李智斌，劉澤宇

（1.甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730050；2.中科智能識(shí)別產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，天津 300457）

遙感綜合成礦預(yù)測(cè)是以遙感地質(zhì)解譯和礦化蝕變信息的提取作為基礎(chǔ)，充分分析區(qū)域成礦地質(zhì)背景與成礦條件，結(jié)合研究區(qū)相關(guān)的地質(zhì)、物探及化探成果資料，采用現(xiàn)代成礦理論圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)的一種行之有效的找礦預(yù)測(cè)新方法。

該方法首先要全面收集研究區(qū)內(nèi)相關(guān)地質(zhì)、物探、化探、遙感數(shù)據(jù)和圖件以及部分礦床地質(zhì)、成礦預(yù)測(cè)等資料，以O(shè)LI 數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像數(shù)據(jù)處理技術(shù)，進(jìn)行基礎(chǔ)圖像處理，利用已有地質(zhì)、礦產(chǎn)、物化探成果資料研究分析，建立研究區(qū)主要成礦帶巖石、地層、構(gòu)造、礦化蝕變的主要解譯標(biāo)志；然后針對(duì)性選取波段進(jìn)行遙感礦化蝕變信息提取，并進(jìn)行分級(jí)與篩選，編繪遙感蝕變信息提取圖，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景、成礦條件、物化探成果、遙感解譯成果，進(jìn)行多源信息的綜合剖析，總結(jié)找礦規(guī)律，建立找礦模式，確定找礦靶區(qū)及成礦預(yù)測(cè)區(qū)，為進(jìn)一步找礦等工作提供科學(xué)的依據(jù)。

OLI 數(shù)據(jù)的遙感圖像對(duì)于各類(lèi)地質(zhì)體的顯示較為清楚，遙感解譯效果相對(duì)較好，因而，本文選取甘肅省夏河縣塔哇-尕加莫貢瑪?shù)貐^(qū)為研究區(qū)，采用了時(shí)相為2013 年10 月11 日云量和積雪覆蓋度相對(duì)較低的美國(guó)Landsat-8 衛(wèi)星OLI 數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院地理空間數(shù)據(jù)云）進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)研究。

1 遙感地質(zhì)解譯

遙感地質(zhì)解譯是通過(guò)對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和圖像增強(qiáng)處理，對(duì)輸出的圖像結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查進(jìn)行遙感影像單元的劃分，從而解譯識(shí)別出巖性單元及地質(zhì)構(gòu)造。

制作圖像前先對(duì)影像進(jìn)行預(yù)處理，依據(jù)多光譜第八波段對(duì)三個(gè)可見(jiàn)光波段進(jìn)行輻射精校正，并進(jìn)行必要的圖像增強(qiáng)，輸出為成色調(diào)連續(xù)、清晰、色彩飽和的高質(zhì)量影像圖片，供解譯使用。本次研究所使用的遙感圖像為經(jīng)B752+8融合的OLI數(shù)據(jù)1:5萬(wàn)假彩色合成衛(wèi)片。主要用于區(qū)域地層、巖石、構(gòu)造等解譯和判讀，編制遙感解譯圖。衛(wèi)片中標(biāo)注的經(jīng)緯度等與1:5 萬(wàn)航測(cè)地形圖的標(biāo)注基本吻合。

遙感影像單元是以某種色彩組合或圖像結(jié)構(gòu)、構(gòu)造為特征的可分影像標(biāo)志體，其邊界清晰，具有一定規(guī)模。遙感解譯運(yùn)用目視解譯、人機(jī)交互式解譯、計(jì)算機(jī)自動(dòng)（半自動(dòng)）識(shí)別方法進(jìn)行，采用初步解譯、詳細(xì)解譯和最終解譯三級(jí)解譯方式客觀真實(shí)地提取地層、巖體、構(gòu)造和成礦有關(guān)的地質(zhì)信息。

遙感地質(zhì)調(diào)查成果顯示，在甘南地區(qū)遙感影像資料對(duì)線(xiàn)狀構(gòu)造解譯程度較好，對(duì)地層的解譯程度一般，只能解譯到系級(jí)巖石地層單位。環(huán)狀構(gòu)造是由中生代侵入巖體或是斷裂構(gòu)造引起的環(huán)形構(gòu)造，經(jīng)驗(yàn)證多由中酸性侵入巖引起。

2 蝕變信息提取

遙感異常提取的全部工作通過(guò)人機(jī)對(duì)話(huà)在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上完成，主要使用的軟件有ENVI5.1、Mapgis 等，本次研究采用應(yīng)用最為廣泛的特征向量主成分分析法，對(duì)預(yù)處理后的圖像進(jìn)行PCA 分析，根據(jù)判定準(zhǔn)則選擇蘊(yùn)含礦化蝕變信息的有效成分并對(duì)其進(jìn)行分級(jí)篩選，編制遙感蝕變信息提取圖。

2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

在遙感異常提取前需對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行一些圖像預(yù)處理，通過(guò)輻射定標(biāo)和FLAASH 大氣校正消除大氣散射等影響，獲取真實(shí)的地表反射率，對(duì)影像進(jìn)行裁剪去除研究區(qū)范圍外的多余數(shù)據(jù)，得到最終研究區(qū)影像數(shù)據(jù)（圖1）。

圖1 甘肅省塔哇-尕加莫貢瑪?shù)貐^(qū)遙感影像圖

此時(shí)的影像數(shù)據(jù)中依然包含雪、植被、水體、陰影等干擾因素，對(duì)于蝕變礦物信息提取存在極大的干擾，需要分別建立水體和植被的掩膜，去除這些非地質(zhì)因素。本次研究分別采用了歸一化植被指數(shù)和歸一化差異水體指數(shù)來(lái)提取植被和水體，并通過(guò)Band Math 功能將其合并生成綜合掩膜，可以有效的減少對(duì)蝕變信息提取的干擾。

2.2 礦化蝕變信息提取

本次工作同樣選取crosta 法進(jìn)行研究，借助強(qiáng)大的遙感圖像處理軟件ENVI 可以方便而且快速的進(jìn)行礦化蝕變信息提取。該方法分別通過(guò)OLI2、OLI4、OLI5、OLI6 和OLI2、OLI5、OLI6、OLI7 的波段組合來(lái)進(jìn)行主成分分析，處理后的某個(gè)新的成分可能集中了鐵染和羥基蝕變信息，通過(guò)一定的判斷準(zhǔn)則選擇出含有異常的新成分。

由OLI2、OLI4、OLI5、OLI6 等4 個(gè)波段進(jìn)行主成份變換（PCA）提取褐鐵礦化、赤鐵礦化、黃鐵礦化等了鐵染蝕變信息，判斷準(zhǔn)則是：OLI4 的系數(shù)應(yīng)與OLI2、OLI5 的系數(shù)相反[1]（表1），表中PC4 符合該判斷準(zhǔn)則，故選擇PC4 作為異常信息增強(qiáng)圖像。

表1 PCA[2，4，5，6]主成分特征向量表

由OLI2、OLI5、OLI6、OLI7 等4 個(gè)波段進(jìn)行主成分分析提取包括高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化等的羥基蝕變信息[2]，判斷準(zhǔn)則是：OLI6 系數(shù)與OLI7、OLI5 的系數(shù)符號(hào)相反，OLI2 一般與OLI6 系數(shù)符號(hào)相同（表2）[3]，表中PC4 符合該判斷準(zhǔn)則，故選擇PC4 作為異常信息增強(qiáng)圖像。

表2 PCA[2，5，6，7]主成分特征向量表

2.3 遙感異常等級(jí)劃分

本次研究通過(guò)門(mén)限法對(duì)提取的礦化蝕變信息進(jìn)行分級(jí)從而劃分礦化蝕變信息的等級(jí)，即以X+Kδ 確定異常下限，X 為背景值，δ 為標(biāo)準(zhǔn)差，選定不同的K 值進(jìn)行閾值分割，羥基蝕變異常信息的K 值采用2、2.5、3，鐵染異常信息采用1.5、2、2.5，依次來(lái)劃分出三級(jí)至一級(jí)蝕變異常。采用5×5 中值的濾波處理去除孤立點(diǎn)，得到研究區(qū)蝕變異常圖，在計(jì)算機(jī)篩選處理后成圖基礎(chǔ)上進(jìn)行遙感異常圈定，圈定中結(jié)合地質(zhì)資料人為分析，對(duì)于由第四系干擾等因素所形成的假異常進(jìn)行舍棄，然后結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)背景及構(gòu)造條件、物化探成果進(jìn)行遙感異常的圈定。

通過(guò)蝕變信息提取，調(diào)查區(qū)見(jiàn)多處異常信息異常主要位于次級(jí)斷裂兩側(cè)，異常軸線(xiàn)走向順延構(gòu)造走向，局部呈致密斑塊狀，異常密度較大。在研究區(qū)內(nèi)共圈定出遙感異常6 處，羥基異常與鐵染異常位置重現(xiàn)性一般，總體羥基異常較多，鐵染異常相對(duì)集中但整體較弱。

3 遙感找礦預(yù)測(cè)

遙感成礦預(yù)測(cè)理論的研究始于上世紀(jì)，涌現(xiàn)出了許多具有代表性的理論成果，本次研究主要依據(jù)多源信息成礦預(yù)測(cè)理論，結(jié)合了相似類(lèi)比、求異及地質(zhì)條件組合控礦理論，運(yùn)用MapGis將地質(zhì)、遙感、物化探等多種方法所獲得的信息在空間位置上進(jìn)行疊加，綜合多源數(shù)據(jù)進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)[4]。

通過(guò)對(duì)區(qū)域典型礦床成礦規(guī)律和找礦模型的研究，確定研究區(qū)內(nèi)主要的遙感找礦標(biāo)志為遙感影像反映的線(xiàn)、環(huán)及線(xiàn)環(huán)交截部位，羥基、鐵染異常與線(xiàn)、環(huán)構(gòu)造疊加較好部位，是遙感找礦預(yù)測(cè)的主要靶區(qū)。參照主要成礦帶和典型礦床的礦化蝕變信息進(jìn)行解譯識(shí)別，結(jié)合前人地質(zhì)、礦產(chǎn)等研究成果，圈定出具有進(jìn)一步找礦價(jià)值的找礦靶區(qū)1 處，為希倉(cāng)隆哇找礦靶區(qū)。

該靶區(qū)位于位于塔哇幅西部希倉(cāng)隆哇一帶，存在于YG-12號(hào)遙感異常的中東部（圖2），遙感異常主要是羥基異常，鐵染異常極少。此外，在遙感影像上可清楚地看出，靶區(qū)內(nèi)存在有兩處明顯的線(xiàn)性構(gòu)造，為北北西向和北西西的斷裂，在主斷裂周邊，次級(jí)斷裂極其發(fā)育，且存在一個(gè)環(huán)狀構(gòu)造，可能存在隱伏的侵入巖體。

圖2 希倉(cāng)隆哇找礦靶區(qū)遙感影像圖

經(jīng)實(shí)地查證，遙感異常主要與熱液蝕變作用有關(guān)，異常區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，目前該區(qū)已發(fā)現(xiàn)希倉(cāng)隆哇金礦點(diǎn)，對(duì)應(yīng)1:5 萬(wàn)水系沉積物測(cè)量AS25 綜合異常，AS25 綜合異常元素組合復(fù)雜，以中、低溫元素異常為主，主元素為Au，特征元素組合為Ag、As、Hg；Au39 元素異常Au 最大值為1402.00ng/g，超過(guò)了1 克/噸，是尋找中低溫?zé)嵋盒徒鸬V床的有利位置。

4 結(jié)論

本次工作在對(duì)研究區(qū)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和圖像增強(qiáng)處理后開(kāi)展了遙感地質(zhì)解譯，采用“主成分分析”方法提取鐵染和羥基燭變信息，最后依據(jù)多源信息成礦預(yù)測(cè)理論進(jìn)行遙感成礦預(yù)測(cè)，圈定了具有進(jìn)一步找礦價(jià)值的找礦靶區(qū)一處，與已知礦產(chǎn)和新發(fā)現(xiàn)的礦化線(xiàn)索套合較好。因而，以遙感地質(zhì)解譯和礦化燭變信息的提取作為基礎(chǔ)，通過(guò)多源信息綜合剖析的遙感綜合成礦[4]預(yù)測(cè)在找礦預(yù)測(cè)中可以起到良好的先導(dǎo)作用。