高光譜遙感地空綜合預(yù)測(cè)方法在新疆卡拉塔格地區(qū)銅金礦床找礦中的應(yīng)用

孫永彬王瑞軍魏本贊汪冰董雙發(fā)李存金李名松

（核工業(yè)航測(cè)遙感中心，河北 石家莊 050002）

技術(shù)應(yīng)用

高光譜遙感地空綜合預(yù)測(cè)方法在新疆卡拉塔格地區(qū)銅金礦床找礦中的應(yīng)用

孫永彬1王瑞軍1魏本贊1汪冰1董雙發(fā)1李存金1李名松1

（核工業(yè)航測(cè)遙感中心，河北 石家莊 050002）

新疆卡拉塔格地區(qū)位于東天山成礦帶，地質(zhì)礦產(chǎn)資源豐富，銅金及多金屬礦床集中，找礦潛力較大。銅金礦床地表礦化蝕變現(xiàn)象明顯，發(fā)育的褐鐵礦化+黃鉀鐵礬化+絹云母化形成地物反射光譜特征異常，為高光譜遙感地空綜合預(yù)測(cè)方法用于探測(cè)銅金礦化蝕變信息成為可能，并成為尋找銅金礦床的有效技術(shù)方法。本文在卡拉塔格地區(qū)開(kāi)展了航空高光譜和地面高光譜在銅金多金屬礦床找礦研究，分別采用HyMap航空成像光譜儀和FieldSpec Pro FR光譜儀，獲取了研究區(qū)HyMap航空高光譜分辨率數(shù)據(jù)、地面準(zhǔn)同步定標(biāo)數(shù)據(jù)、地面高光譜數(shù)據(jù)，提取并篩選了基于HyMap航空高光譜影像的成礦有利蝕變信息，在此基礎(chǔ)上對(duì)該區(qū)紅山銅金礦床進(jìn)行了航空-地面高光譜綜合剖析，并結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)背景，建立了紅山銅金礦床高光譜遙感地空綜合找礦模型，經(jīng)對(duì)比分析在該區(qū)圈定了兩處找礦預(yù)測(cè)區(qū)。說(shuō)明高光譜遙感地空綜合預(yù)測(cè)方法在該區(qū)得到了很好的應(yīng)用效果。

航空高光譜；地面高光譜；診斷性光譜特征；地空綜合找礦模型；紅山銅金礦床

前言

遙感地質(zhì)找礦是遙感信息獲取、含礦信息提取以及含礦信息成礦分析與應(yīng)用的過(guò)程，近年來(lái)，被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、礦產(chǎn)資源及相關(guān)環(huán)境的調(diào)查中[1-7]。航空高光譜是當(dāng)前遙感的前沿技術(shù)，通過(guò)高光譜成像所獲取的地球表面的圖像包含光譜維信息融合為一體，即“圖譜合一”[8]，具有波段數(shù)多，波帶窄，對(duì)地物能定量分析等優(yōu)點(diǎn)，是二十世紀(jì)末期以來(lái)遙感領(lǐng)域最大的技術(shù)進(jìn)展[9]。航空高光譜遙感技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的星載高光譜遙感技術(shù)，可以獲取高空間分辨率的高光譜遙感數(shù)據(jù)，因而對(duì)微小地物具有更強(qiáng)的識(shí)別能力[10]。通過(guò)高光譜礦物填圖，可以大面積、快速提取蝕變礦物[11]。王潤(rùn)生等[12]系統(tǒng)總結(jié)了高光譜礦物填圖技術(shù)流程、工作方法和技術(shù)體系。中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心在新疆土屋東-三岔口地區(qū)，應(yīng)用HyMap航空成像光譜數(shù)據(jù)填繪出了白云母、綠泥石、綠簾石、綠泥石和綠簾石組合、高嶺石、蒙脫石、透輝石、透閃石、蛇紋石、褐鐵礦、方解石等10多種礦物種類(lèi)[13]。

本文以新疆卡拉塔格地區(qū)獲取的HyMap航空高光譜數(shù)據(jù)、地面準(zhǔn)同步定標(biāo)數(shù)據(jù)、地面高光譜數(shù)據(jù)為例，提取并篩選了基于HyMap航空高光譜影像的成礦有利蝕變信息，在此基礎(chǔ)上對(duì)紅山銅金礦床進(jìn)行了航空-地面高光譜綜合剖析，并結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)背景，建立了紅山銅金礦床高光譜遙感地空綜合找礦模型，圈定了兩處找礦有利地段，找礦效果顯著。

1、研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位于東天山吐哈盆地南緣、大南湖-頭蘇泉晚古生代島弧帶（圖1）。

區(qū)內(nèi)地層整體呈北西向產(chǎn)出，由中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組（O2Hd）、中-上志留統(tǒng)紅柳峽組（S2-3h）、下泥盆統(tǒng)大南湖組（D1d）、上石炭統(tǒng)臍山組（C2qs）、中二疊統(tǒng)阿爾巴薩依組（P2a）、上二疊統(tǒng)庫(kù)萊組（P3k）、下侏羅統(tǒng)三工河組（J1s）、全新統(tǒng)（Qh）組成。

該區(qū)經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造變動(dòng)，區(qū)域構(gòu)造形成類(lèi)型多樣、特征復(fù)雜，褶皺、斷裂和火山機(jī)構(gòu)發(fā)育，區(qū)域性的斷裂構(gòu)造控制著該區(qū)火山巖和侵入巖的展布，次級(jí)斷裂控制著礦化蝕變帶的分布，更次一級(jí)構(gòu)造裂隙帶控制著礦化體的產(chǎn)出。主要發(fā)育北西、北北西和北東東向三組斷裂構(gòu)造，同火山斷裂發(fā)育，含礦火山熱液沿?cái)嗔鸦顒?dòng)強(qiáng)烈。

區(qū)內(nèi)火山活動(dòng)強(qiáng)烈，火山巖分布廣泛。巖石類(lèi)型以中基性火山巖為主，中酸性火山巖次之，從奧陶系至二疊系均有出露，其中奧陶系最為發(fā)育，其次為泥盆系、石炭系，二疊系局部出現(xiàn)。侵入巖較為發(fā)育，主要為一套古生代侵入體，包括中酸性閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗巖等侵入巖。其中志留紀(jì)侵入巖由老到新依次為英云閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖。區(qū)內(nèi)經(jīng)受了區(qū)域埋深變質(zhì)作用，主要變質(zhì)礦物為綠泥石、鈉長(zhǎng)石、葡萄石、石英、陽(yáng)起石、方解石、綠簾石。

區(qū)內(nèi)已知礦床自北西向南東依次產(chǎn)出有：紅山銅金礦床→梅嶺銅鋅金礦床→紅石銅金礦床→紅海銅鋅金礦床。

2、高光譜遙感地空綜合預(yù)測(cè)方法用于尋找銅金礦床的原理

2.1 高光譜遙感地空綜合預(yù)測(cè)方法的依據(jù)

不同礦床類(lèi)型由于巖石巖性和蝕變礦物不同，它們的光譜特征有明顯的差異[14]。銅金礦床屬于內(nèi)生金屬礦床，這類(lèi)礦床與地表蝕變密切相關(guān)，尤其地表蝕變礦物直接指示礦床的成因類(lèi)型和指導(dǎo)找礦。利用航空高光譜遙感影像進(jìn)行蝕變礦物提取，結(jié)合地表巖石光譜測(cè)試分析，應(yīng)用HyMap航空成像光譜儀和美國(guó)ASD公司的FieldSpec Pro FR光譜儀對(duì)不同類(lèi)型礦床的光譜特征進(jìn)行測(cè)量，分析其不同類(lèi)型礦床的光譜特征，進(jìn)行蝕變礦物遙感信息提取，開(kāi)展高光譜遙感地空綜合預(yù)測(cè)研究，進(jìn)而指導(dǎo)找礦。

2.2 蝕變礦物診斷性光譜特征分析

巖礦的光譜包含有一系列特征吸收譜帶。每一個(gè)特征譜帶或譜帶組合與巖礦內(nèi)部微粒的物質(zhì)屬性存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系[15]。在短波紅外光譜區(qū)域，褐鐵礦、黃鉀鐵礬、白云母、綠泥石等具有可以識(shí)別的診斷性光譜特征，特征吸收波段的深度與巖石中這些礦物的含量密切相關(guān)[16]。礦物診斷性光譜吸收包括金屬陽(yáng)離子在可見(jiàn)光區(qū)域的電子過(guò)程以及陰離子基團(tuán)在近紅外區(qū)域的振動(dòng)過(guò)程。蝕變礦物的可見(jiàn)光-近紅外范圍內(nèi)幾種官能團(tuán)主要包括Fe2+、Fe3+、Al-OH、Mg-OH、OH-、CO32-。

一般陰離子診斷譜帶位于2000-2500nm光譜區(qū)域。而Fe2+，F(xiàn)e3+和Mn2+診斷譜帶一般位于400-1200nm光譜區(qū)域[17]。所以根據(jù)400-1100nm光譜區(qū)間的Fe吸收譜帶和2000-2500nm羥基和碳酸根譜帶將礦物分為含鐵礦物、含羥基礦物和含碳酸根礦物以及其它礦物[18]。褐鐵礦的光譜吸收峰是礦物光譜分析、遙感鐵染異常提取常用的波段。其中Fe3+離子的特征吸收峰位主要在600～800nm，中心位置在700nm左右，F(xiàn)e2+離子的特征吸收峰位主要在900～1500nm，中心位置在1200nm左右；白云母的診斷性光譜特征是Al-OH鍵在2180～2230nm之間的尖銳而深的吸收特征，以及在2340nm和2440nm 附近的較弱Al-OH特征，Clark等[19]在高光譜分辨率下，檢測(cè)到白云母礦物在2200nm附近的吸收波段隨Al含量的增加向長(zhǎng)波方向的移動(dòng)；綠泥石的光譜具有Fe-OH和Mg-OH的診斷性吸收特征，波長(zhǎng)位置分別為2235～2255nm和2320～2360nm，這些吸收特征的波長(zhǎng)隨著綠泥石中鐵離子含量的增加而增大[16]。

3、HyMap航空高光譜數(shù)據(jù)獲取及處理

綜合考慮儀器參數(shù)、成圖精度的要求、研究區(qū)自然地理、地形起伏、野外工作條件等因素，進(jìn)行飛行方案的最優(yōu)設(shè)計(jì)（表1）。將HyMap成像光譜儀搭載在Y-12飛機(jī)上，利用國(guó)外引進(jìn)的HyMap航空高光譜遙感測(cè)量系統(tǒng)、地面ASD光譜測(cè)量系統(tǒng)。采集高光譜分辨率的HyMap航空高光譜遙感數(shù)據(jù)、地面準(zhǔn)同步的地物光譜定標(biāo)數(shù)據(jù)。具體獲取過(guò)程分為三個(gè)步驟：首先對(duì)HyMap成像光譜儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)，保證其性能指標(biāo)達(dá)到項(xiàng)目要求，以獲取優(yōu)質(zhì)的高光譜影像數(shù)據(jù)；其次進(jìn)行HyMap儀器的安裝和測(cè)試，按照儀器安裝規(guī)范方法，將HyMap安裝在運(yùn)12飛機(jī)上，保證機(jī)下的攝影窗口滿足數(shù)據(jù)獲取要求，按照航空成像光譜數(shù)據(jù)獲取規(guī)范進(jìn)行地面測(cè)試；最后為HyMap航空高光譜數(shù)據(jù)獲取和初步質(zhì)量檢查。

在此基礎(chǔ)上，開(kāi)展HyMap航空高光譜遙感數(shù)據(jù)輻射定標(biāo)、大氣校正光譜反演、幾何校正和地理編碼等數(shù)據(jù)處理工作。通過(guò)此項(xiàng)研究，為高光譜遙感地空綜合預(yù)測(cè)銅金礦床的技術(shù)方法研究和應(yīng)用提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4、地面高光譜數(shù)據(jù)獲取及處理

地面光譜測(cè)量采用美國(guó)A S D公司生產(chǎn)的FieldSpec Pro FR地面光譜測(cè)量?jī)x（表2）。利用該儀器開(kāi)展了地面光譜準(zhǔn)同步定標(biāo)（圖2）。在HyMap高光譜數(shù)據(jù)獲取過(guò)程中，準(zhǔn)同步布設(shè)黑白布定標(biāo)場(chǎng)和明暗地物定標(biāo)場(chǎng)，利用FieldSpec Pro FR地面光譜測(cè)量?jī)x進(jìn)行光譜定標(biāo)數(shù)據(jù)獲取（圖2-3），并基于經(jīng)驗(yàn)線性模型法，對(duì)高光譜影像進(jìn)行大氣校正和光譜比對(duì)分析。

同時(shí)開(kāi)展了典型銅金礦床地表蝕變圍巖和其他相關(guān)的巖石地物的光譜測(cè)量，完成了4條貫穿地層走向的成礦有利地質(zhì)單元光譜測(cè)量和4條典型礦床光譜測(cè)量。共完成光譜測(cè)量點(diǎn)287個(gè)，光譜測(cè)量曲線2870條。測(cè)量完成后，開(kāi)展了各巖石類(lèi)型的巖礦光譜數(shù)據(jù)處理、光譜庫(kù)建立、光譜特征分析等研究工作，研究及分析結(jié)果為航空高光譜蝕變礦物信息提取、地面光譜驗(yàn)證、銅金礦床圍巖蝕變信息篩選等提供重要的地面光譜信息支持。

地面高光譜數(shù)據(jù)處理采用ViewSpec Pro軟件，利用ViewSpec Pro軟件挑選符合要求的地面巖礦光譜曲線，并將這些曲線轉(zhuǎn)換為txt格式的文件。由于受到太陽(yáng)位置、角度條件、大氣條件、地形影響及傳感器本身性能的影響，傳感器所記錄的數(shù)據(jù)與目標(biāo)的光譜反射率或光譜輻射亮度值并不一致。需先將傳感器記錄的原始輻射值（DN值）轉(zhuǎn)化為地物反射率[20]。

5、蝕變礦物信息提取處理方法及分布特征

目前基于高光譜遙感影像數(shù)據(jù)提取礦物的處理方法可以分為兩大類(lèi)：a）通過(guò)像元光譜與礦物標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線的匹配實(shí)現(xiàn)識(shí)別和量化目標(biāo)礦物；b）提取礦物光譜特征吸收波段參數(shù)作為識(shí)別和量化指標(biāo)[21]。前者在處理過(guò)程中光譜數(shù)據(jù)信息可能由于重定標(biāo)而部分丟失。且基于單幅圖像統(tǒng)計(jì)參數(shù)的處理方法難以做到無(wú)縫銜接，該方法也涉及大量的運(yùn)算。本次研究區(qū)蝕變礦物提取主要基于第二種方法。該方法利用ENVI軟件，基于可編程實(shí)現(xiàn)的特征提取處理通道，該通道中腳本設(shè)計(jì)是基于提取光譜參數(shù)，首先對(duì)影像光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行均值標(biāo)準(zhǔn)化、去連續(xù)統(tǒng)、卷積平滑等數(shù)據(jù)預(yù)處理，在進(jìn)行特征深度、特征面積、特征寬度、極小值波長(zhǎng)、比值、算術(shù)和邏輯運(yùn)算等特征參數(shù)提取。同時(shí)利用多個(gè)診斷性特征來(lái)標(biāo)記或約束特定的礦物，提取礦物的分布和相對(duì)含量，并增強(qiáng)礦物識(shí)別的精度。

根據(jù)礦物光譜特征吸收波段參數(shù)的蝕變礦物提取方法，在研究區(qū)提取了褐鐵礦-黃鉀鐵礬、白云母-蒙脫石、綠泥石-綠簾石-碳酸鹽、葉臘石等蝕變礦物或組合（圖3），其中褐鐵礦-黃鉀鐵礬、白云母-蒙脫石、綠泥石-綠簾石-碳酸鹽等蝕變礦物組合在全區(qū)范圍內(nèi)分布，且呈團(tuán)塊狀、條帶狀及星散狀。葉臘石則僅在研究區(qū)北東部呈星點(diǎn)狀分布，蝕變不明顯，對(duì)于指導(dǎo)找礦意義不大。

6、紅山銅金礦床高光譜遙感地空綜合找礦模型的建立與找礦有利地段優(yōu)選

6.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

紅山銅金礦床是高硫型-淺成低溫?zé)嵋盒偷V床[22]。礦床產(chǎn)于陸相蝕變酸性火山彎窿及其通道中，該次火山機(jī)構(gòu)受近東西與北西向兩組斷裂控制，且主要控巖控礦構(gòu)造為北西向斷裂。銅礦體受北西向斷裂及其次級(jí)構(gòu)造破碎帶控制，為浸染狀輝銅礦化和黃銅礦化。金礦化主要與酸性次火山巖中的細(xì)粒黃鐵礦有關(guān)[23]（圖4）。

礦區(qū)地表發(fā)育黃鉀鐵釩化、絹云母化、硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化、青盤(pán)巖化。近礦蝕變以火山巖酸淋濾帶蝕變體的黃鉀鐵礬化-明礬石化-高嶺土化-石膏和中性斑巖體的絹云母化-硅化為顯著特征，遠(yuǎn)礦蝕變?yōu)榍啾P(pán)巖化[24]。礦區(qū)中心為泥化、硫酸鹽帶，向北為硅化-伊利石化-絹云母化-褐鐵礦化帶。具有找礦標(biāo)志的礦化蝕變?yōu)椋汗杌?絹云母化、伊利石化、褐鐵礦化、硅化、高嶺土化-明礬石化等[23]。

紅山銅金礦床礦化以銅、金礦為主，賦礦巖性主要為流紋巖、英安巖、安山玢巖、閃長(zhǎng)玢巖、火山角礫巖。礦石礦物主要為黃銅礦、藍(lán)銅礦、閃鋅礦、磁鐵礦、赤鐵礦、黃鉀鐵釩等。脈石礦物為石英、斜長(zhǎng)石、絹云母、綠泥石等。礦石呈稠密浸染狀、細(xì)脈狀、角礫狀構(gòu)造[25]。

6.2 紅山銅金礦床高光譜遙感地空綜合找礦模型的建立

充分研究區(qū)域成礦有利的構(gòu)造、地層、巖漿巖條件、變質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域控礦因素、礦床、礦化蝕變特征，進(jìn)行航空高光譜蝕變礦物分布特征分析及評(píng)價(jià)。本文截取了研究區(qū)內(nèi)紅山銅金礦床及外圍基于HyMap航空高光譜遙感影像的蝕變礦物分布圖（圖5），圖中顯示紅山銅金礦床中心位置呈黑白相間且顏色突變的色調(diào)，影紋粗糙且不均勻，礦床外圍呈灰黑色、灰綠色色調(diào)，影紋粗糙。與礦床有關(guān)的航空高光譜蝕變礦物組合主要為褐鐵礦+黃鉀鐵釩、絹云母+蒙脫石等，呈大面積的團(tuán)塊狀分布。在礦床外圍分布著呈星散狀、星點(diǎn)狀的綠泥石+綠簾石蝕變礦物組合，該組蝕變?yōu)殂~金礦床外圍主要發(fā)育的蝕變組合，對(duì)于尋找該類(lèi)型礦床有一定的指示作用。

在紅山銅金礦區(qū)收集了具體的剖線采樣和光譜數(shù)據(jù)，圖6為紅山銅金礦區(qū)的地質(zhì)光譜綜合剖面，出露的地層為奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組，巖性主要為英安巖、片理化帶、流紋斑巖、花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、構(gòu)造蝕變巖以及銅金礦化體等。蝕變礦物主要有褐鐵礦、黃鉀鐵釩、絹云母、石膏、高嶺石、明礬石及方解石等。通過(guò)樣品采集和光譜測(cè)試結(jié)果，研究與該區(qū)銅金礦關(guān)系密切的幾種賦礦巖性的光譜曲線，分別為構(gòu)造蝕變巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗巖、流紋斑巖、蝕變英安巖、及銅金礦化體。

經(jīng)研究分析發(fā)現(xiàn)：紅山銅金礦床及外圍不同巖性地面光譜特征各不相同，各類(lèi)巖性具體曲線特征如下（圖7）：

構(gòu)造蝕變巖（圖7-a）地面光譜曲線特征顯示：880nm處的Fe3+特征吸收可能為褐鐵礦化所致；2210nm處的弱吸收峰為發(fā)育弱絹云母化所致，2260nm處的較強(qiáng)吸收峰為巖石發(fā)育黃鉀鐵礬化所致。故構(gòu)造蝕變巖蝕變礦物組合為：褐鐵礦+黃鉀鐵礬+絹云母。

花崗閃長(zhǎng)巖（圖7-b）地面光譜曲線特征顯示：880nm處較強(qiáng)的對(duì)稱(chēng)吸收峰為巖石發(fā)育褐鐵礦化所致；2210nm處較強(qiáng)的吸收峰，及右肩2250nm處較弱次級(jí)吸收峰，是Al-OH的特征吸收，為明礬石化所致；2350nm處強(qiáng)的主吸收峰，左肩2250nm處較強(qiáng)的次級(jí)吸收峰，是Mg-OH的特征吸收，為綠泥石化所致。故其蝕變礦物組合為：褐鐵礦+明礬石+綠泥石。

花崗巖（圖7-c）地面光譜曲線特征顯示：910nm處較弱的Fe3+特征吸收峰為褐鐵礦化所致；2210nm處的弱Al-OH特征吸收峰為絹云母化引起，其右肩2250nm處的較弱吸收峰可能為明礬石化所致；2265nm處的較弱吸收峰可能為黃鉀鐵礬化所致；2330nm處可見(jiàn)較強(qiáng)吸收峰，是CO32-的特征吸收峰，為巖石發(fā)育碳酸鹽化所致，故花崗巖蝕變礦物組合為：褐鐵礦+黃鉀鐵礬+絹云母+明礬石+方解石。

流紋斑巖（圖7-d）地面光譜曲線特征顯示：880nm處的較強(qiáng)吸收峰為褐鐵礦化所致；2210nm處的強(qiáng)Al-OH特征吸收峰為巖石發(fā)育絹云母化所致；2265nm處的弱Fe-OH特征吸收峰為巖石發(fā)育黃鉀鐵礬化所致，故流紋斑巖蝕變礦物組合為：褐鐵礦+黃鉀鐵釩+絹云母。

蝕變英安巖（圖7-e）地面光譜曲線特征顯示：880nm處的弱吸收峰為弱褐鐵礦化所致；2210nm處的弱Al-OH特征吸收峰為絹云母化引起；2350nm處的較強(qiáng)主吸收峰及其左肩2250nm處的較強(qiáng)次級(jí)吸收峰，是Mg-OH的特征吸收峰，為綠泥石化所致；2330nm處的較強(qiáng)主吸收峰以及1880nm、2060nm、2170nm處較弱次級(jí)吸收峰，是CO32-的特征吸收峰，為巖石發(fā)育碳酸鹽化所致；1836nm、1935nm、2213nm、2270nm處可見(jiàn)多處較強(qiáng)吸收峰，為巖石發(fā)育石膏所致。故蝕變英安巖蝕變礦物組合為：褐鐵礦+絹云母+綠泥石+方解石+石膏。

銅金礦化體（圖7-f）地面光譜曲線特征顯示：880nm處的較強(qiáng)Fe3+特征吸收為巖石發(fā)育褐鐵礦化所致；2210nm處的弱Al-OH特征吸收峰為巖石發(fā)育絹云母化；2265nm處的弱Fe-OH特征吸收峰為巖石發(fā)育黃鉀鐵礬化；1540nm、1835nm、1920nm、2000nm、2165nm、2208nm、2250nm、2329nm、2374nm、2385nm處可見(jiàn)多處較強(qiáng)吸收峰，可能為巖石發(fā)育黝簾石化所致。故銅金礦化體蝕變礦物組合為：褐鐵礦+絹云母+黃鉀鐵釩+黝簾石。

根據(jù)航空高光譜和地面高光譜蝕變礦物或組合的類(lèi)型和分布特征，結(jié)合紅山銅金礦床的地質(zhì)特征，進(jìn)行典型礦床航空-地面高光譜綜合剖析，最終建立了紅山銅金礦床高光譜遙感地空綜合找礦模型（表3）。

6.3 銅金礦床找礦有利地段優(yōu)選

在建立紅山銅金礦床高光譜遙感地空綜合找礦模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)、區(qū)域化探、野外調(diào)查驗(yàn)證等多源地學(xué)信息，運(yùn)用高光譜遙感地空綜合預(yù)測(cè)方法，優(yōu)選了兩處與已知礦床航空-地面高光譜向類(lèi)似的找礦有利地段，分別為I-1和I-2（圖8）。

I-1找礦有利地段分布玉帶銅金礦點(diǎn)北西側(cè)一帶，呈北北西向展布，面積約5.2km2。區(qū)內(nèi)分布的地層為中-上志留統(tǒng)紅柳峽組（S2-3h）火山巖，近東西向斷裂構(gòu)造發(fā)育，區(qū)內(nèi)多發(fā)育褐鐵礦化、硅化、綠簾石化等蝕變。化學(xué)分析顯示鈦含量最高達(dá)0.23×10-2，金紅石含量最高達(dá)0.38×10-2。為銅、金、鈦等元素多金屬找礦有利地段。

I-2找礦有利地段分布在東二區(qū)南東側(cè)，呈近東西向展布，面積約6.8km2。區(qū)內(nèi)分布的地層為中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組（O2Hd）火山巖，北東東向斷裂構(gòu)造發(fā)育，花崗閃長(zhǎng)巖體呈近東西向展布，區(qū)內(nèi)多發(fā)育硅化、褐鐵礦化、赤鐵礦化、綠簾石化、孔雀石化等蝕變。化學(xué)分析顯示鈦元素含量最高達(dá)0.21×10-2，金紅石含量最高達(dá)0.35×10-2，且區(qū)內(nèi)已有紅山銅金礦床分布，為銅、金、鈦等元素多金屬找礦有利地段。

7、結(jié)論

（1）新疆東天山卡拉塔格銅金多金屬礦床集中，地表具有指示意義的蝕變礦物分布較為典型，適合利用高光譜遙感地空綜合預(yù)測(cè)方法在該區(qū)尋找銅金及多金屬礦床，且找礦效果顯著，故該方法為尋找銅金礦床的有效技術(shù)方法。

（2）在運(yùn)用HyMap航空成像光譜儀和FieldSpec Pro FR光譜儀進(jìn)行高光譜數(shù)據(jù)獲取和處理的基礎(chǔ)上，結(jié)合HyMap航空高光譜蝕變礦物提取效果分析，最終開(kāi)展典型礦床航空-地面高光譜綜合剖析研究，建立了紅山銅金礦床高光譜遙感地空綜合找礦模型，并綜合地質(zhì)、區(qū)域化探及野外調(diào)查驗(yàn)證等多源地學(xué)信息，圈定了I-1和I-2等兩處找礦有利地段。

（3）與常規(guī)的地質(zhì)、區(qū)域化探等地質(zhì)礦產(chǎn)勘查方法相比，高光譜遙感地空綜合預(yù)測(cè)方法具有低成本、快速高效的優(yōu)勢(shì)。但由于各類(lèi)礦床的找礦標(biāo)志和高光譜異常信息多種多樣，從而造成蝕變異常信息的多解性，加上利用高光譜地空綜合預(yù)測(cè)方法開(kāi)展多金屬礦產(chǎn)資源調(diào)查研究還比較少，需要今后繼續(xù)完善成熟。

致謝：核工業(yè)航測(cè)遙感中心汪冰研究員在成文過(guò)程中給予了建設(shè)性的指導(dǎo)和幫助，野外工作得到王瑞軍、李存金等同事的大力幫助，在此表示衷心的感謝！

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[1]Sabins F F.Remote sensing for mineral exploration[J].OreGeology Reviews，1999，14：157-183.

[2]Everett J R，Jengo C J，Staskowski R J，et al.Remote and GIS enable futureexploration success[J].World Oil，2002，223(11)：59-65.

[3]連長(zhǎng)云，章革，元春華，等.短波熱紅外光譜礦物測(cè)量技術(shù)在熱液蝕變礦物填圖中的應(yīng)用-以土屋斑巖銅礦床為例[J].中國(guó)地質(zhì)，2005，32(3)：483-495.

[4]廖崇高，楊武年，徐凌，等.成礦預(yù)測(cè)中遙感與地質(zhì)異常的綜合分析-以蘭坪盆地為例[J].中國(guó)地質(zhì)，2002，29(4)：416-420.

[5]劉穎璠，陳建平，郝俊峰，等.內(nèi)蒙古朱拉扎嘎地區(qū)成礦遙感信息提取及成礦預(yù)測(cè)研究[J].中國(guó)地質(zhì)，2012，39(4)：1062-1068.

[6]錢(qián)建平，伍貴華，陳宏毅.現(xiàn)代遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用[J].地質(zhì)找礦論叢，2012，27(3)：355-360.

[7]譚克龍，萬(wàn)余慶，王曉峰，等.基于遙感技術(shù)的煤炭勘查方法研究[J].中國(guó)地質(zhì)，2012，39(1)：218-227.

[8]束炯，王強(qiáng)，孫娟.高光譜遙感的應(yīng)用研究[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2006(4)：1-10.

[9]Campbell，J.b.，R.H.Wyname.2011.Introduction to remote sensing [M].Fifth Edition.New York：Guilford Press：3-28.

[10]劉德長(zhǎng)，邱駿挺，田豐，等.區(qū)域控礦斷裂帶的航空高光譜遙感技術(shù)研究-以黑石山-花牛山深大斷裂帶為例[J].地質(zhì)與勘探，2015，51(2)：366-375.

[11]Clack，R.N.，T.V.V.King，M.Klejwa，G.A.Swayyze，N.Veego.1990.High spectral resolution reflectance spectroscopy of minerals [J].Journal of Geophysical Research，95：12653-12680.

[12]王潤(rùn)生，甘甫平，閆柏琨，等.高光譜礦物填圖技術(shù)與應(yīng)用研究[J].國(guó)土資源遙感，2010，21(1)：1-13.

[13]王潤(rùn)生，熊盛青，聶洪峰，等.遙感地質(zhì)勘查技術(shù)與應(yīng)用研究[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2011，85(11)：1700-1743.

[14]姚佛軍.荒漠戈壁區(qū)金屬礦床波譜特征和蝕變遙感異常信息提取研究及在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[D].北京：中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院，2006.

[15]Povarennykh A S.The Use of Infrared Spectra for the Determination of Minerals.Am.Mineral.， 1978，63：956-959.

[16]劉圣偉，甘甫平，閆柏琨，等.成像光譜技術(shù)在典型蝕變礦物識(shí)別和填圖中的應(yīng)用[J].中國(guó)地質(zhì)，2006(2)：178-186.

[17]甘甫平，王潤(rùn)生，馬藹乃.基于特征譜帶的高光譜遙感礦物譜系識(shí)別[J].地球科學(xué)，2003，10(2)：445-454.

[18]甘甫平，王潤(rùn)生，馬藹乃，等.遙感地質(zhì)信息提取集成與礦物遙感地質(zhì)分析模型[J].遙感學(xué)報(bào)，2003，7(3)：207-213.

[19]Clark R N，King T V V，Klejwa M et al.High spectral resolution reflectance spectroscopy of minerals[J].J. Geophys Res，1990，95:12653-12680.

[20]李志忠，汪大明，劉德長(zhǎng)，等.高光譜遙感技術(shù)及資源勘查應(yīng)用進(jìn)展[J].地球科學(xué)，2015，40(8)：1287-1294.

[21]盧燕.機(jī)載HyMap高光譜數(shù)據(jù)獲取和處理工作報(bào)告[R].2014.12.

[22]董承維.卡拉塔格礦區(qū)重磁特征及找礦預(yù)測(cè)[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2013.

[23]王瑞軍，牛海威，孫永彬，等.新疆重點(diǎn)地區(qū)航空高光譜調(diào)查與找礦預(yù)測(cè)技術(shù)研究階段成果報(bào)告[R].2014.12.

[24]許英霞，秦克章，李金祥，等.東天山紅山高硫型淺成低溫銅-金礦床：中生代成礦與新生代氧化的K-Ar、Ar-Ar年代學(xué)證據(jù)及其古構(gòu)造和古氣候意義[J].巖石學(xué)報(bào)，2008，24(10)：2371-2383.

[25]許英霞，秦克章，徐興旺，等.東天山卡拉塔格成礦帶紅山銅-金礦床S同位素特征及成礦潛力研究[J].西北地質(zhì)，2010，43(4)：279-284.

[26]王京彬，王玉往，何志軍.東天山大地構(gòu)造演化的成礦示蹤[J].中國(guó)地質(zhì)，2006，33(3)：461-469.