论文部分内容阅读
摘要：以白银矿区和东准噶尓地区为例，进行遥感图像蚀变信息提取和两研究区靶区优选，以地质资料和化探异常为佐证，通过结合遥感蚀变异常和化探异常信息进行成矿预测，完成甘肃白银厂铜多金属矿产和东准噶尓地区遥感蚀变信息提取及靶区优选的工作，为今后其他地区遥感矿化蚀变信息提取及靶区优选总结有效方法和经验。
关键词：遥感;矿化蚀变;ASTER;靶区优选
中图分类号：P614 文献标识码：A
1引言
自从遥感科学开始被用于地质领域，地质遥感理论和遥感图像处理得到了国内外很多学者的专注研究，在利用遥感技术找矿方面，逐渐形成了一套完整、成熟的找矿特征信息提取方法及流程。遥感在找矿方面已经取得了很多成功的案例，遥感地质异常与物探异常和化探异常具有同等重要的作用。遥感矿化蚀变信息提取及靶区优选方法研究以白银矿区和东准噶尓地区为例，进行遥感蚀变提取和靶区优选，并对两地进行蚀变和靶区特征进行对比研究，总结和分析有利的研究方法。本次研究以两研究区遥感图像蚀变信息提取和两研究区靶区优选为主，以地质资料和化探异常为佐证，通过结合遥感蚀变异常和化探异常信息进行成矿预测，完成甘肃白银厂铜多金属矿产和东准噶尓地区遥感蚀变信息提取及靶区优选的工作，从中总结分析出两研究区更有利的遥感矿化蚀变信息提取及靶区优选方法，为其他研究区在遥感矿化蚀变信息提取及靶区优选方面提供理论支持，为今后其他地区遥感矿化蚀变信息提取及靶区优选总结有效方法和经验。
2 国外研究现状
遥感技术是美国学者在20世纪60年代提出来的并迅速发展起来的一门以空间技术、航天技术、计算机技术为基础的综合性探测技术。空间技术的迅速发展、尤其是空间分辨率的不断提高，航天技术和计算机技术的日益成熟，带动了遥感技术的应用的迅速的发展。遥感技术的应用范围非常广，从最早在军事上的应用发展到资源调查、地质矿产、环境监测、灾害调查和检测、灾害评估等方面。遥感找矿是遥感技术在地质应用中的一个重要领域，主要用于岩性的识别、地质线环构造解译、矿化蚀变信息提取三个方面。国外从20世纪50年代开始，美国和日本的一些实验室就对矿物、岩石的可见光至近红外光谱特性进行了系统的研究。
上述研究中提取蚀变信息是基于遥感图像本身，使用较多的是主成分分析、比值运算、掩膜等基本的影像处理方法，而建立基于研究区的光谱特征的定量遥感找矿模型较少。
3 以白银矿区和东准噶尓地区为例
以白银矿区和东准噶尓地区为例，进行遥感蚀变提取和靶区优选，并对两地进行蚀变和靶区特征进行对比研究，总结和分析有利的研究方法。
甘肅省白银厂矿区主要研究范围为白银厂矿田的小外围。探明的工业矿床共5个，分别为折腰山大型Cu-Zn矿床、火焰山中型Cu-Zn矿床、铜厂沟小型Zn-Pb-Cu型矿床、小铁山大型Pb-Zn-Cu型矿床及四个圈Pb-Zn-Cu型矿床。按金属量计算，折腰山矿床规模最大，累计查明铜锌资源储量102.3万吨。矿田内第二大矿床是小铁山多金属矿床。排名第三的矿床是火焰山矿床，累计查明铜铅锌资源量26.5万吨。铜厂和四个圈矿床规模较小，累计查明铜铅锌资源量分别分为8.9万吨和4.6万吨，以锌为主。
4研究区蚀变信息提取
蚀变围岩是一种重要的的找矿标志，由于围岩蚀变分布范围比矿体要大，在找矿时易被发现，所以长期作为一种重要的近矿标志，在找矿中已经得到广泛的应用，我国的铜官山铜矿、西澳大利亚的大型金矿，世界大多数锡矿等都是以找矿标志发现的矿床。蚀变作用是指在气水热液的作用下，岩石的旧矿物被一些更新、更稳定的矿物所替代的交代作用，由于气水热液矿床矿体四周的围岩，在成矿作用过程中经常发生蚀变作用，因此称为围岩蚀变。
热液成矿作用往往都会有蚀变围岩的产生，蚀变围岩的形成过程就是成矿物质迁移的过程，与矿石矿物的成因有很密切的联系。因此产生蚀变围岩环境如温度、压力、流体作用于的围岩的不同其蚀变围岩组合也不相同，因此特定的蚀变和蚀变组合对应特定的矿床类型，所以研究近矿围岩蚀变和热液蚀变岩可以提高找矿的机会，也可以推断出可能存在的矿床类型。
经蚀变作用所形成的蚀变岩石与其周围正常的岩石在矿物种类、结构、颜色等方面都有很大的不同，正是这些差异才能使蚀变岩在某些特定的光谱形成特定的光谱异常。遥感影像提取异常信息主要就是以这些光谱异常为依据的。根据遥感影像数据的异常识别，可提取近矿围岩蚀变信息或矿化程度较高的异常区信息。多波段遥感影像同时记录不同波段所显示的地表信息，信息量丰富，分辨率高。ASTER和ETM+遥感数据有着丰富的波段信息，能提取蚀变信息的效果较好，在植被覆盖率低的地区能提取出更明显矿化蚀变信息。
研究区的主要蚀变类型是绿泥石化、绢云母化、硅化、黄铁矿化、绿帘石化等。根据蚀变的组成和本文所使用的ASTER、ETM+两种遥感影像的特征，将研究区的蚀变矿物分为羟基矿物和含Fe离子矿物两种。研究区的主要蚀变矿物波谱曲线如图1所示。
由波谱曲线可知，羟基矿物的特征谱带在短波红外光谱区间产生，高岭石、绿帘石等含Al羟基标志吸收谷在2.2μm附近，对应ASTER数据的第5和6波段，对应ETM+数据的第7波段;绿泥石等含Mg羟基在2.3μm附近产生特征谱带，对应ASTER数据的第8波段，ETM+的第7波段。由上可知，羟基矿物特征谱带的精确位置取决于OH-相连的金属离子;铁在氧化环境系多以含Fe3+矿物形式存在，如褐铁矿、赤铁矿、针铁矿及黄钾铁矾等，分别在0.5μm和0.9μm处存在吸收特征，对应于ASTER数据的第1和第3波段，ETM数据的第2和第4波段。
5 ASTER数据矿化蚀变信息提取
通过ASTER数据矿化蚀变信息提取发现，经过多年的开采，研究区的范围内有两个很大露天开采的采坑，采坑里有较多的矿石，矿区的矿物信息较多、蚀变信息也较强，在提取蚀变信息时对其他原岩地区的蚀变信息造成了掩盖，故为使研究区除矿坑区外的蚀变信息能在影像上得到显示，把研究区的露天采也作为一种干扰因素，用掩膜的方法去除，掩膜是指有选择的去掉影像中的较为集中的干扰因素。先建立掩膜区如图2左侧所示，然后通过比值处理对原始影像进行干扰信息去除，如图2右侧所示。
6 结论
利用ASTER和ETM遥感数据对研究区的矿化蚀变信息进行提取，并对提取的结果进行分析和比较。用ETM数据提取的铁染蚀变比ASTER提取的结果范围分布要广些，但是基本上也都包括了ASTER数据提取的范围。ASTER数据比ETM数据的波段多，波段的波长范围窄，这说明了利用的遥感数据的波谱信息越丰富，其提取的蚀变信息效果越好，信息的区分度也越好。对提取遥感异常信息进行了综合，得到研究区的遥感蚀变异常综合图，利用野外采集的蚀变点和研究区的已知矿点对提取的结果进行验证，所提取的遥感蚀变信息区与野外采集的蚀变点和已知的矿点基本吻合，证实了遥感提取矿化蚀变信息的准确性。
参考文献：
[1]姜天.辽宁省弓长岭区遥感蚀变信息提取[D].吉林大学，2019.
[2]王宏，等.基于遥感技术的新疆大南湖一带地区矿化蚀变信息提取[J].测绘与空间地理信息，2018，41（10）：24-26.
（作者单位：保定理工学院）
关键词：遥感;矿化蚀变;ASTER;靶区优选
中图分类号：P614 文献标识码：A
1引言
自从遥感科学开始被用于地质领域，地质遥感理论和遥感图像处理得到了国内外很多学者的专注研究，在利用遥感技术找矿方面，逐渐形成了一套完整、成熟的找矿特征信息提取方法及流程。遥感在找矿方面已经取得了很多成功的案例，遥感地质异常与物探异常和化探异常具有同等重要的作用。遥感矿化蚀变信息提取及靶区优选方法研究以白银矿区和东准噶尓地区为例，进行遥感蚀变提取和靶区优选，并对两地进行蚀变和靶区特征进行对比研究，总结和分析有利的研究方法。本次研究以两研究区遥感图像蚀变信息提取和两研究区靶区优选为主，以地质资料和化探异常为佐证，通过结合遥感蚀变异常和化探异常信息进行成矿预测，完成甘肃白银厂铜多金属矿产和东准噶尓地区遥感蚀变信息提取及靶区优选的工作，从中总结分析出两研究区更有利的遥感矿化蚀变信息提取及靶区优选方法，为其他研究区在遥感矿化蚀变信息提取及靶区优选方面提供理论支持，为今后其他地区遥感矿化蚀变信息提取及靶区优选总结有效方法和经验。
2 国外研究现状
遥感技术是美国学者在20世纪60年代提出来的并迅速发展起来的一门以空间技术、航天技术、计算机技术为基础的综合性探测技术。空间技术的迅速发展、尤其是空间分辨率的不断提高，航天技术和计算机技术的日益成熟，带动了遥感技术的应用的迅速的发展。遥感技术的应用范围非常广，从最早在军事上的应用发展到资源调查、地质矿产、环境监测、灾害调查和检测、灾害评估等方面。遥感找矿是遥感技术在地质应用中的一个重要领域，主要用于岩性的识别、地质线环构造解译、矿化蚀变信息提取三个方面。国外从20世纪50年代开始，美国和日本的一些实验室就对矿物、岩石的可见光至近红外光谱特性进行了系统的研究。
上述研究中提取蚀变信息是基于遥感图像本身，使用较多的是主成分分析、比值运算、掩膜等基本的影像处理方法，而建立基于研究区的光谱特征的定量遥感找矿模型较少。
3 以白银矿区和东准噶尓地区为例
以白银矿区和东准噶尓地区为例，进行遥感蚀变提取和靶区优选，并对两地进行蚀变和靶区特征进行对比研究，总结和分析有利的研究方法。
甘肅省白银厂矿区主要研究范围为白银厂矿田的小外围。探明的工业矿床共5个，分别为折腰山大型Cu-Zn矿床、火焰山中型Cu-Zn矿床、铜厂沟小型Zn-Pb-Cu型矿床、小铁山大型Pb-Zn-Cu型矿床及四个圈Pb-Zn-Cu型矿床。按金属量计算，折腰山矿床规模最大，累计查明铜锌资源储量102.3万吨。矿田内第二大矿床是小铁山多金属矿床。排名第三的矿床是火焰山矿床，累计查明铜铅锌资源量26.5万吨。铜厂和四个圈矿床规模较小，累计查明铜铅锌资源量分别分为8.9万吨和4.6万吨，以锌为主。
4研究区蚀变信息提取
蚀变围岩是一种重要的的找矿标志，由于围岩蚀变分布范围比矿体要大，在找矿时易被发现，所以长期作为一种重要的近矿标志，在找矿中已经得到广泛的应用，我国的铜官山铜矿、西澳大利亚的大型金矿，世界大多数锡矿等都是以找矿标志发现的矿床。蚀变作用是指在气水热液的作用下，岩石的旧矿物被一些更新、更稳定的矿物所替代的交代作用，由于气水热液矿床矿体四周的围岩，在成矿作用过程中经常发生蚀变作用，因此称为围岩蚀变。
热液成矿作用往往都会有蚀变围岩的产生，蚀变围岩的形成过程就是成矿物质迁移的过程，与矿石矿物的成因有很密切的联系。因此产生蚀变围岩环境如温度、压力、流体作用于的围岩的不同其蚀变围岩组合也不相同，因此特定的蚀变和蚀变组合对应特定的矿床类型，所以研究近矿围岩蚀变和热液蚀变岩可以提高找矿的机会，也可以推断出可能存在的矿床类型。
经蚀变作用所形成的蚀变岩石与其周围正常的岩石在矿物种类、结构、颜色等方面都有很大的不同，正是这些差异才能使蚀变岩在某些特定的光谱形成特定的光谱异常。遥感影像提取异常信息主要就是以这些光谱异常为依据的。根据遥感影像数据的异常识别，可提取近矿围岩蚀变信息或矿化程度较高的异常区信息。多波段遥感影像同时记录不同波段所显示的地表信息，信息量丰富，分辨率高。ASTER和ETM+遥感数据有着丰富的波段信息，能提取蚀变信息的效果较好，在植被覆盖率低的地区能提取出更明显矿化蚀变信息。
研究区的主要蚀变类型是绿泥石化、绢云母化、硅化、黄铁矿化、绿帘石化等。根据蚀变的组成和本文所使用的ASTER、ETM+两种遥感影像的特征，将研究区的蚀变矿物分为羟基矿物和含Fe离子矿物两种。研究区的主要蚀变矿物波谱曲线如图1所示。
由波谱曲线可知，羟基矿物的特征谱带在短波红外光谱区间产生，高岭石、绿帘石等含Al羟基标志吸收谷在2.2μm附近，对应ASTER数据的第5和6波段，对应ETM+数据的第7波段;绿泥石等含Mg羟基在2.3μm附近产生特征谱带，对应ASTER数据的第8波段，ETM+的第7波段。由上可知，羟基矿物特征谱带的精确位置取决于OH-相连的金属离子;铁在氧化环境系多以含Fe3+矿物形式存在，如褐铁矿、赤铁矿、针铁矿及黄钾铁矾等，分别在0.5μm和0.9μm处存在吸收特征，对应于ASTER数据的第1和第3波段，ETM数据的第2和第4波段。
5 ASTER数据矿化蚀变信息提取
通过ASTER数据矿化蚀变信息提取发现，经过多年的开采，研究区的范围内有两个很大露天开采的采坑，采坑里有较多的矿石，矿区的矿物信息较多、蚀变信息也较强，在提取蚀变信息时对其他原岩地区的蚀变信息造成了掩盖，故为使研究区除矿坑区外的蚀变信息能在影像上得到显示，把研究区的露天采也作为一种干扰因素，用掩膜的方法去除，掩膜是指有选择的去掉影像中的较为集中的干扰因素。先建立掩膜区如图2左侧所示，然后通过比值处理对原始影像进行干扰信息去除，如图2右侧所示。
6 结论
利用ASTER和ETM遥感数据对研究区的矿化蚀变信息进行提取，并对提取的结果进行分析和比较。用ETM数据提取的铁染蚀变比ASTER提取的结果范围分布要广些，但是基本上也都包括了ASTER数据提取的范围。ASTER数据比ETM数据的波段多，波段的波长范围窄，这说明了利用的遥感数据的波谱信息越丰富，其提取的蚀变信息效果越好，信息的区分度也越好。对提取遥感异常信息进行了综合，得到研究区的遥感蚀变异常综合图，利用野外采集的蚀变点和研究区的已知矿点对提取的结果进行验证，所提取的遥感蚀变信息区与野外采集的蚀变点和已知的矿点基本吻合，证实了遥感提取矿化蚀变信息的准确性。
参考文献：
[1]姜天.辽宁省弓长岭区遥感蚀变信息提取[D].吉林大学，2019.
[2]王宏，等.基于遥感技术的新疆大南湖一带地区矿化蚀变信息提取[J].测绘与空间地理信息，2018，41（10）：24-26.
（作者单位：保定理工学院）