潘蔚，張元濤，匡元平，張川，楊云漢

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 遙感信息與圖像分析技術(shù)國家級重點實驗室，北京 100029；2.江西省國土空間調(diào)查規(guī)劃研究院，江西 南昌 330025）

巖心成像光譜（高光譜）編錄是高光譜技術(shù)在地面平臺應(yīng)用中的重要研究內(nèi)容之一，也是巖心地學(xué)信息獲取與信息挖掘研究的新方向［1］，通過對巖心的無損探測獲取巖心高光譜數(shù)據(jù)，結(jié)合圖像處理及光譜分析提取各深度段巖心的蝕變礦物類型，編制蝕變礦物分布圖，計算每段巖心各類蝕變的強度（蝕變像元百分比），并參考巖心柱狀圖編制各類蝕變強度隨孔深變化的線條表示圖［2-4］。該技術(shù)由于較傳統(tǒng)人工地質(zhì)編錄具有快速、低成本的優(yōu)勢，同時其獲取的巖心影像數(shù)據(jù)可作為寶貴的電子資料永久性地保存，因而受到國內(nèi)、外學(xué)者的極大關(guān)注［2-7］。

巖心高光譜數(shù)據(jù)除了具有“圖譜合一”的特點之外，還具有數(shù)據(jù)量大、冗余信息多等自身特有的屬性。針對該數(shù)據(jù)，前人提出了一套行之有效的處理方法，其主要涉及輻射定標、反射率反演、圖像裁切、圖像去噪、端元光譜選取與匹配制圖等步驟［2-3］。雖然取得良好效果，但巖心高光譜數(shù)據(jù)處理是一個復(fù)雜的過程，尤其是圖像去噪、端元光譜選取與匹配制圖等方面，如何高效地處理這類數(shù)據(jù)，提高蝕變礦物反演的精度，仍值得深入探討。

相山鈾礦田是我國最大的火山熱液型鈾礦田，礦田內(nèi)圍巖蝕變強烈，并具有多期次、多類型的特點［8-10］。本文以相山鈾礦田科學(xué)深鉆CUSD2-2 孔為研究對象，開展了巖心成像光譜掃描及高光譜編錄，重點討論了端元光譜篩選和匹配制圖中存在的問題和有效解決方案，提高了巖心成像光譜編錄的精度和實用性。同時，也可為該區(qū)熱液蝕變與鈾多金屬成礦規(guī)律研究提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)特征與鉆孔位置

1.1 地質(zhì)背景

相山礦田位于江西省撫州市，大地構(gòu)造上屬于贛杭構(gòu)造帶，靠近揚子板塊和華夏板塊的構(gòu)造縫合帶［11］。相山火山盆地總體上具有3 層結(jié)構(gòu)，其盆地基底主要為早—中元古代和震旦紀的低綠片巖相和低角閃巖相的變質(zhì)巖系，部分為下石炭統(tǒng)和上三疊統(tǒng)。盆地蓋層為早白堊世火山巖-侵入雜巖，主要由下白堊統(tǒng)打鼓頂組和鵝湖嶺組火山巖系組成。最上層為紅層覆蓋［12］。區(qū)域內(nèi)巖漿-構(gòu)造活動復(fù)雜，具有多期次性，與成礦作用關(guān)系密切。相山鈾礦田受大型塌陷式火山盆地控制，已發(fā)現(xiàn)的各種規(guī)模的20 余個鈾礦床均賦存在火山機構(gòu)內(nèi)部特定部位［8］。

相山CUSD2-2 科學(xué)深鉆位于相山火山盆地西北部的王枧附近（圖1），破火山口塌陷的邊緣，且處于2 條NNE 向構(gòu)造的夾持區(qū)，地表出露鵝湖嶺組碎斑熔巖。鉆遇巖性地層主要有下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組及打鼓頂組火山碎屑巖、火山熔巖，中元古界變質(zhì)巖及似斑狀花崗巖。

1.2 相山鈾礦田蝕變特征

20世紀60—70年代鈾礦勘探初期，相山地區(qū)就發(fā)現(xiàn)了紅化、綠泥石化、絹云母化和碳酸巖化等蝕變。20 世紀70—80 年代蝕變分帶與分類研究劃分出交代鈉長巖帶、綠泥石方解石交代鈉長巖帶、綠泥石水云母化帶和正常巖石帶，并提出先酸性后堿性的蝕變理論；20 世紀80—90 年代進一步劃分堿金屬交代—堿土金屬交代—酸交代演化系列指出蝕變不僅具有良好水平分帶性，礦體內(nèi)帶為石英脈或螢石脈充填及硅化、碳酸鹽化帶，中帶為絹云母化、黃鐵絹英巖化、綠泥石化和綠簾石化帶，外帶則為長石化帶，而且具有下堿上酸的垂直分布規(guī)律，認為大型礦床的形成必須發(fā)育強烈酸性蝕變。20 世紀90 年代以后，通過研究蝕變礦物組合分類，如泥巖化、絹英巖化、青磐巖化、鈉長石化和鉀長石等，提出共軛交代認識。

新世紀以來，隨著科學(xué)深鉆一期發(fā)現(xiàn)了深源流體作用和高溫蝕變現(xiàn)象，提出了相山鈾成礦存在3 期熱蝕變交代作用：分別是伊利石交代期（123～125 Ma）的多金屬-鉬礦化；伊蒙混層黏土或綠蒙混層交代期（115～118 Ma）的鉬礦化和鈾礦化疊加交代期；伊蒙混層黏土礦物、伊利石交代期（90～108 Ma）為鈾礦化期［15］。近年來，相山CUSD-1 科學(xué)深鉆碎斑流紋巖中礦化段與無礦化強烈蝕變段的地質(zhì)觀察和分析，發(fā)現(xiàn)礦化段存在3 期蝕變：礦前期堿性鈉長石化交代蝕變、成礦期酸性伊利石化交代蝕變和晚期堿性碳酸鹽化交代蝕變。

綜合前人工作可知，相山地區(qū)存在酸性和堿性熱液蝕變，鈾礦床（化）發(fā)育酸性蝕變是共識，但具體的蝕變礦物及其組合分帶，則可能由于不同地區(qū)和深度原巖的巖性差別而有所不同。

2 巖心成像光譜編錄方法及改進

2.1 巖心成像光譜掃描流程

巖心掃描與編錄將是數(shù)字化時代地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)資源勘查的重要研究內(nèi)容。目前巖心掃描主要有光譜儀（密度磁性參數(shù)測量儀）逐點測量、彩色數(shù)字相機連續(xù)拍照、光譜（物性參數(shù)）儀結(jié)合數(shù)字相機照相和成像光譜掃描4 種方式。本次研究采用的巖心高光譜掃描是最新一代技術(shù)，包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)預(yù)處理和蝕變填圖及編錄三方面工作，具體技術(shù)流程如圖2 所示。

圖2 巖心成像光譜編錄技術(shù)流程Fig.2 Flowchart of mineral logging based on core imaging spectral data

本次研究采用了挪威NEO公司生產(chǎn)的HySpex地面成像光譜儀進行巖心成像光譜掃描。該儀器由兩部獨立工作的可見-近紅外和短波紅外高光譜相機組成。實際中利用短波紅外探測器SWIR-320 m-e 進行數(shù)據(jù)采集，所獲256 個波段的短波紅外成像光譜數(shù)據(jù)覆蓋1 000～2 500 nm 光譜范圍，光譜分辨率達到6.25 nm。其主要技術(shù)指標見表1。

巖心成像光譜掃描主要包括6 個步驟：1）巖心清潔；2）巖心整理與深度標識；3）探測距離調(diào)整；4）光源調(diào)整；5）信號積分時間調(diào)試；6）掃描行程調(diào)試。獲得高質(zhì)量的成像光譜數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵是圖像裁切和噪聲去除，前者在一定程度上影響后續(xù)基于像元占比的蝕變統(tǒng)計，后者決定蝕變類型的識別。

2.2 噪聲處理方法的改進

傳統(tǒng)巖心高光譜圖像去噪一般采用最小噪聲分離變換（Minimum Noise Fraction，MNF）進行［2-3］，針對獲取的巖心圖像光譜由于信噪比的差別造成部分數(shù)據(jù)在經(jīng)過MNF 處理后光譜中仍然存在噪聲的問題。本此研究引入了Savitzky-Golay（SG）濾波開展噪聲去除。SG 濾波通過對移動窗口內(nèi)所有點進行最小二乘擬合，以實現(xiàn)對中間點的平滑，具有確保信號的形狀、寬度不變的優(yōu)點。由于蝕變礦物的特征吸收明顯，采用SG 濾波后，比較明顯的吸收特征被有效保留，而較寬吸收肩上的毛刺狀噪聲被有效去除。

圖3 是MNF 和SG 濾波去噪效果對比，可以看出兩者均能較好地消除原始光譜中的齒狀噪聲，但效果略不同。MNF 在去除多數(shù)鋸齒狀噪聲的同時，產(chǎn)生了幾處明顯的毛刺狀噪聲。這些毛刺狀噪聲會干擾后期光譜匹配的相似度匹配，從而影響提取分類結(jié)果的準確性。而SG 濾波既去除了原始光譜中的鋸齒狀噪聲使得光譜曲線平滑，同時有效地保留了光譜曲線的吸收特征，較MNF 效果更好。

圖3 原始光譜、MNF 去噪和SG 去噪光譜Fig.3 Comparison of original spectrum，spectra after MNF denoising and SG denoising

3 CUSD2-2 孔巖心蝕變特征

3.1 端元光譜提取

端元光譜是蝕變信息提取的依據(jù)，通過計算光譜圖像上每個像元與端元光譜的相似或匹配程度，便可識別光譜圖像的蝕變類型和空間分布。端元光譜選取的方式主要有兩種：1）根據(jù)礦物種類直接從USGS 或JPL 標準波譜庫中挑選或從實測光譜中篩選。2）利用數(shù)學(xué)原理，計算出圖像中的純凈像元類別，然后將每類純凈像元的光譜和光譜庫進行比較后，確定端元光譜。本次研究采用第2 種方法。

CUSD2-2 成像光譜數(shù)據(jù)純凈像元計算后初步得到6 類像元光譜。這6 個純凈像元譜經(jīng)光譜分析初步確定特診吸收位置后（圖4），參考USGS 標準波譜庫，并結(jié)合礦物光譜學(xué)知識，篩選出6 種礦物端元光譜：短波云母、長波云母、綠泥石+云母、蒙脫石、方解石和赤鐵礦。

圖4 利用純凈像元算法與光譜學(xué)原理提取的CUSD2-2 孔的端元波譜Fig.4 The spectral endmembers of borehole CUSD2-2 extracted by PPI algorithm and spectroscopy

根據(jù)相山地區(qū)前期高光譜編錄成果，鉆孔巖心中識別的蝕變有高嶺石和迪開石、赤鐵礦、伊利石、綠泥石和方解石［3-5］。而地質(zhì)蝕變研究成果中，發(fā)現(xiàn)的蝕變很少見到高嶺石、迪開石。因此，根據(jù)光譜吸收位置相近與多位置組合，認為短波云母應(yīng)為絹云母（白云母）、長波云母為伊利石（水云母），綠泥石+云母是轉(zhuǎn)化不徹底的綠泥石。

最終利用成像光譜技術(shù)，在CUSD2-2 孔巖心中識別出6 類蝕變：絹云母化、伊利石化、綠泥石化、方解石化、蒙脫石化和赤鐵礦化。

3.2 巖心蝕變的發(fā)育特征

基于上述提取的6 類端元，結(jié)合光譜角匹配（SAM）開展了蝕變填圖，獲取各類蝕變礦物的空間展布特征。

3.2.1 赤鐵礦化

CUSD2-2 孔巖心總體上赤鐵礦化不發(fā)育，僅出現(xiàn)在孔深350 m 以淺的鵝湖嶺組火山巖中（圖5），且蝕變較弱，在孔深930 和960 m 附近的變質(zhì)巖中有零星赤鐵礦化。已發(fā)現(xiàn)的赤鐵礦化主要沿裂隙面發(fā)育。

圖5 CUSD2-2孔典型巖心段蝕變類型與分布特征Fig. 5 The types and distribution characteristics of alterations in typical segment of borehole CUSD2-2

3.2.2 綠泥石化

綠泥石化出現(xiàn)在鉆孔的不同深度，發(fā)育強度明顯強于赤鐵礦化和方解石化，在鉆孔的不同巖性中均有發(fā)育，屬于面型蝕變。當巖石發(fā)生破碎或出現(xiàn)裂隙時，蝕變明顯，如孔深474.5～475.5 m 似斑狀花崗巖中出露于裂隙中的綠泥石（圖5）。

3.2.3 方解石化

方解石化出現(xiàn)在鉆孔的不同深度，蝕變強度一般低于10 %，但是在孔深250～270 m 處有明顯的加強。方解石化經(jīng)常與綠泥石化相伴生，呈獨立條帶或塊狀，如孔深248 m 附近鵝湖嶺組碎斑流紋巖中沿裂隙發(fā)育的方解石晶體或微晶，以及孔深326.5～327.4 m 裂隙帶內(nèi)的方解石化和綠泥石化（圖5）。

3.2.4 蒙脫石化

本次提取的蒙脫石化屬最不發(fā)育的蝕變類型，蝕變強度在1 %以內(nèi)，分布于不同的巖性，但主要分布在巖石明顯破碎地段。如孔深2 607.6 m 強烈破碎的炭質(zhì)板巖中出現(xiàn)了比較明顯的蒙脫石化（圖5）。

3.2.5 絹云母化

絹云母化成面狀分布，主要發(fā)育在似斑狀花崗巖破碎地段，在淺變質(zhì)巖中，也有少量分布（圖5）。當出現(xiàn)在似斑狀花崗巖與變質(zhì)巖接觸帶時，巖體一側(cè)蝕變更強。

3.2.6 伊利石化

伊利石化在巖心中分布比較廣泛，以面狀的形態(tài)發(fā)育，但在裂隙破裂面附近發(fā)育程度也會增強（圖5），且受似斑狀花崗巖控制比較明顯。

綜合分析，CUSD2-2 孔的6 類蝕變具有不同的發(fā)育特征，蝕變類型雖然與巖性有關(guān)，但蝕變強度明顯受斷裂造成的破碎帶控制。

3.3 蝕變分帶

相山鈾礦田熱液蝕變具有面上的分帶性，礦前期蝕變主要有鈉長石化和水云母化，礦田北、東部以鈉長石化為特征，西部以水云母化為主。成礦期蝕變主要有：赤鐵礦化、水云母化、綠泥石化、方解石化、螢石化和黃鐵礦化等。礦化蝕變受構(gòu)造控制明顯，具分帶特點和疊加現(xiàn)象，北、東部的蝕變中心為赤鐵礦化帶，向兩側(cè)依次出現(xiàn)鈉長石化、方解石化、綠泥石化帶及水云母化帶；西部的蝕變中心為螢石、水云母化，旁側(cè)為成礦早階段的赤鐵礦化，最外側(cè)為礦前期大面積發(fā)育的水云母化帶。成礦后蝕變疊加于成礦期蝕變之上，多以小脈體充填裂隙為特征，主要有方解石化、硅化、水云母化、螢石化和綠泥石化等。

根據(jù)巖心成像光譜提取的蝕變信息結(jié)果，編制了CUSD2-2 孔蝕變標型剖面（圖6），對蝕變的縱向分布特征進行了研究。根據(jù)剖面不同深度蝕變礦物及其強度組合，將整孔由淺至深劃分為3 個大的地球化學(xué)帶：淺部（0～980 m）堿性蝕變帶，中部（980～1 230 m）原生帶，深部（1 230～2 600 m）弱酸-堿蝕變帶。

圖6 CUSD2-2 巖心成像光譜掃描蝕變信息標型剖面Fig.6 The alteration information profile of CUSD2-2 by imaging spectral logging

3.3.1 淺部堿性蝕變帶

屬于堿性蝕變?yōu)橹鞯乃?堿蝕變帶?？咨?～385 m 屬于堿性蝕變，由赤鐵礦化、綠泥石化、方解石化和蒙脫石化等4 種蝕變組成；其中0～251 m 鵝湖嶺組發(fā)育整孔中最強的蒙脫石化，同時發(fā)育中等強度赤鐵礦化；251～320 m打鼓頂組發(fā)育整孔最強的方解石化，并有少量綠泥石化；320～325 m 打鼓頂組發(fā)育整孔最強的赤鐵礦化，同時發(fā)育有弱的方解石化和綠泥石化；325～385 m 打鼓頂組發(fā)育明顯的方解石化和弱綠泥石化。

孔深385～600 m 屬于弱酸性蝕變帶，以似斑狀花崗巖中發(fā)育微弱的水云母（伊利石）為標志。孔深600～980 m 屬于弱堿性蝕變帶，以中元古界變質(zhì)巖發(fā)育弱的碳酸巖化和赤鐵礦化為特點。

3.3.2 原生帶

本帶由中元古界炭質(zhì)板巖和千枚狀板巖等巖性構(gòu)成，巖石中僅出現(xiàn)極其少量綠泥石化。由于強度和分布非常有限，推測很可能是變質(zhì)作用過程中形成的綠泥石，而非后期熱液蝕變的產(chǎn)物，說明該節(jié)沒有遭受熱液作用。

3.3.3 深部酸堿蝕變帶

本帶具有酸-堿耦合及下堿上酸的分帶特征。孔深1 230～1 310 m 為弱酸性蝕變帶，以發(fā)育強烈的水云母（伊利石）和明顯的絹云母為主，伴生發(fā)育弱的綠泥石化和赤鐵礦化為特點?？咨? 310～2 140 m 為混合蝕變帶，以同時出現(xiàn)比較明顯水云母（伊利石）化和綠泥石化為特征，并伴生有弱赤鐵礦化和絹云母化為特點。孔深2 140～2 600 m 為弱堿性蝕變帶，以出現(xiàn)蒙脫石化為標志，同時綠泥石化明顯加強并有弱赤鐵礦化。

可見，深部酸堿蝕變帶具有酸堿蝕變共存，下部堿性蝕變逐漸過渡為酸性蝕變的分帶特征。

3.4 蝕變分帶與鈾成礦作用

根據(jù)巖心成像光譜掃描信息，CUDSD2-2孔包含了3 個地球化學(xué)蝕變帶。

根據(jù)鉆孔地質(zhì)編錄的結(jié)果，CUSD2-2 發(fā)現(xiàn)的鈾礦化分布在孔深321～325 m，與構(gòu)造破碎帶和明顯的赤鐵礦化相伴生，具有一定的成礦前景。根據(jù)高光譜蝕變標型剖面，其下部470～570 m 巖心段有比較明顯的水云母（伊利石）化，但強度一般。根據(jù)區(qū)內(nèi)鈾礦化富集需要強酸性蝕變的認識，CUSD2-2 孔本身鈾成礦作用不強，但由于470～570 m 巖心段酸性蝕變明顯，有必要利用其他信息對其鄰區(qū)蝕變與成礦作用開展研究。

根據(jù)巖心高光譜蝕變礦物標型剖面，CUSD2-2 孔深1 230～2 600 m 出現(xiàn)了酸-堿耦合蝕變帶，表明存在深部流體或熱液作用的過程。蝕變帶頂部1 230～1 310 m 為弱酸性蝕變，以發(fā)育強烈的水云母（伊利石）化和明顯的絹云母化為主，伴生有弱綠泥石化和赤鐵礦化，體現(xiàn)了酸堿蝕變空間耦合作用。這種酸堿蝕變空間耦合與已知多金屬礦空間分布相對應(yīng)，體現(xiàn)了蝕變與多金屬礦化的成因關(guān)系。此外，由于CUSD2-2 孔位于相山盆地的北部，總體上處于鈾成礦區(qū)內(nèi)。

4 討 論

4.1 端元光譜吸收特征與蝕變類型的關(guān)系

本文從相山鈾礦田CUSD2-2 孔巖心成像光譜反射率數(shù)據(jù)中，根據(jù)反射光譜學(xué)中礦物特征吸收位置，提取了短波云母、長波云母、綠泥石+云母、蒙脫石、方解石和赤鐵礦共6 種礦物端元光譜。其中，蒙脫石、方解石和赤鐵礦是相山鈾礦田已發(fā)現(xiàn)的蝕變礦物類型，而長波云母、短波云母和綠泥石+蒙脫石前期沒有發(fā)現(xiàn)此類蝕變，地質(zhì)類型和成因有必要進行進一步討論。

長波云母和短波云母是近年來部分學(xué)者在對云母類礦物中Al-OH 的吸收位置在2 200 nm附近左右移動時提出的，認為當其中六配位鋁（AlVI）含量較高時，其吸收中心位置向更短波長方向移動，即稱為短波（富鋁）云母；當AlVI的含量降低時，其吸收中心向長波方向移動，則稱之為長波（低鋁）云母［3-4，16］。本文認為，除了類質(zhì)同像效應(yīng)外，同質(zhì)多像、晶變和多型等都有可能造成云母類礦物Al-OH 的吸收波長和強度的變化，進而造成光譜吸收特征的變化。因而短波（高鋁）云母和長波（低鋁）云母吸收位置的變化很可能是云母類礦物在不同形成溫度、壓力和應(yīng)力等條件下的產(chǎn)物。

本文提取的長波和短波云母，都在2 342.9 nm附近有次要吸收特征（圖4a、b），在USGS、JPL 和IGCP 三個標準光譜庫中沒有找到完全一致的吸收位置，與之接近的是JPL庫中伊利石在2 344 nm的吸收和USGS 庫中白云母在2 345 nm 的吸收特征。短波云母主吸收位置2 198.7 nm（圖4a）分別與IGCP 庫中伊利石在2 200 nm 的吸收和JPL 庫中白云母在2 196 nm 的吸收接近。由于本文識別的短波云母在2 198.7 和2 342.9 nm 的吸收組合與USGS 庫中白云母2 195 和2 344 nm 的組合最接近，同時USGS 庫中特別標出該白云母與紅寶石共生，屬于絹云母可能性最大，因此認為本文提取的短波云母應(yīng)為絹云母。而本文提取的長波云母在2 216.8 與2 342.9 nm 組合（圖4b）與USGS 庫中伊利石的2 215和2 345 nm 組合最為接近?？紤]到相山地區(qū)廣泛分布的伊利石化和鉆孔中長波云母的面狀發(fā)育特征，判斷CUSD2-2 孔長波云母應(yīng)為伊利石。

提取的綠泥石+云母端元光譜中出現(xiàn)2 216.8、2 252.8 和2 348.9 nm3 個特征吸收位置組合（圖4c），經(jīng)與三大光譜庫對比，發(fā)現(xiàn)2 216.8 和2 348.9 nm 組合與USGS 庫中伊利石的2 215 和2 345 nm 的組合接近，而2 252.8 nm 的特征吸收與JPL 庫中的燒綠石和鐵綠泥石2 252 nm 的吸收特征完全一致?？紤]到綠泥石族的不同礦物在2 328、2 340、2 344 和2 352 nm 也存在吸收特征，故此綜合判斷CUSD2-2 孔中提取的在2 216.8、2 252 和2348.9 nm 有特征吸收的光譜端元，主要代表了綠泥石的光譜特征，也可能有極少量含有伊利石。

綜上所述，在利用光譜吸收特征開展蝕變礦物提取與識別時，在憑吸收中心的位置來推斷礦物種類的基礎(chǔ)上，還要結(jié)合巖石產(chǎn)出的地質(zhì)背景和共伴生組合等條件，通過綜合分析方可得出最終的結(jié)論，從而可為巖心的蝕變信息提取和編錄提供具有地質(zhì)意義的信息。

4.2 蝕變強度與光譜角制圖閾值關(guān)系

本次提取的蝕變信息強度是指統(tǒng)計單元內(nèi)某種蝕變類型所占面積百分比。由于每個像元蝕變類型的判別取決于像元光譜與參考光譜的匹配程度，理論上同類蝕變礦物的光譜應(yīng)該有相同的診斷特征。但這種相同是相對的，與判別模型和參數(shù)選擇直接相關(guān)。本次光譜匹配采用了光譜角制圖（SAM）方法，雖然是使用最多和最有效的方法，但仍存在一些問題。由于SAM 把像元的光譜看作N維向量，光譜匹配只是通過計算待分類光譜與參考光譜的夾角大小進行判別。夾角等于零，兩者相同，夾角越小兩者越接近。

只有當兩者每個分量完全一致時，光譜角才能等于零。這在現(xiàn)實世界很難實現(xiàn)，因為即便是利用同一臺儀器測量同一物體，其測量結(jié)果也會由于測量條件變化、儀器精度等產(chǎn)生測量誤差，從而難以得到零度夾角。因此，光譜角閾值大小設(shè)定成為一個非常關(guān)鍵的問題。閾值過大會把相接近或類似蝕變算入本類別，而閾值過小又會把由于測量誤差導(dǎo)致的計算夾角偏大的同種類別排除在外。這時需要先不斷地調(diào)試光譜角閾值，然后利用地質(zhì)知識判斷識別計算結(jié)果是否合理。

本次研究發(fā)現(xiàn)：蝕變類型和蝕變強度的計算結(jié)果很大程度上依賴于地質(zhì)知識。為提高計算準確性，首先要精確選定特征吸收的波段范圍，不要把整個光譜測量范圍納入計算。然后就是不同的蝕變礦物采取的閾值，不能簡單地將某個提取效果好的閾值用于所有的蝕變類別。

5 結(jié) 論

本文以相山鈾礦田CUSD2-2 孔科學(xué)深鉆巖心成像光譜數(shù)據(jù)為研究對象，以改進的噪聲處理等圖像處理算法對原始數(shù)據(jù)進行了預(yù)處理，并結(jié)合地質(zhì)知識綜合確定了蝕變礦物光譜端元，開展了蝕變礦物填圖及蝕變強度半定量計算，編制了鉆孔蝕變礦物典型剖面，主要結(jié)論如下：

1）由于礦物的反射光譜對成分和結(jié)構(gòu)的變化極其敏感，而同種礦物可能由于不同的形成條件和多型特征等，其物理性質(zhì)發(fā)生變化，常造成光譜吸收位置的偏移。這種偏移會造成相似礦物吸收位置的重疊交叉，影響利用純凈像元光譜吸收特征對礦物種類判別的準確性。鉆孔巖心蝕變信息端元光譜提取需要采用純凈像元提取與先驗知識相結(jié)合的方法，才能取得符合地質(zhì)實際情況的蝕變礦物類型。

2）光譜角閾值大小對提取的蝕變礦物類型有無和強度具有決定性作用。閾值過大容易造成吸收特征相近的礦物類混合，而閾值過小會將誤差放大而漏掉同類蝕變礦物?？赏ㄟ^對閾值的多次調(diào)試，并綜合利用地質(zhì)知識進行判斷的方法完成。

3）巖心成像光譜編錄結(jié)果表明：CUSD2-2孔總體蝕變不強，可以分為3 個地球化學(xué)帶：淺部（0～980 m）中等堿性蝕變帶，中部（980～1 230 m）原生帶，深部（1 230～2 600 m）弱酸-堿蝕變帶。根據(jù)酸堿共軛和相山地區(qū)成富礦必有強酸性蝕變的認識，本孔鈾成礦作用不強。但本孔在孔深1 231～2 600 m 處出現(xiàn)了酸-堿耦合蝕變帶，表明存在深部流體或熱液作用過程，且酸堿蝕變空間耦合與已知多金屬礦空間分布相對應(yīng)。考慮到CUSD2-2 孔位于深大斷裂附近，同時上部存在中等強度的堿性蝕變，不能排除其鄰區(qū)存在更強的酸性蝕變和伴生較好鈾礦化的可能。