羅國(guó)平，曾 琪

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)研究中心，江西 南昌 330000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高光譜技術(shù)在蝕變礦物提取的地質(zhì)找礦中得到廣泛應(yīng)用[1]，為此提出高光譜蝕變礦物提取在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用研究。本文選用Analytica Spectra Devices公司研制的ASD礦物高光譜儀，搭載quick responseRs3找礦程序。通過(guò)對(duì)獲得PD-CX的吸收波以及PD-CR的吸收波的波長(zhǎng)參數(shù)，分析其參數(shù)變化規(guī)律，確定其蝕變礦物特征。依據(jù)Micromere建模軟件，分析PD-CX、PD-CR特征值的變化，建立蝕變礦物含量直方圖，根據(jù)直方圖的統(tǒng)計(jì)，確定蝕變礦物含量下限，從而完成本文提出的研究。

1 高光譜地質(zhì)應(yīng)用基本工作流程

1.1 ASD礦物高光譜儀工作參數(shù)確立

在蝕變礦物提取地質(zhì)找礦中，高光譜設(shè)備生產(chǎn)廠商較多，其基本性能與操作方式基本相同，本文對(duì)蝕變礦物提取的地質(zhì)找礦研究以ASD礦物高光譜儀為主，其ASD礦物高光譜儀是美國(guó)Analytica Spectra Devices公司的旗艦產(chǎn)品，適用于玉石類礦物、金屬類礦物、金剛石、地表松散礦物等多種礦物的勘察[2]。其波長(zhǎng)范圍可達(dá)到180nm～5000nm，掃描時(shí)間為100ms，高光譜平均高達(dá)31,800次。具有操作簡(jiǎn)單，靈敏度強(qiáng)，高光譜辨識(shí)度清晰等多種特點(diǎn)。可以實(shí)現(xiàn)多種戶外現(xiàn)場(chǎng)勘探。

1.2 ASD礦物高光譜儀工作方式

ASD礦物高光譜儀利用所探測(cè)礦物表面所反射的光線，以色散元件將探測(cè)物中的電磁輻射所分離出需要的波長(zhǎng)區(qū)域。通過(guò)儀器對(duì)該物體速反射光線或者波長(zhǎng)的抓取，以圖像的形式來(lái)顯現(xiàn)高光譜儀中探測(cè)器所探測(cè)到的不同位置與不同強(qiáng)度的波長(zhǎng)，通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行分析來(lái)確定。

1.3 高光譜數(shù)據(jù)采集

使用高光譜數(shù)據(jù)時(shí)，其ASD礦物高光譜儀啟動(dòng)自帶的quick responseRs3程序。其quick responseRs3程序受環(huán)境干擾小，獲得PD-CX的吸收波與PD-CR的吸收波浮動(dòng)值較小。能夠快速響應(yīng)，易搭載外置系統(tǒng)，例如Micromere建模軟件。

2 蝕變礦物提取與找礦分布特征分析

2.1 蝕變礦物高光譜特征分析

不同的蝕變礦物其高光譜特征是不同的，其根據(jù)不同的高光譜特征進(jìn)行地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)。按照礦石的形成規(guī)律，將其分為四種類型，分別是致密塊狀礦石、浸染狀礦石、條帶狀礦石、角礫狀礦石。

致密塊狀礦石具有硬度大、密度高、所含礦物質(zhì)高的特點(diǎn)，同時(shí)是最容易找尋的礦石。其致密塊狀礦石對(duì)PD-CR的吸收波長(zhǎng)介于2190nm～2225nm之間。PD-CX的吸收波長(zhǎng)介于420nm～440nm之間，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)特征高光譜曲線極易找尋該礦石，該礦石隨著埋藏深度的增加，其變化不大，每下降千米其PD-CR的吸收波下降1～5nm、PD-CX的吸收波長(zhǎng)增加2nm～8nm。

浸染狀礦石具有礦物集合不確定、礦物粒徑差較大、分布無(wú)方向性的特點(diǎn)，其礦物含量低于50%，是較難找尋的一類礦石，其浸染狀礦石對(duì)PD-CR的吸收波長(zhǎng)介于2340nm至4805nm之間，也存在較少數(shù)會(huì)超過(guò)4805nm，但不常見(jiàn)。

條帶狀礦石因其受檢面較小或受檢面不規(guī)整，尋礦存在一定的難度隨機(jī)性。其條帶狀礦石對(duì)PD-CR的吸收波長(zhǎng)介于3440nm～4700nm之間。PD-CX的吸收波長(zhǎng)介于345nm～480nm之間。

當(dāng)受檢面角度小于34.5°時(shí)，其礦藏每下降千米其PD-CR的吸收波下降45nm～68nm、PD-CX的吸收波長(zhǎng)增加30nm～75nm，因小角度檢測(cè)面的原因，其波長(zhǎng)變化頻率較大，當(dāng)受檢面角度34.5°～55°時(shí)。其礦藏每下降千米其PD-CR的吸收波下降35～52nm、PD-CX的吸收波長(zhǎng)增加25～48nm，其受檢面角度大于55°時(shí)，不屬于條帶狀礦石范圍內(nèi)。

圖1 蝕變礦物高光譜特征分析圖

角礫狀礦石是比條帶狀礦石受檢面還小的礦石，其尋單角礫狀礦難度較大，但因彌散性存在，所以尋多角礫狀礦較為簡(jiǎn)單，若存在單角礫狀礦，不具備開采價(jià)值，所以單角礫狀礦的尋礦，本文不進(jìn)行討論。其角礫狀礦石對(duì)PD-CR的吸收波長(zhǎng)介于3874nm至4089nm之間。PD-CX的吸收波長(zhǎng)介于510nm至725nm之間。其蝕變礦物高光譜特征分析圖如圖1所示。

2.2 識(shí)別結(jié)果驗(yàn)證

為保證通過(guò)高光譜的分析準(zhǔn)確性，通過(guò)正變5nm方法，往復(fù)確認(rèn)該地質(zhì)礦藏。當(dāng)往復(fù)驗(yàn)證相同時(shí)，完成蝕變礦物的高光譜特征分析。從而對(duì)蝕變礦物含量進(jìn)行確定。

2.3 蝕變礦物含量下限的確定

蝕變礦物含量下限的確定是基于高光譜獲取的特征值，連接外置Micromere建模軟件，通過(guò)獲得分析高光譜數(shù)據(jù)建立蝕變礦物含量直方圖，根據(jù)直方圖獲取其蝕變礦物的最低含量。

本文以PD-CR的吸收波長(zhǎng)為2200nm至2300nm。根據(jù)直方圖的基線判定其蒙脫石約為14%，絹云母約為22%，高嶺石（結(jié)晶較差）約為30%，鐵鎂綠泥石為24%。

3 結(jié)語(yǔ)

本文研究了高光譜蝕變礦物提取在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用，基于高光譜地質(zhì)應(yīng)用的基本原理，依托蝕變礦物高光譜特征分析，以及蝕變礦物含量下限的確定，實(shí)現(xiàn)蝕變礦物提取在地質(zhì)找礦中應(yīng)用的研究。希望本文的研究能夠?yàn)槲g變礦物提取地質(zhì)找礦研究提供理論依據(jù)。

[1]孫雨,聶江濤,田豐,等．相山鈾礦巖芯HySpex成像高光譜數(shù)據(jù)蝕變礦物提取及其地質(zhì)意義[J]．地質(zhì)與勘探,2015,51(1)：165-174．

[2]李希,潘振興,王啟,等．高光譜蝕變礦物提取在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用——以吉林某斑巖型鉬礦為例[J]．地質(zhì)與勘探,2016,52(3)：489-496．