魯爾瑪斑巖銅礦ASTER遙感蝕變信息提取研究

李生輝

摘要：蝕變礦物是斑巖型銅礦重要的找礦標(biāo)志，利用遙感數(shù)據(jù)可定量獲取蝕變信息;本文選取魯爾瑪為研究區(qū)，基于ASTER數(shù)據(jù)采用常用的比值法、主成分分析法進(jìn)行蝕變信息提取，并結(jié)合魯爾瑪?shù)貐^(qū)地層巖性和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造綜合分析，得到更加精確的示礦信息，從而為斑巖型銅礦遠(yuǎn)景區(qū)的選取提供了有力的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：斑巖型銅礦;ASTER;遙感蝕變;比值法;主成分分析法

1. 引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，全球銅資源需求量不斷上升，斑巖銅礦所提供的銅資源量占75%以上，鉬資源量也超過了50%，同時(shí)，斑巖銅礦也是Au、Ag等金屬資源的重要來源[1]。我國銅資源對(duì)外依存度長期高達(dá)70%以上，因此，斑巖型銅礦床的研究備受工業(yè)界和科學(xué)界關(guān)注。我國斑巖銅礦占銅資源需求量的42.19%，除此之外，斑巖型銅礦是全球最重要的找礦和研究焦點(diǎn)。

2. 地質(zhì)背景

魯爾瑪銅（金）礦點(diǎn)位于西藏措勤縣和昂仁縣交界的打加錯(cuò)東北岸鴨洼地區(qū)，產(chǎn)于岡底斯成礦帶西段南拉薩微陸塊中。鴨洼地區(qū)出露的地層主要有：下二疊統(tǒng)昂杰組（P1a）變質(zhì)砂巖、砂礫巖、灰?guī)r玄武巖;上三疊統(tǒng)江讓組（T3j）石英礫巖、生物碎屑灰?guī)r;古新統(tǒng)典中組（E1d）火山巖。構(gòu)造主要為近東西向斷裂和近南北向斷裂。侵入巖主要為兩期，一期為礦區(qū)北部中二疊世中性侵入體，形成年齡為263Ma[2];另一期位于礦區(qū)中南部，為晚三疊世侵入體，以巖株和近東西向的小規(guī)模巖脈分布，巖性主體為二長閃長巖，還包括石英二長斑巖、正長斑巖和輝長玢巖等，形成年齡為213Ma左右。含礦斑巖為晚三疊世石英二長斑巖，由6個(gè)不規(guī)則的小型巖株和巖脈組成。斑巖體由內(nèi)及外圍發(fā)育典型的斑巖型銅礦蝕變分帶模式，包括鉀化帶，絹英巖化帶、泥化帶和青磐巖化帶等。

3. 遙感蝕變信息提取方法

本文獲取的ASTER數(shù)據(jù)源為L1B級(jí)，圖像的處理包括Crosstalk校正、輻射定標(biāo)和大氣校正，其次還需要對(duì)影像進(jìn)行幾何校正，最后再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行冰雪、云、陰影等干擾因素的去除;從而得到蝕變信息提取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?；谠摂?shù)據(jù)通過比值法和主成分分析法對(duì)魯爾瑪?shù)貐^(qū)遙感影像進(jìn)行蝕變信息提取。

3.1 比值法

比值法是通過對(duì)影像的某兩個(gè)波段的進(jìn)行比值運(yùn)算，其操作簡(jiǎn)單且可有效減弱背景、突出目標(biāo)信息，消除云、冰雪、陰影等因素的影響，提取的目標(biāo)地物結(jié)果較少受到干擾信息的影響。根據(jù)主要蝕變礦物的波譜特征，采用B2/B1提取三價(jià)鐵離子，采用（B4+B6）/（2*B5）提取鋁羥基，采用（B6+B9）/（B7+B8）提取鎂羥基，采?。˙5+B7）/（2*B6）提取泥化信息。其中鋁羥基對(duì)應(yīng)著絹英巖化帶，鎂羥基對(duì)應(yīng)青磐巖化帶。最后通過真彩色合成圖確定蝕變分帶，從而結(jié)合該地區(qū)地質(zhì)背景確定遙感找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

3.2 主成分分析法

主成分分析法是考慮到波段間存在的相關(guān)性，通過 K-L變換，減少了各波段間存在的相關(guān)性對(duì)于分類的影響，根據(jù)各目標(biāo)物波譜特征選擇參與變換的波段。鉀化帶的代表性礦物主要為正長石，根據(jù)正長石對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)波譜庫的光譜曲線，正長石在第八波段為強(qiáng)反射，在第六、第七波段表現(xiàn)為吸收，因此采用B4、B6、B7、B8波段進(jìn)行主成分分析，從而得到鉀化帶的空間分布。絹英巖化帶的礦物主要為絹云母，根據(jù)絹云母的光譜曲線，絹云母在第四、第七波段表現(xiàn)為強(qiáng)反射，在第六波段表現(xiàn)為強(qiáng)吸收，因此采用B1、B4、B6、B7波段提取絹云母，從而確定絹英巖化帶的空間分布。泥化帶主要對(duì)應(yīng)的礦物是高嶺石，高嶺石的波譜曲線在第四波段表現(xiàn)為強(qiáng)反射，在第六波段表現(xiàn)為強(qiáng)吸收，在第五波段表現(xiàn)為次吸收，因此采用B1、B4、B5、B6波段提取高嶺石，進(jìn)而確定泥化帶。青磐巖化帶主要對(duì)應(yīng)的礦物是綠泥石和綠簾石，在此我們選取綠泥石的光譜曲線，綠泥石在第四波段表現(xiàn)為強(qiáng)反射，在第八波段表現(xiàn)為強(qiáng)吸收，在第三波段表現(xiàn)為次吸收，因此采用B1、B3、B4、B8波段進(jìn)行主成分分析，從而的到青磐巖化帶的空間分布。綜合結(jié)果得出該地區(qū)符合斑巖型銅礦的蝕變分帶規(guī)律，由蝕變中心向外依次是鉀化帶、絹英巖化帶、泥化帶和青磐巖化帶。

4. 遙感蝕變信息特征

從蝕變信息提取結(jié)果可以看出，比值法提取的異常相對(duì)集中，蝕變規(guī)模較大，但在研究區(qū)東北部由于有淺植被覆蓋，提取的異常較少，蝕變主要分布在研究區(qū)東部巖石裸露區(qū)，且羥基異常和鐵染異常有一定程度的重合;主成分法提取的異常分布范圍更廣，規(guī)模相對(duì)較小，在整個(gè)研究區(qū)都有分布，能夠反映出細(xì)部的蝕變信息。并且結(jié)合斑巖型銅礦的地質(zhì)特征，蝕變異常部分分布具有環(huán)狀和環(huán)帶狀的分布規(guī)律，礦點(diǎn)分布在環(huán)狀的交叉部位，這種現(xiàn)象也符合斑巖型構(gòu)造的環(huán)狀構(gòu)造。

5. 結(jié)論和不足

5.1 比值法和主成分分析法是常用的兩種遙感蝕變信息提取的方法，對(duì)于多光譜遙感數(shù)據(jù)來說，依據(jù)礦物的波譜特征選取波段組合進(jìn)行蝕變信息提取，從而根據(jù)蝕變信息確定蝕變礦物和蝕變分帶。選取魯爾瑪?shù)湫偷V床，直接用遙感數(shù)據(jù)提取圍巖蝕變的影像波譜為參考波譜，提取的蝕變信息具有綜合性和代表性，可獲取代表了鐵染類和羥基類蝕變的綜合圍巖蝕變信息。有利于圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

5.2 提取的遙感蝕變信息中不可避免的包含有非礦化蝕變，可結(jié)合賦礦地層、與中酸性巖體（斑巖體）有關(guān)的環(huán)形構(gòu)造和蝕變信息的環(huán)帶分布特征，對(duì)蝕變信息提取結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化和篩選，從而更精確的確定蝕變礦化帶。

5.3 此次研究只選取了魯爾瑪區(qū)域，且有云、植被等干擾在礦帶其他區(qū)域的遙感蝕變信息是否具有相同的分布特征，對(duì)礦床是否具有指示作用，還需要選取更好的遙感數(shù)據(jù)，在方法和判別上做進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] Sillitoe， ?R.H. ?1972. ?A ?Plate ?Tectonic ?Model ?for ?the ?Origin ?of ?Porphyry ?Copper Deposits[J].Economic Geology， 67（2）： 184-197.

[2] 李?yuàn)^其，劉偉，張士貞，等. 岡底斯南部打加錯(cuò)地區(qū)鴨洼基性雜巖的年代學(xué)及地球化學(xué)特征[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào). 2012，86（10）：1592 -1603.