陳 明，張廷斌，別小娟，李建力，降 梅，楊 雪

（1.成都理工大學(xué) 管理科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610059；2.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610059；3.成都理工大學(xué) 旅游與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，四川 成都 610059）

圍巖蝕變是成礦物質(zhì)在逐步富集成礦過(guò)程中留下的印跡，絕大多數(shù)巖漿生成的礦床都伴有圍巖的交代蝕變現(xiàn)象，圍巖蝕變信息可作為找礦的重要標(biāo)志。遙感礦化蝕變異常信息提取在近20 a發(fā)展迅速，其應(yīng)用相當(dāng)廣泛。國(guó)外對(duì)礦化的蝕變信息提取較早，早在1977年Rowan就證明了衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以辨別褐鐵礦化帶，并利用多光譜遙感數(shù)據(jù)MSS提取礦化蝕變信息[1]；智利于20世紀(jì)80年代利用航空攝影照片解譯了礦化蝕變帶，發(fā)現(xiàn)了瑪爾康和洛博金礦[1]；美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）利用陸地衛(wèi)星數(shù)據(jù)，填繪了與礦化有關(guān)的褐鐵礦化蝕變信息分布[2]。國(guó)內(nèi)研究主要開(kāi)始于20世紀(jì)80年代，劉燕君[3]利用MSS圖像，采用波段比值方法，在北京密云水庫(kù)周圍的丘陵變質(zhì)鐵礦實(shí)驗(yàn)區(qū)成功地增強(qiáng)出了礦化點(diǎn)及含礦圍巖內(nèi)的強(qiáng)烈體；趙元洪等[4]提出了波段比值的主成分復(fù)合法，并在浙江新昌拔茅金銀多金屬礦區(qū)的實(shí)驗(yàn)中獲得成功；馬建文提出了TM掩膜+主成分變換+分類識(shí)別提取礦化弱信息的方法；張玉君等基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，建立了“去干擾異常主分量門(mén)限化技術(shù)流程”,在全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)中得到推廣應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的礦化蝕變信息提取方法主要有波段比值法、主成分分析法和光譜角法等。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

西藏自治區(qū)朱諾斑巖型銅礦床位于昂仁縣亞模鄉(xiāng)境內(nèi)，距日喀則市約300 km，典型礦床范圍為：N29°38′28.1″～29°40′13.1″， E 87°27′53.0″～87°30′23.0″，其大地構(gòu)造位于岡底斯陸緣火山巖漿弧北緣附近。晚古生代以來(lái)經(jīng)歷了新特提斯洋殼俯沖、弧陸碰撞、陸內(nèi)匯聚擠壓造山和造山后均衡調(diào)整隆升等構(gòu)造演化階段，其中岡底斯斑巖銅礦主要形成于陸內(nèi)匯聚擠壓造山向造山后伸展走滑轉(zhuǎn)換的過(guò)渡階段，成巖成礦時(shí)代集中在17～14 Ma之間,成礦作用主要與中新世的一系列“東西成帶、北東成群”分布的淺成-超淺成就位的花崗質(zhì)小斑巖體相關(guān)[5]。

礦區(qū)出露地層主體表現(xiàn)為古新統(tǒng)—始新統(tǒng)林子宗群的年波組與帕那組。巖性為灰白色細(xì)砂巖、英安質(zhì)流紋質(zhì)凝灰?guī)r、安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、安山質(zhì)火山角礫巖和砂礫巖等?？氐V構(gòu)造為北東向、北西向、南北向斷裂構(gòu)造，圍巖蝕變主要有鉀化、高嶺土化、黃鐵絹英巖化、青磐巖化、硅化、泥化及碳酸鹽化等，其中黃鐵絹英巖化和硅化與礦化密切相關(guān)，其礦床成礦要素如圖1所示。

圖1 西藏自治區(qū)朱諾斑巖型銅礦床成礦要素圖

2 遙感數(shù)據(jù)源選取及數(shù)據(jù)預(yù)處理

采用ETM+影像進(jìn)行提取，ETM+裝載于美國(guó)陸地衛(wèi)星Landsat上，被動(dòng)地感應(yīng)地表反射的太陽(yáng)輻射和熱輻射，共有8個(gè)波段的感應(yīng)器，覆蓋了從可見(jiàn)光到熱紅外的不同波長(zhǎng)范圍。綜合考慮遙感影像的空間分辨率及波譜特征，結(jié)合朱諾地區(qū)自然景觀和植被覆蓋情況，本次遙感礦化蝕變信息提取選用具有較高空間分辨率和光譜分辨率、植被覆蓋干擾較小的陸地衛(wèi)星ETM+數(shù)據(jù)源，軌道號(hào)為140/39，成像時(shí)間為2001-10。

對(duì)該遙感影像進(jìn)行波段組合、輻射校正和幾何校正。研究區(qū)范圍設(shè)定為：N29°36′～29°42′, E 87°20′～87°40′,應(yīng)用該范圍對(duì)校正后的遙感影像進(jìn)行裁剪，掩膜裁剪后的影像。掩膜主要步驟為：①利用Band 3波段，建立云、雪被、第四系的掩膜；②利用Band 3/Band 7比值建立水體和陰影的掩膜；③利用Band 4/Band 3波段比值建立植被的掩膜；④利用各掩膜同時(shí)對(duì)裁剪影像進(jìn)行掩膜處理。

3 遙感礦化蝕變信息的提取

3.1 羥基礦化蝕變信息的提取

采用ETM+1、4、5、7波段進(jìn)行特征主成分分析，提取羥基礦化蝕變信息。根據(jù)含羥基礦物的波譜響應(yīng)特征，粘土礦物在ETM+7波段為特征吸收帶，在ETM+5波段具有較高的反射率[6]，其信息提取的實(shí)質(zhì)就是通過(guò)主成分變換來(lái)擴(kuò)展ETM5+與ETM+7的光譜反差，從而提取粘土礦物信息。遙感羥基礦化蝕變信息主要反映了區(qū)內(nèi)高嶺石化、碳酸鹽化、綠泥石化和絹云母化等熱液蝕變礦物及其組合。

利用掩膜過(guò)的影像進(jìn)行羥基礦化蝕變信息提取，各主成分統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 ETM+1、4、5、7波段主成分變換特征向量

對(duì)ETM+1、4、5、7波段進(jìn)行主成分分析，分析羥基蝕變信息所在的主成分波段。判斷準(zhǔn)則為：構(gòu)成該主分量的特征向量，ETM+5系數(shù)應(yīng)與ETM+7及ETM+4的系數(shù)符號(hào)相反，與ETM+1系數(shù)符號(hào)相同。根據(jù)這一準(zhǔn)則，由表1可知,應(yīng)選取第4主成分。因羥基蝕變礦物具吸收特征，使蝕變信息在圖像上為暗色調(diào),為突出其在影像上的效果，對(duì)PC4進(jìn)行求反。為了加強(qiáng)蝕變信息點(diǎn)的連通性并去除蝕變信息中的孤立點(diǎn)，需對(duì)求反后的影像進(jìn)行3×3低通濾波處理。采用方法分級(jí)羥基礦化蝕變信息，所得結(jié)果如圖2所示。

圖2 研究區(qū)遙感羥基礦化蝕變信息分布圖

3.2 鐵染礦化蝕變信息的提取

采用ETM+1、3、4、5波段進(jìn)行特征主成分分析，提取鐵染礦化蝕變信息。鐵氧化物的特征光譜信息集中在ETM+1～5波段，在ETM+1、ETM+4波段為特征吸收帶，在ETM+3波段相對(duì)高反射[6]。主成分分析中，ETM+1、ETM+3波段組合的同時(shí)出現(xiàn)將有利于顯示鐵離子蝕變礦物的異常。為了避免羥基和碳酸根礦物的干擾，舍棄了ETM+7波段。遙感鐵染礦化蝕變信息主要反映了區(qū)內(nèi)赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦、黃鉀鐵礬等由3價(jià)鐵離子引起的礦物及其組合。利用掩膜過(guò)的影像進(jìn)行鐵染礦化蝕變信息的提取，各主成分統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 ETM+1、3、4、5波段主成分變換特征向量

對(duì)ETM+1、3、4、5波段進(jìn)行主成分分析，分析鐵染礦化蝕變信息所在的主成分波段。判斷準(zhǔn)則為：構(gòu)成該主分量的特征向量，ETM+3系數(shù)應(yīng)與ETM+1及ETM+4的系數(shù)符號(hào)相反，與ETM+5系數(shù)符號(hào)相同。根據(jù)這一準(zhǔn)則，由表2可知，應(yīng)選取第4主成分，對(duì)第4主成分進(jìn)行求反并進(jìn)行3×3低通濾波處理，進(jìn)行鐵染礦化蝕變信息分級(jí)，結(jié)果如圖3所示。

圖3 研究區(qū)遙感鐵染礦化蝕變信息分布圖

4 遙感礦產(chǎn)地質(zhì)特征解譯

研究區(qū)處于林周-墨竹工卡成礦亞帶，屬于岡底斯北緣弧間盆地碰撞造山階段構(gòu)造巖漿熱液環(huán)境，主要賦礦地層為古近紀(jì)林子宗群帕那組和古近紀(jì)林子宗群年波組，控礦構(gòu)造為謝通門(mén)-南木林韌性剪切帶北側(cè)次級(jí)斷裂。

將通過(guò)7、4、1波段的RGB光譜合成及與第8波段進(jìn)行HSV融合所得遙感影像圖用于目視解譯，根據(jù)研究區(qū)遙感影像圖，結(jié)合成礦要素，通過(guò)目視解譯，解譯了與斑巖型銅礦關(guān)系密切的遙感線要素、環(huán)要素及帶要素。解譯成果整體分布如圖4所示。

圖4 研究區(qū)解譯成果整體情況分布示意圖

5 找礦遠(yuǎn)景區(qū)的圈定

通過(guò)分析知道，朱諾斑巖型銅礦床與礦化蝕變信息、斷裂構(gòu)造、花崗巖類引發(fā)的韌性構(gòu)造、環(huán)形構(gòu)造及成礦帶要素關(guān)系密切，遙感解譯的環(huán)形構(gòu)造可以為斑巖型銅礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)圈定提供重要依據(jù)[7]。研究區(qū)解譯了與侵入體有關(guān)的環(huán)形構(gòu)造和由巖漿熱液蝕變引起的環(huán)形構(gòu)造，結(jié)合羥基礦化蝕變信息與鐵染礦化蝕變信息，并依據(jù)線性構(gòu)造等要素，圈定了4個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū)（見(jiàn)圖5）。圈定原則為：在賦礦地層內(nèi)；處于巖體與地層交接部位或環(huán)形構(gòu)造周圍；礦化蝕變信息形態(tài)一般呈帶狀、環(huán)帶狀。其中4個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū)如下：

找礦遠(yuǎn)景區(qū)1：位于朱諾斑巖型銅礦床北西方向，在賦礦地層古近紀(jì)林子宗群帕那組內(nèi)，處于2個(gè)環(huán)形構(gòu)造邊緣的交接部位，區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育有羥基和鐵染礦化蝕變信息。

找礦遠(yuǎn)景區(qū)2：位于朱諾斑巖型銅礦床北西方向，在賦礦地層古近紀(jì)林子宗群帕那組內(nèi)，處于環(huán)形構(gòu)造的邊緣位置，其中1條斷裂穿越其中，區(qū)內(nèi)羥基和鐵染礦化蝕變信息呈環(huán)帶狀較發(fā)育。

找礦遠(yuǎn)景區(qū)3：位于朱諾斑巖型銅礦床正西方向，在古近紀(jì)林子宗群帕那組賦礦地層內(nèi)，處于環(huán)形構(gòu)造的邊緣位置，區(qū)內(nèi)鐵染礦化蝕變信息發(fā)育，主要呈環(huán)帶狀分布于環(huán)形構(gòu)造周圍。

找礦遠(yuǎn)景區(qū)4：位于朱諾斑巖型銅礦床東南方向，處于巖體與賦礦地層古近紀(jì)林子宗群年波組的交接部位，區(qū)內(nèi)羥基礦化蝕變信息呈帶狀較發(fā)育。

圖5 找礦遠(yuǎn)景區(qū)圈定示意圖

6 結(jié) 語(yǔ)

遙感礦化蝕變信息多沿?cái)嗔褬?gòu)造、環(huán)形構(gòu)造及地層邊界周圍出現(xiàn)。遙感礦化蝕變信息提取作為找礦的重要標(biāo)志，本文在研究朱諾礦區(qū)及其外圍的遙感影像時(shí)，通過(guò)特征主成分分析方法提取了羥基和鐵染礦化蝕變信息，并且進(jìn)行了遙感礦產(chǎn)地質(zhì)特征解譯，最后根據(jù)羥基和鐵染礦化蝕變信息的疊加及遙感線性構(gòu)造等特征圈定了重要找礦遠(yuǎn)景區(qū)，為找礦預(yù)測(cè)提供了重要的信息和預(yù)測(cè)，同時(shí)為野外地質(zhì)勘探提供了重要依據(jù)。

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