首页 > 论文范文 > 工程工业论文 > 工程综合论文 > 矿业工程论文 > 羊拉矿区蚀变信息提取及线环构造的解译

羊拉矿区蚀变信息提取及线环构造的解译

2024-07-04 11 上传者：管理员

摘要：近矿围岩蚀变现象作为找矿标志已有数百年历史，根据围岩蚀变信息进行找矿的大量实例证明了蚀变岩石信息作为找矿标志的重要意义。通过对Landsat7的ETM+数据和Landsat8的OLI数据运用主成分分析法提取出铁染、羟基蚀变的主成分分量，再以N倍标准差进行阈值分割，划分出一级、二级蚀变异常区，并以遥感解译出的线性构造、环形构造信息为基础，运用数理统计方法对其空间分布特征及规律进行定量分析，研究构造异常与矿化之间的关系，将蚀变异常结合该地区线-环构造解译，分析得出蚀变异常区与构造统计量高值区吻合度较高。

关键词：
找矿标志
构造解译
羊拉矿区
蚀变提取
近矿围岩蚀变
加入收藏

近矿围岩蚀变现象作为找矿标志已有数百年历史，根据围岩蚀变信息进行找矿的大量实例证明了蚀变岩石信息作为找矿标志的重要意义[1]。

运用适合的遥感传感器能够捕获并记录矿物岩石的光谱特征，使得利用遥感技术进行岩性构造解译、蚀变信息识别提取成为可能[2]。

文中选用Landsat7的ETM+数据和Landsat8的OLI数据，采用主成分分析法提取出铁染、羟基蚀变的主成分分量，再以N倍标准差进行阈值分割，划分出一级、二级蚀变异常区，将蚀变异常结合该地区线-环构造解译，分析成矿有利地区。

一、研究区概况

研究区位于云南省西北部德钦自治州羊拉乡，在大地构造位置上位于欧亚板块与印度板块之间的古特提斯构造域，属于中咱地块与昌都—思茅地块相夹持的金沙江板块结合带中，羊拉铜矿区夹持于金沙江断裂与羊拉断裂两条南北向大断裂之间，其内发育一组北东向断裂如图1。该区位于金沙江造山带中段，地质构造复杂，岩浆活动强烈，多期次的构造岩浆作用具备了良好的成矿环境，形成了一系列不同成因的铜矿化[3]。

二、遥感数据源及预处理

文中研究区蚀变信息提取使用的遥感数据选取Landsat7的ETM+数据和Landsat8的OLI数据，由于影像质量会影响后续的蚀变提取及构造解译，因此要选取云量较少，冰雪覆盖较少，纹理清晰的影像，其中Landsat7数据采集于2000年11月29日，Landsat8数据采集于2017年12月16日。与Landsat-7相比，Landsat-8增加了两个波段，分别是Band1(0.43–0.45μm）和Band9(1.36–1.39μm），单个波段范围更窄，能反映的信息更精确，应用领域会更宽[4]。

图1 羊拉铜矿区地质简图（据陈开旭2002)

原始影像数据与真实地表情况有一定的失真或几何位置的误差，在使用前需要对其进行辐射定标、大气校正、几何校正等，经过处理后，图像基本满足后续蚀变提取的使用条件（如图2）。

图2 羊拉矿区影像图

三、蚀变提取

目标蚀变矿物具有特征反射波谱是遥感蚀变异常信息提取的前提与基础。铁化蚀变矿物包括铁的氧化物、铁的氢氧化物和铁的硫化物，如赤铁矿（Fe2O3）、针铁矿（Fe O(OH））、黄钾铁矾（KFe3(SO4)2(OH)6）等。泥化蚀变是指OH-、CO32-等基团振动产生的蚀变异常，蚀变矿物主要有明矾石、伊利石、蒙脱石、高岭石、方解石等。这些蚀变矿物的主导离子的主要吸收光谱带及对应的TM波段可参考表1。

表1 蚀变矿物主导离子特征吸收波谱带及对应波段[5,6]

1．蚀变提取方法

文中采用的提取方法为主成分分析法（PCA），目前，该方法被普遍使用于岩石蚀变信息的提取。根据对表1的分析得出，含铁矿物在ETM1和ETM4为吸收谷，而在ETM3和ETM5为反射峰。含羟基的矿物在ETM4和ETM7具有较强的吸收能力，在ETM1和ETM5有较强的反射特征。OLI数据反射特征与此类似。

图3 羊拉矿区铁染蚀变分布图

图4 羊拉矿区泥化蚀变分布图

基于以上分析，以ETM1,4,5,7波段提取出铁染蚀变异常，以ETM1,4,5,7波段提取羟基蚀变的主成分分析，并以N倍标准差进行阈值分割，将两倍标准差-三倍标准差区间内化为二级异常区，大于三倍标准差的化为一级异常区。以此做阈值分割对蚀变异常信息进行分级筛选，得到羊拉地区主成分分析铁染（图3）和羟基（图4）蚀变信息异常分布。

基于不同时段的两种数据提取的蚀变信息分布范围相同或相近，说明此方法获取的蚀变异常信息是稳定和可靠的。羟基蚀变信息和铁染蚀变信息分布范围大致相同，具有以下特征：

(1）已知矿体周围均显示有较大面积的蚀变浓集图斑；

(2）铁染蚀变信息沿着断裂带分布，特别是北东向断裂带以及矿体东部。蚀变浓集中心聚集于北东向断裂和近东西向断裂、南北向、北西向断裂交汇部位；

(3）蚀变异常信息分布于环形构造内部，特别是里农穹隆构造环内，并且呈多环层分布趋势。

2．假蚀变异常剔除

遥感影像由于同物异谱、同谱异物的特征，使得提取的蚀变信息存在假异常现象，为提高蚀变信息提取精度，需对提取的蚀变信息进行筛选，剔除蚀变假异常。在研究区东北外侧靠近金沙江河谷的斜坡上有分布较为广泛的蚀变异常图斑（图5），由遥感图上可清晰看出该区域为环形条带状的一部分，由于河谷斜坡裸露地表常年受风化剥蚀影响，地表散落异地含铁滚石，易被判断为铁染类蚀变信息；河流冲刷所带来的坡积物，可能含有羟基和碳酸根离子等，对泥化蚀变提取结果可能造成影响。

图5 河谷斜坡异常图斑

四、构造解译

1．线环构造定量分析

羊拉矿区位于南北向金沙江断裂带和羊拉断裂带之间的南北向地块之内，研究区断裂不发育，小型的线性构造较为发育，按方位划分线性构造带主要有北东向、近南北向和近东西向；区环形构造主要有两大类：近东西向轴向透镜状环块与等轴状环形构造。前者形成早，后者为晚期构造。

为更好地梳理研究区构造/断裂的分布特征及其控岩控矿规律，以遥感解译出的线性构造、环形构造信息为基础（图6），对其空间分布特征及规律进行定量分析，研究构造异常与矿化之间的关系。

图6 羊拉矿区线性构造和环形构造

羊拉矿区北部共解译出7500条线性体，纷繁复杂，不易掌握其特征规律，对其方位角和频数进行统计，绘制走向玫瑰花图7。

图7 羊拉矿区玫瑰花走向图

可分析得出羊拉北区线性构造方位以EW向最为发育，其次为NW、NE向，与地质资料上基本一致，该区域线性构造的统计值较高，构造发育，有利于矿产的形成。

判断断裂带和褶皱带的强弱除了判断其数量外，更重要的是分析它们的规模。通过Arcgis对羊拉矿区线性体进行线密度分析，通过计算得到线性构造密度图（图8）和环形构造核密度图（图9）。

分析可知，已知矿区均分布于典型的环形构造之内，线性构造主要是沿着NE-SW和东侧靠近金沙江的NS向两条大的断裂带，与地质资料相吻合，这些统计量的高值区是可能的矿化的有利部位。

图8 线性构造密度图图9环线构造核密度图

2．线环构造与蚀变信息结合

将提取出的蚀变结果相叠加（图10），蚀变异常区与前文的统计量高值区是相吻合的，蚀变异常区基本上是分布于线性构造和环形构造周围。

但并不是所有的蚀变异常区和构造密度高值区都一定是有利成矿部位，如东南角的沿江边南北向分布的蚀变异常区，周围并没有已知矿点，提取出的蚀变异常信息可能是由于风化剥蚀等引起的。具体情况需要结合实地验证判断是什么原因导致提取出蚀变异常或未提取出蚀变异常，再结合物探化探等其他方法，圈出成矿有利部位。

图1 0 蚀变异常结果与线环构造

五、结语

文中选用Landsat7的ETM+数据和Landsat8的OLI数据，采用主成分分析法提取出铁染、羟基蚀变的主成分分量，再以N倍标准差进行阈值分割，划分出一级、二级蚀变异常区，同时以遥感解译出的线性构造、环形构造信息为基础，运用数理统计方法对其空间分布特征及规律进行定量分析，研究构造异常与矿化之间的关系，将蚀变异常结合该地区线-环构造解译，分析得出蚀变异常区与构造统计量高值区充分吻合，蚀变异常区基本上是分布于线性构造和环形构造周围，且已知矿区均分布于典型的构造之内。故认为该方法提取的蚀变异常区可作为找矿的重要线索。

参考文献:

[1]李文昌,赵志芳等.云南遥感地质应用[M].北京:地质出版社,2009.

[2]田青林,潘蔚,李瀚波等.基于多源遥感数据的蚀变信息提取对比研究[J].地质科技情报,2018,37(6):218-225,238.

[3]陈开旭,路远发,魏君奇等.滇西北羊拉铜矿区成矿地质背景及多期成矿作用[J].矿床地质,2002,21(S1):361-364.

[4]毛华锐.云南凤庆地区遥感地质解译及矿化蚀变信息提取[D].成都:成都理工大学,2015.

[5]张玉君,杨建民.ETM+(TM)蚀变遥感异常提取方法研究与应用—地质依据和波谱前提[J].国土资源遥感,2002,(4):30-36.

[6]向美玲.遥感数据与化探数据融合及找矿信息提取研究[D].武汉:中国地质大学(武汉),2010.

文章来源:罗闰豪,王瑞雪,李慧敏,等.羊拉矿区蚀变信息提取及线环构造解译[J].中国水运(下半月),2024,24(07):114-116+157.