ETM＋5、ETM＋7波段組合和ETM＋1、ETM＋3、ETM＋4、ETM＋5波段組合分別進(jìn)行主成份分析，來提取羥基蝕變信息和鐵染蝕變信息。

為了更好地分析蝕變信息，我們對(duì)提取出的異常信息進(jìn)行分級(jí)，利用不同的標(biāo)準(zhǔn)離差的倍數(shù)，得到的異常范圍也就不同。一般將異常分為1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)，分別對(duì)應(yīng)強(qiáng)、中、弱異常信息，最終得到的預(yù)測(cè)區(qū)羥基異常分布圖和鐵染異常分布圖，如圖4和下頁圖5所示。

圖4 研究區(qū)羥基異常分布圖Fig.4 The hydroxyl alteration distribution map of research area

4 綜合找礦信息分析

在對(duì)多龍銅礦預(yù)測(cè)區(qū)進(jìn)行遙感解譯以及蝕變信息提取后，結(jié)合研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)、物探、化探信息，可以對(duì)研究區(qū)內(nèi)的遙感綜合找礦信息進(jìn)行分析。通過將研究區(qū)解譯信息和蝕變信息疊加到一起可以看到蝕變信息與解譯出的五要素具有較好的重疊性，羥基異常主要分布在白堊系和侏羅系地層上，集中于環(huán)形構(gòu)造范圍內(nèi)，并與角巖化的色要素疊合較好；鐵染異常分布較少，和線性要素疊合較好。

根據(jù)分析結(jié)果，作者在研究區(qū)內(nèi)圈定出了二處遙感找礦遠(yuǎn)景區(qū)，如圖6所示。

A區(qū)位于早中侏羅世曲色組和色哇組地層上，出露巖性為砂巖、泥巖、玄武巖組合，區(qū)內(nèi)線性構(gòu)造有一條北東向平移斷層和一條東西向的逆斷層。在區(qū)內(nèi)，羥基異常分布較多，且集中分布在斷裂交叉部位。在區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)一個(gè)礦化點(diǎn)，經(jīng)分析認(rèn)為該區(qū)具有較好的找礦前景。

B區(qū)位于白堊系和侏羅系地層上，出露巖性為礫巖、砂巖、粗面安山巖、泥巖、玄武巖組合。在區(qū)內(nèi)有一條北西向的平移斷層和一個(gè)環(huán)形構(gòu)造，且環(huán)形構(gòu)造和線性構(gòu)造呈相交模式。由于線環(huán)相交和相切的部位是成礦的有利部位，在區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)一個(gè)礦化點(diǎn)，經(jīng)分析認(rèn)為，該區(qū)具有良好的找礦前景。

5 結(jié)論

通過對(duì)研究區(qū)遙感影像解譯，作者提取出了線、環(huán)、色、帶、塊五要素和羥基、鐵染異常等信息。將這些信息與已知礦點(diǎn)進(jìn)行疊加分析，可以看出，線性構(gòu)造密集帶、線性構(gòu)造相交部位和線環(huán)構(gòu)造相交、相切部位是找礦的有利部位，并據(jù)此圈定出二處遙感找礦遠(yuǎn)景區(qū)，這對(duì)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)和成礦預(yù)測(cè)提供了重要的遙感信息。

由于ETM圖像的分辨率不足，作者在工作中未能解譯出規(guī)模較小的地質(zhì)體。因此，作者在本文對(duì)地質(zhì)體的解譯程度和控礦構(gòu)造的研究程度還不夠深入。

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book=33,ebook=33

1001—1749（2012）03—0249—04

TP 7

A

10.3969/j.issn.1001－1749.2012.03.20

翟偉林（1985－），男，河北省石家莊人碩士，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)遙感與GIS應(yīng)用。

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目（1212011086057；1212010813025）

2011－08－31 改回日期：2012－03－21