魯爾瑪斑巖銅礦ASTER遙感蝕變信息提取研究

李生輝

摘要：蝕變礦物是斑巖型銅礦重要的找礦標志，利用遙感數據可定量獲取蝕變信息;本文選取魯爾瑪為研究區，基于ASTER數據采用常用的比值法、主成分分析法進行蝕變信息提取，并結合魯爾瑪地區地層巖性和區域地質構造綜合分析，得到更加精確的示礦信息，從而為斑巖型銅礦遠景區的選取提供了有力的依據。

關鍵詞：斑巖型銅礦;ASTER;遙感蝕變;比值法;主成分分析法

1. 引言

隨著全球經濟的迅速發展，全球銅資源需求量不斷上升，斑巖銅礦所提供的銅資源量占75%以上，鉬資源量也超過了50%，同時，斑巖銅礦也是Au、Ag等金屬資源的重要來源[1]。我國銅資源對外依存度長期高達70%以上，因此，斑巖型銅礦床的研究備受工業界和科學界關注。我國斑巖銅礦占銅資源需求量的42.19%，除此之外，斑巖型銅礦是全球最重要的找礦和研究焦點。

2. 地質背景

魯爾瑪銅（金）礦點位于西藏措勤縣和昂仁縣交界的打加錯東北岸鴨洼地區，產于岡底斯成礦帶西段南拉薩微陸塊中。鴨洼地區出露的地層主要有：下二疊統昂杰組（P1a）變質砂巖、砂礫巖、灰巖玄武巖;上三疊統江讓組（T3j）石英礫巖、生物碎屑灰巖;古新統典中組（E1d）火山巖。構造主要為近東西向斷裂和近南北向斷裂。侵入巖主要為兩期，一期為礦區北部中二疊世中性侵入體，形成年齡為263Ma[2];另一期位于礦區中南部，為晚三疊世侵入體，以巖株和近東西向的小規模巖脈分布，巖性主體為二長閃長巖，還包括石英二長斑巖、正長斑巖和輝長玢巖等，形成年齡為213Ma左右。含礦斑巖為晚三疊世石英二長斑巖，由6個不規則的小型巖株和巖脈組成。斑巖體由內及外圍發育典型的斑巖型銅礦蝕變分帶模式，包括鉀化帶，絹英巖化帶、泥化帶和青磐巖化帶等。

3. 遙感蝕變信息提取方法

本文獲取的ASTER數據源為L1B級，圖像的處理包括Crosstalk校正、輻射定標和大氣校正，其次還需要對影像進行幾何校正，最后再對數據進行冰雪、云、陰影等干擾因素的去除;從而得到蝕變信息提取的基礎數據。基于該數據通過比值法和主成分分析法對魯爾瑪地區遙感影像進行蝕變信息提取。

3.1 比值法

比值法是通過對影像的某兩個波段的進行比值運算，其操作簡單且可有效減弱背景、突出目標信息，消除云、冰雪、陰影等因素的影響，提取的目標地物結果較少受到干擾信息的影響。根據主要蝕變礦物的波譜特征，采用B2/B1提取三價鐵離子，采用（B4+B6）/（2*B5）提取鋁羥基，采用（B6+B9）/（B7+B8）提取鎂羥基，采取（B5+B7）/（2*B6）提取泥化信息。其中鋁羥基對應著絹英巖化帶，鎂羥基對應青磐巖化帶。最后通過真彩色合成圖確定蝕變分帶，從而結合該地區地質背景確定遙感找礦遠景區。

3.2 主成分分析法

主成分分析法是考慮到波段間存在的相關性，通過 K-L變換，減少了各波段間存在的相關性對于分類的影響，根據各目標物波譜特征選擇參與變換的波段。鉀化帶的代表性礦物主要為正長石，根據正長石對應的標準波譜庫的光譜曲線，正長石在第八波段為強反射，在第六、第七波段表現為吸收，因此采用B4、B6、B7、B8波段進行主成分分析，從而得到鉀化帶的空間分布。絹英巖化帶的礦物主要為絹云母，根據絹云母的光譜曲線，絹云母在第四、第七波段表現為強反射，在第六波段表現為強吸收，因此采用B1、B4、B6、B7波段提取絹云母，從而確定絹英巖化帶的空間分布。泥化帶主要對應的礦物是高嶺石，高嶺石的波譜曲線在第四波段表現為強反射，在第六波段表現為強吸收，在第五波段表現為次吸收，因此采用B1、B4、B5、B6波段提取高嶺石，進而確定泥化帶。青磐巖化帶主要對應的礦物是綠泥石和綠簾石，在此我們選取綠泥石的光譜曲線，綠泥石在第四波段表現為強反射，在第八波段表現為強吸收，在第三波段表現為次吸收，因此采用B1、B3、B4、B8波段進行主成分分析，從而的到青磐巖化帶的空間分布。綜合結果得出該地區符合斑巖型銅礦的蝕變分帶規律，由蝕變中心向外依次是鉀化帶、絹英巖化帶、泥化帶和青磐巖化帶。

4. 遙感蝕變信息特征

從蝕變信息提取結果可以看出，比值法提取的異常相對集中，蝕變規模較大，但在研究區東北部由于有淺植被覆蓋，提取的異常較少，蝕變主要分布在研究區東部巖石裸露區，且羥基異常和鐵染異常有一定程度的重合;主成分法提取的異常分布范圍更廣，規模相對較小，在整個研究區都有分布，能夠反映出細部的蝕變信息。并且結合斑巖型銅礦的地質特征，蝕變異常部分分布具有環狀和環帶狀的分布規律，礦點分布在環狀的交叉部位，這種現象也符合斑巖型構造的環狀構造。

5. 結論和不足

5.1 比值法和主成分分析法是常用的兩種遙感蝕變信息提取的方法，對于多光譜遙感數據來說，依據礦物的波譜特征選取波段組合進行蝕變信息提取，從而根據蝕變信息確定蝕變礦物和蝕變分帶。選取魯爾瑪典型礦床，直接用遙感數據提取圍巖蝕變的影像波譜為參考波譜，提取的蝕變信息具有綜合性和代表性，可獲取代表了鐵染類和羥基類蝕變的綜合圍巖蝕變信息。有利于圈定成礦遠景區。

5.2 提取的遙感蝕變信息中不可避免的包含有非礦化蝕變，可結合賦礦地層、與中酸性巖體（斑巖體）有關的環形構造和蝕變信息的環帶分布特征，對蝕變信息提取結果進行優化和篩選，從而更精確的確定蝕變礦化帶。

5.3 此次研究只選取了魯爾瑪區域，且有云、植被等干擾在礦帶其他區域的遙感蝕變信息是否具有相同的分布特征，對礦床是否具有指示作用，還需要選取更好的遙感數據，在方法和判別上做進一步研究。

參考文獻：

[1] Sillitoe， ?R.H. ?1972. ?A ?Plate ?Tectonic ?Model ?for ?the ?Origin ?of ?Porphyry ?Copper Deposits[J].Economic Geology， 67（2）： 184-197.

[2] 李奮其，劉偉，張士貞，等. 岡底斯南部打加錯地區鴨洼基性雜巖的年代學及地球化學特征[J]. 地質學報. 2012，86（10）：1592 -1603.