現(xiàn)代遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

錢建平，伍貴華，陳宏毅

（桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林541004）

現(xiàn)代遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

錢建平，伍貴華，陳宏毅

（桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林541004）

文章論述了現(xiàn)代遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用，包括遙感巖性識別、礦化蝕變信息提取、地質(zhì)構(gòu)造信息提取和植被波譜特征的找礦應(yīng)用等；總結(jié)了遙感地質(zhì)找礦技術(shù)的若干新發(fā)展，即多光譜遙感蝕變信息提取技術(shù)、高光譜遙感技術(shù)、遙感生物地球化學(xué)技術(shù)，以及它們在地質(zhì)找礦應(yīng)用中的新發(fā)展；對遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用提出了幾點(diǎn)認(rèn)識及展望。

遙感巖石礦物識別；礦化蝕變信息提取；地質(zhì)構(gòu)造信息提取；植被波譜特征；多光譜遙感技術(shù)；高光譜遙感技術(shù)；遙感生物地球化學(xué)技術(shù)；地質(zhì)找礦

1 遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

遙感地質(zhì)找礦是遙感信息獲取、含礦信息提取以及含礦信息成礦分析與應(yīng)用的過程。遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1．1 遙感巖石礦物識別

一定的巖石類型和巖石組合是成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)和賦存條件，巖石在成礦作用中的重要性是不言而喻的。遙感巖石礦物信息提取技術(shù)的發(fā)展與地物光譜特征的研究密不可分。巖石、礦物的光譜特征研究是利用遙感數(shù)據(jù)提取巖性信息的基礎(chǔ)。巖性識別主要是應(yīng)用圖像增強(qiáng)、圖像變換和圖像分析方法，增強(qiáng)圖像的色調(diào)、顏色以及紋理的差異，以便能最大限度地區(qū)分不同巖相、劃分不同巖石類型（沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖）或巖性組合。遙感巖石礦物識別在區(qū)域地質(zhì)填圖工作中能發(fā)揮重要的作用。通常，適合研究巖石、礦物光譜特征的最佳大氣窗口有2個(gè)：①0．4～2．5μm，為可見近紅外—短波紅外域，主要反映巖石、礦物的反射光譜特征；②8～14μm，為熱紅外域，主要反映巖石、礦物的發(fā)射光譜特征［1］。

Kahle最早成功地獲取了6通道的熱紅外航空遙感數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)對猶他州中部的East Tintic Mountains地區(qū)的巖石礦物信息進(jìn)行提取和識別。結(jié)果表明：1，2，4波段經(jīng)主成分旋轉(zhuǎn)－高斯反差增強(qiáng)－反旋轉(zhuǎn)后，再假彩色合成的圖像（BGR）對于區(qū)分巖石信息效果最佳［2－3］。Gillespie利用熱紅外多光譜（TIMS）對死谷地區(qū)的沖積扇進(jìn)行填圖，結(jié)果可以識別出沖積扇的成分和年代［4］。二宮芳樹在帕米爾東北緣地區(qū)，利用ASTER熱紅外遙感方法，成功提取了該試驗(yàn)區(qū)硅質(zhì)巖、碳酸鹽巖及硅酸鹽巖的巖性信息［5］。Crosta針對研究區(qū)的地質(zhì)情況和蝕變特征，以USGS標(biāo)準(zhǔn)礦物光譜數(shù)據(jù)庫為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合礦物在巖石中的光譜變異特征，建立了單礦物識別的規(guī)則，從機(jī)載可見紅外成像光譜儀（AVIRIS）的圖像中提取白云母、方解石、高嶺石、明礬石、綠泥石和玉髓等礦物［6］。遙感地物識別主要依賴于地物光譜和空間特征的差異。高光譜遙感成像技術(shù)具有高分辨率、超多波段、數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)，近年來被應(yīng)用于巖石礦物識別。高光譜的窄波段可有效地區(qū)別礦物的吸收特征，通過地物光譜重建、光譜特征的量化與提取、混合象元的分解和定量分析及模型識別，能成功地區(qū)分礦物巖石。應(yīng)該指出，目前國內(nèi)外的遙感巖性識別主要集中在植被稀少、巖石裸露率高的地區(qū)，在土壤植被覆蓋較好地區(qū)的應(yīng)用研究很少。尋求更為成熟的多光譜和高光譜巖性信息提取方法將成為今后遙感巖性識別研究的重點(diǎn)。

1．2 礦化蝕變信息提取

巖石蝕變信息的提取是遙感地質(zhì)信息提取中的一個(gè)重要方面。圍巖蝕變是含礦熱液與圍巖相互作用的產(chǎn)物，圍巖蝕變的類型與圍巖的化學(xué)成分、相關(guān)的礦床類型關(guān)系密切。圍巖蝕變的范圍通常大于礦化的范圍，圍巖蝕變可作為有效的找礦標(biāo)志。常見的圍巖蝕變有硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、高嶺土化、云英巖化、青磐巖化、夕卡巖化和褐鐵礦化等。

礦化蝕變巖石與其周圍的正常巖石在礦物種類、結(jié)構(gòu)、顏色等方面具有一定的差異，這些差異導(dǎo)致了巖石反射光譜特征的差異，特定蝕變巖石在特定的光譜波段形成光譜異常。光譜異常的存在為遙感圖像異常信息的提取提供了依據(jù)［7］。因此，可以通過遙感圖像的異常識別，圈定礦化蝕變異常區(qū)和確定找礦靶區(qū)。

目前應(yīng)用的數(shù)據(jù)源主為多光譜TM，ETM＋，ASTER數(shù)據(jù)以及少量高光譜與微波遙感數(shù)據(jù)等，其中應(yīng)用最多的是ETM＋數(shù)據(jù)源。王治華在新疆哈圖地區(qū)，以ETM圖像數(shù)據(jù)為信息源，采用基于單波段圖像分類的生成彩色合成圖像法，對該區(qū)內(nèi)生金礦的礦化蝕變信息進(jìn)行提取，成功圈定了綜合遙感礦化蝕變信息異常，并通過野外驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)了托瑪爾勒和喀爾色巴依克斯套2處金礦蝕變帶［8］；王亞紅在柴北緣地區(qū)，利用ETM數(shù)據(jù)，采用“圖像掩膜→最佳變量組合→波段比值→主成分分析→閾值分割→多元數(shù)據(jù)綜合分析及異常篩選”的方法和流程，提取了柴北緣成礦帶的礦化蝕變異常信息［9］；梁偉超針對新疆野馬井地區(qū)，應(yīng)用ETM＋數(shù)據(jù)，在對圖像進(jìn)行幾何精校正、大氣校正等預(yù)處理后，利用Crosta法結(jié)合掩膜方法進(jìn)行礦化蝕變信息提取，確定了5個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)，并發(fā)現(xiàn)多處銅、金礦點(diǎn)［10］。

蝕變信息提取目前應(yīng)用較多的是鐵染和羥基的提取。韓玲利用Landsat 7ETM＋衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，對新疆西天山地區(qū)進(jìn)行了鐵染及羥基蝕變信息的提取，并通過實(shí)地檢查發(fā)現(xiàn)，所做的蝕變信息圖能較好地反映礦化蝕變的實(shí)際情況［11］。陳建平在青海沱沱河地區(qū)，從TM多光譜影像中提取與金屬礦化有關(guān)的鐵染與羥基蝕變遙感信息異常，結(jié)合地質(zhì)資料，區(qū)劃成礦遠(yuǎn)景區(qū)并圈定了找礦靶區(qū)［12］。陳三明等人在桂東南植被覆蓋區(qū)開展了遙感地質(zhì)找礦預(yù)測，發(fā)現(xiàn)羥基異常或“羥基＋弱鐵染組合異常”是Au， Ag，W，Mo，Sn成礦有利區(qū)的有效指示標(biāo)志，強(qiáng)鐵染異常的形態(tài)和規(guī)模與燕山早期花崗巖體存在空間對應(yīng)關(guān)系。“強(qiáng)鐵染異常＋弱羥基異常”組合模式與小型金礦、鐵染－羥基綜合異常與鉛鋅礦床、羥基蝕變強(qiáng)烈區(qū)與構(gòu)造破碎強(qiáng)烈?guī)У戎g，均存在較為密切的空間對應(yīng)關(guān)系［13］。張國榮在甘肅省肅北縣黑刺溝一帶，利用ETM＋數(shù)據(jù)進(jìn)行蝕變信息提取，研究表明，黑刺溝一帶所圈定的鐵染和黏土化蝕變異常與黑刺溝金礦及蝕變帶相吻合［14］。

礦化蝕變信息提取是一種快速經(jīng)濟(jì)的遙感找礦手段，尤其在我國西部地質(zhì)工作程度較低的巖石裸露半裸露地區(qū)，提取礦化蝕變信息是指導(dǎo)找礦行之有效的方法。但礦化蝕變信息的提取也存在一定的局限性，如干擾因素多，礦化信息弱，單一的提取方法不能將蝕變信息有效地提取出來。因此，利用遙感數(shù)據(jù)提取礦化弱信息，需要不斷探索新的方法。

1．3 地質(zhì)構(gòu)造信息提取

地質(zhì)構(gòu)造信息的提取是遙感地質(zhì)信息提取中另一個(gè)重要方面。野外地質(zhì)觀察表明，礦化蝕變帶總是沿一定的地質(zhì)構(gòu)造分布，構(gòu)造是成礦的重要控制因素，對內(nèi)生礦床尤為重要。地質(zhì)構(gòu)造信息的提取主要是線性影像和環(huán)形影像的解譯。針對不同的成礦構(gòu)造環(huán)境條件，可以提取不同的成礦構(gòu)造信息。如，提取與區(qū)域性成礦構(gòu)造（斷裂帶、節(jié)理帶、破碎帶等）相關(guān)的線狀構(gòu)造信息；提取與中酸性侵入體、火山盆地、深成巖漿、熱液活動(dòng)相關(guān)的環(huán)狀構(gòu)造信息；提取與礦源層、賦礦巖層相關(guān)的帶狀影像信息；提取與礦化、蝕變、接觸帶有關(guān)的色環(huán)、色帶、色塊異常信息［15］。

成永生利用TM多波段數(shù)據(jù)，對廣西銅聾山銅鉛鋅礦區(qū)的構(gòu)造信息進(jìn)行了綜合解譯，確定該區(qū)的主要成礦構(gòu)造為NE向斷裂，線環(huán)構(gòu)造的交匯部位是成礦的最佳環(huán)境［16］。趙少杰在桂東地區(qū)應(yīng)用ETM＋遙感數(shù)據(jù)，進(jìn)行了線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造解譯，運(yùn)用分形幾何學(xué)的原理和方法對研究區(qū)的遙感線性構(gòu)造進(jìn)行定量分析，結(jié)果表明，本區(qū)環(huán)形構(gòu)造、線性構(gòu)造集中區(qū)與鐵染羥基異常、地球化學(xué)異常區(qū)在空間上基本重合，且呈NE向、NW向點(diǎn)陣式分布，最終確定了3個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)［17］。朱小鴿提出一種多重主成分分析方法，應(yīng)用于柴達(dá)木盆地西部山區(qū)提取地質(zhì)構(gòu)造信息，新發(fā)現(xiàn)了一個(gè)鼻狀構(gòu)造與弧形轉(zhuǎn)折，此鼻狀構(gòu)造與其東北部的已知含油背斜圈閉有關(guān)［18］。

遙感系統(tǒng)在成像過程中可能產(chǎn)生“模糊作用”，使研究區(qū)的線性形跡、紋理等信息變得不甚清晰。通過對遙感影像進(jìn)行有關(guān)處理，如邊緣增強(qiáng)、灰度拉伸、方向?yàn)V波、比值分析、卷積運(yùn)算等，可使構(gòu)造信息突顯出來［19］。此外，高分辨率快鳥衛(wèi)星數(shù)據(jù)（分辨率0．61m）的使用更能清晰地突顯地質(zhì)構(gòu)造信息［20］。通過對解譯的線性和環(huán)形影像進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合地質(zhì)、物探、化探等方面資料的綜合分析，確定成礦構(gòu)造的分布及其特征；并用數(shù)學(xué)地質(zhì)的方法對解譯出的線性構(gòu)造進(jìn)行分形統(tǒng)計(jì)分析，從而驗(yàn)證線性構(gòu)造與內(nèi)生金屬礦產(chǎn)分布規(guī)律的關(guān)系，確定找礦靶區(qū)；還可以通過地表巖性、地質(zhì)構(gòu)造、山谷地貌、水系特征以及植被分布等特征，提取隱伏的構(gòu)造信息。

1．4 植被波譜特征的找礦應(yīng)用

微生物及地下水的作用可引起地表礦化蝕變巖石成分和結(jié)構(gòu)的變化，使其上方土壤層的成分發(fā)生變化。遙感生物地球化學(xué)找礦原理為：植物在生長過程中，吸收了附近土壤、巖石中的某些礦質(zhì)元素。這些礦質(zhì)元素進(jìn)入植物體內(nèi)的生物循環(huán)，組成植物的組織，影響植物體內(nèi)酶的活性，調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)。當(dāng)植物對某種重金屬的積累超過一定的閾值，便會(huì)產(chǎn)生一定的毒化作用，即所謂的生物地球化學(xué)效應(yīng)，同時(shí)抑制植物體對其他生命元素的吸收，使植物在生理、生態(tài)方面產(chǎn)生一系列的變異。這些變異導(dǎo)致綠色植物的葉面光譜反射率及波形呈現(xiàn)出異常變化，以致在遙感圖像上表現(xiàn)為不同的灰度、色度和色彩特征，可利用遙感技術(shù)將其探測或提取出來［21］。

Collinsetal和Chwalleretal分別研究了金屬礦物對植物生長發(fā)育及光譜特征的影響，結(jié)果表明，重金屬元素會(huì)引起植物矮化、褪綠等病變，造成與重金屬元素相關(guān)的植被紅光邊界光譜曲線向短波方向的“藍(lán)移”［22－23］。郭世忠通過二氧化硫在動(dòng)、靜態(tài)條件下，對大氣污染和土壤中鎘、銅、鉛、鋅、鉻對農(nóng)作物光譜輻射特性影響的盆栽模擬實(shí)驗(yàn)，揭示了當(dāng)二氧化硫或土壤中重金屬濃度達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)對植物產(chǎn)生“抑制”作用，造成地物波譜特性發(fā)生變化［24］。

令人欣喜的是，礦區(qū)生物地球化學(xué)方法為在高植被覆蓋區(qū)的地質(zhì)找礦提供了新的途徑。

2 遙感地質(zhì)找礦技術(shù)的新發(fā)展

2．1 多光譜遙感蝕變信息提取技術(shù)

多光譜遙感技術(shù)是利用多光譜攝影系統(tǒng)或多光譜掃描系統(tǒng)，對電磁波譜不同譜段做同步攝影遙感，分別獲得植被及其他地物在不同譜段上的影像的遙感技術(shù)。多光譜遙感不僅可以根據(jù)影像的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的差異判別地物，還可以根據(jù)光譜特性的差異判別地物，擴(kuò)大了遙感的信息量。

多光譜遙感技術(shù)以往采用的數(shù)據(jù)源主要是MSS，TM，ETM＋和SPOT。由于受其波譜分辨率和空間分辨率的限制，這些數(shù)據(jù)源在礦產(chǎn)資源勘查領(lǐng)域的應(yīng)用具有一定局限性。近年來，CBERS－02B，ASTER和ALOS等新型多光譜遙感技術(shù)的出現(xiàn)，為多光譜遙感技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的數(shù)據(jù)源。

CBERS－02／02B多光譜數(shù)據(jù)的空間分布率為19．5m，幾何配準(zhǔn)效果較理想，主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、綠地動(dòng)態(tài)監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、制圖等方面，目前在地質(zhì)找礦方面應(yīng)用較少，已有工作成果主要見于控礦斷裂帶和花崗巖型鈾礦田的研究。張杰林在桃山花崗巖型鈾礦田，利用CBERS－02B數(shù)據(jù)的彩色合成影像，發(fā)現(xiàn)桃山礦田形成于斷裂構(gòu)造夾持和交匯區(qū)，并劃分了不同巖體，提取了Fe3＋蝕變信息。ALOS遙感數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于測圖、區(qū)域性觀測、災(zāi)害監(jiān)測、資源調(diào)查、技術(shù)發(fā)展等領(lǐng)域，目前尚未在地質(zhì)找礦領(lǐng)域中得到應(yīng)用［25］。進(jìn)入21世紀(jì)以來，在地質(zhì)找礦中應(yīng)用最為廣泛的則是ASTER遙感影像數(shù)據(jù)。ASTER數(shù)據(jù)具有波段更多、波段涵蓋的光譜范圍更窄、空間分辨率更高等優(yōu)點(diǎn)，ASTER數(shù)據(jù)較之ETM＋數(shù)據(jù)在礦化蝕變信息提取中具有更大的優(yōu)勢［26］。耿新霞在新疆西準(zhǔn)噶爾包古圖斑巖銅礦區(qū)，運(yùn)用主成分分析法對試驗(yàn)區(qū)ASTER遙感圖像進(jìn)行蝕變信息提取，提取的蝕變異常與野外地質(zhì)情況吻合性好［27］。叢麗娟在內(nèi)蒙古朱拉扎嘎金礦試驗(yàn)區(qū)，利用ASTER數(shù)據(jù)，采用主成分分析（PCA）方法進(jìn)行蝕變信息提取，提取的礦化蝕變信息可靠［28］。

值得注意的是，單一的數(shù)據(jù)源往往只能反映地物目標(biāo)某些方面的特征，有時(shí)不能準(zhǔn)確地識別地物，而通過多源數(shù)據(jù)的融合，既可去除無用信息，又可集中有用信息。數(shù)據(jù)的融合既可以是遙感數(shù)據(jù)間的融合（如多光譜數(shù)據(jù)與高光譜數(shù)據(jù)，多光譜數(shù)據(jù)與雷達(dá)技術(shù)），亦可以是遙感數(shù)據(jù)與非遙感數(shù)據(jù)間的融合（多光譜數(shù)據(jù)與物探、化探）。目前，多光譜與物探、化探的融合被廣泛應(yīng)用于遙感找礦，并已形成較為成熟的理論。與多光譜遙感相比，高光譜與雷達(dá)技術(shù)更能精確地進(jìn)行地物識別，多光譜與高光譜、雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行融合，將大大增加對地表信息的識別能力。

2．2 高光譜遙感技術(shù)

高光譜遙感技術(shù)是在電磁波譜的可見光、近紅外、中紅外和熱紅外波段范圍內(nèi)，利用成像光譜儀獲取許多非常窄的光譜連續(xù)影像數(shù)據(jù)的技術(shù)。高光譜技術(shù)是多光譜技術(shù)的發(fā)展。高光譜遙感技術(shù)具有如下特點(diǎn)：①光譜波段多：成像光譜儀在可見光和近紅外光譜區(qū)內(nèi)有數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)波段；②光譜分辨率高：成像光譜儀采樣間隔小，一般為10nm左右，其精細(xì)的光譜分辨率可以反映地物光譜的細(xì)微特征；③遙感數(shù)據(jù)量大：隨著波段數(shù)的增加，數(shù)據(jù)量呈指數(shù)增加；④信息冗余度增加：由于相鄰波段的相關(guān)性高，導(dǎo)致信息冗余度增加；⑤可提供空間域信息和光譜域信息（即“圖譜合一”），由成像光譜儀得到的光譜曲線可與地面實(shí)測的同類地物光譜曲線相類比［29］。

高光譜遙感具有許多不同于寬波段遙感的性質(zhì)，不同礦物在電磁波譜上顯示的診斷性光譜特征使得人們易于識別不同礦物和巖石成分。目前，高光譜遙感成功應(yīng)用于許多地質(zhì)研究領(lǐng)域，特別是在礦物識別、巖性填圖、礦產(chǎn)資源勘探、礦業(yè)環(huán)境監(jiān)測等方面取得了很好效果。

甘甫平利用新疆東天山航空高光譜HyMap數(shù)據(jù)進(jìn)行礦物識別，識別的礦物有褐鐵礦、富鋁云母、白云母、貧鋁云母、黑云母、蒙脫石、高嶺石、綠泥石＋綠簾石、綠泥石、綠簾石等；進(jìn)行了1︰50 000高光譜面積性礦物填圖，對區(qū)域礦產(chǎn)的預(yù)測起到很大作用［30］。王潤生在新疆土屋東—三岔口試驗(yàn)區(qū)，用HyMap機(jī)載成像光譜數(shù)據(jù)填繪出10多種礦物，編制了全區(qū)和標(biāo)準(zhǔn)分幅礦物分布圖，準(zhǔn)確率高，并據(jù)此提出了若干找礦有利地段、靶區(qū)和找礦有利部位［31］。

Noomen通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、野外光譜測量和高光譜圖像（Probe－1）分析，研究油氣微滲漏對植被光譜的影響，試圖通過發(fā)現(xiàn)植被異常尋找新的油氣資源［32］。J．R．Everett利用成熟的高光譜數(shù)據(jù)處理技術(shù)，在美國加利福尼亞南部圣巴巴拉地區(qū)確定了因油氣滲漏造成的植被異常區(qū)的范圍［33］。F．Marleen通過研究油氣滲漏對地表植被（小麥和玉米）在高光譜反射波段的變化，從高光譜影像（HyMap）上提取地表油氣滲漏異常信息［34］。

隨著高光譜遙感地質(zhì)應(yīng)用的逐步發(fā)展和深入，高光譜遙感技術(shù)和方法亦在不斷改進(jìn)。如林志壘針對EO－1Hyperion高光譜影像數(shù)據(jù)提出一種改進(jìn)的獨(dú)立成分分析方法（M－ICA），能更精確地提取地物信息［35］。目前，由于遙感找礦技術(shù)普及率不夠和數(shù)據(jù)較為昂貴，高光譜遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦方面總體上仍處于研究階段。隨著高光譜遙感技術(shù)方法的進(jìn)一步發(fā)展與改進(jìn)，高光譜遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。

2．3 遙感生物地球化學(xué)技術(shù)

遙感生物地球化學(xué)是遙感技術(shù)與生物地球化學(xué)相結(jié)合的一門新學(xué)科，旨在解決植被覆蓋地區(qū)的隱伏礦床找礦問題。遙感生物地球化學(xué)技術(shù)具有視野廣闊、快速準(zhǔn)確等特點(diǎn)，能夠進(jìn)行大面積找礦預(yù)測。運(yùn)用遙感生物地球化學(xué)方法在植被覆蓋地區(qū)尋找隱伏礦藏和優(yōu)選遠(yuǎn)景區(qū)能取得較好的應(yīng)用效果。

R．Brooks，J．A．Erdman利用植物地球化學(xué)法尋找金礦，并認(rèn)為重金屬礦物對植物的生長發(fā)育及光譜特征產(chǎn)生影響［36－37］。趙志芳研究了南臘地區(qū)遙感影像圖上植被的褪色現(xiàn)象與礦化的關(guān)系，認(rèn)為遙感圖像上的植被色彩異常現(xiàn)象與鉛鋅銀等多金屬礦化蝕變有很大關(guān)聯(lián)性，已知的礦床（點(diǎn)）無一例外地落在植被色異常帶中［38］。劉福江利用植被指數(shù)和波段比值指數(shù)，結(jié)合主成分分析法，對植被異常進(jìn)行監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類，得出招遠(yuǎn)金礦區(qū)部分區(qū)域的植被異常綜合解譯圖，通過野外驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)植被異常都與熱液蝕變區(qū)域有關(guān)［39］。劉志杰發(fā)現(xiàn)，黑龍江呼瑪?shù)貐^(qū)與金礦有關(guān)的植被遙感異常表現(xiàn)為TM1，2，3，5，7波段灰度值低于正常植被，TM6波段灰度值高于正常植被。通過TM6／TM2波段比值分析，能有效地將與金礦有關(guān)的遙感蝕變信息凸顯出來，呈現(xiàn)高亮度值區(qū)，從而很好地將正常植被與非正常植被區(qū)分開來［40］。

在遙感圖像上，植物對金屬元素的吸收和積聚作用表現(xiàn)為異常植被與正常植被在灰度值和色彩上具有明顯的差異。因此，在植被覆蓋區(qū)可以通過提取異常植被信息的方法獲得與多金屬礦找礦有關(guān)的礦化信息。遙感生物地球化學(xué)技術(shù)為解決在高植被地區(qū)快速、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確地獲取礦化信息提供了現(xiàn)實(shí)可行的方法。應(yīng)用遙感生物地球化學(xué)技術(shù)找礦時(shí)，還要綜合考慮各種干擾因素的影響，如土壤的pH值、元素的賦存狀態(tài)、元素間的相互作用，植物體的生態(tài)環(huán)境（降雨影響、排水條件等），礦體上覆圍巖中斷裂、裂隙、孔隙的發(fā)育程度等。

3 認(rèn)識與展望

3．1 認(rèn)識

通過對遙感地質(zhì)找礦現(xiàn)狀的系統(tǒng)分析和總結(jié)，得出以下初步認(rèn)識：

（1）遙感巖礦識別技術(shù)非常適宜于植被稀少、基巖裸露區(qū)的區(qū)域性地質(zhì)填圖，其相對于常規(guī)的地質(zhì)填圖方法具有經(jīng)濟(jì)快捷、實(shí)用高效等優(yōu)點(diǎn)，值得推廣。

（2）礦化蝕變信息提取技術(shù)對于地質(zhì)工作程度低的西部地區(qū)，在一定程度上相當(dāng)于區(qū)域化探掃面的功效。具體運(yùn)用時(shí)應(yīng)注意多種礦化蝕變信息提取方法的結(jié)合。如采用波段比值、主成分分析、光譜角填圖相結(jié)合的方法，以便最大限度地把礦化蝕變信息提取出來。同時(shí)注意將地質(zhì)構(gòu)造信息有機(jī)地結(jié)合起來，高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)能更好地反映地質(zhì)構(gòu)造信息。

（3）高植被覆蓋區(qū)遙感地質(zhì)找礦可以結(jié)合植物波譜信息和植物地球化學(xué)方法來進(jìn)行，實(shí)踐證明對尋找隱伏礦床卓有成效，但目前仍主要處于研究階段。

（4）和其他找礦手段一樣，遙感地質(zhì)找礦也有一定的局限性：遙感影像反映的主要是地表信息或淺部信息，多光譜遙感技術(shù)屬寬帶光譜，光譜分辨率較低。這就要求在特定的區(qū)域內(nèi)，根據(jù)實(shí)際情況，綜合運(yùn)用多種找礦手段并有機(jī)地加以結(jié)合，以圖取得最佳的找礦效果；同時(shí)要加速高光譜遙感技術(shù)與高空間分辨率遙感技術(shù)的發(fā)展，以適應(yīng)地質(zhì)找礦技術(shù)發(fā)展的需要。

3．2 展望

目前，遙感地質(zhì)找礦技術(shù)作為礦產(chǎn)勘查的一種輔助手段，取得了較好的成效。今后的發(fā)展趨勢將主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）高光譜遙感技術(shù)。高光譜遙感技術(shù)起步晚，但發(fā)展迅速，是遙感技術(shù)找礦領(lǐng)域的后起之秀。目前，高光譜遙感技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出以下趨勢：成像光譜儀的光譜探測能力不斷提高，獲取影像的空間分辨率亦不斷提高，正由航空遙感為主轉(zhuǎn)為航空和航天遙感相結(jié)合的階段，逐步從遙感定性分析階段發(fā)展到定量分析階段。高光譜遙感技術(shù)與高空間分辨率遙感技術(shù)的發(fā)展，可使遙感技術(shù)能更直接地應(yīng)用于地質(zhì)找礦。

（2）遙感植物地球化學(xué)。在高植被覆蓋區(qū)實(shí)現(xiàn)遙感波譜數(shù)據(jù)與礦致植物地球化學(xué)異常的有機(jī)融合，將會(huì)較好地推進(jìn)遙感找礦技術(shù)在植被覆蓋區(qū)的應(yīng)用。

（3）地物化遙的有機(jī)融合。礦床的形成是多種地質(zhì)作用綜合的結(jié)果，礦床形成后又會(huì)經(jīng)歷后期的破壞或者疊加成礦作用，因此，任何一種單一的找礦手段都不可避免地遭遇地質(zhì)多解性的困擾，實(shí)現(xiàn)地物化遙多種找礦方法與手段的有機(jī)融合，能有效地提高找礦效果，并從總體上降低找礦成本。目前，以遙感信息為主體，結(jié)合地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等多源地學(xué)數(shù)據(jù)的綜合信息找礦法已經(jīng)形成。

（4）遙感數(shù)據(jù)處理技術(shù)。在遙感數(shù)據(jù)規(guī)模越來越大、精度越來越高的今天，高效的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)顯得越來越重要。遙感抗干擾信息的處理仍是當(dāng)今研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。基于對提高找礦過程及結(jié)果的人性化和真實(shí)可靠性，近些年發(fā)展起來的一些新興技術(shù)將越來越被重視，如使用智能計(jì)算方法進(jìn)行RSI分類、遺傳算法、蟻群算法、基于粒子群智能的遙感找礦方法、基于支持向量機(jī)的遙感礦化蝕變信息提取方法、基于小波分析的遙感圖像特征信息提取方法等，這方面進(jìn)一步的研究具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

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The application of modern remote sensing technology to geology and ore exploration

QIAN Jian－ping，WU Gui－h(huán)ua，CHEN Hong－yi
（College of Earth Science，Guilin University of Technology，Guilin541004，Guangxi，China）

The paper deals with the application of modern remote sensing technology to geology and ore exploration．The technology includs lithological discrimination，data extraction of mineralization and alteration，geological structure，and the mineralization－related vegetable spectral characteristics etc．Some new remote sensing technologies are summarized，such as mineralization and alteration extraction technology of multi－spectrral remote sensing data，hyperspectral remote sensing technology，as well as their application to geological exploration．And some ideas and prospects of the application are put forward．

remote sensing discrimination of rock and mineral；Information extraction of mieralizationalteration；information extraction of geological structure；spectral characteristics of vegetation；multispectral remote sensing technology；hyperspectral remote sensing technology；remote sensing biogeochemical technology；geology and ore exploration

P627；P622

A

1001－1412（2012）03－0355－06

10．6053／j．issn．1001－1412．2012．03．015

2011－10－25； 改回日期： 2012－03－02； 責(zé)任編輯： 趙慶

中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（200913）、有色及貴金屬隱伏礦床勘查教育部工程研究中心和廣西地質(zhì)工程中心重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目聯(lián)合資助。

錢建平（1953－），男，教授，研究方向?yàn)槌傻V構(gòu)造和構(gòu)造地球化學(xué)。通信地址：廣西桂林，桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院；郵政編碼：541004；E－mail：jpqian＠163．com