高光譜蝕變礦物提取在地質找礦中的應用研究

羅國平，曾 琪

（江西省地質礦產開發研究中心，江西 南昌 330000）

隨著科學技術的不斷進步，高光譜技術在蝕變礦物提取的地質找礦中得到廣泛應用[1]，為此提出高光譜蝕變礦物提取在地質找礦中的應用研究。本文選用Analytica Spectra Devices公司研制的ASD礦物高光譜儀，搭載quick responseRs3找礦程序。通過對獲得PD-CX的吸收波以及PD-CR的吸收波的波長參數，分析其參數變化規律，確定其蝕變礦物特征。依據Micromere建模軟件，分析PD-CX、PD-CR特征值的變化，建立蝕變礦物含量直方圖，根據直方圖的統計，確定蝕變礦物含量下限，從而完成本文提出的研究。

1 高光譜地質應用基本工作流程

1.1 ASD礦物高光譜儀工作參數確立

在蝕變礦物提取地質找礦中，高光譜設備生產廠商較多，其基本性能與操作方式基本相同，本文對蝕變礦物提取的地質找礦研究以ASD礦物高光譜儀為主，其ASD礦物高光譜儀是美國Analytica Spectra Devices公司的旗艦產品，適用于玉石類礦物、金屬類礦物、金剛石、地表松散礦物等多種礦物的勘察[2]。其波長范圍可達到180nm～5000nm，掃描時間為100ms，高光譜平均高達31,800次。具有操作簡單，靈敏度強，高光譜辨識度清晰等多種特點。可以實現多種戶外現場勘探。

1.2 ASD礦物高光譜儀工作方式

ASD礦物高光譜儀利用所探測礦物表面所反射的光線，以色散元件將探測物中的電磁輻射所分離出需要的波長區域。通過儀器對該物體速反射光線或者波長的抓取，以圖像的形式來顯現高光譜儀中探測器所探測到的不同位置與不同強度的波長，通過對圖像進行分析來確定。

1.3 高光譜數據采集

使用高光譜數據時，其ASD礦物高光譜儀啟動自帶的quick responseRs3程序。其quick responseRs3程序受環境干擾小，獲得PD-CX的吸收波與PD-CR的吸收波浮動值較小。能夠快速響應，易搭載外置系統，例如Micromere建模軟件。

2 蝕變礦物提取與找礦分布特征分析

2.1 蝕變礦物高光譜特征分析

不同的蝕變礦物其高光譜特征是不同的，其根據不同的高光譜特征進行地質找礦預測。按照礦石的形成規律，將其分為四種類型，分別是致密塊狀礦石、浸染狀礦石、條帶狀礦石、角礫狀礦石。

致密塊狀礦石具有硬度大、密度高、所含礦物質高的特點，同時是最容易找尋的礦石。其致密塊狀礦石對PD-CR的吸收波長介于2190nm～2225nm之間。PD-CX的吸收波長介于420nm～440nm之間，通過標準特征高光譜曲線極易找尋該礦石，該礦石隨著埋藏深度的增加，其變化不大，每下降千米其PD-CR的吸收波下降1～5nm、PD-CX的吸收波長增加2nm～8nm。

浸染狀礦石具有礦物集合不確定、礦物粒徑差較大、分布無方向性的特點，其礦物含量低于50%，是較難找尋的一類礦石，其浸染狀礦石對PD-CR的吸收波長介于2340nm至4805nm之間，也存在較少數會超過4805nm，但不常見。

條帶狀礦石因其受檢面較小或受檢面不規整，尋礦存在一定的難度隨機性。其條帶狀礦石對PD-CR的吸收波長介于3440nm～4700nm之間。PD-CX的吸收波長介于345nm～480nm之間。

當受檢面角度小于34.5°時，其礦藏每下降千米其PD-CR的吸收波下降45nm～68nm、PD-CX的吸收波長增加30nm～75nm，因小角度檢測面的原因，其波長變化頻率較大，當受檢面角度34.5°～55°時。其礦藏每下降千米其PD-CR的吸收波下降35～52nm、PD-CX的吸收波長增加25～48nm，其受檢面角度大于55°時，不屬于條帶狀礦石范圍內。

圖1 蝕變礦物高光譜特征分析圖

角礫狀礦石是比條帶狀礦石受檢面還小的礦石，其尋單角礫狀礦難度較大，但因彌散性存在，所以尋多角礫狀礦較為簡單，若存在單角礫狀礦，不具備開采價值，所以單角礫狀礦的尋礦，本文不進行討論。其角礫狀礦石對PD-CR的吸收波長介于3874nm至4089nm之間。PD-CX的吸收波長介于510nm至725nm之間。其蝕變礦物高光譜特征分析圖如圖1所示。

2.2 識別結果驗證

為保證通過高光譜的分析準確性，通過正變5nm方法，往復確認該地質礦藏。當往復驗證相同時，完成蝕變礦物的高光譜特征分析。從而對蝕變礦物含量進行確定。

2.3 蝕變礦物含量下限的確定

蝕變礦物含量下限的確定是基于高光譜獲取的特征值，連接外置Micromere建模軟件，通過獲得分析高光譜數據建立蝕變礦物含量直方圖，根據直方圖獲取其蝕變礦物的最低含量。

本文以PD-CR的吸收波長為2200nm至2300nm。根據直方圖的基線判定其蒙脫石約為14%，絹云母約為22%，高嶺石（結晶較差）約為30%，鐵鎂綠泥石為24%。

3 結語

本文研究了高光譜蝕變礦物提取在地質找礦中的應用，基于高光譜地質應用的基本原理，依托蝕變礦物高光譜特征分析，以及蝕變礦物含量下限的確定，實現蝕變礦物提取在地質找礦中應用的研究。希望本文的研究能夠為蝕變礦物提取地質找礦研究提供理論依據。

[1]孫雨,聶江濤,田豐,等．相山鈾礦巖芯HySpex成像高光譜數據蝕變礦物提取及其地質意義[J]．地質與勘探,2015,51(1)：165-174．

[2]李希,潘振興,王啟,等．高光譜蝕變礦物提取在地質找礦中的應用——以吉林某斑巖型鉬礦為例[J]．地質與勘探,2016,52(3)：489-496．