李得成，付 剛，劉 浩，何江華，劉 磊

（1.西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院，陜西西安 710100；2.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安710054）

青海大干溝遙感礦化蝕變信息提取及綜合找礦

李得成*1，付 剛1，劉 浩2，何江華2，劉 磊2

（1.西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院，陜西西安 710100；2.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安710054）

青海省大干溝地區(qū)海拔在3900m以上，在該區(qū)開(kāi)展礦產(chǎn)資源調(diào)查工作存在很多困難。以遙感技術(shù)為主導(dǎo)，首先對(duì)ETM數(shù)據(jù)進(jìn)行掩膜剔除植被、第四系、積雪等干擾，然后采用Crosta法提取礦化蝕變信息，最后將蝕變信息與構(gòu)造、巖體、化探等多元信息疊合，綜合分析后圈定找礦靶區(qū)9處，進(jìn)而開(kāi)展野外檢查。通過(guò)對(duì)30余處異常進(jìn)行了系統(tǒng)檢查發(fā)現(xiàn)，這些遙感蝕變異常少部分由植被、地形等干擾因素引起，一些則為巖脈、地表長(zhǎng)石類(lèi)礦物的粘土化等，僅少數(shù)為鐵染構(gòu)造蝕變帶。工作中發(fā)現(xiàn)銅金礦化點(diǎn)3處、金銻礦化點(diǎn)1處、銅礦化點(diǎn)1處、銅多金屬礦化點(diǎn)2處、釩鉬礦化點(diǎn)2處及1處鈾礦化點(diǎn)。證明了方法的有效性。

大干溝；遙感；ETM；掩膜；礦化蝕變信息

TM、ETM數(shù)據(jù)為地質(zhì)礦產(chǎn)應(yīng)用最普遍的遙感數(shù)據(jù)源，經(jīng)過(guò)大量應(yīng)用實(shí)踐，已經(jīng)取得了很多有意義的成果[1-4]。遙感技術(shù)可以用于地表礦化蝕變線(xiàn)索的快速定位，可大幅減少野外工作量，適宜于工作條件較艱苦的高海拔地區(qū)。

由于任何單一找礦手段都具有一定的局限性，將遙感與化探、物探、地質(zhì)資料結(jié)合并進(jìn)行綜合分析，可以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦中“迅速掌握全局、逐步縮小靶區(qū)”的戰(zhàn)略目的[5]。

青海省格爾木市東南大干溝地區(qū)海拔高度一般在3900～5000m，自然環(huán)境較差。在該區(qū)開(kāi)展礦產(chǎn)資源調(diào)查工作存在很多困難。因此，本研究以遙感技術(shù)為主導(dǎo)，結(jié)合地質(zhì)、化探等多元信息，綜合分析后快速圈定找礦靶區(qū)，指導(dǎo)野外檢查。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)地層出露由老到新有中元古代、古生代、中生代、新生代。中元古代主要分布于研究區(qū)的北東部，出露地層為冰溝群狼牙山組（Jxl）；古生代主要位于研究區(qū)的北部和中部，出露地層為晚泥盆世牦牛山組（D3m）、早石炭世大干溝組（C1dg）、晚石炭世浩特洛哇組（C2ht）、中二疊世馬爾爭(zhēng)組（P2m）；中生界主要位于研究區(qū)的中部和南部，出露地層為中三疊世鬧倉(cāng)堅(jiān)溝組（T2n）、晚三疊世八寶山組（T3bb）；新生代主要分布于研究區(qū)的南部和東側(cè)，有新近紀(jì)上新世油砂山組（N2y）、第四紀(jì)晚更新世沖洪積物（Qp3apl）和全新世現(xiàn)代沖積物（Qhal）。

區(qū)內(nèi)侵入巖分布面積不廣，主要為少量出露的花崗斑巖、石英閃長(zhǎng)玢巖及大量巖脈如鉀長(zhǎng)花崗巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈等。侵入巖的形態(tài)展布和長(zhǎng)軸伸展方向與區(qū)域構(gòu)造線(xiàn)方向一致，受區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造控制沿北西西—南東東向展布。

該區(qū)地質(zhì)、礦產(chǎn)調(diào)查及資源評(píng)價(jià)工作程度較低，雖然研究區(qū)周邊已發(fā)現(xiàn)多處礦（化）點(diǎn)，但研究區(qū)內(nèi)尚無(wú)已知礦床。

2 遙感礦化蝕變信息提取

2.1 數(shù)據(jù)

本次研究所采用的ETM數(shù)據(jù)獲取于2000年8月31日，數(shù)據(jù)級(jí)別為L(zhǎng)1B。將1～5波段與7波段組合建立數(shù)據(jù)集，之后以該區(qū)1∶5萬(wàn)地形圖為參考進(jìn)行幾何精校正、坐標(biāo)配準(zhǔn)。利用線(xiàn)性回歸分析法對(duì)ETM數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正[6]，并按照工作區(qū)范圍截取子區(qū)。

2.2 掩膜方法

研究區(qū)內(nèi)的植被、第四系為最主要的影響因素，其次為少量水體、積雪。上述因素均會(huì)對(duì)圖像處理結(jié)果產(chǎn)生影響，因此在對(duì)比分析的基礎(chǔ)上，對(duì)圖像中的植被、水體、積雪、第四系進(jìn)行掩膜處理，以避免其對(duì)礦化蝕變信息提取結(jié)果產(chǎn)生影響。

為了有效剔除植被干擾，利用歸一化植被指數(shù)（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）處理經(jīng)預(yù)處理的ETM數(shù)據(jù)，將NDVI拉伸至0～255區(qū)間，以100為閾值[6]，NDVI值大于100的像元為植被，小于等于100的像元為非植被區(qū)。同時(shí)，以40為閾值剔除積雪區(qū)，NDVI值小于40的像元為積雪。對(duì)于水體、第四系、新近系地層等干擾因素，則采用目視法直接圈定干擾因素區(qū)域。

對(duì)于上述干擾因素所對(duì)應(yīng)的區(qū)域（圖1），將這些區(qū)域均賦予空值，后續(xù)處理均不參與運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)掩膜的目的。

拜倫說(shuō)，男人的愛(ài)情是男人生命的一部分，女人的愛(ài)情是女人生命的全部⑦。這充分表明在以男權(quán)社會(huì)為中心的傳統(tǒng)社會(huì)女性與男性的差異，缺乏經(jīng)濟(jì)獨(dú)立地位的女性往往會(huì)被迫依附于男性而生存。

圖1 經(jīng)綜合處理制作的掩膜圖像

2.3 礦化蝕變信息提取

Crosta法為目前較常用的礦化蝕變信息提取方法，該方法選取TM或ETM第1、4、5、7波段組合進(jìn)行主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)，依據(jù)特征向量選取合適的主成分提取含羥基蝕變礦物及含碳酸根礦物信息；選取第1、3、4、5波段2個(gè)多光譜組合分別進(jìn)行主成分分析，依據(jù)特征向量選取合適的主成分突出可能存在的氧化鐵[1,5]。Crosta法提取礦化蝕變信息的效果較為穩(wěn)健，近年被大量應(yīng)用于礦產(chǎn)勘查中[2-7]。

利用Crosta法對(duì)掩膜后ETM數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。由表1可知，ETM1、3、4、5波段組合進(jìn)行主成分分析后PC4中Band1、Band3特征向量值最高且符號(hào)相反，分別為0.692和-0.666，因此對(duì)PC4取反后圖像反映的主要為鐵氧化物信息。同理，據(jù)表2，ETM1、4、5、7波段組合進(jìn)行主成分分析后PC4中Band5、Band7特征向量值最高且符號(hào)相反，分別為-0.674和0.582，因此對(duì)PC4取反后可提取羥基和碳酸根礦物信息。

圖2為1、3、4、5波段組合進(jìn)行主成分分析后PC4取反后圖像（鐵氧化物呈淺色調(diào)），鐵氧化物主要分布于工作區(qū)東部、南部和北部，多位于基巖出露區(qū)，表明了剔除干擾后提取的異常確由該區(qū)的蝕變引起。

表1 研究區(qū)掩膜后ETM1、3、4、5波段組合主成分分析特征向量

表2 研究區(qū)掩膜后ETM1、4、5、7波段組合主成分分析特征向量

圖2 研究區(qū)ETM數(shù)據(jù)1、3、4、5波段組合掩膜后主成分變換PC4取反圖像

圖3為掩膜后1、4、5、7波段組合進(jìn)行主成分分析后PC4取反后圖像，羥基（碳酸根）蝕變信息主要分布于工作區(qū)南部、中部和北部，表現(xiàn)為近東西、北西西向面狀、線(xiàn)狀異常。較好的消除了水體、第四系等造成的偽異常，使得新提取的異常更為可靠。

圖3 研究區(qū)ETM數(shù)據(jù)1、4、5、7波段組合掩膜后主成分變換PC4取反圖像

3 多元信息綜合分析及野外檢查

為了避免單一找礦方法的局限性，發(fā)揮各種找礦方法的長(zhǎng)處，利用多元信息綜合分析進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)已成為目前地質(zhì)找礦的主要趨勢(shì)[7-11]。因此，本研究將遙感、構(gòu)造、巖體、化探異常疊合并進(jìn)行綜合分析，據(jù)此圈定靶區(qū)，進(jìn)而開(kāi)展野外檢查。

圖4中遙感提取的羥基和碳酸根異常具有明顯的規(guī)律，分布于工作區(qū)南部中三疊統(tǒng)鬧倉(cāng)堅(jiān)溝組中的異常呈面狀且與地層走向一致，可能為沉積地層中含有大量灰?guī)r所致，由于附近普遍無(wú)化探異常，推測(cè)此遙感異常與成礦無(wú)關(guān)；分布于工作區(qū)北部呈北西西-南東東向展布的羥基（碳酸根）異常，配套有鐵氧化物異常，延伸方向基本與化探異常展布方向一致，并與區(qū)內(nèi)大斷裂方向一致，且內(nèi)部有較多侵入巖體、巖脈分布，成礦條件較好，因此這部分異常應(yīng)作為重點(diǎn)；工作區(qū)中部小規(guī)模面狀、星散狀遙感異常，分布位置與韌脆性剪切帶一致，且周?chē)嗯涮子谢疆惓?，局部有星散狀、面狀鐵氧化物異常，因此可能與成礦有關(guān)，值得開(kāi)展野外檢查。

圖4 研究區(qū)多元信息綜合分析圈定靶區(qū)

根據(jù)化探異常、構(gòu)造、巖體和遙感蝕變等多元信息的組合關(guān)系，圈出9個(gè)找礦靶區(qū)，在野外檢查過(guò)程中對(duì)30余處異常點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)檢查。檢查中發(fā)現(xiàn)，這些遙感“異常點(diǎn)”少部分由植被、地形等干擾因素引起，一些則為巖脈、地表長(zhǎng)石類(lèi)礦物的粘土化等，僅少數(shù)與銅金礦化、鐵染構(gòu)造蝕變帶有關(guān)。工作中發(fā)現(xiàn)銅金礦化點(diǎn)3處、金銻礦化點(diǎn)1處、銅礦化點(diǎn)1處、銅多金屬礦化點(diǎn)2處、釩鉬礦化點(diǎn)2處及1處鈾礦化點(diǎn)（圖4）。

本次工作僅在第7號(hào)靶區(qū)內(nèi)就發(fā)現(xiàn)了大干溝銅多金屬礦點(diǎn)、大黑刺溝一帶金銻礦點(diǎn)等礦（化）點(diǎn)4處。其中，大干溝銅多金屬礦點(diǎn)附近存在星散狀羥基和鐵氧化物異常，并有Au化探異常，且處于韌脆性剪切帶邊部，具有較好的成礦條件。該礦化點(diǎn)位于研究區(qū)中部馬爾爭(zhēng)組地層內(nèi)，礦（化）帶受北西向構(gòu)造蝕變帶、裂隙、節(jié)理等構(gòu)造系統(tǒng)控制，礦（化）帶內(nèi)主要巖石為巖屑砂巖和石英脈，石英脈具褐鐵礦化、碳酸鹽化、硅化。

大黑刺溝一帶金銻礦點(diǎn)位于大干溝銅多金屬礦點(diǎn)東南，該點(diǎn)附近存在星散狀羥基和鐵氧化物異常，并有Au化探異常，且處于韌脆性剪切帶內(nèi)，具有較好的成礦條件。初步圈定金銻礦化蝕變帶一條、金礦化蝕變帶一條。銻礦體主要類(lèi)型為褐鐵礦化方解石石英脈型，礦體與圍巖界限清楚，呈侵入接觸關(guān)系。其圍巖為脆韌性剪切帶內(nèi)的薄層灰?guī)r、鈣質(zhì)板巖及鈣質(zhì)片巖的互層體，圍巖內(nèi)小褶皺、片理、劈理發(fā)育，巖石較破碎。圍巖蝕變發(fā)育且具明顯分帶性，礦體內(nèi)孔雀石化、褐鐵礦化、碳酸鹽化、硅化均較發(fā)育，緊鄰礦體圍巖具碳酸鹽化、硅化，遠(yuǎn)離礦體圍巖未蝕變。目前正在對(duì)這些礦化點(diǎn)開(kāi)展探礦工作。

4 結(jié)論

（1）本研究通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)ETM數(shù)據(jù)預(yù)處理基礎(chǔ)上，利用掩膜技術(shù)剔除水體、植被、第四系等干擾因素，進(jìn)而采用Crosta法提取礦化蝕變信息。鐵氧化物主要分布于工作區(qū)東部、南部和北部；羥基（碳酸根）蝕變信息主要分布于工作區(qū)南部、中部和北部，表現(xiàn)為近東西、北西西向面狀、線(xiàn)狀異常。

（2）將遙感蝕變信息、化探異常、構(gòu)造、侵入巖體等多元信息疊合后進(jìn)行綜合分析，圈定了9處找礦靶區(qū)，并對(duì)重點(diǎn)部位進(jìn)行野外檢查。發(fā)現(xiàn)了銅金礦化點(diǎn)3處、金銻礦化點(diǎn)1處、銅礦化點(diǎn)1處、銅多金屬礦化點(diǎn)2處、釩鉬礦化點(diǎn)2處及1處鈾礦化點(diǎn)。

（3）針對(duì)研究區(qū)野外工作條件較差、地質(zhì)工作程度低的特定，本研究以遙感、地質(zhì)、化探等多元信息綜合分析后快速圈定找礦靶區(qū)進(jìn)行找礦，取得了較好的效果。此方法有利于在迅速掌握全局基礎(chǔ)上最大程度減免野外工作量，值得其他海拔較高、工作程度較低的地區(qū)借鑒。

[1]Crosta A P,Moore J M.Enhancement of Landsat Thematic Mapper Imagery for Residual Soil Mapping in SW Minas Gerais State,Brazil:a Prospecting Case History in Greenstone Belt Terrain[C]//Arbor A.Proceedings of 7th International Conference:Applied Geologic Remote Sensing.1989,Ⅱ: 1173-1187.

[2]馬建文.利用TM數(shù)據(jù)快速提取含蝕變帶方法研究[J].遙感學(xué)報(bào),1997,1(3):208-213.

[3]Torres-Vera M.A.and Prol-Ledesma R.M.Spectral Enhancement of Selected Pixels in Thematic Mapper Images of the Guanajuato District(Mexico)to Identify Hydrothermally Altered Rocks[J].International Journal of Remote Sensing,2003,24, 4357-4373.

[4]張玉君,曾朝銘,陳薇.ETM+(TM)蝕變遙感異常提取方法研究與應(yīng)用[J].國(guó)土資源遙感,2003,56(2):44-50.

[5]張兵,周軍,王軍年.遙感蝕變礦物填圖與找礦方法[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào),2008,30(3):452-952.

[6]Liu L.,Zhuang,D.F.,Zhou,J.,et al.Alteration Mineral Mapping Using Masking and Crosta Technique for Mineral Exploration in Mid-vegetated Areas:a Case Study in Areletuobie,Xinjiang(China)[J].International Journal of Remote Sensing, 2011,32(7):1931-1944.

[7]張兵,周軍，等.新疆達(dá)爾布特構(gòu)造帶多元信息綜合找礦研究[J].地質(zhì)找礦論從,2009(2):166-171.

[8]周軍，陳明勇，高鵬，等.新疆東準(zhǔn)格爾蝕變礦物填圖及多元信息找礦[J].國(guó)土資源遙感，2005，4：51-55.

[9]劉磊,馮成貴,楊豐柱,等.新疆阿熱勒托別地區(qū)遙感化探綜合找礦研究[J].現(xiàn)代地質(zhì),2009,23(3):564-568.

[10]劉磊,施明，等.遙感、化探、地質(zhì)信息綜合在昌寧礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào),2007,29(4):383-386.

[11]劉磊,周軍,尹芳,馮敏,何曉剛.新疆東準(zhǔn)噶爾三道嶺地區(qū)遙感礦化蝕變信息提取及綜合信息找礦[J].新疆地質(zhì), 2013,31(2):233-236.

P237.3

A

1004-5716(2015)12-0128-04

2015-07-15

2015-08-03

李得成（1982-），男（苗族），貴州同仁人，工程師，現(xiàn)從事區(qū)域地質(zhì)、礦產(chǎn)調(diào)查、遙感地質(zhì)相關(guān)研究工作。