遙感技術在多龍銅礦預測區成礦預測中的應用

翟偉林，何政偉，趙銀兵，倪忠云，吳 華，劉婷婷

（1.地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室，四川成都 610059；2.成都理工大學 地球科學學院，四川成都 610059；3.西藏自治區地質調查院，西藏拉薩 850000）

遙感技術在多龍銅礦預測區成礦預測中的應用

翟偉林1，2，何政偉1，2，趙銀兵1，2，倪忠云1，2，吳 華3，劉婷婷1，2

（1.地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室，四川成都 610059；2.成都理工大學 地球科學學院，四川成都 610059；3.西藏自治區地質調查院，西藏拉薩 850000）

多龍銅礦集區位于班公湖～怒江成礦帶西段，區內已知的典型礦床為多不雜和波龍斑巖型銅礦，是大型的銅多金屬礦床，其成礦背景復雜，找礦潛力巨大。利用ETM＋遙感影像，對研究區進行構造解譯和礦化蝕變信息提取的工作，再結合區域地質、物探、化探等信息進行綜合找礦分析，并結合已知礦床點，圈定出二處遙感找礦遠景區，為礦產資源潛力評價和成礦預測提供了重要的信息和依據。

多龍銅礦；ETM＋；遙感找礦遠景區；成礦預測

0 前言

遙感是二十世紀六十年代發展起來的對地觀測綜合性技術，是應用探測儀器，不與探測目標相接觸，從遠處把目標的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示出物體的特征性質及其變化的綜合性探測技術。隨著遙感技術的發展，其在地質找礦中的作用也越來越突出。近年來，易于發現的露頭礦、淺部礦經多年的地質勘查日趨減少，所以，在當今地質找礦工作中，運用傳統的找礦方法不但難度越來越大，而且地勘成本也不斷攀升。因此，地質工作者可以通過遙感影像，以及對地質背景的了解，將遙感和地質找礦很好地結合起來，從而提高工作效率，降低資金投入，降低地勘風險［1］。

多龍銅礦預測區位于西藏自治區阿里地區改則縣城西北約90km處，班公湖～怒江成礦帶西段，所在圖幅為物瑪幅，區內已知典型礦床二個，即多不雜銅礦和波龍銅礦。礦床規模達超大型，找礦潛力巨大。作者利用遙感技術，對多龍銅礦預測區進行了構造解譯和礦化蝕變信息提取，并與礦區的地質、物探和化探異常信息相結合進行綜合分析，從而圈定出遙感最小預測區，為多龍銅礦及外圍找礦遠景區的圈定提供了參考依據。

1 研究區地質背景

1.1 研究區地層

區內出露的地層，主要有下侏羅統曲色組（J1q）、中侏羅統色哇組（J2s）、下白堊統美日切錯組（K1m）等。多龍式銅礦賦礦地層為曲色組（J1q），巖性為長石石英砂巖、粉砂質板巖夾硅質巖、花崗閃長斑巖、灰綠色玄武巖、基性火山熔巖英安巖。

1.2 研究區構造

控巖構造為區域上的EW（局部顯示為NE）向的查爾康錯逆沖斷裂，以及巖體周圍的裂隙構造及其內部的裂隙構造，圍巖接觸帶及其內部裂隙構造

1.3 控礦侵入巖

研究區內控礦侵入巖為燕山期花崗斑巖、花崗閃長斑巖等酸性淺成侵入巖。

1.4 礦體特征

斑巖體地表呈不規則的橢圓形，面積大約為0.45km2。形成時代據K－Ar法同位素年齡值為123.3Ma～93.86Ma（據曲曉明2004）［16］。礦體產于多不雜花崗閃長斑巖體及接觸帶中，鉀硅化帶以及和鉀硅化帶接觸的絹英巖化帶內。

1.5 圍巖蝕變

在礦區內，礦化主要有孔雀石化、藍銅礦化、黃銅礦化、黃鐵礦化、錳礦化、輝銅礦化、褐鐵礦化。蝕變主要為硅化、鉀長石化、絹云母化、斜長石化、綠泥石化、綠簾石化等。圍巖蝕變水平方向明顯具有以斑巖為中心的對稱分布規律，即中心式面狀環狀分帶特征。

2 遙感圖像處理

2.1 數據源

在本次工作中，作者選用了四景Landsat－7ETM＋影像，圖幅號分別為：143/037（1999年11月02日）、143/038（1999年07月13日）、144/037（2001年10月13日）、144/038（2001年10月13日）。所獲取的遙感影像效果較好，云量較少，色調對比度好，紋理細節清晰，能滿足本次遙感信息提取工作的要求。

2.2 遙感影像處理

由于遙感系統受空間、波譜、時間，以及輻射分辨率的限制，在數據獲取過程中，不可避免地存在著誤差，使得遙感數據很難精確地記錄復雜的地表信息。這些誤差的存在，不僅降低了遙感數據的質量，而且影響了遙感圖像分析的精度。因此在遙感圖像地質解譯和礦化蝕變信息提取之前，有必要對遙感原始圖像進行處理。結合本次研究工作可知，遙感數據處理的主要內容有幾何校正、圖像鑲嵌、彩色合成、數據融合等。

2.2.1 幾何校正

遙感圖像在成像過程中，由于受到遙感平臺位置和運動狀態變化的影響、地形起伏的影響、地球表面曲率的影響、大氣折射的影響、地球自轉的影響等，使得遙感影像在幾何位置上發生了變化，產生諸如行列不均勻，像元大小與地面大小對應不準確，地物形狀不規則變化等幾何畸變。畸變的影像在工作過程中，會對定量分析和位置配準造成困難，因此需要消除這種畸變，方法就是對影像進行幾何校正。在PCI操作系統中，利用1∶250 000地形圖，采用由圖像到圖像的校正模式，選擇明顯的地面標志點對圖像進行校正，幾何校正的流程如圖1所示。

2.2.2 圖像鑲嵌

圖像鑲嵌是指把多個單幅圖像，根據相同地物標志拼接成一幅大圖像的處理過程。我們在工作中，采用基于地理坐標的圖像拼接，鑲嵌以列為單位進行拼接，然后將各列拼接起來，進行直方圖匹配和色彩調整，最終生成工作區的遙感影像鑲嵌圖。

圖1 遙感影像幾何校正流程圖Fig.1 Geometric correction flow chart of remote sensing image

2.2.3 彩色合成

遙感圖像的地質解譯是在成礦理論的指導下根據遙感影像特征，識別、提取與成礦、控礦有關的地層巖性、線性環形構造、礦化蝕變帶、地貌、水系等地質信息。經過對比分析，選擇TM7、TM4 TM1波段合成，獲取了一幅信息量豐富，層次分明并且含有目標地物特征信息的圖像，作為遙感地質解譯的基礎圖像。

2.2.4 數據融合

作者本次研究是根據本區的實際情況，采用了IHS彩色空間變換的融合方法。IHS彩色空間變換融合的結果，充分發揮了多光譜波段和全色波段的優勢，彌補了兩者之間的不足，取得了較好的圖像效果。

經過處理后，根據預測區范圍對影像進行裁剪，得到預測區遙感影像圖如圖2所示（見下頁）。

3 構造解譯和蝕變信息提取

3.1 構造解譯

根據項目要求，本次構造解譯工作不面對一切地質問題，地質解譯的重點是區域地質構造背景和成礦控礦地質條件。在1∶250 000綜合信息礦產預測解譯中，重點識別具有診斷性意義的線、環色、帶、塊五大類遙感地質信息。

圖2 研究區遙感影像圖Fig.2 The remote sensing image map of research area

作者在本次工作區范圍內共解譯出四十二條斷裂構造，其中正斷層一條，逆斷層二十四條，平移斷層十條，板塊縫合帶二條，性質不明斷層五條。規模以中型為主，線型構造多為東西走向，其次為北西走向。作者在工作區內共解譯環形構造七個，根據遙感地質分析，推測其中三個環要素為中生代花崗巖類引起的，二個環要素為褶皺引起的環形構造，二個環要素性質不明。工作區中的色要素解譯出四處，作者推測均為角巖化，角巖化主要分布于侵入體周圍，均為圍巖蝕變，其色調與侵入巖體本身有關。帶要素是指賦礦地層和巖層，工作區范圍內的帶要素主要包括侵入巖型、沉積巖型，主要為白堊系阿布山組、三疊系日干配錯群，侏羅系木噶崗日群、曲色組、色哇組。在工作區范圍內，作者未解譯出塊要素。

構造解譯的成果如圖3所示。

圖3 研究區構造解譯圖（1∶250 000）Fig.3 The tectonic interpretation map of research area

3.2 礦化蝕變信息提取

各類地物都具有各自的光譜特征，而地物光譜特征的差異，是遙感技術識別各類地物的主要依據。蝕變圍巖具有與正常巖石不同的物質組成及內部構造特征而表現出波譜特征異常。多龍銅礦預測區為銅多金屬礦床，礦區熱液蝕變類型主要為硅化、鉀長石化、絹云母化、斜長石化、綠泥石化、綠簾石化等。根據礦區巖石類型，可將礦區蝕變巖劃分為與鐵離子有關的蝕變礦物和與羥基有關的蝕變礦物，并可分別進行羥基和鐵染蝕變信息的提取。

含羥基礦物，如高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化、碳酸鹽化等在ETM＋7波段附近有一個較強的光譜吸收帶，在ETM＋5波段附近存在較高的反射率。

鐵化蝕變礦物，如褐鐵礦化，在波譜曲線上有二個明顯的吸收帶，分別為ETM＋1波段和ETM＋4波段，而在ETM＋3波段附近反射相對較高。

通過對ETM＋不同波段組合進行增強處理可圈定出圍巖蝕變的范圍和強度［3］。

在PCI8.2軟件平臺上，采用“面向特征主分量選擇法（克洛斯塔技術）”提取巖石蝕變信息，我們選取ETM＋1、ETM＋4、ETM＋5、ETM＋7波段組合和ETM＋1、ETM＋3、ETM＋4、ETM＋5波段組合分別進行主成份分析，來提取羥基蝕變信息和鐵染蝕變信息。

為了更好地分析蝕變信息，我們對提取出的異常信息進行分級，利用不同的標準離差的倍數，得到的異常范圍也就不同。一般將異常分為1級、2級、3級，分別對應強、中、弱異常信息，最終得到的預測區羥基異常分布圖和鐵染異常分布圖，如圖4和下頁圖5所示。

圖4 研究區羥基異常分布圖Fig.4 The hydroxyl alteration distribution map of research area

4 綜合找礦信息分析

在對多龍銅礦預測區進行遙感解譯以及蝕變信息提取后，結合研究區內地質、物探、化探信息，可以對研究區內的遙感綜合找礦信息進行分析。通過將研究區解譯信息和蝕變信息疊加到一起可以看到蝕變信息與解譯出的五要素具有較好的重疊性，羥基異常主要分布在白堊系和侏羅系地層上，集中于環形構造范圍內，并與角巖化的色要素疊合較好；鐵染異常分布較少，和線性要素疊合較好。

根據分析結果，作者在研究區內圈定出了二處遙感找礦遠景區，如圖6所示。

A區位于早中侏羅世曲色組和色哇組地層上，出露巖性為砂巖、泥巖、玄武巖組合，區內線性構造有一條北東向平移斷層和一條東西向的逆斷層。在區內，羥基異常分布較多，且集中分布在斷裂交叉部位。在區內已發現一個礦化點，經分析認為該區具有較好的找礦前景。

B區位于白堊系和侏羅系地層上，出露巖性為礫巖、砂巖、粗面安山巖、泥巖、玄武巖組合。在區內有一條北西向的平移斷層和一個環形構造，且環形構造和線性構造呈相交模式。由于線環相交和相切的部位是成礦的有利部位，在區內已發現一個礦化點，經分析認為，該區具有良好的找礦前景。

5 結論

通過對研究區遙感影像解譯，作者提取出了線、環、色、帶、塊五要素和羥基、鐵染異常等信息。將這些信息與已知礦點進行疊加分析，可以看出，線性構造密集帶、線性構造相交部位和線環構造相交、相切部位是找礦的有利部位，并據此圈定出二處遙感找礦遠景區，這對礦產資源潛力評價和成礦預測提供了重要的遙感信息。

由于ETM圖像的分辨率不足，作者在工作中未能解譯出規模較小的地質體。因此，作者在本文對地質體的解譯程度和控礦構造的研究程度還不夠深入。

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1001—1749（2012）03—0249—04

TP 7

A

10.3969/j.issn.1001－1749.2012.03.20

翟偉林（1985－），男，河北省石家莊人碩士，研究方向為生態遙感與GIS應用。

中國地質調查局地質調查項目（1212011086057；1212010813025）

2011－08－31 改回日期：2012－03－21