青海大干沟遥感矿化蚀变信息提取及综合找矿

李得成，付 刚，刘 浩，何江华，刘 磊

（1.西安地质矿产勘查开发院，陕西西安 710100；2.长安大学地球科学与资源学院，陕西西安710054）

青海大干沟遥感矿化蚀变信息提取及综合找矿

李得成*1，付 刚1，刘 浩2，何江华2，刘 磊2

（1.西安地质矿产勘查开发院，陕西西安 710100；2.长安大学地球科学与资源学院，陕西西安710054）

青海省大干沟地区海拔在3900m以上，在该区开展矿产资源调查工作存在很多困难。以遥感技术为主导，首先对ETM数据进行掩膜剔除植被、第四系、积雪等干扰，然后采用Crosta法提取矿化蚀变信息，最后将蚀变信息与构造、岩体、化探等多元信息叠合，综合分析后圈定找矿靶区9处，进而开展野外检查。通过对30余处异常进行了系统检查发现，这些遥感蚀变异常少部分由植被、地形等干扰因素引起，一些则为岩脉、地表长石类矿物的粘土化等，仅少数为铁染构造蚀变带。工作中发现铜金矿化点3处、金锑矿化点1处、铜矿化点1处、铜多金属矿化点2处、钒钼矿化点2处及1处铀矿化点。证明了方法的有效性。

大干沟；遥感；ETM；掩膜；矿化蚀变信息

TM、ETM数据为地质矿产应用最普遍的遥感数据源，经过大量应用实践，已经取得了很多有意义的成果[1-4]。遥感技术可以用于地表矿化蚀变线索的快速定位，可大幅减少野外工作量，适宜于工作条件较艰苦的高海拔地区。

由于任何单一找矿手段都具有一定的局限性，将遥感与化探、物探、地质资料结合并进行综合分析，可以实现地质找矿中“迅速掌握全局、逐步缩小靶区”的战略目的[5]。

青海省格尔木市东南大干沟地区海拔高度一般在3900～5000m，自然环境较差。在该区开展矿产资源调查工作存在很多困难。因此，本研究以遥感技术为主导，结合地质、化探等多元信息，综合分析后快速圈定找矿靶区，指导野外检查。

1 研究区地质概况

研究区地层出露由老到新有中元古代、古生代、中生代、新生代。中元古代主要分布于研究区的北东部，出露地层为冰沟群狼牙山组（Jxl）；古生代主要位于研究区的北部和中部，出露地层为晚泥盆世牦牛山组（D3m）、早石炭世大干沟组（C1dg）、晚石炭世浩特洛哇组（C2ht）、中二叠世马尔争组（P2m）；中生界主要位于研究区的中部和南部，出露地层为中三叠世闹仓坚沟组（T2n）、晚三叠世八宝山组（T3bb）；新生代主要分布于研究区的南部和东侧，有新近纪上新世油砂山组（N2y）、第四纪晚更新世冲洪积物（Qp3apl）和全新世现代冲积物（Qhal）。

区内侵入岩分布面积不广，主要为少量出露的花岗斑岩、石英闪长玢岩及大量岩脉如钾长花岗岩脉、闪长玢岩脉等。侵入岩的形态展布和长轴伸展方向与区域构造线方向一致，受区内主要构造控制沿北西西—南东东向展布。

该区地质、矿产调查及资源评价工作程度较低，虽然研究区周边已发现多处矿（化）点，但研究区内尚无已知矿床。

2 遥感矿化蚀变信息提取

2.1 数据

本次研究所采用的ETM数据获取于2000年8月31日，数据级别为L1B。将1～5波段与7波段组合建立数据集，之后以该区1∶5万地形图为参考进行几何精校正、坐标配准。利用线性回归分析法对ETM数据进行大气校正[6]，并按照工作区范围截取子区。

2.2 掩膜方法

研究区内的植被、第四系为最主要的影响因素，其次为少量水体、积雪。上述因素均会对图像处理结果产生影响，因此在对比分析的基础上，对图像中的植被、水体、积雪、第四系进行掩膜处理，以避免其对矿化蚀变信息提取结果产生影响。

为了有效剔除植被干扰，利用归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）处理经预处理的ETM数据，将NDVI拉伸至0～255区间，以100为阈值[6]，NDVI值大于100的像元为植被，小于等于100的像元为非植被区。同时，以40为阈值剔除积雪区，NDVI值小于40的像元为积雪。对于水体、第四系、新近系地层等干扰因素，则采用目视法直接圈定干扰因素区域。

对于上述干扰因素所对应的区域（图1），将这些区域均赋予空值，后续处理均不参与运算，实现掩膜的目的。

拜伦说，男人的爱情是男人生命的一部分，女人的爱情是女人生命的全部⑦。这充分表明在以男权社会为中心的传统社会女性与男性的差异，缺乏经济独立地位的女性往往会被迫依附于男性而生存。

图1 经综合处理制作的掩膜图像

2.3 矿化蚀变信息提取

Crosta法为目前较常用的矿化蚀变信息提取方法，该方法选取TM或ETM第1、4、5、7波段组合进行主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)，依据特征向量选取合适的主成分提取含羟基蚀变矿物及含碳酸根矿物信息；选取第1、3、4、5波段2个多光谱组合分别进行主成分分析，依据特征向量选取合适的主成分突出可能存在的氧化铁[1,5]。Crosta法提取矿化蚀变信息的效果较为稳健，近年被大量应用于矿产勘查中[2-7]。

利用Crosta法对掩膜后ETM数据进行处理。由表1可知，ETM1、3、4、5波段组合进行主成分分析后PC4中Band1、Band3特征向量值最高且符号相反，分别为0.692和-0.666，因此对PC4取反后图像反映的主要为铁氧化物信息。同理，据表2，ETM1、4、5、7波段组合进行主成分分析后PC4中Band5、Band7特征向量值最高且符号相反，分别为-0.674和0.582，因此对PC4取反后可提取羟基和碳酸根矿物信息。

图2为1、3、4、5波段组合进行主成分分析后PC4取反后图像（铁氧化物呈浅色调），铁氧化物主要分布于工作区东部、南部和北部，多位于基岩出露区，表明了剔除干扰后提取的异常确由该区的蚀变引起。

表1 研究区掩膜后ETM1、3、4、5波段组合主成分分析特征向量

表2 研究区掩膜后ETM1、4、5、7波段组合主成分分析特征向量

图2 研究区ETM数据1、3、4、5波段组合掩膜后主成分变换PC4取反图像

图3为掩膜后1、4、5、7波段组合进行主成分分析后PC4取反后图像，羟基（碳酸根）蚀变信息主要分布于工作区南部、中部和北部，表现为近东西、北西西向面状、线状异常。较好的消除了水体、第四系等造成的伪异常，使得新提取的异常更为可靠。

图3 研究区ETM数据1、4、5、7波段组合掩膜后主成分变换PC4取反图像

3 多元信息综合分析及野外检查

为了避免单一找矿方法的局限性，发挥各种找矿方法的长处，利用多元信息综合分析进行找矿预测已成为目前地质找矿的主要趋势[7-11]。因此，本研究将遥感、构造、岩体、化探异常叠合并进行综合分析，据此圈定靶区，进而开展野外检查。

图4中遥感提取的羟基和碳酸根异常具有明显的规律，分布于工作区南部中三叠统闹仓坚沟组中的异常呈面状且与地层走向一致，可能为沉积地层中含有大量灰岩所致，由于附近普遍无化探异常，推测此遥感异常与成矿无关；分布于工作区北部呈北西西-南东东向展布的羟基（碳酸根）异常，配套有铁氧化物异常，延伸方向基本与化探异常展布方向一致，并与区内大断裂方向一致，且内部有较多侵入岩体、岩脉分布，成矿条件较好，因此这部分异常应作为重点；工作区中部小规模面状、星散状遥感异常，分布位置与韧脆性剪切带一致，且周围多配套有化探异常，局部有星散状、面状铁氧化物异常，因此可能与成矿有关，值得开展野外检查。

图4 研究区多元信息综合分析圈定靶区

根据化探异常、构造、岩体和遥感蚀变等多元信息的组合关系，圈出9个找矿靶区，在野外检查过程中对30余处异常点进行了系统检查。检查中发现，这些遥感“异常点”少部分由植被、地形等干扰因素引起，一些则为岩脉、地表长石类矿物的粘土化等，仅少数与铜金矿化、铁染构造蚀变带有关。工作中发现铜金矿化点3处、金锑矿化点1处、铜矿化点1处、铜多金属矿化点2处、钒钼矿化点2处及1处铀矿化点（图4）。

本次工作仅在第7号靶区内就发现了大干沟铜多金属矿点、大黑刺沟一带金锑矿点等矿（化）点4处。其中，大干沟铜多金属矿点附近存在星散状羟基和铁氧化物异常，并有Au化探异常，且处于韧脆性剪切带边部，具有较好的成矿条件。该矿化点位于研究区中部马尔争组地层内，矿（化）带受北西向构造蚀变带、裂隙、节理等构造系统控制，矿（化）带内主要岩石为岩屑砂岩和石英脉，石英脉具褐铁矿化、碳酸盐化、硅化。

大黑刺沟一带金锑矿点位于大干沟铜多金属矿点东南，该点附近存在星散状羟基和铁氧化物异常，并有Au化探异常，且处于韧脆性剪切带内，具有较好的成矿条件。初步圈定金锑矿化蚀变带一条、金矿化蚀变带一条。锑矿体主要类型为褐铁矿化方解石石英脉型，矿体与围岩界限清楚，呈侵入接触关系。其围岩为脆韧性剪切带内的薄层灰岩、钙质板岩及钙质片岩的互层体，围岩内小褶皱、片理、劈理发育，岩石较破碎。围岩蚀变发育且具明显分带性，矿体内孔雀石化、褐铁矿化、碳酸盐化、硅化均较发育，紧邻矿体围岩具碳酸盐化、硅化，远离矿体围岩未蚀变。目前正在对这些矿化点开展探矿工作。

4 结论

（1）本研究通过对区内ETM数据预处理基础上，利用掩膜技术剔除水体、植被、第四系等干扰因素，进而采用Crosta法提取矿化蚀变信息。铁氧化物主要分布于工作区东部、南部和北部；羟基（碳酸根）蚀变信息主要分布于工作区南部、中部和北部，表现为近东西、北西西向面状、线状异常。

（2）将遥感蚀变信息、化探异常、构造、侵入岩体等多元信息叠合后进行综合分析，圈定了9处找矿靶区，并对重点部位进行野外检查。发现了铜金矿化点3处、金锑矿化点1处、铜矿化点1处、铜多金属矿化点2处、钒钼矿化点2处及1处铀矿化点。

（3）针对研究区野外工作条件较差、地质工作程度低的特定，本研究以遥感、地质、化探等多元信息综合分析后快速圈定找矿靶区进行找矿，取得了较好的效果。此方法有利于在迅速掌握全局基础上最大程度减免野外工作量，值得其他海拔较高、工作程度较低的地区借鉴。

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P237.3

A

1004-5716(2015)12-0128-04

2015-07-15

2015-08-03

李得成（1982-），男（苗族），贵州同仁人，工程师，现从事区域地质、矿产调查、遥感地质相关研究工作。