礦物富集區(qū)遙感地質(zhì)信息提取與找礦預(yù)測(cè)

鄭澤江

（河北省水文工程地質(zhì)勘查院，河北 石家莊 050000）

隨著科學(xué)技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，以遙感技術(shù)為代表的高新技術(shù)已經(jīng)深入到各個(gè)社會(huì)發(fā)展的各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。

遙感技術(shù)是人類社會(huì)進(jìn)入20世紀(jì)后發(fā)展迅猛的技術(shù)之一，遙感技術(shù)最早應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，伴隨技術(shù)融合理念的推廣和應(yīng)用，目前遙感技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到地質(zhì)信息提取、氣象觀測(cè)、海洋監(jiān)視、軍事偵察等眾多行業(yè)和領(lǐng)域。遙感技術(shù)以其探測(cè)范圍廣、采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)快捷等優(yōu)勢(shì)以成為目前礦區(qū)地質(zhì)信息提取的重要手段。遙感技術(shù)在礦產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用可以克服礦區(qū)自然條件對(duì)地質(zhì)信息提取的影響，降低了地質(zhì)勘查工作的成本，提高了礦產(chǎn)行業(yè)的工作效率，開辟了礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作的新局面。

1 礦物富集區(qū)遙感地質(zhì)信息提取

1.1 遙感地質(zhì)信息提取內(nèi)容

在目前的地質(zhì)找礦以及地質(zhì)信息提取工作中，礦區(qū)巖石蝕變信息是有效的找礦標(biāo)志。蝕變主要是由于巖漿熱汽作用后形成的一種特殊巖石結(jié)構(gòu)，與金屬礦床的形成有之間聯(lián)系。

地質(zhì)遙感可以探測(cè)礦區(qū)蝕變巖體的光譜信息，礦物富集區(qū)的地質(zhì)信息可以在不同的波普段中形成特定的波普，并在遙感圖像中清晰顯示。

遙感提取技術(shù)的基礎(chǔ)是利用巖石蝕變信息的光譜相應(yīng)特征，如空間分布、偏振情況和時(shí)間特征等。巖體蝕變程度越深，越容易被遙感技術(shù)識(shí)別。遙感技術(shù)利用不同地區(qū)不同波普特征提取該地區(qū)的遙感地質(zhì)信息[1]。

1.2 遙感地質(zhì)信息提取步驟

在不同巖體波普輻射量差別很小時(shí)，通過消除地形地貌等信息增強(qiáng)遙感圖像的亮度反射，將微小差別進(jìn)行放大。采用多波段遙感比值提取的礦物類型主要有：TM3/TM1、TM3/TM4、TM5/TM2，組合比值TM（5-1）/TM（5+1）、TM（5-3）/TM（5+3）等提取鐵及其氧化物，TM5/TM6提取由羥基礦物，TM4/3提取植被信息。在對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)應(yīng)注意數(shù)據(jù)的線性處理，先截取數(shù)據(jù)在做比值，去除干擾信息。

用多光譜圖像除去高度相關(guān)波段中的多余信息，相關(guān)度一般由物質(zhì)的波普反射、地形、遙感波段重疊等因素引起。波普反射造成了可見光波段的相似，地形陰影是圖像的主要影響因素，太陽(yáng)光線的反射波和目標(biāo)波段之間存在相關(guān)度。通過進(jìn)行主成分分析提取能夠去除高度相關(guān)波段之間的多余信息，將多波段壓縮成為幾個(gè)有效的波段，減少了數(shù)據(jù)量的處理。常見的主成分分析法有(ETM1、ETM4、ETM5)和(、ETM3、ETM4)，一般用于鐵氧化物和羥基礦物的提取。

根據(jù)遙感圖像的概率分布直方圖以及灰度等特征選擇相應(yīng)分割點(diǎn)，以點(diǎn)來代替不同地域。通過對(duì)分割段數(shù)變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以建立遙感圖像的最優(yōu)分割模型。建立最優(yōu)分割數(shù)學(xué)模型后，借助RSIE圖像處理技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)計(jì)算出最有密度分割方式。最優(yōu)密度分割是由數(shù)學(xué)地質(zhì)中的最優(yōu)分割法演變而來的。

通過將圖像的波普同參考波普進(jìn)行比對(duì)比，得到目標(biāo)波普所在分類。通常情況以波普角度來確定兩段波普在空間向量中波段數(shù)相似程度。

1.3 遙感數(shù)據(jù)信息定量化分析

遙感技術(shù)采集的數(shù)據(jù)包含了礦物富集區(qū)蝕變異常、線環(huán)構(gòu)造等信息，通過對(duì)這些信息進(jìn)行分析能夠得出礦體具體位置情況以及是否具有隱伏礦體，再將數(shù)據(jù)進(jìn)一步量化后能夠分析出于成礦相關(guān)的環(huán)境信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)成礦遠(yuǎn)景的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

目前已知的遙感蝕變異常包括羥基、鐵化異常以及鐵染。在計(jì)算得到蝕變密度圖后結(jié)合礦區(qū)特性分析得出蝕變異常的占比，通過柵格法計(jì)算得到最終的異常密度圖[2]。

2 礦物富集區(qū)找礦預(yù)測(cè)分析

成礦預(yù)測(cè)為了提高找礦的成效的一項(xiàng)綜合研究工作。找礦預(yù)測(cè)工作主要是根據(jù)工作地區(qū)內(nèi)已有的各種地質(zhì)礦產(chǎn)等數(shù)據(jù)信息，分析研究區(qū)內(nèi)的地質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合已探明礦產(chǎn)的種類和規(guī)模，探索成礦規(guī)律，從而確定預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)可能發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)的有利地段，指出需要進(jìn)一步工作的方向、順序和內(nèi)容等，為正在進(jìn)行的或下一階段的普查找礦工作提供依據(jù)。

成礦預(yù)測(cè)工作一般按照以下步驟來進(jìn)行：首先明確預(yù)測(cè)區(qū)范圍、預(yù)測(cè)的主要礦種，搜集和整理研究區(qū)地質(zhì)信息如報(bào)告和圖鑒等，在研究成礦地質(zhì)背景和地質(zhì)構(gòu)造后，得出找礦信息，為成礦預(yù)測(cè)提供導(dǎo)向。

在分析控礦因素，明確預(yù)測(cè)標(biāo)志，測(cè)繪成礦預(yù)測(cè)圖，圈定預(yù)測(cè)靶區(qū)。

在圈定成礦預(yù)測(cè)區(qū)域時(shí)要考慮研究區(qū)的大地構(gòu)造、巖體、地層和地質(zhì)演變情況，利用礦床分部、蝕變、遙感線環(huán)構(gòu)造等信息，結(jié)合成礦標(biāo)志和成礦理論，最終圈定成礦預(yù)測(cè)區(qū)。

一般重點(diǎn)考慮礦層、不同礦體成礦構(gòu)造、地化異常以及侵入巖種等因素。在遙感成礦預(yù)測(cè)區(qū)中最優(yōu)找礦區(qū)應(yīng)滿足如下條件：具有有利于成礦的地質(zhì)條件；具有較多的礦化線索；有大面積的遙感蝕變異常；與已知礦區(qū)有類似遙感異常，特征明顯。

3 結(jié)語(yǔ)

遙感技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)地質(zhì)找礦工作的重要科技手段，遙感信息技術(shù)在確定研究區(qū)礦物地質(zhì)、成礦預(yù)測(cè)、地質(zhì)信息提取方面都有著重要作用。

隨著我國(guó)地質(zhì)勘查工作的深入開展，地質(zhì)勘探對(duì)于找礦要求的不斷提高，遙感技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也越來越明顯，在提高地質(zhì)勘探工作效率的同時(shí)，極大地壓縮了礦產(chǎn)工作中成本的投入。