商都地區(qū)遙感構(gòu)造與蝕變信息提取及成礦預(yù)測(cè)

李松濤　劉峰　王文勇

摘 要：選取TM和ETM+為遙感信息提取數(shù)據(jù)源，采用野外、室內(nèi)、計(jì)算機(jī)識(shí)別和人工判讀相結(jié)合，對(duì)內(nèi)蒙商都地區(qū)牛家房子內(nèi)褶皺、斷裂和環(huán)形構(gòu)造進(jìn)行了解譯。應(yīng)用掩膜+主成分分析+閾值分割+多元信息綜合分析的方法對(duì)區(qū)內(nèi)熱液蝕變信息進(jìn)行了提取。結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)環(huán)境以及化探異常，從成礦理論出發(fā)，圈定了三個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū)。為商都進(jìn)一步礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)與評(píng)價(jià)提供了依據(jù)

關(guān)鍵詞：遙感；地質(zhì)解譯；蝕變信息；

找礦遠(yuǎn)景區(qū)隨著信息技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用遙感影像進(jìn)行地質(zhì)解譯，了解區(qū)域構(gòu)造信息，提取礦化蝕變信息，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景、成礦理論以及化探數(shù)據(jù)圈定找礦靶區(qū)，是找礦工作中一種有效的手段。本文利用遙感技術(shù)，解析了商都牛家房子區(qū)域線環(huán)形構(gòu)造的遙感異常信息，識(shí)別了遙感蝕變信息異常，結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)環(huán)境以及化探異常，從成礦理論出發(fā)，對(duì)商都牛家房子區(qū)域進(jìn)行了找礦遠(yuǎn)景分析。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)地處內(nèi)蒙自治區(qū)中部。大地構(gòu)造處于華北地臺(tái)北緣狼山——白云鄂博臺(tái)緣坳陷白云鄂博褶段束東段。華力西晚期和燕山期本區(qū)發(fā)生過(guò)多次強(qiáng)烈的構(gòu)造巖漿活動(dòng)，以及康寶深斷裂的活動(dòng)也控制了區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造發(fā)育，這幾次構(gòu)造巖漿活動(dòng)控制和影響了本區(qū)的鐵、金、銀、鉛多金屬以及螢石等礦產(chǎn)的形成。

2 遙感數(shù)據(jù)處理與解譯

研究區(qū)選取了1993年9月24日成像的TM影像數(shù)據(jù)和2001年8月21日成像ETM+的第8波段影像數(shù)據(jù)作為本次遙感地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查的原始影像數(shù)據(jù)源。首先需要對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，使用TM7、4、3+ETM+8四個(gè)波段組合的假彩色合成圖像，圖面色彩豐富，地質(zhì)可解譯程度高。圖像經(jīng)幾何校正，鑲嵌、裁剪后加注經(jīng)緯坐標(biāo)和主要地名，與同比例尺地形圖整合。

在ENVI遙感軟件的支持下，采用人機(jī)交互解譯方法，進(jìn)一步解譯地層、構(gòu)造、巖漿巖的分布及相互關(guān)系編制遙感解譯地質(zhì)圖。本區(qū)解譯出永樂(lè)倒轉(zhuǎn)向斜。大致呈近東西向舒緩波狀展布，全長(zhǎng)大約10km。該倒轉(zhuǎn)向斜由寶音圖群第二組組成，倒轉(zhuǎn)向斜西段的內(nèi)傾轉(zhuǎn)折端在遙感圖像上也顯示得非常清晰。根據(jù)斷裂構(gòu)造的影像特征和解譯標(biāo)志，發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，共解譯出規(guī)模大小不等的北東東向、北西西向、北北西向、北北東向、和近東西向等5組約10多條斷裂構(gòu)造。在遙感圖像上，環(huán)（弧）形構(gòu)造大多數(shù)是通過(guò)色調(diào)、水系、影紋結(jié)構(gòu)、植被或它們的復(fù)合類(lèi)型等標(biāo)志顯示出近圓形或橢圓形空心的環(huán)形或未封閉的弧形等環(huán)狀影像特征表現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)對(duì)測(cè)區(qū)環(huán)（?。┬螛?gòu)造的解譯發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)可解譯出小廟山環(huán)形構(gòu)造。

3 遙感蝕變信息提取

在熱液作用的影響下，近礦圍巖蝕變形成的蝕變巖石與正常圍巖反射光譜特征存在差異 。巖石中大部分礦物的化學(xué)成分（Si、Al、Mg、O）不能產(chǎn)生特征光譜曲線，但是巖石中較為次要的礦物中含有的 CO2-3 、Fe2 +、OH-和 Fe3 +離子在可見(jiàn)光—近紅外及短波紅外波譜區(qū)間上卻能形成明顯吸收和反射譜。主成分分析就是利用蝕變礦物的波譜特征來(lái)提取有關(guān)的蝕變礦物。本次研究對(duì)工作區(qū)遙感影像波段進(jìn)行了兩組主成分分析。采用TM1、3、4、5波段作為第一組主成分分析用來(lái)提取鐵的氧化物類(lèi)蝕變礦物；第二組主成分分析采用TM1、4、5、7波段用來(lái)提取含OH-或CO2-3的絹云石、白云母、綠泥石、高嶺土等蝕變礦物。

3.1 鐵染和羥基異常提取

鐵染異常提取是分別對(duì)TM1、3、4、5波段做主成份分析的數(shù)學(xué)運(yùn)算， 從運(yùn)算結(jié)果特征向量矩陣（表1）可以看出： PC4主要反映TM1、4波段的信息，且特征向量符號(hào)相同。根據(jù)構(gòu)成含鐵主組分的特征向量TM3應(yīng)與ETM1及ETM4為負(fù)相關(guān)，且ETM3與ETM5的特征向量符號(hào)相同的判斷準(zhǔn)則，PC4應(yīng)為含鐵化異常的主組分圖像。

羥基異常提取是分別對(duì)TM1、4、5、7波段做主成份分析，從運(yùn)算結(jié)果特征向量矩陣（表2）可以看出： PC4主要反映TM4、7波段的信息，且特征向量符號(hào)相同。根據(jù)構(gòu)成含羥基類(lèi)礦物主組分的特征向量TM5應(yīng)與TM7及TM4為負(fù)相關(guān)，且TM1、TM5的特征向量符號(hào)相同的判斷準(zhǔn)則，PC4應(yīng)為含羥基和碳酸鹽類(lèi)蝕變異常的主組分圖像。

從以上鐵染和羥基異常數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出鐵染和羥基異常所在的主組份圖像均為PC4。對(duì)主組份圖像PC4進(jìn)行5×5中值濾波處理，突出具有一定規(guī)模對(duì)找礦有利的異常信息。然后再利用公式X + 2δ來(lái)確定為異常的數(shù)值范圍（其中X 為均值， δ為標(biāo)準(zhǔn)離差）對(duì)主組分圖像從高到低進(jìn)行1～2級(jí)分割。最后根據(jù)遙感異常組合的原則，采用人工包絡(luò)線的方法將集中分布的鐵染和羥基異常圈定起來(lái)，建立遙感異常組合圖。

4 找礦遠(yuǎn)景區(qū)分析

根據(jù)該區(qū)域地質(zhì)背景和遙感構(gòu)造特征， 以提取的羥基和鐵染蝕變異常信息作為依據(jù)，結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)環(huán)境以及1：5萬(wàn)化探綜合異常（資料對(duì)遙感異常進(jìn)行篩選，結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)理論，按照不同的地質(zhì)背景、成礦環(huán)境及成礦條件，圈定出1個(gè)Ⅰ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)，2個(gè)Ⅱ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)（圖1）。

Ⅰ級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)

南達(dá)營(yíng)子——狼窩溝山遠(yuǎn)景區(qū)（Ⅰ-1）

該區(qū)位于牛家房子幅西部南達(dá)營(yíng)子附近，長(zhǎng)約5.6km，平均寬約4km，面積22km2。遠(yuǎn)景區(qū)北邊與小廟子山環(huán)形構(gòu)造接觸，東北部發(fā)育永樂(lè)倒轉(zhuǎn)向斜。已發(fā)現(xiàn)明顯的鎢異常和一處已知的石英脈型鎢礦點(diǎn)，是尋找隱伏石英脈型鎢礦的有利地區(qū)。

Ⅱ級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)

大石溝遠(yuǎn)景區(qū)（Ⅱ-1）

該區(qū)位于牛家房子幅西南部小石匠溝——大石匠溝附近一帶。該區(qū)大致呈一矩形，長(zhǎng)約3.5km，寬約2.65km，面積約10km2。區(qū)內(nèi)發(fā)育北東向斷裂，花崗巖多次侵入，且有已知小型金礦床一例。

馬連溝遠(yuǎn)景區(qū)（Ⅱ-2）

該區(qū)位于牛家房子幅北東部馬連溝——朱家村一帶。遠(yuǎn)景區(qū)長(zhǎng)約2km，寬約1-1.8km，面積約4km2。經(jīng)過(guò)野外勘查，發(fā)現(xiàn)東部出現(xiàn)磁鐵礦化帶。

參考文獻(xiàn)：

[1] 韓玲，謝秋昌.利用遙感技術(shù)對(duì)新疆西天山地區(qū)礦化蝕變信息的提取[J].遙感信息.2007（06）：49-51.

[2] 龍曉君，何政偉，劉嚴(yán)松，等.西藏羌多地區(qū)遙感蝕變與構(gòu)造信息提取及成礦預(yù)測(cè)[J].國(guó)土資源遙感.2010（02）：63-67.

[3] 李閔佳，劉軍旗，李星，等.主成分分析法在TM遙感影像蝕變信息提取中的應(yīng)用[J].黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào).2012（04）：546-550.

[4] 王旭春，吳德文，文雪峰.遙感信息在青海督冷溝地區(qū)成礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].地質(zhì)與勘探.2005（04）：78-82.

[5] 徐麗華，朱愷軍，陳永剛，等.基于K-L變換和灰度共生矩陣下的桂西—滇東南地質(zhì)構(gòu)造遙感信息提取方法研究[J].中國(guó)地質(zhì).2009（05）：1179-1186.

[6] 康高峰，劉池陽(yáng)，王永，等.柴北緣成礦帶礦化蝕變信息提取的方法研究[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)： 自然科學(xué)版.2007（06）：887-892.

[7] 謝榮安，張杏清.地災(zāi)監(jiān)測(cè)防治中遙感信息技術(shù)的應(yīng)用[J].地理空間信息.2009（05）：19-21.

[8] 竇雅娟，朱谷昌，肖滋澤，等.新疆彥達(dá)木地區(qū)遙感蝕變信息提取應(yīng)用研究[J].礦產(chǎn)勘查.2014（02）：338-344.

[9] 楊金中，方洪賓，張玉君，等.中國(guó)西部重要成礦帶遙感找礦異常提取的方法研究[J].國(guó)土資源遙感.2003（03）：50-53.

[10] 張玉君，曾朝銘，陳薇.ETM～+（TM）蝕變遙感異常提取方法研究與應(yīng)用——方法選擇和技術(shù)流程[J].國(guó)土資源遙感.2003（02）：44-49.

[11] 王郁，楊景元.雷達(dá)遙感在瀾滄江中下游地區(qū)錳礦調(diào)查評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].地質(zhì)找礦論叢.2002（04）：271-276.

[12] 李遠(yuǎn)華，姜琦剛，張繼承.利用ERDAS和MAPGIS進(jìn)行點(diǎn)線類(lèi)遙感信息的提取和符號(hào)化表示[J].世界地質(zhì).2005（01）：92-96.

[13] 荊鳳，陳建平.礦化蝕變信息的遙感提取方法綜述[J].遙感信息.2005（02）：62-65.

[14] 楊波，吳德文，陳云浩，等.礦化信息提取的混合蝕變遙感模型——以鷹嘴山金礦區(qū)為例[J].國(guó)土資源遙感.2005（01）：20-25.

[15] 楊自安，徐國(guó)端，鄒林，等.遙感與多元地學(xué)信息綜合找礦定位預(yù)測(cè)[J].礦產(chǎn)與地質(zhì).2004（04）：343-345.

[16] 張建國(guó)，楊自安，胡祥昭，等.基于光譜特征的遙感信息提取及成礦預(yù)測(cè)[J].礦產(chǎn)與地質(zhì).2004（04）：346-349.

[17] 楊金中，方洪賓，張玉君，等.中國(guó)西部重要成礦帶遙感找礦異常提取的方法研究[J].國(guó)土資源遙感.2003（03）：50-53.

[18] 王曉鵬，謝志清，伍躍中.西昆侖塔什庫(kù)爾干地區(qū)遙感找礦異常提取方法研究[J].地質(zhì)找礦論叢.2002（02）：136-139.

[19] 萬(wàn)余慶，張鳳麗，閆永忠.利用細(xì)分光譜儀數(shù)據(jù)分析水體泥土含量的方法研究[J].國(guó)土資源遙感.2002（02）：51-55.