遙感礦化蝕變信息提取及靶區優選方法研究

鄭嬌嬌 張卓彤 薛園園

摘要：以白銀礦區和東準噶尓地區為例，進行遙感圖像蝕變信息提取和兩研究區靶區優選，以地質資料和化探異常為佐證，通過結合遙感蝕變異常和化探異常信息進行成礦預測，完成甘肅白銀廠銅多金屬礦產和東準噶尓地區遙感蝕變信息提取及靶區優選的工作，為今后其他地區遙感礦化蝕變信息提取及靶區優選總結有效方法和經驗。

關鍵詞：遙感;礦化蝕變;ASTER;靶區優選

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領域，地質遙感理論和遙感圖像處理得到了國內外很多學者的專注研究，在利用遙感技術找礦方面，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取得了很多成功的案例，遙感地質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優選方法研究以白銀礦區和東準噶尓地區為例，進行遙感蝕變提取和靶區優選，并對兩地進行蝕變和靶區特征進行對比研究，總結和分析有利的研究方法。本次研究以兩研究區遙感圖像蝕變信息提取和兩研究區靶區優選為主，以地質資料和化探異常為佐證，通過結合遙感蝕變異常和化探異常信息進行成礦預測，完成甘肅白銀廠銅多金屬礦產和東準噶尓地區遙感蝕變信息提取及靶區優選的工作，從中總結分析出兩研究區更有利的遙感礦化蝕變信息提取及靶區優選方法，為其他研究區在遙感礦化蝕變信息提取及靶區優選方面提供理論支持，為今后其他地區遙感礦化蝕變信息提取及靶區優選總結有效方法和經驗。

2 國外研究現狀

遙感技術是美國學者在20世紀60年代提出來的并迅速發展起來的一門以空間技術、航天技術、計算機技術為基礎的綜合性探測技術。空間技術的迅速發展、尤其是空間分辨率的不斷提高，航天技術和計算機技術的日益成熟，帶動了遙感技術的應用的迅速的發展。遙感技術的應用范圍非常廣，從最早在軍事上的應用發展到資源調查、地質礦產、環境監測、災害調查和檢測、災害評估等方面。遙感找礦是遙感技術在地質應用中的一個重要領域，主要用于巖性的識別、地質線環構造解譯、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，而建立基于研究區的光譜特征的定量遙感找礦模型較少。

3 以白銀礦區和東準噶尓地區為例

以白銀礦區和東準噶尓地區為例，進行遙感蝕變提取和靶區優選，并對兩地進行蝕變和靶區特征進行對比研究，總結和分析有利的研究方法。

甘肅省白銀廠礦區主要研究范圍為白銀廠礦田的小外圍。探明的工業礦床共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，折腰山礦床規模最大，累計查明銅鋅資源儲量102.3萬噸。礦田內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，在找礦時易被發現，所以長期作為一種重要的近礦標志，在找礦中已經得到廣泛的應用，我國的銅官山銅礦、西澳大利亞的大型金礦，世界大多數錫礦等都是以找礦標志發現的礦床。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常發生蝕變作用，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生，蝕變圍巖的形成過程就是成礦物質遷移的過程，與礦石礦物的成因有很密切的聯系。因此產生蝕變圍巖環境如溫度、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、結構、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的。根據遙感影像數據的異常識別，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+遙感數據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能提取出更明顯礦化蝕變信息。

研究區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，將研究區的蝕變礦物分為羥基礦物和含Fe離子礦物兩種。研究區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間產生，高嶺石、綠簾石等含Al羥基標志吸收谷在2.2μm附近，對應ASTER數據的第5和6波段，對應ETM+數據的第7波段;綠泥石等含Mg羥基在2.3μm附近產生特征譜帶，對應ASTER數據的第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;鐵在氧化環境系多以含Fe3+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，對應于ASTER數據的第1和第3波段，ETM數據的第2和第4波段。

5 ASTER數據礦化蝕變信息提取

通過ASTER數據礦化蝕變信息提取發現，經過多年的開采，研究區的范圍內有兩個很大露天開采的采坑，采坑里有較多的礦石，礦區的礦物信息較多、蝕變信息也較強，在提取蝕變信息時對其他原巖地區的蝕變信息造成了掩蓋，故為使研究區除礦坑區外的蝕變信息能在影像上得到顯示，把研究區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。先建立掩膜區如圖2左側所示，然后通過比值處理對原始影像進行干擾信息去除，如圖2右側所示。

6 結論

利用ASTER和ETM遙感數據對研究區的礦化蝕變信息進行提取，并對提取的結果進行分析和比較。用ETM數據提取的鐵染蝕變比ASTER提取的結果范圍分布要廣些，但是基本上也都包括了ASTER數據提取的范圍。ASTER數據比ETM數據的波段多，波段的波長范圍窄，這說明了利用的遙感數據的波譜信息越豐富，其提取的蝕變信息效果越好，信息的區分度也越好。對提取遙感異常信息進行了綜合，得到研究區的遙感蝕變異常綜合圖，利用野外采集的蝕變點和研究區的已知礦點對提取的結果進行驗證，所提取的遙感蝕變信息區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.遼寧省弓長嶺區遙感蝕變信息提取[D].吉林大學，2019.

[2]王宏，等.基于遙感技術的新疆大南湖一帶地區礦化蝕變信息提取[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）