TM遥感影像岩矿信息提取及构造解译在地质勘查中的应用

张广平 沈建海 李假广 高昂 张宇 刘蓓蓓

（①河南省地质矿产勘查开发局测绘地理信息院 郑州 450006 ②河南省地质职工学校 郑州 450000)

TM遥感影像岩矿信息提取及构造解译在地质勘查中的应用

张广平①沈建海①李假广①高昂②张宇①刘蓓蓓①

（①河南省地质矿产勘查开发局测绘地理信息院 郑州 450006 ②河南省地质职工学校 郑州 450000)

以新疆托里县阿克塔木金矿勘查区为例，通过TM遥感影像数据处理及信息提取，遥感解译，划分了区内地层，解译了主要构造和侵入岩分布情况。结合区域成矿地质特征，圈定了找矿靶区，经野外实地调查，在该处发现2处金矿化点。此工作方法在地质勘查工作中起了节省时间与提高地质填图精度的作用。

遥感影像 信息提取 构造解译 地质勘查

0 引言

国外从80年代中期开始将遥感技术应用于地质找矿领域，并取得较好的进展[1-2]。国内则始于80年代末，2000年后该技术取得了长足发展。如包安明等（1989）通过“金矿化异常遥感地质解译的初步尝试”在新疆托里县雅玛图一带圈出3个找金远景区，为在玛依勒断裂带寻找金矿开辟了新的“窗口”［3］。

燕守勋等（2001）在“中国西部喀喇昆仓明铁盖多金属矿化区通过卫星遥感勘查”发现了罗布盖子沟多金属矿化区［4］；杨金中等（2003）提出“中国西部重要成矿带遥感找矿异常提取的方法研究”为西部重要成矿区带遥感找矿异常提取工作的开展提供了重要的实践依据［5］；杨波等(2005)以鹰嘴山金矿区为例建立矿化信息提取的混合蚀变遥感模型［6］。冯雨林等（2008）利用ETM+遥感影像矿化蚀变信息的提取，结合成矿理论，经GPS野外实地异常检查，在辽宁省建平县北部地区发现2处矿化点［7］。这些成果均在地质找矿中发挥了突出作用。

本文以新疆托里县阿克塔木金矿勘查区为例，采用遥感影像信息提取进行地层、岩性划分，构造解译，结合区域成矿规律，达到缩小找矿靶区的目的。

1 区域地质背景

研究区位于托里县庙尔沟镇西南约20 km处，区内出露地层主要为石炭系希贝库拉斯组（C1x）和包古图组（C1b）。希贝库拉斯组为一套伴随有区域火山活动的浅海或半深海环境的浊流堆积相；包古图组属一套深海-半深海浊流沉积相。

大地构造位置上处于哈萨克斯坦-准噶尔板块塘巴勒-卡拉麦里沟弧带，为哈萨克斯坦巴尔喀什斑岩型成矿带的东延部分，成矿区划隶属达拉布特-卡拉麦里铬、金成矿亚带，是一个重要的金矿化集中区。

区域侵入岩主要为花岗岩、花岗闪长岩、细晶闪长岩和闪长玢岩。花岗闪长岩以岩枝或岩株形式分布，一般面积数平方公里，岩性较均匀，细晶闪长岩和闪长玢岩以脉岩形式产出，一般较窄，但延走向长短变化较大。

2 遥感图像资料来源

遥感图像选取时，首先应进行预处理，尽量选择植被和冰雪覆盖少、岩石尽可能裸露多的时相，云彩覆盖度最好控制在10%以内，植被覆盖度最大不能超过45%［5］。

鉴于遥感图像的特点，为了充分发挥遥感技术具有宏观性、不同空间（波谱）分辨率和时相分辨率等的优势，本次选取了美国陆地卫星Landsat-7 ETM+图像作为主要原始图像数据，选取1993-9-20接收的Landsat-7 ETM+卫星遥感数据，所属轨道号为P=145，R=028。研究区图像的总体影像清晰，不同地物的层次感较强，色调对比度好，纹理细节都有清晰的显示。影像基本没有积云。

3 遥感图像处理及信息提取

3.1 遥感图像处理

遥感图像处理软件较多，应用最为广泛的主要为ERDAS、ENVI、PCI、ER Mapper等。李斯泽介绍了以上4种软件的主要功能并比较了在遥感图像处理中应用的特点：PCI更适合于影像制图，ERDAS的数据融合效果最好，ENVI在针对像元处理的信息提取中功能最强大，ER Mapper对于处理高分辨率影像效果较好［8］。本文主要应用PCI Geomatica 8.2软件对遥感图像进行处理。

为了丰富图面信息，提高监督分类训练区选择的质量，对原始TM图像进行了增强处理，包括线性增强、均衡化增强以及假彩色合成处理。研究表明，在本区采用均衡化增强可有效改变图像灰度的分布，提高原始波段图像的影像质量；采用TM1（R），4（G），7（B）彩色合成方案，获得信息反映较全的假彩色图像，可有效用于训练选取。

3.2 遥感信息提取

TM遥感信息技术是航天遥感的一种，具有视域广和信息量丰富等特点[9]。利用遥感技术对构造线性体、蚀变等影像信息进行提取和分析，有助于提高认识区域地质构造分布特征及其找矿靶区的圈定。

多光谱的信息提取主要集中于：①色调信息提取；②纹理信息提取；③信息融合。对于色调信息提取，主要是采用一些增强处理，扩大图像中地物间的灰度差别，以突出目标信息或改善图像效果，提高解译标志的判别能力，如反差扩展、彩色增强、运算增强、变换增强等，这些传统的图像处理方法在一定程度上满足了应用的需要［10］。

研究区侵入岩体（花岗闪长岩）为冷侵入，蚀变较弱，主要蚀变为弱硅化、角岩化，该区蚀变信息提取效果不佳。作者采取构造信息提取与区域成矿规律（区域金矿床与中酸性小岩体有关，金矿体多分布在中酸性小岩体内、外接触带中）相结合，圈定成矿远景区。

3.3 遥感地质解译

通过遥感地质解译（图1）先从宏观上对工作区地质特征进行了解，在地质勘查工作中有助于提高地质填图质量和缩小找矿靶区。本次处理影像图片色调反差较大，纹理清晰，线性构造易识别。

（1）岩性解译

侵入岩：工作区侵入岩主要为中酸性侵入体，影像特征明显，解译标志清晰，主要岩性为海西期花岗闪长岩。

侵入岩体为暗灰白－亮白色，呈哑铃状。岩体影象特征北部与围岩差别不大，边界较模糊，与围岩在色调上呈渐变关系，剥蚀较浅；岩体南部呈亮白色，南侧边界线平直，与围岩呈断层接触；北侧及其他边界为波状弯曲，是侵入接触。侵入岩影纹呈斑团状。地貌上为正地形，植被不发育。

地层：通过对工区影象的色调、影纹结构、形态、水系、地势、植被等的分析，主要解译出以下岩性组：下石炭统希贝库拉斯组（C1x）和包古图组（C1b）。希贝库拉斯组影像为棕色，呈类似斜“U”字形分布在西南和东北部，其中西南部出露面积较大，中西部与包古图组呈断层接触，岩性主要为灰－深灰色块状、局部中厚层状细－粗粒凝灰质岩屑长石砂岩，部分含砾，偶夹灰黑色泥质或硅质粉砂岩。包古图组影像呈浅蓝－紫色，呈北西向展布，向东南收敛，岩性主要为灰黑色厚层至块状硅质粉砂岩类，局部夹灰、灰黑色细砂岩、泥质粉砂岩薄层及硅质岩等。

（2）构造解译

①褶皱构造。调查区东、东南部的地层中出现有水系、山体结构形态上呈半圆形、弧形、圆弧尖端向东南顶突的影象特征（紫色影象），初步解译疑是受北东部庙尔沟岩体侵入挤压影响形成的褶皱或是隐伏褶曲。

②断层构造。断裂在遥感图像上具有平直或略有弯曲的线性影像特征。线状、带状色调异常，不同地层地貌单元直线型分界，直线型河流、山脊呈直角状或锐角状的急转弯，地下水溢出带或泉水呈直线状分布等均是断裂构造的解译标志［11］。研究区内部分断裂构造解译情况见图1。

图1

4 野外调查成果

根据遥感地质解译结合区域地质成矿规律，利用GPS定位仪指引，开展遥感解译的主要断裂构造与岩体内外接触带的实地查证工作。通过实地调查，本次在花岗闪长岩体内接触带发现2处含金石英脉带。

5 结论

（1）通过TM影像遥感信息提取，在阿克塔木金矿勘查区划分了下石炭统希贝库拉斯组（C1x）、包古图组（C1b）地层界线和侵入岩分布范围，并圈定了找矿靶区。

（2）通过TM影像遥感解译，确定了勘查区内主要断裂构造有3组，主要为近东西向（F1、F2）、北西向（F5、F6、F7）和北东向（F3、F4）。

（3）遥感技术在野外地质勘查中具有一定的指导性和优越性，但也存在局限性（如：探测深部矿产等），在地质勘查工作中该技术要想用好用足还需与其它学科进行结合，优势互补，才能获得更佳的找矿效果。

总之，TM遥感影像信息提取在区域地质调查、矿产勘查中的应用越来越广，尤其在新疆等基岩裸露区域采用效果较好。

［1］Clark R N,Roush T L.1984.Reflectance spectroscopy:quantitative analysis techniques for remote sensing applications.Journal of Geophysical Research,89(B7):6329～6340.

［2］Adams J B,Smith M O et al.1986.Spectral mixture modeling:a new analysis of rock and soil type at the Viking Lander 1 site.Journal of Geophysical Research,91(B8):8098～9112.

［3］包安明,吴中莹.金矿化异常遥感地质解译的初步尝试—以新疆托里雅玛图地区为例［J］.干旱区地理，1989，12(4)：48～53.

［4］燕守勋,马建文,蔺启忠.中国西部喀喇昆仓明铁盖多金属矿化区的卫星遥感勘查[J].遥感学报，2001，5（4）：306～311.

［5］杨金中，方洪宾，张玉君，等.中国西部重要成矿带遥感找矿异常提取的方法研究[J].国土资源谣感，2003，57(3):50-53.

［6］杨波,吴德文,陈云浩,等.矿化信息提取的混合蚀变遥感模型—以鹰嘴山金矿区为例[J].国土资源遥感，2005，63(1):20～25.

［7］冯雨林，时建民，杨利军.ETM+遥感影像矿化蚀变信息的提取与找矿实践[J].地质与资源，2008,17(1):69～72.

［8］李斯泽.ENVI,ERDAS,PCI,ER-Mapper的特点与统计分类[J].电脑知识与技术,2008,3(26).

［9］甘甫平,王润生,马蔼乃，等.光谱遥感岩矿识别基础与技术研究进展［J］.遥感技术与应用,2002,17(3):140-147.

［10］刘汉湖,杨武年,李佑国.遥感图像数字处理技术在断裂带信息提取中的应用—以扬子地台西南缘冕宁—西昌一带为例［J］.地质找矿论从.2006.21（2）：133-136.

［11］陈华慧.遥感地质学［M］.北京：地质出版社，1984.177-184.

收稿：2014-02-27