光谱地质剖面在蚀变填图中的应用研究

崔永翔 石向晨

（1.内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院，内蒙古 锡林浩特 026000；

2.内蒙古赤峰地质矿产勘查开发院，内蒙古 赤峰 024005）

蚀变填图作为高光谱遥感使用过程中最成功的领域之一，主要是通过可见的以及短波的红外所具有的反射率光谱实现样本中某些化学成分以及矿物信息的低成本、高快捷的提取，与此同时，蚀变填图还可以识别蚀变矿物以及矿化异常等信息，而这些信息往往和成矿密切相关，所以说，研究好蚀变填图技术有利于在建宅中使用蚀变分带模式，所谓的蚀变分带模式主要是指矿床的蚀变矿物所具有的组合以及分布的规律，它是对于分析成矿的模式以及找矿过程中的预测等环节具有重要的作用。

1 光谱地质剖面的概念

光谱地质剖面主要结合了地质剖面以及光谱信息的提取等多方面内容。我们知道，光谱剖面可以满足光谱沿着剖面进行存储和显示等功能，然而，光谱地质剖面作为光谱剖面更高层次的提升，可以在地面实测光谱的基础上获取剖面线上的矿物含量以及蚀变类型等参数的分布。一般情况下，光谱地质剖面的主要针对对象是提取蚀变矿物在组合空间中的分带信息，这是由于蚀变矿物的组合以及分带要比遥感找矿中的单一蚀变矿物具有更高的指导作用以及决策意义。光谱地质剖面通过使用野外的实测光谱对岩石以及蚀变矿物的空间分带信息进行较为精确地提取，这一过程在一定程度上降低了在传统地质剖面的制作过程中对于样品制备以及箍定的工作量，提取得到的精准的空间分带信息可以作为蚀变分带模式在研究过程中的重要依据，同时，还可以作为在图像提取蚀变信息过程中的科学验证。通常来说，光谱地质剖面的主要目的是为了提供较为精准的矿物的分布信息，所以在提取之前，我们需要对蚀变信息所运用的提取方法进行深入的了解，并建立起针对光谱地质剖面技术对蚀变信息进行提取的正确的方法与流程。通过使用地面的实测光谱建立起蚀变矿物组合的地质剖面，并利用典型的光谱地质剖面所提取的结果验证以及分析图像蚀变信息，研究出光谱地质剖面在遥感找矿模式以及蚀变分带中的作用与意义。

2 光谱地质剖面的信息提取方法

随着高光谱遥感的地质填图以及蚀变信息的提取方法的不断发展，常见的信息提取方法主要包括以下三个类型：诊断性的光谱特征的信息提取、完全谱形的特征的信息提取以及光谱混合分析中的信息提取。

2.1 诊断性的光谱特征的信息提取

对岩石与矿物的光谱进行识别时，主要依赖的是光谱吸收的特征、吸收的模式以及与每一个吸收模式相对应的矿物中的离子、电子和分子等。对于量化了的光谱来说，其吸收特征主要包括有：吸收的位置、吸收的深度、吸收的宽度，吸收的面积以及吸收的对称性等，其中，吸收的位置与吸收的深度是两个比较重要的光谱吸收特征，以此同时，量化了的光谱吸收特征经常反映在包络线的去除以及归一化的光谱曲线之上。

2.2 完全谱形的特征的信息提取

识别完全谱形的特征的主要技术是通过使用整条的光谱曲线以及使用参考光谱与像元光谱的二维空间环境，对两者的相似度进行科学评价。在光谱的匹配过程中也可以依据矿物所吸收的光谱的波段，合理选择适当的波段范围对其进行分段式匹配，然后依据光谱的匹配程度的大小，对矿化的蚀变信息进行识别和提取。

2.3 光谱混合分析中的信息提取

一般情况下，我们把目标型混合光谱当做是其各端元所具有的光谱的线性组合，通过对特征光谱的研究，我们建立了特征光谱的线性反演模型，该模型主要通过使用正演思想来解决一些反演问题，主要原理是将吸收峰近似看做是三角形状，将三角形所具有的三个顶点用来反映吸收峰的各个特征，然后科学定义出特征的光谱，把原有的矿物光谱库作为端元库，最后利用已知的端元特征光谱拟合得到与混合的特征光谱比较接近甚至于完全相同的曲线。在实际的应用过程，单矿物的端元光谱可以利用数据库里面的标准光谱，而蚀变带或者岩石端元的光谱则适合使用工作区域的实测光谱。

3 光谱地质剖面在蚀变填图中的应用

3.1 提取地面光谱中的蚀变信息

以具有褐铁矿化和绿泥石化、绿泥石化和绢云母化、褐铁矿化加上孔雀石化再加上绿泥石化、孔雀石化的典型蚀变组合为例，通过分析其光谱地质剖面，我们可以看到不仅在其岩体和围岩之间的接触带上具有很强的蚀变情况，而且在其岩体内的后期岩脉侵入处也存在着较强的蚀变情况，并且其地表的岩体以及其围岩的蚀变发生了较为明显的分带现象，从其岩体的中心逐渐出现了绢云母化以及青磐岩化，而其地表的岩体与围岩上普遍出现褐铁矿化。提取蚀变信息是为了构造出有利于岩性蚀变过程的遥感找矿模式，因此，我们可以根据以上叙述据建立起岩体地表所具有的蚀变模式，也就是褐铁矿化、绿泥石化以及绢云母化之间的规律性组合。

3.2 提取图像中的蚀变信息

利用ASTER 数据对图像中的蚀变信息进行提取，一般情况下，ASTER 数据主要包含了较宽的可见光与热红外之间的波谱范围，大多是用来提取岩性与蚀变信息的。通过对地面光谱数据进行处理，我们可以发现岩体地表在蚀变过程中具有一定程度的空间组合规律。我们根据该规律选择了以下三种蚀变组合的光谱作为参考的光谱：褐铁矿化、褐铁矿化和绿泥石化、褐铁矿化和绢云母化，然后再利用光谱的匹配技术对图像的蚀变信息进行科学提取，从获取的图像提取的结果可以看出在光谱地质剖面的帮助下，提取蚀变信息的方法不仅提高提取的精度，还提高了它的针对性。

4 结语

本文通过对光谱地质剖面的概念以及工作原理进行简要的叙述，提出了在地面光谱技术下的蚀变地质剖面建设的方法以及主要的技术流程，并且实行了光谱地质剖面下的蚀变信息的提取工作。我们知道，光谱地质剖面反映出了地质体的演化的特征、地质体的组合的特征、地质体的空间的特征以及地质体的结构特征等，因此，在蚀变填图中应用光谱地质剖面有利于精准地提取蚀变信息，有利于发展实际的蚀变填图工程。

[1]李庆亭,蔺启忠,张兵,鹿琳琳.光谱地质剖面在蚀变填图中的应用研究[J].光谱学与光谱分析,2012,（32）。