遙感礦化蝕變信息提取及靶區(qū)優(yōu)選方法研究

鄭嬌嬌 張卓彤 薛園園

摘要：以白銀礦區(qū)和東準噶尓地區(qū)為例，進行遙感圖像蝕變信息提取和兩研究區(qū)靶區(qū)優(yōu)選，以地質(zhì)資料和化探異常為佐證，通過結(jié)合遙感蝕變異常和化探異常信息進行成礦預(yù)測，完成甘肅白銀廠銅多金屬礦產(chǎn)和東準噶尓地區(qū)遙感蝕變信息提取及靶區(qū)優(yōu)選的工作，為今后其他地區(qū)遙感礦化蝕變信息提取及靶區(qū)優(yōu)選總結(jié)有效方法和經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：遙感;礦化蝕變;ASTER;靶區(qū)優(yōu)選

中圖分類號：P614 文獻標識碼：A

1引言

自從遙感科學開始被用于地質(zhì)領(lǐng)域，地質(zhì)遙感理論和遙感圖像處理得到了國內(nèi)外很多學者的專注研究，在利用遙感技術(shù)找礦方面，逐漸形成了一套完整、成熟的找礦特征信息提取方法及流程。遙感在找礦方面已經(jīng)取得了很多成功的案例，遙感地質(zhì)異常與物探異常和化探異常具有同等重要的作用。遙感礦化蝕變信息提取及靶區(qū)優(yōu)選方法研究以白銀礦區(qū)和東準噶尓地區(qū)為例，進行遙感蝕變提取和靶區(qū)優(yōu)選，并對兩地進行蝕變和靶區(qū)特征進行對比研究，總結(jié)和分析有利的研究方法。本次研究以兩研究區(qū)遙感圖像蝕變信息提取和兩研究區(qū)靶區(qū)優(yōu)選為主，以地質(zhì)資料和化探異常為佐證，通過結(jié)合遙感蝕變異常和化探異常信息進行成礦預(yù)測，完成甘肅白銀廠銅多金屬礦產(chǎn)和東準噶尓地區(qū)遙感蝕變信息提取及靶區(qū)優(yōu)選的工作，從中總結(jié)分析出兩研究區(qū)更有利的遙感礦化蝕變信息提取及靶區(qū)優(yōu)選方法，為其他研究區(qū)在遙感礦化蝕變信息提取及靶區(qū)優(yōu)選方面提供理論支持，為今后其他地區(qū)遙感礦化蝕變信息提取及靶區(qū)優(yōu)選總結(jié)有效方法和經(jīng)驗。

2 國外研究現(xiàn)狀

遙感技術(shù)是美國學者在20世紀60年代提出來的并迅速發(fā)展起來的一門以空間技術(shù)、航天技術(shù)、計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性探測技術(shù)?？臻g技術(shù)的迅速發(fā)展、尤其是空間分辨率的不斷提高，航天技術(shù)和計算機技術(shù)的日益成熟，帶動了遙感技術(shù)的應(yīng)用的迅速的發(fā)展。遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣，從最早在軍事上的應(yīng)用發(fā)展到資源調(diào)查、地質(zhì)礦產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害調(diào)查和檢測、災(zāi)害評估等方面。遙感找礦是遙感技術(shù)在地質(zhì)應(yīng)用中的一個重要領(lǐng)域，主要用于巖性的識別、地質(zhì)線環(huán)構(gòu)造解譯、礦化蝕變信息提取三個方面。國外從20世紀50年代開始，美國和日本的一些實驗室就對礦物、巖石的可見光至近紅外光譜特性進行了系統(tǒng)的研究。

上述研究中提取蝕變信息是基于遙感圖像本身，使用較多的是主成分分析、比值運算、掩膜等基本的影像處理方法，而建立基于研究區(qū)的光譜特征的定量遙感找礦模型較少。

3 以白銀礦區(qū)和東準噶尓地區(qū)為例

以白銀礦區(qū)和東準噶尓地區(qū)為例，進行遙感蝕變提取和靶區(qū)優(yōu)選，并對兩地進行蝕變和靶區(qū)特征進行對比研究，總結(jié)和分析有利的研究方法。

甘肅省白銀廠礦區(qū)主要研究范圍為白銀廠礦田的小外圍。探明的工業(yè)礦床共5個，分別為折腰山大型Cu-Zn礦床、火焰山中型Cu-Zn礦床、銅廠溝小型Zn-Pb-Cu型礦床、小鐵山大型Pb-Zn-Cu型礦床及四個圈Pb-Zn-Cu型礦床。按金屬量計算，折腰山礦床規(guī)模最大，累計查明銅鋅資源儲量102.3萬噸。礦田內(nèi)第二大礦床是小鐵山多金屬礦床。排名第三的礦床是火焰山礦床，累計查明銅鉛鋅資源量26.5萬噸。銅廠和四個圈礦床規(guī)模較小，累計查明銅鉛鋅資源量分別分為8.9萬噸和4.6萬噸，以鋅為主。

4研究區(qū)蝕變信息提取

蝕變圍巖是一種重要的的找礦標志，由于圍巖蝕變分布范圍比礦體要大，在找礦時易被發(fā)現(xiàn)，所以長期作為一種重要的近礦標志，在找礦中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，我國的銅官山銅礦、西澳大利亞的大型金礦，世界大多數(shù)錫礦等都是以找礦標志發(fā)現(xiàn)的礦床。蝕變作用是指在氣水熱液的作用下，巖石的舊礦物被一些更新、更穩(wěn)定的礦物所替代的交代作用，由于氣水熱液礦床礦體四周的圍巖，在成礦作用過程中經(jīng)常發(fā)生蝕變作用，因此稱為圍巖蝕變。

熱液成礦作用往往都會有蝕變圍巖的產(chǎn)生，蝕變圍巖的形成過程就是成礦物質(zhì)遷移的過程，與礦石礦物的成因有很密切的聯(lián)系。因此產(chǎn)生蝕變圍巖環(huán)境如溫度、壓力、流體作用于的圍巖的不同其蝕變圍巖組合也不相同，因此特定的蝕變和蝕變組合對應(yīng)特定的礦床類型，所以研究近礦圍巖蝕變和熱液蝕變巖可以提高找礦的機會，也可以推斷出可能存在的礦床類型。

經(jīng)蝕變作用所形成的蝕變巖石與其周圍正常的巖石在礦物種類、結(jié)構(gòu)、顏色等方面都有很大的不同，正是這些差異才能使蝕變巖在某些特定的光譜形成特定的光譜異常。遙感影像提取異常信息主要就是以這些光譜異常為依據(jù)的。根據(jù)遙感影像數(shù)據(jù)的異常識別，可提取近礦圍巖蝕變信息或礦化程度較高的異常區(qū)信息。多波段遙感影像同時記錄不同波段所顯示的地表信息，信息量豐富，分辨率高。ASTER和ETM+遙感數(shù)據(jù)有著豐富的波段信息，能提取蝕變信息的效果較好，在植被覆蓋率低的地區(qū)能提取出更明顯礦化蝕變信息。

研究區(qū)的主要蝕變類型是綠泥石化、絹云母化、硅化、黃鐵礦化、綠簾石化等。根據(jù)蝕變的組成和本文所使用的ASTER、ETM+兩種遙感影像的特征，將研究區(qū)的蝕變礦物分為羥基礦物和含F(xiàn)e離子礦物兩種。研究區(qū)的主要蝕變礦物波譜曲線如圖1所示。

由波譜曲線可知，羥基礦物的特征譜帶在短波紅外光譜區(qū)間產(chǎn)生，高嶺石、綠簾石等含Al羥基標志吸收谷在2.2μm附近，對應(yīng)ASTER數(shù)據(jù)的第5和6波段，對應(yīng)ETM+數(shù)據(jù)的第7波段;綠泥石等含Mg羥基在2.3μm附近產(chǎn)生特征譜帶，對應(yīng)ASTER數(shù)據(jù)的第8波段，ETM+的第7波段。由上可知，羥基礦物特征譜帶的精確位置取決于OH-相連的金屬離子;鐵在氧化環(huán)境系多以含F(xiàn)e3+礦物形式存在，如褐鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦及黃鉀鐵礬等，分別在0.5μm和0.9μm處存在吸收特征，對應(yīng)于ASTER數(shù)據(jù)的第1和第3波段，ETM數(shù)據(jù)的第2和第4波段。

5 ASTER數(shù)據(jù)礦化蝕變信息提取

通過ASTER數(shù)據(jù)礦化蝕變信息提取發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過多年的開采，研究區(qū)的范圍內(nèi)有兩個很大露天開采的采坑，采坑里有較多的礦石，礦區(qū)的礦物信息較多、蝕變信息也較強，在提取蝕變信息時對其他原巖地區(qū)的蝕變信息造成了掩蓋，故為使研究區(qū)除礦坑區(qū)外的蝕變信息能在影像上得到顯示，把研究區(qū)的露天采也作為一種干擾因素，用掩膜的方法去除，掩膜是指有選擇的去掉影像中的較為集中的干擾因素。先建立掩膜區(qū)如圖2左側(cè)所示，然后通過比值處理對原始影像進行干擾信息去除，如圖2右側(cè)所示。

6 結(jié)論

利用ASTER和ETM遙感數(shù)據(jù)對研究區(qū)的礦化蝕變信息進行提取，并對提取的結(jié)果進行分析和比較。用ETM數(shù)據(jù)提取的鐵染蝕變比ASTER提取的結(jié)果范圍分布要廣些，但是基本上也都包括了ASTER數(shù)據(jù)提取的范圍。ASTER數(shù)據(jù)比ETM數(shù)據(jù)的波段多，波段的波長范圍窄，這說明了利用的遙感數(shù)據(jù)的波譜信息越豐富，其提取的蝕變信息效果越好，信息的區(qū)分度也越好。對提取遙感異常信息進行了綜合，得到研究區(qū)的遙感蝕變異常綜合圖，利用野外采集的蝕變點和研究區(qū)的已知礦點對提取的結(jié)果進行驗證，所提取的遙感蝕變信息區(qū)與野外采集的蝕變點和已知的礦點基本吻合，證實了遙感提取礦化蝕變信息的準確性。

參考文獻：

[1]姜天.遼寧省弓長嶺區(qū)遙感蝕變信息提取[D].吉林大學，2019.

[2]王宏，等.基于遙感技術(shù)的新疆大南湖一帶地區(qū)礦化蝕變信息提取[J].測繪與空間地理信息，2018，41（10）：24-26.

（作者單位：保定理工學院）