霍林河地區遙感、地質、化探多元信息異常分析的應用

高利東+趙勝金+楊海星+隋海濤+高峰+張玉龍

摘要：近些年來，遙感蝕變異常信息在地質領域方面的應用越來越廣泛，遙感、地質、化探多元綜合信息異常分析的應用更是在地質基礎研究和找礦預見性方面越來越得到認可，獲得了較為理想的效果。內蒙地勘十院2016年開展了霍林河地區1∶5萬區調項目，地質生產過程中以ETM+數據為信息源，利用主成分分析法有效提取了鐵染和羥基蝕變異常，并利用光譜法對蝕變異常進行了優化處理，與地質、化探多信息資源進行疊加，在疊加有利部位劃分出了地物化遙綜合信息異常源區，對于區調工作在構造性質、礦產預測、成礦遠景區及靶區圈定等方面研究工作起到了重要的指導性及前瞻性。

關鍵詞：霍林河地區；ETM+數據；疊加分析；綜合信息異常源區

隨著ETM+數據提取礦化蝕變技術的成熟發展，遙感技術越來越多的應用于找礦預測和靶區篩選方面，效果越來越顯著。充分利用地物化遙綜合信息異常源區資料尋找與發現礦產資源地是區調最重要的一項工作，可以起到事半功倍的作用。

1.工作區地質概況

工作區位于內蒙古自治區東北部，處于通遼市、錫林郭勒盟、興安盟和赤峰市交界處，地理坐標：東經：119°30′00″～120°00′00″；北緯：45°00′00″～45°40′00″?？偯娣e：2874km2。

大地構造單元古生代屬西伯利亞板塊南東緣興蒙造山帶—霍林郭勒—索倫殘余海盆，南接錫林浩特—西烏旗—牤牛海構造帶；中生代屬濱太平洋構造域的大興安嶺構造帶。區域成礦背景處于索倫—黃崗鐵（錫）、銅、鋅成礦帶（Ⅳ級）之沙不楞山銅、鉛、鋅成礦帶（Ⅴ級）內，區域上以鉛鋅多金屬礦及煤炭資源為主，找礦潛力巨大，本區內晚侏羅世花崗巖及其巖漿期后熱液所形成的細粒花崗巖脈及石英脈等與成礦關系密切。總體構造線方向為北東向，控制著地層和侵入體的展布方向，屬于主控礦構造，次之為北西向構造及東西向構造。

2.遙感信息特征

2.1遙感信息數據的選擇

工作區自然地理夏季、秋季植被繁茂，水體廣布，而冬季、春季常常被積雪覆蓋，這些因素嚴重干擾遙感地質調查研究工作，時相選擇尤為重要，因此收集了2010年10月20日軌道號ALAV2A252362680（111，2680）的ALOS2.5米全色波段（PAN）基礎數據源，這期間影像具有植被較少、積雪少的適合特點；蝕變異常提取選擇Landsat-8的ETM數據，經過對圖像進行幾何精校正、地理配準、波段組合、反差擴展、分辨率融合等處理，選用ETM4（R）ETM3（G）ETM2（B）波段組合生成了工作區遙感影像圖，在此基礎上進行了蝕變異常信息提取。

2.2信息增強處理

用1∶5萬地形圖選取的地物特征點（各30個）分別對ALOS多光譜數據和PAN數據進行幾何校準。在校正后的ALOS多光譜數據（10m）和PAN數據（2.5m）上分別選擇相同的地物特征點（30個），進行圖像配準，截取工作區圖像，重采樣成5m分辨率的圖像后，選擇Gram—Schmidt光譜融合算法，將PAN數據與多光譜數據進行融合，融合后的工作區圖像具有PAN數據的高空間分辨率和多光譜數據多波段的特性。

2.3工作區遙感影像特征

遙感影像總體上具有北東向隆起帶和凹陷帶相間排列的特征，棕色及棕黃色區多為中生代火山巖發育區，淺藍色調區為霍林河城鎮及煤礦區，淺灰色區多為二疊世沉積巖，暗紅色區為花崗巖。北部區以棕黃色、淺藍色調為主，色調較深，基巖裸露，地質構造明顯；南部區以棕色、暗紅色、淺灰色調為主，植被覆蓋嚴重，線狀解譯效果較好。

2.4線性構造信息特征

遙感影像圖上線性構造解譯標志特征明顯，影像清晰：由不同色彩的直線型界面所顯示、地貌為直線型溝谷及山鞍部、水系轉折點、錯斷的山脊、水體展布和不同巖石界線、局部斷層三角面等，線性構造以NE方向為主、NW向次之，少量近EW向。

2.5環狀構造信息特征

遙感影像圖上環形構造表現為斷續的弧形水系、溝谷、色調差異界線等，少量為圓形、半圓形影紋。區內環形構造大小不一，火山機構在地貌上表現為隆起的錐狀高山或洼坑，部分具環帶狀或放射狀水系特征。

3.遙感蝕變信息提取

針對工作區植被覆蓋率較高、河流水體、沖積物等干擾信息較多的特點，經過多次的對比研究，采用去干擾異常主分量門限化技術進行遙感礦化蝕變異常信息提取工作。遙感圖像各個波段間存在有一定的相關性，為了減少相關性對分類的影響，常使用主分量分析法去相關。主分量分析基于信息總量守恒的前提下，利用線性變換的方法來實現去相關性。

由于所獲各主分量之間不相關，故各主分量之間信息沒有重復或冗余。ETM多波段數據通過PCA所獲每一主分量常常代表一定的地質意義，互不重復，即各主分量的地質意義有其獨特性。用ETM2、ETM5、ETM6、ETM7等4個波段進行PCA，刪去ETM3、4波段，避免三個可見光波段同時參與運算，排除了鐵氧化物的干擾，這樣在PC4中綠泥石等粘土礦物就突出顯示出來，從而得到羥基化物異常，對代表羥基化物主分量的判斷準則是：構成該主分量的本征向量，其ETM6系數應與ETM7及ETM5的系數符號相反，ETM2與ETM6系數符號相同。

根據有關地物的波普特征，羥基信息包含于符合這一判斷準則的主分量中，故此主分量可稱為羥基異常主分量。用ETM2、ETM4、ETM5、ETM6等4個波段進行PCA，刪去ETM3、7波段，排除了粘土類礦物蝕變信息的干擾，這樣在PC4中鐵氧化物等就突出顯示出來，從而得到羥基化物異常；對代表鐵染物主分量的判斷準則是：構成該主分量的本征向量，其ETM4系數應與ETM2及ETM5的系數符號相反。本次研究中，羥基異常一般出現在ETM2、5、6、7做四分量PCA之后的第四主分量中。而鐵染異常一般出現在ETM2、4、5、6做四分量PCA之后的第三主分量中。

4.遙感、地質、化探多元信息異常分析

進行遙感、地質、化探多元信息異常分析有利于進行異常篩選與推薦，在化探異常范圍內出現鐵染、羥基異常，增加了找礦有利信息的定位精度，對找礦具有較好的指示作用。

根據工作區羥基、鐵染蝕變信息及1∶5萬化探，并結合 1∶5萬礦調地質成果，篩選出五個多元信息異常進行研究分析，其中兩處區內新發現有礦點及礦化點，指示了極為有利的找礦信息。

4.1塔日巴干扎拉格多元信息異常區

位于工作區西北部，北側為中侏羅統新民組流紋質火山碎屑巖，南部為中侏羅統塔木蘭溝組安山質火山碎屑巖及安山巖等，中部出露少量巖株狀形態的晚侏羅世細?；◢弾r，侵入接觸部位處見面狀褐鐵礦化、黃鐵礦化、硅化等蝕變。北東、北西向或北東向斷裂構造發育。異常區羥基、鐵染、化探異常發育好，編號FA1鐵染異常、HA3羥基異常與化探AP29丙、AP32乙1、AP33乙3綜合異常曲線重疊套合（圖1）。

遙感線性構造、環形構造發育。鐵染FA1異常呈不規則掌狀，面積約84.5km2，分布均勻，蝕變性強；羥基HA3異常面積約37.9km2，環帶狀分布，蝕變較為分散，發育中等?；疆惓^內成礦元素包括Pb、Zn、Ag、W、Mo、Au等，濃集中心明顯，單元素套合重疊性好，異常數值較高。

野外注重了此綜合異常區的找礦信息工作，在中西部新民組北東向構造破碎斷裂帶內發現1處銀礦化點，控制礦化體長200余米，厚度6m～10m，銀品位19.6g/t～32.8g/t；1處鉛鋅礦化點，控制礦化石英脈長400m，厚度10m～20m。鉛：0.028%～0.37%。鋅：0.23%～0.46%?？梢钥闯?，此異常信息區內是尋找Ag、Pb、Zn等多金屬的有利區域。

4.2巴彥敖包圖嘎查多元信息異常區

位于霍林郭勒市東9.5km處，異常區內主要出露地層為上侏羅統滿克頭鄂博組流紋質火山碎屑巖、上侏羅統瑪尼吐組安山巖，零星上二疊統林西組變質粉砂巖，少量晚侏羅世細粒花崗巖及花崗閃長巖等，地質情況較為復雜。FA6鐵染異常與化探異常AP35甲1套合，羥基異常不明顯，遙感解譯兩處環形構造發育，NE向線性構造較發育（圖2）。FA6鐵染異常呈一長軸北東向延展的不規則形態，面積約56.2km2，面狀發育程度較好；化探異常成礦元素組合以Pb、Zn、Ag、As、Sb、Au、W為主，單元素異常套合好，濃集中心明顯，異常強、規模大。

野外工作中新發現1處鋅多金屬礦化點，地表所見蝕變帶寬1.0m～1.2m，延伸長大于25m，產狀230°∠75°，北西延展，具有褐鐵礦化、硅化、少量云英巖化、黃鐵礦化。采樣分析結果Ag2.4g/t～4.9g/t；Pb：0.022% ～0.062%；Zn：0.19%。因此該處是尋找多金屬礦潛力較大的地段。

5.結論

（1）區調工作中，加強地質、遙感、化探綜合信息源異常區的圈定與篩選工作，可以獲得事半功倍的效果。

（2）地質、遙感、化探綜合信息異常區的圈定，對于找礦起到了較好的效果，證明了該工作方法的可行性與預見性，可為區調工作中類似區域預測與評價礦產資源提供有價值的參考。

（3）在第四系覆蓋較厚或交通不便的地區，充分收集研究分析前人的遙感化探地質資料，充分加強遙感技術與地質、化探等學科的緊密聯系，可以更有效的獲得找礦新突破。

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