期刊导读

基于高分辨率遥感数据的稀有金属矿化带勘查

来源:稀有金属 【在线投稿】

栏目:期刊导读 时间:2020-10-29

0 引言

西昆仑地处青藏高原西北缘,与塔里木盆地西南缘邻接,是秦祁昆构造带的重要组成部分[1-4]。该区地层、构造、变质作用、岩浆活动等成矿地质条件优越[5],已发现的矿床种类繁多,具备良好的找矿前景[6]。该区海拔高度3 500~5 000 m,具有“山高、坡陡、谷深”的地貌特征[7-8],恶劣的自然地理及交通条件给常规地质找矿工作带来较大难度,使该区成为我国地质研究和矿产开发程度最低的地区之一。近年来,随着遥感技术的快速发展,卫星遥感数据的空间分辨率不断提高,利用高分辨率遥感技术在我国西部基岩裸露、半裸露地区指导找矿已成为一种快速、经济的手段[9-11]。因此,在西昆仑成矿带,采用具有更宽光谱范围及更高空间分辨率的卫星遥感数据[12-15],易于发挥卫星遥感技术宏观高效、不受地形和交通条件限制的优势[16],加快区域矿产勘查的步伐。

WorldView-2卫星提供的遥感影像产品光谱信息丰富,能够提供1.84 m空间分辨率的多光谱影像和0.46 m空间分辨率的全色波段影像,它不仅具有4个业内标准谱段(红、绿、蓝和近红外),还增加了4个额外谱段(蓝靛、黄、红边和近红外2),在0.4~1.040 μm的光谱范围内其多样性的谱段包含了丰富的光谱信息,并具有较高的空间分辨率,能够精确地表现出地物的结构、形状、纹理等特征,是精细地质遥感应用的新兴数据源之一[17]。ASTER是安装在Terra卫星上的多光谱成像仪,其接收到的信息包括: 可见光与近红外(visible and near infra-red,VNIR)与短波红外(short wave- length infra-red,SWIR)波段范围内产生的是地物光谱反射率,热红外(thermal infra-red,TIR)波段范围内的地物热辐射值[18]。综合ASTER数据涵盖的波长范围宽、波段多、性价比合理等因素,ASTER数据在提取遥感(矿化)蚀变异常信息领域应用广泛[19-20]。

本文以西昆仑大红柳滩地区花岗伟晶岩型稀有金属矿化带为研究对象,以WorldView-2高空间分辨率数据为主要信息源,在制作符合规范及应用要求影像图的基础上,有针对性地进行图像增强处理,突出控矿要素和矿化信息,开展该矿种的遥感综合解译; 利用ASTER数据提取开展与花岗伟晶岩型稀有金属成(控)矿作用相关的遥感异常信息提取; 配合野外调查验证,分析该其区高分卫星遥感影像特征及成矿地质条件,建立遥感地质找矿模型,为今后在西昆仑成矿带上寻找类似矿产提供依据。

1 研究区概况

研究区构造位置示意图见图1。研究区由北向南依次跨越中昆仑微陆块南带康西瓦-苏巴什晚古生代蛇绿构造混杂岩带(④)、巴彦喀拉晚古生代-中生代边缘裂陷盆地(Ⅳ)、郭扎错-西金乌兰湖-金沙江结合带(⑥)、甜水海微陆块(Ⅵ)5个构造单元[16-21]; 地层以元古界和古生界为主,由老到新依次为康西瓦群(PtK)、赛图拉岩群(ChST)、甜水海岩群(ChT)、肖尔克谷地岩组(QnX)、冬瓜山群(OD)、温泉沟群(S1W)、恰提尔群(C2Q)、黄羊岭群(PH)、巴颜喀拉山群(TB)及龙山组(J2l); 区内岩浆活动强烈,分布广泛,以中酸性侵入岩为主; 构造活动强烈,变形复杂而有序,以发育近北西向韧-脆性断裂构造系统为特征[16,22]。

图1 研究区构造位置示意图Fig.1 Structure map of the study area

研究区位于康西瓦—大红柳滩铅、锌多金属、稀有金属成矿带,已发现矿(化)点15处。矿床类型复杂多样,包括沉积型的石榴石砂矿及石盐矿、热液型的铜铅锌铁矿、伟晶岩型的白云母矿及锂铍矿床[23-25],其中伟晶岩型锂、铍稀有金属矿化带主要分布于燕山期酸性侵入岩外接触带的花岗伟晶岩脉中,为本次研究的主要矿化带。花岗伟晶岩脉多顺层贯入岩体边部外围的变质地层中,含矿性与岩脉产态、规模、形成深度、类型、分带性、交代作用的复杂程度及强度等关系密切[6,24-26]。

2 遥感图像处理及矿化蚀变信息提取

本文以WorldView-2高分数据为主要信息源,运用图像预处理、几何纠正、图像融合处理、图像增强、图像镶嵌这些技术,制作满足技术规范及使用要求的遥感影像图; 运用波段组合变换、主成分分析、去相关分析、差别化拉伸等方法增强各种地物在遥感图像上的色调和纹理等特征,提高图像解译效果,同时,以ASTER数据为基础,开展铁化、硅化、泥化及碳酸盐化等多种蚀变矿物遥感异常信息的提取[7,24-26]。

2.1 图像增强处理方法

按照波段辐射量的方差越大越好和波段间相关性越小越好的波段选取原则,通过最佳指数(optimum index factor,OIF)计算,WorldView-2高分数据波段8(R),4(G),3(B)组合的OIF值最大,所含信息量最丰富,能突出不同岩性间的差异; 采用波段5(R),3(G),2(B)和波段6(R),8(G),1(B)的主成分变换信息分解,将两者结果进行融合得到新图像,不仅包含多个波段信息,而且由于不同波段相关性较小,增强了不同岩性之间的反差; 采用去相关分析对图像的主成分进行对比度拉伸处理,增大不同地质体信息之间的反差; 采用差别化拉伸,增强不同岩性之间遥感色调的差异性。
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