耿 欣，王正海，2，方 臣，段建軍

(1.中山大學(xué)地球科學(xué)系，廣東 廣州 510275;2.廣東省地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源探查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510275)

龐西垌地區(qū)ETM+數(shù)據(jù)蝕變信息提取

耿 欣1，王正海1，2，方 臣1，段建軍1

(1.中山大學(xué)地球科學(xué)系，廣東 廣州 510275;2.廣東省地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源探查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510275)

以龐西垌地區(qū)為研究區(qū)，根據(jù)金屬礦化蝕變巖的光譜特征，選取ETM+影像，采用主成分分析、波段比值、閾值分割等方法增強(qiáng)處理，提取礦化蝕變信息，結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及成礦信息，圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)，為該區(qū)進(jìn)一步找礦提供參考。

ETM+;蝕變信息;主成分分析;波段比值;龐西垌地區(qū);粵桂

0 引言

隨著遙感技術(shù)在地學(xué)找礦領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，根據(jù)礦床熱液蝕變產(chǎn)物反射光譜異常，通過對(duì)ETM數(shù)據(jù)圖像處理，提取礦化蝕變信息，為金屬礦床的勘查提供依據(jù)。近礦圍巖蝕變是在熱液成礦過程中，近礦圍巖與熱液相互作用，發(fā)生物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的改變。這些改變導(dǎo)致蝕變巖的反射光譜與正常圍巖的反射光譜存在差異而形成特定的光譜波段，作為找礦的重要依據(jù)(龍曉君等，2010)。在遙感圖像中，巖石蝕變表現(xiàn)為一種較弱的色調(diào)異常，需要經(jīng)過一系列圖像處理，將異常信息提取出來。簡單的圖像處理提取礦化信息有一定難度，針對(duì)找礦目標(biāo)、地質(zhì)背景和環(huán)境等特點(diǎn)，目前較為常用的提取方法有比值法、主成分分析法、光譜角法、彩色空間變換及克羅斯塔法等(趙元洪等，1991;李昌國等，1997)。

地質(zhì)構(gòu)造不僅是控礦因素，而且在成礦作用中占主導(dǎo)地位，圍巖蝕變受斷裂構(gòu)造控制，研究構(gòu)造成礦對(duì)找礦具有重要的指導(dǎo)意義(向美琳等，2010)。筆者利用ETM+數(shù)據(jù)對(duì)龐西垌地區(qū)進(jìn)行礦化蝕變信息提取與分析，針對(duì)ETM+數(shù)據(jù)與蝕變礦物相關(guān)的波譜信息，采取主成分分析、波段比值、閾值分割、中值濾波的方法提取蝕變異常信息，綜合研究區(qū)構(gòu)造及成礦信息，圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)位于粵西云開隆起區(qū)的南緣，屬欽杭成礦帶的南段，北東向信宜—廉江斷褶帶南段，為晚古生代以來的長期隆起區(qū)。研究區(qū)地層出露相對(duì)齊全，構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁。各種建造及地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育良好。研究區(qū)出露地層主要有寒武紀(jì)黃洞口組、志留紀(jì)連灘組、泥盆紀(jì)楊溪組、老虎頭組、信都組、東崗嶺組、天子嶺組、帽子峰組、石炭紀(jì)大寨壩組、白堊紀(jì)羅定組、第四紀(jì)洪積層。

研究區(qū)侵入巖廣泛發(fā)育，占全區(qū)總面積的3/5左右，主要集中出露在調(diào)查區(qū)的中北部和西部，侵入巖主要有塘蓬巖體、英橋巖體、新安巖體、太平巖體等，主要為加里東、印支期、燕山期產(chǎn)物，呈巖基或巖株?duì)町a(chǎn)出，以及星散分布的花崗斑巖脈。研究區(qū)變質(zhì)巖主要分布于測區(qū)東北—東南部，屬于中晚元古代云開群的變質(zhì)產(chǎn)物。

區(qū)域構(gòu)造以斷裂和褶皺為主，按方向可分為北東、北西及東西向3組。

(1)北東向斷層組。本組斷層主要分布于研究區(qū)西北部和東南部，在全區(qū)斷裂中占有重要地位，數(shù)量較多，規(guī)模也大。本組斷層走向范圍為15°～60°。斷裂的主題包括：龐西垌斷裂、古城—沙鏟斷裂、塘蓬河斷裂、山尾斷裂、鳳嶂?jǐn)嗔训?，多?shù)為逆斷層。巖斷層發(fā)育糜巖和糜棱巖化巖石以及斷層角礫巖等。

(2)北西向斷層組。研究區(qū)內(nèi)本組斷裂主要分布在東南緣，規(guī)模較小，大多將北東向斷裂切錯(cuò)而成階梯狀。主要有斜樓嶂?jǐn)嗔?、上祖山斷裂、鶴地?cái)嗔训龋阅鏀鄬訛橹鳌?/p>

(3)東西向斷層。研究區(qū)內(nèi)東西向斷層分布不多，位于南部，行跡較短。區(qū)域上，屬于廉江—陽江區(qū)域性東西向構(gòu)造帶的西段。主要斷裂有尖峰嶺斷裂和大社斷裂等。沿?cái)嗔寻l(fā)育有壓碎巖、碎裂巖。

該區(qū)礦種繁多，已勘探查明或正在開采利用的礦產(chǎn)有金礦、銀礦、鐵礦、鉛鋅礦、鎢鉬礦等。礦床類型主要有西邊破碎帶型金銀礦，斑巖型鎢鉬礦。

2 數(shù)據(jù)處理

2.1 數(shù)據(jù)選取與預(yù)處理

根據(jù)現(xiàn)有資料，綜合考慮遙感圖像的空間分辨率及波譜特征，本次研究工作采用的遙感數(shù)據(jù)為美國陸地衛(wèi)星Landsat-7的ETM+多波段圖像數(shù)據(jù)，成像時(shí)間為2000年10月30日，軌道號(hào)為124/045。

現(xiàn)行稅收政策體系中雖然對(duì)PPP問題已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的規(guī)定，但缺乏體系性和配套性。應(yīng)在完善政策體系的同時(shí)，借鑒《“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”稅收優(yōu)惠政策指引匯編》、《“走出去”稅收指引》的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)行政策進(jìn)行集成和分類處理，制定PPP模式稅收政策指引。在結(jié)構(gòu)安排上，可按照PPP模式全項(xiàng)目運(yùn)行周期，覆蓋五個(gè)階段業(yè)務(wù)流程，定位“基本規(guī)定、稅收優(yōu)惠、征收管理”三個(gè)維度，對(duì)所有稅種進(jìn)行地毯式掃描，幫助企業(yè)和政府部門理清政策規(guī)定、用好稅收優(yōu)惠、明晰管理流程、維護(hù)自身權(quán)益。

不同波段反應(yīng)不同的地物特征，波段選取時(shí)應(yīng)遵循較好反應(yīng)地質(zhì)信息、波段間相關(guān)系數(shù)最小、波段組合的信息熵較高、合成的假彩色圖像適于識(shí)別的原則。依照上述原則，結(jié)合研究對(duì)象的光譜特征，本次選取ETM+7、4、1波段進(jìn)行紅、綠、藍(lán)彩色合成，具有兼容中紅外、近紅外及可見光波段信息的優(yōu)勢，圖面色彩豐富，層次感好具有極為豐富的地質(zhì)信息和地表信息環(huán)境。

2.2 蝕變信息提取

最常見的蝕變?yōu)楹骤F礦化、黏土化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、硫酸鹽化等，絕大多數(shù)成礦巖體中都存在鐵染蝕變、含羥基類礦物和含蝕變，提取這兩種蝕變基本可以確定研究區(qū)成礦巖石的分布情況(張玉君等，1998)。

圍巖蝕變形成的蝕變巖石與其周圍的正常巖石在礦物種類、結(jié)構(gòu)、顏色等方面都有差異，這些差異導(dǎo)致了巖石反射光譜特征的差異，并且在某些特定的光譜波段形成了特定蝕變巖石的光譜異常。這種特征正是利用遙感進(jìn)行蝕變信息提取的物理基礎(chǔ)，所有蝕變巖石礦物的光譜特征是遙感找礦異常提取的理論基礎(chǔ)和根本依據(jù)(表1)。

表1 對(duì)巖石礦物在可見光—近紅外區(qū)反射光譜特征起主導(dǎo)作用的離子和基因的重要吸收譜帶

2.2.1 鐵染蝕變信息提取 鐵染蝕變巖類的特征光譜集中在 ETM1—ETM4波段，在 ETM1—ETM3波段反射率曲線上升梯度較大，在ETM1(0.45～0.52 μm)和 ETM4(0.76 ～0.90 μm)波段上有明顯的吸收谷，在ETM3(0.63～0.69 μm)波段無特征吸收而呈現(xiàn)相對(duì)較高的反射峰。故選取 ETM1、ETM3、ETM4、ETM5 4個(gè)波段進(jìn)行主成分分析，根據(jù)鐵染主分量判斷準(zhǔn)則，提取與ETM1波段呈正相關(guān)、與ETM3呈負(fù)相關(guān)的主分量PC4。

針對(duì)鐵染蝕變巖類的光譜特征，用具有反射峰的ETM3、ETM5與具有吸收谷的ETM1和ETM4波段分別進(jìn)行比值，增強(qiáng)鐵染礦物波譜特征，抑制其他干擾信息。再對(duì)ETM3/ETM1、ETM5/ETM4、PC4進(jìn)行彩色合成，彩色空間變換，中值濾波，閾值分割(馮雨林等，2008)，提取鐵染蝕變信息。

表2 ETM1、3、4、5波段主成分分析特征向量表

表3 ETM1、4、5、7波段主成分分析特征向量表

3 綜合分析

依據(jù)本次研究獲取的鐵染蝕變、羥基蝕變，結(jié)合研究區(qū)構(gòu)造、成礦、地層等信息進(jìn)行綜合分析，剔除偽異常。從蝕變信息圖像上可以發(fā)現(xiàn)，蝕變異常分布總體上受構(gòu)造控制，常出現(xiàn)在區(qū)域性大斷裂與次級(jí)斷裂的交匯處，這類地段是熱液礦床產(chǎn)出的有利部位。在整個(gè)研究區(qū)中鐵染蝕變分布較為分散。在研究區(qū)東北部古城鎮(zhèn)附近，鐵染異常分布面積大且較為集中，并且分布在北東向的古城—沙鏟斷裂帶上;西南部斷裂交錯(cuò)，北東向和北西向斷裂相互切割，大的環(huán)形構(gòu)造表明其下有較大的巖體，此處鐵染異常較為明顯，是比較理想的成礦遠(yuǎn)景區(qū)。沿研究區(qū)西北部的龐西垌斷裂帶有明顯的蝕變異常，并且沿?cái)嗔褞Х植加械湫偷你y金礦床，由此可以證明遙感異常找礦的可靠性。金礦化帶的展布與礦化蝕變信息、斷裂構(gòu)造相吻合。其中，金山銀金礦床處鐵染異常和羥基蝕變異常較為明顯和集中，并且處于北東向的龐西垌斷裂帶上;金山銀金礦床、金嶺—豐田尾金礦點(diǎn)的蝕變信息較密集，此處北西向和北東向的斷裂交互切割，為成礦提供了良好的地質(zhì)條件。據(jù)此，圈定研究區(qū)北部1處及西南部3處成礦遠(yuǎn)景區(qū)(圖1)，針對(duì)北部1號(hào)遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行實(shí)地查證，確定1號(hào)遠(yuǎn)景區(qū)有鈦鐵礦存在。

4 結(jié)論

本次研究工作表明，遙感在地質(zhì)找礦工作中具有一定的指導(dǎo)性和優(yōu)越性，尤其是在地質(zhì)工作程度較低或景觀障礙的區(qū)域。盡管目前使用的TM、ETM數(shù)據(jù)波段較寬，圖像異常錯(cuò)綜復(fù)雜，給遙感找礦的信息處理帶來了很多麻煩，但通過各種處理技術(shù)如主成分分析法、波段比值法以及其他方法的組合，選擇合理有效的信息處理流程，結(jié)合成礦區(qū)的構(gòu)造等信息，用遙感找礦異常信息提取重要成礦區(qū)帶是可行的。但是，目前也存在一些問題需要進(jìn)一步的研究和探索，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

(1)對(duì)于巖石裸露少，植被覆蓋多的地區(qū)，羥基異常信息提取的方法還有待于進(jìn)一步討論，減少植被信息的干擾。(2)用于遙感找礦異常提取的處理方法很多，但在進(jìn)行大面積區(qū)域性遙感異常提取工作中，某些技術(shù)方法或技術(shù)方法的組合還需要進(jìn)一步研究。(3)由于不同區(qū)域的地形、地貌、地質(zhì)背景等存在差異，用遙感找礦異常信息提取時(shí)需要針對(duì)不同地區(qū)的特征進(jìn)行方法的選取，壓抑各種干擾信息。(4)針對(duì)大區(qū)域遙感找礦異常提取涉及的遙感影像間的背景差異，研究、建立一套遙感找礦異常與背景劃分的量化標(biāo)準(zhǔn)和方法。

圖1 成礦遠(yuǎn)景區(qū)圖

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Extraction of ETM+data alteration information in Pangxidong area

GENG Xin1，WANG Zheng-hai1，2，F(xiàn)ANG Chen1，DUAN Jian-jun1

(1.Department of Earth Sciences，Sun Yat-sen University，Guangzhou 510275，China;2.Guangdong Provincial Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources Exploration，Guangzhou 510275，China)

Pangxidong area was chosen as the study area，according to the spectral characteristics of the altered rocks，based on ETM+remote sensing data，enhanced processing methods were used such as principal component analysis，band radio and density separation to extract alteration information.Geological data were integrated with the result of remote sensing image processing to delineate prospecting targets and provide reference for further exploration.

ETM+;Alteration information;Principal component analysis;Band ratio;Pangxidong area;Guangdong and Guangxi

P715.7;TP274

A

1674-3636(2012)01-0060-04

2012-01-05;編輯：陸李萍

教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目(20090171120018);教育部高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)中山大學(xué)優(yōu)秀青年教師培育計(jì)劃項(xiàng)目(2010-32110-3161319)

耿欣(1987— )，碩士研究生，巖礦專業(yè)，E-mail：gengxin1205@163.com

10.3969/j.issn.1674-3636.2012.01.60