基于ASTER數(shù)據(jù)雙湖贊宗錯地區(qū)蝕變異常研究

尤孟，李志軍，何珊，趙潤東，歐俊，郭奇奇，何子軒

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基于ASTER數(shù)據(jù)雙湖贊宗錯地區(qū)蝕變異常研究

尤孟，李志軍，何珊，趙潤東，歐俊，郭奇奇，何子軒

（成都理工大學(xué)，成都 610082）

遙感技術(shù)在高海拔低覆被地區(qū)有不可替代的優(yōu)勢?；贏STER數(shù)據(jù)，針對雙湖贊宗錯地區(qū)，利用常見礦物礦化蝕變光譜數(shù)據(jù)進行分析。結(jié)合該區(qū)域地質(zhì)資料在研究區(qū)內(nèi)進行遙感地質(zhì)特征解譯和運用主成分分析方法進行礦[3]化蝕變信息提取，綜合遙感地質(zhì)解譯結(jié)果和蝕變信息提取結(jié)果及化探異常進行分析，圈定了5個找礦靶區(qū)，為高海拔地區(qū)礦產(chǎn)資源調(diào)查部署提供了依據(jù)。

遙感；蝕變提??；找礦預(yù)測；雙湖贊宗錯

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源的消耗日益劇增，經(jīng)濟的發(fā)展與目前已開采礦產(chǎn)資源不足的矛盾日益明顯。目前低海拔近地表的礦產(chǎn)資源日益減少，找礦逐漸由淺層找礦向深部找礦發(fā)展，找礦難度不斷增加，都給找礦工作帶來極大的挑戰(zhàn)[1-2]。

圖1 班戈地區(qū)地質(zhì)簡圖

1、第四系；2、新近紀(jì)地層；3、古近紀(jì)地層；4、侏羅系地層；5、白堊系地層；6、塔仁本洋島型玄武巖；7、侵入巖體

近年來，在班公湖-怒江成礦帶地質(zhì)找礦取得了重大突破，由于班怒成礦帶面積較大，對于其外圍及附近地區(qū)的礦產(chǎn)調(diào)查顯得尤為重要，雙湖縣贊宗錯地處羌唐盆地南緣，斑怒帶南側(cè)，找礦意義重大。2015~2017年，中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所在贊宗錯地區(qū)開展了867 km21∶5萬的地質(zhì)填圖和水系沉積物地球化學(xué)工作。通過先期遙感地質(zhì)特征的研究，對該地區(qū)有了一個宏觀性的認(rèn)識，對開展進一步的工作有決定性的幫助。

ASTER是由美國和日本聯(lián)合開發(fā)的高性能衛(wèi)星傳感器，相比Landsat衛(wèi)星的TM/ETM+，光譜范圍覆蓋更寬，單波段范圍更窄，輻射分辨率更高[3]。在西藏自治區(qū)礦產(chǎn)資源調(diào)查與評價研究中，通過遙感手段利用ASTER數(shù)據(jù)開展了圍巖礦化蝕變的異常信息提取和研究，取得了較好效果。研究區(qū)植被覆蓋度較低，適合開展大面積遙感找礦工作。

鑒于上述背景，本文選擇贊宗錯地區(qū)，利用ASTER衛(wèi)星數(shù)據(jù)開展了線性構(gòu)造、環(huán)形構(gòu)造的解譯及鐵染、羥基蝕變信息的提取，推斷了進一步找礦的重點區(qū)域。

1 研究區(qū)概況

雙湖縣贊宗錯處于西藏自治區(qū)北部，青藏高原羌塘盆地南緣，地處羌南地體和岡底斯—念青唐古拉北緣弧盆區(qū)的結(jié)合部位，班公錯—怒江縫合帶由研究區(qū)的南側(cè)通過，平均海拔3 000m。研究區(qū)范圍地理坐標(biāo)為32°02′~32°20′N，80°23′~80°45′E。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，且以北西向、近東西向斷裂最為發(fā)育，近南北向和北西向斷裂次之，各主要地層單位之間多為斷層接觸。主要出露有侏羅系木嘎崗日巖群（J1-2）、上侏羅系沙木羅組（J3）、上侏羅系吐卡日組（J3）、塔仁本洋島型玄武巖（）、下白堊系去申拉組（K1）、古近系牛堡組（E1-2）、古近系丁青湖組（E3）、新近系康托組（N）[4]（圖1）。

研究區(qū)位于班公湖—怒江Cr、Fe、Cu、Mo、Au（Fe）油氣成礦帶之日土-改則-丁青Cr、Fe、Au、Cu成礦亞帶（Ⅳ-14）內(nèi)。帶內(nèi)已經(jīng)分布有塔吉岡銅礦、贊宗錯鐵礦；屋索拉金礦、商旭金礦和拉青銅金礦；東巧鉻鐵礦、依拉山鉻鐵礦、切里湖鉻鐵礦和東風(fēng)鉻鐵礦，明顯的贊宗錯地區(qū)具有相當(dāng)?shù)你~、鐵礦找礦潛力。

2 數(shù)據(jù)源簡介

ASTER是一臺安裝在Terra衛(wèi)星上的先進的多光譜成像儀，其掃描幅寬均為60km，包括了從可見光到熱紅外共3個譜段14個光譜通道，幾乎覆蓋了光學(xué)遙感所有大氣窗口的譜段，擁有光學(xué)傳感器較高的光譜分辨率和空間分辨率，相對于其他數(shù)據(jù)源，ASTER數(shù)據(jù)較高的光譜分辨率更有利于蝕變礦物信息的提取[5]。該次研究使用了DPRA201512140001中的兩景影像，衛(wèi)星遙感影像圖像清晰，質(zhì)量良好?；贓NVI 5.0平臺，對Fe2+、Fe3+、鐵氧化物、高嶺土、綠泥石、絹云母等多種礦物及組合進行蝕變提取。

表1 各類干擾地物的去除方法

3 圖像預(yù)處理

在ASTER數(shù)據(jù)中用于蝕變提取可見光/近紅外波段以及短波紅外這兩個大的波段。但由于兩個波段的分辨率不同，所以需要重采樣可見光波段，然后把可見光/近紅外波1-3段及短波紅外波段按4-9波段順序組合起來，使他們統(tǒng)一為30 m的空間分辨率。

由于采用的是ASTER L1B數(shù)據(jù)，需利用ENVI平臺的FLAASH大氣校正模塊中對影像進行大氣校正。在進行FLAASH大氣校正之前，首先需要進行傳感器定標(biāo)，然后再進行輻射亮度單位轉(zhuǎn)換，最后進行儲存數(shù)序調(diào)整（Basic tools-convert data)使得影像從BSQ轉(zhuǎn)換為BIL格式。大氣校正的目的是消除大氣和光照等因素的影響，還原地表地物的真實反射率，使對礦化蝕變的提取更加準(zhǔn)確。本次研究采用ENVI中的FLAASH大氣校正。

圖2 研究區(qū)主要蝕變礦物USGS光譜曲線

研究區(qū)處于青藏高原高海拔地區(qū)云量較少，植被覆蓋度低。但植被、水體、陰影等因素會對提取的礦物蝕變造成干擾，出現(xiàn)大量的偽信息；因此需利用掩膜技術(shù)對研究區(qū)干擾地物進行剔除。針對不同的干擾地物，通過波段運算可以較完整的進行提?。ū?）[5]。

最后需通過公式（Basic tools-band math)，將去植被、水體、第四系、陰影的掩膜綜合起來，形成最終的綜合掩膜。利用綜合掩膜對圖像進行處理。

4 蝕變異常提取方案

4.1 遙感蝕變特征分析

班戈贊宗錯蝕變礦物主要有褐鐵礦、磁鐵礦、綠泥石、高嶺石等，從多光譜遙感可以提取的蝕變類型可劃分為鐵染、Al羥基礦物、Mg羥基礦物。鐵染蝕變異常類型主要有Fe2+和Fe3+，主要包括赤鐵礦、針鐵礦、磁鐵礦等；Al羥基礦物主要包括高嶺土、絹云母等；Mg羥基礦物主要包括綠泥石、綠簾石等[6]。含Al羥基礦物其特征吸收譜帶在2.165~2.215μm之間，特征反射譜帶在2.225~2.30μm之間。含Mg羥基礦物其特征反射譜帶在2.35μm附近，典型吸收譜段在2.30μm附近。含三價鐵離子礦物在0.35μm和0.87μm附近出現(xiàn)顯著的吸收峰，其中赤鐵礦、針鐵礦的特征反射譜段分別為0.75μm、1.35μm、2.1μm,而黃鉀鐵鞏的特征反射譜段則較多分別為 0.75μm、1.92μm、2.35μm、2.72μm。含碳酸根離子礦物（如方解石、菱鎂礦、白云石、菱鐵礦等）具有多個吸收譜帶，其中最為明顯的特征反射譜段出現(xiàn)在2.3μm附近[7]（圖2）。

多光譜遙感礦化蝕變信息提取的方法很多，如主成分分析法（Principal Component Analysis，PCA）、比值法（Ratios Method，RM）和光譜角法（Spectral Angle Mapper，SAM）等[8]。本文選取主成分分析法對礦化蝕變進行提取，主成分分析法是根據(jù)蝕變礦物的光譜特性，選取4個特征波段換算出它們的特征向量，從而擴大該類型蝕變信息特征，有利于對研究區(qū)該類型蝕變信息的提取。

4.2 蝕變異常提取

4.2.1 鐵染提取

針對鐵氧化物礦物的波譜曲線特征，選擇1,2,3,4波段進行主成分分析（PCA）。根據(jù)Fe3+礦物的波譜特征，鐵離子對應(yīng)的1、3波段位于吸收谷，2、4波段位于反射峰。選擇構(gòu)成鐵染蝕變信息的主成分的特征向量，其ASTER1與ASTER2、ASTER4系數(shù)符號相反，ASTER1與ASTER3系數(shù)符號相同的原則，判斷PC4代表鐵染信息的主成分分量，提取鐵染異常信息，在對鐵染異常圖像進行拉伸0~255之間并選擇平均值+1倍、2倍、3倍標(biāo)準(zhǔn)離差分出一、二、三級。

4.2.2 羥基提取

針對Al羥基化物礦物的波譜曲線特征，選擇1,3,4,6波段進行主成分分析（PCA）。根據(jù)Al羥基化物礦物的波譜特征，6波段為吸收谷，4波段為反射峰，選擇ASTER 1與ASTER3、ASTER6系數(shù)符號相反，ASTER1與ASTER4系數(shù)符號相同的原則，判斷代表Al羥基信息的主成分分量為PC4，提取Al羥基異常信息；針對Mg羥基化物礦物的波譜曲線特征，選擇1,3,4,8波段進行主成分分析（PCA）。根據(jù)Mg羥基化物礦物的波譜特征，8波段為吸收谷，4波段為反射峰，選擇ASTER 1與ASTER3、ASTER8系數(shù)符號相反，ASTER1與ASTER4系數(shù)符號相同的原則，判斷PC4代表Mg羥基信息的主成分分量，提取Mg羥基異常信息，在對Al羥基和Mg羥基異常圖像進行拉伸0~255之間并選擇平均值+1倍、2倍、3倍標(biāo)準(zhǔn)離差分出一、二、三級。

5 異常驗證與找礦預(yù)測

本次研究結(jié)合班戈區(qū)調(diào)項目，從遙感圖像上解譯和提取構(gòu)造和蝕變信息。

5.1 成礦預(yù)測劃分依據(jù)

1）線性構(gòu)造、環(huán)形構(gòu)造分布

根據(jù)構(gòu)造解譯的提取方法，本文通過遙感影像對研究區(qū)進行了構(gòu)造解譯[9]，共解譯線性構(gòu)造23條，兩個環(huán)形構(gòu)造。線性構(gòu)造的影像特征明顯，以直線狀色調(diào)紋理特征為主，主體上呈近EW向，少數(shù)SN向。在昂吾山體及東側(cè)山體呈交錯分布，且較為密集。

圖3 研究區(qū)鐵染和羥基蝕變分布圖

2）遙感鐵染、羥基異常分布

鐵染異常以二級異常為主。鐵染異常主要呈散點狀分布，在研究區(qū)內(nèi)都有分布，主要集中于昂吾山體，在山體北部U型山脊和中部山頂，異常呈團塊狀沿山脊展布。此外在山體東側(cè)高地有一個異常濃集中心明顯的片狀鐵染異常分布。羥基類異常主要以三級異常為主，呈片狀分布，兩種羥基類異?；鞠嗨疲u基類異常主要集中在昂吾山體中西部山谷里，在南部有一個強異常區(qū)，同樣的在山體高地處也有一個異常濃集中心。在昂吾山體東南側(cè)的由侵入巖體形成的環(huán)形構(gòu)造位置，鐵染和羥基蝕變有較強的分布（圖3）。

1. 環(huán)形構(gòu)造；2. 線性構(gòu)造；3. 重要鐵染蝕變區(qū)；4. 重要Al羥基蝕變區(qū)；5. 重要Mg羥基蝕變區(qū)；6. 找礦遠(yuǎn)景區(qū)；7. Ni水系沉積物異常；8. Cu水系沉積物異常；9. Cr水系沉積物異常；10. Au水系沉積物異常；11. 水系沉積物測量范圍

3）地球化學(xué)異常分布

地球化學(xué)元素異常是找礦的重要依據(jù)，通過其可以更加準(zhǔn)確的判明是否存在礦化異常[10]，本文收集該地區(qū)已有的化探資料。在研究區(qū)中部昂吾山體位置，主要分布鉻、鈷、鎳元素異常。南部分布銅元素異常，雖然為主要成礦元素但分布范圍較小，與遙感蝕變提取結(jié)果較為吻合。金元素有較少量的小面積分布，異常濃度不高。

5.2 成礦預(yù)測

研究區(qū)蝕變異常主要集中在贊宗錯東南側(cè)及昂吾山體成疊加面積分布；測區(qū)主要發(fā)育東西向線性構(gòu)造，部分與侵入巖體相交；提取的遙感蝕變異常與1∶5萬化探套和較好，且遙感異常一定程度上能指示化探異常?；贕IS平臺交互疊加，將遙感提取的三種蝕變異常，疊加化探異常、地質(zhì)信息疊加分析得到綜合成礦預(yù)測圖（圖4）。

礦床成因的科學(xué)厘定為找礦方向提供了重要的指導(dǎo)意義。根據(jù)遙感蝕變及構(gòu)造分布特征，圈定了5個成礦預(yù)測區(qū)：

Ⅰ號成礦預(yù)測區(qū)。位于測區(qū)北部，主要地層為侏羅統(tǒng)吐卡日組灰?guī)r和砂巖，Mg羥基較為集中在內(nèi)部，Al羥基和鐵染蝕變分布在外圍兩側(cè)，蝕變成面狀且強度較高；Ⅰ號區(qū)被一條斷層橫切，且在斷層北側(cè)蝕變強度較大；其東部發(fā)育Cr元素水系沉積物異常。該部位具有一定的找礦潛力。

Ⅱ號成礦預(yù)測區(qū)。位于贊宗錯東南側(cè)，出露超基性巖體，主要分布Al羥基蝕變和Mg羥基蝕變，蝕變成點簇狀，特別是出露巖體位置與蝕變異常吻合，且Cr元素水系沉積物異常發(fā)育，具有含鐵類礦物的找礦潛力。

Ⅲ號成礦預(yù)測區(qū)。位置在Ⅱ號成礦預(yù)測區(qū)東側(cè)，蝕變主要分布在侏羅統(tǒng)吐卡日組碳酸鹽巖及去申拉組中基性火山巖夾碎屑巖，蝕變主體呈面狀，內(nèi)部主要為Al羥基蝕變，外圍主要分布Mg羥基蝕變，在碳酸鹽巖區(qū)域異常強烈。預(yù)測區(qū)西側(cè)Mg羥基和Al羥基異常有較強分布；NE向和NW向斷層交于預(yù)測區(qū)內(nèi)，鐵染異常呈線狀延斷層分布；區(qū)內(nèi)發(fā)育Cu元素水系沉積物異常。該區(qū)域符合矽卡巖型銅（金）礦找礦潛力。

Ⅳ號成礦預(yù)測區(qū)。位于昂吾山體木嘎崗日巖群砂巖、灰?guī)r中，大量小型超基型巖體沿NW向斷層出露。蝕變主體為Al羥基和Mg羥基異常呈大范圍面狀分布，鐵染異常為散點狀分布于內(nèi)部；區(qū)內(nèi)發(fā)育Ni元素水系沉積物異常，符合含鐵類礦物的找礦潛力。

Ⅴ號成礦預(yù)測區(qū)。位置在測區(qū)東南角，地層主要為木嘎崗日巖群的灰?guī)r，區(qū)內(nèi)出露三個花崗斑巖體。蝕變呈點簇狀分布，與斑巖體疊加較好，羥基類蝕變位于內(nèi)側(cè)，鐵染類蝕變位于巖體外圍；區(qū)內(nèi)發(fā)育Cu元素水系沉積物異常，該預(yù)測區(qū)系巖體隆起部位及內(nèi)外接觸帶具斑巖-矽卡巖型銅（金）礦找礦潛力。

經(jīng)過野外地質(zhì)詳查驗證，通過ASTER數(shù)據(jù)提取的蝕變信息與實際礦化點吻合較好，異常范圍較好的反映了該區(qū)域的蝕變分帶情況。

6 結(jié)論及存在問題

1）班公湖-怒江成礦帶，由于起步較晚，受自然條件的限制，在該地區(qū)的礦產(chǎn)勘查工作正在逐漸的開展。通過研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)合實地野外驗證，發(fā)現(xiàn)礦化點和礦化類型和蝕變信息非常吻合，證明該種判斷遙感蝕變信息的方法在高海拔地區(qū)進行前期礦產(chǎn)調(diào)查是行之有效的。

2）本文根據(jù)遙感蝕變、構(gòu)造及化探信息圈定了5個成礦預(yù)測區(qū)，其中Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ號成礦預(yù)測區(qū)主要尋找鐵礦；Ⅲ號和Ⅴ號成礦預(yù)測區(qū)主要尋找銅（金）礦。在雙湖地區(qū)下一步找礦工作可以結(jié)合這些重點部位進行勘察。

3）本研究所應(yīng)用的為USGS波譜庫提供的礦物光譜曲線的波譜特征展開蝕變礦物的分類研究，并未測定該地區(qū)蝕變礦物的波譜曲線，所以在提取精度上會有所限制。

[1] 張廷斌. 斑巖銅礦遙感蝕變信息重現(xiàn)性與優(yōu)選研究[D]. 西南交通大學(xué)，2013.

[2] 張廷斌, 唐菊興, 李志軍，等. 西藏尕爾窮銅金礦多光譜遙感地質(zhì)特征與外圍找礦預(yù)測[J]. 國土資源遙感, 2014, (04):170-178.

[3] 劉寅翔，黃雙雙. 基于ASTER數(shù)據(jù)相山地區(qū)蝕變異常提取研究[J]. 西部探礦工程，2015，（04）：129-131.

[4] 張樹岐，王永勝，解元和等. 西藏自治區(qū)昂達(dá)爾錯區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告[R]. 西藏: 吉林省地質(zhì)調(diào)查院, 2006.

[5] 唐超，陳建平，張瑞絲,等. 基于Aster遙感數(shù)據(jù)的班怒成礦帶礦化蝕變信息提取[J]. 遙感技術(shù)與應(yīng)用,2013（1）:122-124.

[6] 胡紫豪，唐菊興，張廷斌，等. 西藏多不雜斑巖銅礦ASTER遙感蝕變異常特征[J]. 國土資源遙感，2012,（01）:150-151.

[7] 王鋒德. 基于ASTER數(shù)據(jù)的遙感地質(zhì)信息提取及綜合成礦預(yù)測研究[Z]，2013.

[8] 宋晚郊. 胡道功. 張緒教. 等. 西藏岡底斯成礦帶甲馬段蝕變遙感異常信息提取研究[Z]. 2012（03）：319-321.

[9] 張樵英. 遙感圖像目視地質(zhì)解譯方法[M]. 地質(zhì)出版社, 1986.

[10] 莊培仁. 遙感技術(shù)及地質(zhì)應(yīng)用研究[M]. 地質(zhì)出版社, 1986.

[11]閆潔茹，趙志芳，史青云，等. 植被覆蓋區(qū)ASTER斑巖型銅礦礦化蝕變分帶異常信息提取研究[J]. 地質(zhì)學(xué)刊，2015，39（3）：468-474.

Study of Alteration Information Based on ASTER Data in the Shuanghuzanzong Co Region

YOU Meng LI Zhijun HE Shan ZHAO Rundong OU Jun GUO Qiqi HE Zixuan

(Chengdu University of Technology, Chengdu 610059)

Common mineralized alteration spectral data are analyzed based on ASTER data in the Shuanghuzanzong Co region. Principal component analysis method is applied to the mineralization alteration information extraction. 5 prospecting targets are delineated based on integration of remote sensing geological interpretation results, the geochemical anomalies and alteration information extraction.

remote sensing; alteration information extraction; prospecting; Shuanghuzanzong Co region

P627

A

1006-0995（2017）03-0499-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.03.034

2017-03-05

“班公湖-怒江成礦帶銅多金屬礦資源基地調(diào)查”（DD20160026）項目資助.

尤孟（1993-），男，四川廣元人，碩士，地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)，研究方向：3S技術(shù)與數(shù)字國土

李志軍（1974-），男，副教授，從事礦產(chǎn)勘查和遙感地質(zhì)教學(xué)和研究工作.