遥感蚀变信息在广西铁矿资源潜力评价中的应用

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摘 要：应用遥感蚀变信息对含铁矿物的良好指示作用，有效地圈定出了铁矿区的范围，为铁矿资源潜力评价提供了有效的预测要素，最终为资源量估算提供了因子。
【关键词】：遥感 蚀变信息 铁矿资源预测
　　
　　1 引言
　　遥感找矿异常（又称遥感蚀变信息）是指从遥感数据中提取的、可能与成矿围岩蚀变矿物有关的一种量化信息。这种信息是由二维空间连续无间隙采集的一定区域范围内的光谱数据生成的，它不受人为因素影响，具有较高采样密度和定位精度，可以作为矿产资源潜力评价的基础性参量。
　　遥感图像上可以显示出地面上各种层状岩石、侵入体、火山岩被、岩脉、蚀变带及矿化带等地质体与各种地质作用的现象。由于地物在同一波段、同一地物在不同波段都具有不同的波谱特征，通过对不同地物在不同波段的波谱曲线进行分析，根据其特点进行相应的增强处理后，可以在遥感影像上识别并提取同类目标物[1]。因此，可以通过遥感图像的增强技术来提取各种地质体信息。
　　蚀变岩信息的提取是遥感地质体信息提取中的一个重要部分。围岩蚀变产生的矿物相对富集，与未蚀变岩石相比产生波谱和色调、色彩异常[2，3]，这些异常导致了蚀变岩反射光谱特征的差异，并且在某些特定的光谱波段形成了特定蚀变岩石的光谱异常。遥感对蚀变岩信息的提取就是通过不同类型的遥感图像增强技术来扩大蚀变岩与非蚀变岩的间的光谱差异以便于提取所需的蚀变信息。
　　2 原理与方法
　　2.1原理
　　铁矿矿床区由于含有较大量的铁氧化物，这些铁氧化物在地表多成三价铁离子化合物形式存在，由于ETM+3波段能够区分岩石中铁、锰矿物和含铁、锰矿物的相对含量，ETM+5可识别含绿帘石族矿物的岩石，因此对ETM+1、ETM+3、ETM+4、ETM+5进行主成分分析，能够提取铁氧化物信息，如表1示某景ETM+数据1、3、4、5波段特征向量及特征值。
　　2.2方法与路线
　　应用遥感含铁矿物的光谱曲线特征，找出其吸收高值区与反射高值区所对应的ETM+波段，对这些波段进行主成分空间变换，找出与含铁矿物相对应的主成分特征向量，采用一定的异常分级方案找出含铁矿物蚀变异常，并结合地质、化探、物探等资料，解译出铁矿最小预测区，为最终的铁矿资源量估算提供服务。
　　3 蚀变信息提取
　　3.1数据来源
　　根据工作性质、内容和比例尺，遥感异常提取工作采用了高分辨率的美国陆地卫星ETM+数据。此外，应用了分辨率为25m的DEM数据做地形分析。
　　3.2异常提取方法
　　在异常提取过程中，为了尽可能减少环境对异常提取影响，在异常提取前、后必须根据图像中显示的区域遥感地质、环境特征，对数据做某些必要的去干扰处理，在较大程度上清除干扰覆盖区（该区不进行异常提取）。须进行去除的干扰因素包括：图像各波段间的不重叠边、水体及阴影、居民地、云雾、高植被覆盖区等。
　　异常提取采用了比较成熟的克罗斯特技术，即使用1、3、4、5波段进行主成分分析，分析找出与铁染异常相关度较大的特征波段，以表1数据为例，在PC4主分中，特征向量载荷因子绝对值较大的是ETM+1和ETM+3，分析特征向量的相关矩阵可以得出铁染异常集中在PC4中。
　　将遥感异常从高到低可分为1―3级，每级间的Kσ值相差0.5，Kσ值最大的为一级，次之为二级，最小的为三级。级别划分采用均（中）值+n倍标准离差切割（n=1.5―3.0）确定。
　　3.3区域地质背景
　　广西铁矿主要分布于西北部、东部及东南部。主要成矿区位于雪峰路缘裂谷盆地、上扬子东南缘被动边缘盆地、湘桂断陷盆地、云开岛弧、武夷岩浆弧内。
　　铁矿预测工作区内沉积岩、火山岩及变质岩均有出露，地层有寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、古近系和第四系等；火山岩时代集中于志留纪、侏罗纪、白垩纪、二叠纪、三叠纪；变质岩多与岩浆活动、构造运动有关。
　　广西地壳经历了多期次不同性质、不同规模的构造运动，总的来说，广西东部构造以北东向为主，西部以北西向为主，北部和中部为北北东向、近南北向构造为主，显示出醒目的山字型构造景观。[4]
　　3.4异常分布
　　分析通过以上技术手段提取出的异常分布，发现异常图元主要分布于平原、盆地、裸露的碳酸盐岩地区、岩体周边、部分碎屑岩地区。图1所示为广西某区域遥感铁染异常分布示意图。
　　图1 广西某区域遥感铁染异常分布示意图
　　4 结论与讨论
　　遥感铁染蚀变反应了地表含铁矿物的含量较大，通过对铁染蚀变较密集的区域进行圈定，并叠合地质图、化探异常、重磁异常等资料，同时，通过ETM和DEM数据解译出的第四系也作为必要要素参与了风化型铁矿的资源量预测工作。
　　当然，蚀变异常目前的应用仍受到一些限制，并没有能在每种类型的铁矿的预测工作中发挥其应当发挥的作用，有一些问题依旧有待于解决：
　　铁染异常对沉积型铁矿的指示作用仍不是非常理想，沉积型铁矿往往在地表并不存在大范围的含铁矿物蚀变带，因此在提取的过程中有时不能提取出来，如何增强此类矿床的蚀变异常表达，仍有待于进一步工作。
　　植被对蚀变信息的干扰，去除植被问题一直是广西遥感异常提取中的一个难题，时至今日，仍没有非常有效地办法去除。
　　各类假异常信息的存在，影响遥感蚀变提取的准确率，尤其是在大面积工作中，虚假信息源组成较复杂，野外验证工作也不能点点俱到，如何有效地去除这些虚假信息，仍需要进一步的工作解决。
　　参考文献：
　　[1]刘燕君.遥感找矿的原理和方法[M].北京：冶金工业出版社，1991.
　　[2]朱亮璞.遥感地质学[M].北京：地质出版社，1994.
　　[3]荆凤，陈建平.矿化蚀变信息的遥感提取方法综述[J].遥感信息，2005，2：62-65，57.
　　[4]广西矿产资源潜力评价项目组.广西铁矿资源潜力评价成果报告，2010.
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
               
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