遥感技术在多龙铜矿预测区成矿预测中的应用

翟伟林，何政伟，赵银兵，倪忠云，吴 华，刘婷婷

（1.地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都 610059；2.成都理工大学 地球科学学院，四川成都 610059；3.西藏自治区地质调查院，西藏拉萨 850000）

遥感技术在多龙铜矿预测区成矿预测中的应用

翟伟林1，2，何政伟1，2，赵银兵1，2，倪忠云1，2，吴 华3，刘婷婷1，2

（1.地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都 610059；2.成都理工大学 地球科学学院，四川成都 610059；3.西藏自治区地质调查院，西藏拉萨 850000）

多龙铜矿集区位于班公湖～怒江成矿带西段，区内已知的典型矿床为多不杂和波龙斑岩型铜矿，是大型的铜多金属矿床，其成矿背景复杂，找矿潜力巨大。利用ETM＋遥感影像，对研究区进行构造解译和矿化蚀变信息提取的工作，再结合区域地质、物探、化探等信息进行综合找矿分析，并结合已知矿床点，圈定出二处遥感找矿远景区，为矿产资源潜力评价和成矿预测提供了重要的信息和依据。

多龙铜矿；ETM＋；遥感找矿远景区；成矿预测

0 前言

遥感是二十世纪六十年代发展起来的对地观测综合性技术，是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。随着遥感技术的发展，其在地质找矿中的作用也越来越突出。近年来，易于发现的露头矿、浅部矿经多年的地质勘查日趋减少，所以，在当今地质找矿工作中，运用传统的找矿方法不但难度越来越大，而且地勘成本也不断攀升。因此，地质工作者可以通过遥感影像，以及对地质背景的了解，将遥感和地质找矿很好地结合起来，从而提高工作效率，降低资金投入，降低地勘风险［1］。

多龙铜矿预测区位于西藏自治区阿里地区改则县城西北约90km处，班公湖～怒江成矿带西段，所在图幅为物玛幅，区内已知典型矿床二个，即多不杂铜矿和波龙铜矿。矿床规模达超大型，找矿潜力巨大。作者利用遥感技术，对多龙铜矿预测区进行了构造解译和矿化蚀变信息提取，并与矿区的地质、物探和化探异常信息相结合进行综合分析，从而圈定出遥感最小预测区，为多龙铜矿及外围找矿远景区的圈定提供了参考依据。

1 研究区地质背景

1.1 研究区地层

区内出露的地层，主要有下侏罗统曲色组（J1q）、中侏罗统色哇组（J2s）、下白垩统美日切错组（K1m）等。多龙式铜矿赋矿地层为曲色组（J1q），岩性为长石石英砂岩、粉砂质板岩夹硅质岩、花岗闪长斑岩、灰绿色玄武岩、基性火山熔岩英安岩。

1.2 研究区构造

控岩构造为区域上的EW（局部显示为NE）向的查尔康错逆冲断裂，以及岩体周围的裂隙构造及其内部的裂隙构造，围岩接触带及其内部裂隙构造

1.3 控矿侵入岩

研究区内控矿侵入岩为燕山期花岗斑岩、花岗闪长斑岩等酸性浅成侵入岩。

1.4 矿体特征

斑岩体地表呈不规则的椭圆形，面积大约为0.45km2。形成时代据K－Ar法同位素年龄值为123.3Ma～93.86Ma（据曲晓明2004）［16］。矿体产于多不杂花岗闪长斑岩体及接触带中，钾硅化带以及和钾硅化带接触的绢英岩化带内。

1.5 围岩蚀变

在矿区内，矿化主要有孔雀石化、蓝铜矿化、黄铜矿化、黄铁矿化、锰矿化、辉铜矿化、褐铁矿化。蚀变主要为硅化、钾长石化、绢云母化、斜长石化、绿泥石化、绿帘石化等。围岩蚀变水平方向明显具有以斑岩为中心的对称分布规律，即中心式面状环状分带特征。

2 遥感图像处理

2.1 数据源

在本次工作中，作者选用了四景Landsat－7ETM＋影像，图幅号分别为：143/037（1999年11月02日）、143/038（1999年07月13日）、144/037（2001年10月13日）、144/038（2001年10月13日）。所获取的遥感影像效果较好，云量较少，色调对比度好，纹理细节清晰，能满足本次遥感信息提取工作的要求。

2.2 遥感影像处理

由于遥感系统受空间、波谱、时间，以及辐射分辨率的限制，在数据获取过程中，不可避免地存在着误差，使得遥感数据很难精确地记录复杂的地表信息。这些误差的存在，不仅降低了遥感数据的质量，而且影响了遥感图像分析的精度。因此在遥感图像地质解译和矿化蚀变信息提取之前，有必要对遥感原始图像进行处理。结合本次研究工作可知，遥感数据处理的主要内容有几何校正、图像镶嵌、彩色合成、数据融合等。

2.2.1 几何校正

遥感图像在成像过程中，由于受到遥感平台位置和运动状态变化的影响、地形起伏的影响、地球表面曲率的影响、大气折射的影响、地球自转的影响等，使得遥感影像在几何位置上发生了变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等几何畸变。畸变的影像在工作过程中，会对定量分析和位置配准造成困难，因此需要消除这种畸变，方法就是对影像进行几何校正。在PCI操作系统中，利用1∶250 000地形图，采用由图像到图像的校正模式，选择明显的地面标志点对图像进行校正，几何校正的流程如图1所示。

2.2.2 图像镶嵌

图像镶嵌是指把多个单幅图像，根据相同地物标志拼接成一幅大图像的处理过程。我们在工作中，采用基于地理坐标的图像拼接，镶嵌以列为单位进行拼接，然后将各列拼接起来，进行直方图匹配和色彩调整，最终生成工作区的遥感影像镶嵌图。

图1 遥感影像几何校正流程图Fig.1 Geometric correction flow chart of remote sensing image

2.2.3 彩色合成

遥感图像的地质解译是在成矿理论的指导下根据遥感影像特征，识别、提取与成矿、控矿有关的地层岩性、线性环形构造、矿化蚀变带、地貌、水系等地质信息。经过对比分析，选择TM7、TM4 TM1波段合成，获取了一幅信息量丰富，层次分明并且含有目标地物特征信息的图像，作为遥感地质解译的基础图像。

2.2.4 数据融合

作者本次研究是根据本区的实际情况，采用了IHS彩色空间变换的融合方法。IHS彩色空间变换融合的结果，充分发挥了多光谱波段和全色波段的优势，弥补了两者之间的不足，取得了较好的图像效果。

经过处理后，根据预测区范围对影像进行裁剪，得到预测区遥感影像图如图2所示（见下页）。

3 构造解译和蚀变信息提取

3.1 构造解译

根据项目要求，本次构造解译工作不面对一切地质问题，地质解译的重点是区域地质构造背景和成矿控矿地质条件。在1∶250 000综合信息矿产预测解译中，重点识别具有诊断性意义的线、环色、带、块五大类遥感地质信息。

图2 研究区遥感影像图Fig.2 The remote sensing image map of research area

作者在本次工作区范围内共解译出四十二条断裂构造，其中正断层一条，逆断层二十四条，平移断层十条，板块缝合带二条，性质不明断层五条。规模以中型为主，线型构造多为东西走向，其次为北西走向。作者在工作区内共解译环形构造七个，根据遥感地质分析，推测其中三个环要素为中生代花岗岩类引起的，二个环要素为褶皱引起的环形构造，二个环要素性质不明。工作区中的色要素解译出四处，作者推测均为角岩化，角岩化主要分布于侵入体周围，均为围岩蚀变，其色调与侵入岩体本身有关。带要素是指赋矿地层和岩层，工作区范围内的带要素主要包括侵入岩型、沉积岩型，主要为白垩系阿布山组、三叠系日干配错群，侏罗系木噶岗日群、曲色组、色哇组。在工作区范围内，作者未解译出块要素。

构造解译的成果如图3所示。

图3 研究区构造解译图（1∶250 000）Fig.3 The tectonic interpretation map of research area

3.2 矿化蚀变信息提取

各类地物都具有各自的光谱特征，而地物光谱特征的差异，是遥感技术识别各类地物的主要依据。蚀变围岩具有与正常岩石不同的物质组成及内部构造特征而表现出波谱特征异常。多龙铜矿预测区为铜多金属矿床，矿区热液蚀变类型主要为硅化、钾长石化、绢云母化、斜长石化、绿泥石化、绿帘石化等。根据矿区岩石类型，可将矿区蚀变岩划分为与铁离子有关的蚀变矿物和与羟基有关的蚀变矿物，并可分别进行羟基和铁染蚀变信息的提取。

含羟基矿物，如高岭土化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、碳酸盐化等在ETM＋7波段附近有一个较强的光谱吸收带，在ETM＋5波段附近存在较高的反射率。

铁化蚀变矿物，如褐铁矿化，在波谱曲线上有二个明显的吸收带，分别为ETM＋1波段和ETM＋4波段，而在ETM＋3波段附近反射相对较高。

通过对ETM＋不同波段组合进行增强处理可圈定出围岩蚀变的范围和强度［3］。

在PCI8.2软件平台上，采用“面向特征主分量选择法（克洛斯塔技术）”提取岩石蚀变信息，我们选取ETM＋1、ETM＋4、ETM＋5、ETM＋7波段组合和ETM＋1、ETM＋3、ETM＋4、ETM＋5波段组合分别进行主成份分析，来提取羟基蚀变信息和铁染蚀变信息。

为了更好地分析蚀变信息，我们对提取出的异常信息进行分级，利用不同的标准离差的倍数，得到的异常范围也就不同。一般将异常分为1级、2级、3级，分别对应强、中、弱异常信息，最终得到的预测区羟基异常分布图和铁染异常分布图，如图4和下页图5所示。

图4 研究区羟基异常分布图Fig.4 The hydroxyl alteration distribution map of research area

4 综合找矿信息分析

在对多龙铜矿预测区进行遥感解译以及蚀变信息提取后，结合研究区内地质、物探、化探信息，可以对研究区内的遥感综合找矿信息进行分析。通过将研究区解译信息和蚀变信息叠加到一起可以看到蚀变信息与解译出的五要素具有较好的重叠性，羟基异常主要分布在白垩系和侏罗系地层上，集中于环形构造范围内，并与角岩化的色要素叠合较好；铁染异常分布较少，和线性要素叠合较好。

根据分析结果，作者在研究区内圈定出了二处遥感找矿远景区，如图6所示。

A区位于早中侏罗世曲色组和色哇组地层上，出露岩性为砂岩、泥岩、玄武岩组合，区内线性构造有一条北东向平移断层和一条东西向的逆断层。在区内，羟基异常分布较多，且集中分布在断裂交叉部位。在区内已发现一个矿化点，经分析认为该区具有较好的找矿前景。

B区位于白垩系和侏罗系地层上，出露岩性为砾岩、砂岩、粗面安山岩、泥岩、玄武岩组合。在区内有一条北西向的平移断层和一个环形构造，且环形构造和线性构造呈相交模式。由于线环相交和相切的部位是成矿的有利部位，在区内已发现一个矿化点，经分析认为，该区具有良好的找矿前景。

5 结论

通过对研究区遥感影像解译，作者提取出了线、环、色、带、块五要素和羟基、铁染异常等信息。将这些信息与已知矿点进行叠加分析，可以看出，线性构造密集带、线性构造相交部位和线环构造相交、相切部位是找矿的有利部位，并据此圈定出二处遥感找矿远景区，这对矿产资源潜力评价和成矿预测提供了重要的遥感信息。

由于ETM图像的分辨率不足，作者在工作中未能解译出规模较小的地质体。因此，作者在本文对地质体的解译程度和控矿构造的研究程度还不够深入。

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1001—1749（2012）03—0249—04

TP 7

A

10.3969/j.issn.1001－1749.2012.03.20

翟伟林（1985－），男，河北省石家庄人硕士，研究方向为生态遥感与GIS应用。

中国地质调查局地质调查项目（1212011086057；1212010813025）

2011－08－31 改回日期：2012－03－21