霍林河地区遥感、地质、化探多元信息异常分析的应用

高利东+赵胜金+杨海星+隋海涛+高峰+张玉龙

摘要：近些年来，遥感蚀变异常信息在地质领域方面的应用越来越广泛，遥感、地质、化探多元综合信息异常分析的应用更是在地质基础研究和找矿预见性方面越来越得到认可，获得了较为理想的效果。内蒙地勘十院2016年开展了霍林河地区1∶5万区调项目，地质生产过程中以ETM+数据为信息源，利用主成分分析法有效提取了铁染和羟基蚀变异常，并利用光谱法对蚀变异常进行了优化处理，与地质、化探多信息资源进行叠加，在叠加有利部位划分出了地物化遥综合信息异常源区，对于区调工作在构造性质、矿产预测、成矿远景区及靶区圈定等方面研究工作起到了重要的指导性及前瞻性。

关键词：霍林河地区；ETM+数据；叠加分析；综合信息异常源区

随着ETM+数据提取矿化蚀变技术的成熟发展，遥感技术越来越多的应用于找矿预测和靶区筛选方面，效果越来越显著。充分利用地物化遥综合信息异常源区资料寻找与发现矿产资源地是区调最重要的一项工作，可以起到事半功倍的作用。

1.工作区地质概况

工作区位于内蒙古自治区东北部，处于通辽市、锡林郭勒盟、兴安盟和赤峰市交界处，地理坐标：东经：119°30′00″～120°00′00″；北纬：45°00′00″～45°40′00″。总面积：2874km2。

大地构造单元古生代属西伯利亚板块南东缘兴蒙造山带—霍林郭勒—索伦残余海盆，南接锡林浩特—西乌旗—牤牛海构造带；中生代属滨太平洋构造域的大兴安岭构造带。区域成矿背景处于索伦—黄崗铁（锡）、铜、锌成矿带（Ⅳ级）之沙不楞山铜、铅、锌成矿带（Ⅴ级）内，区域上以铅锌多金属矿及煤炭资源为主，找矿潜力巨大，本区内晚侏罗世花岗岩及其岩浆期后热液所形成的细粒花岗岩脉及石英脉等与成矿关系密切。总体构造线方向为北东向，控制着地层和侵入体的展布方向，属于主控矿构造，次之为北西向构造及东西向构造。

2.遥感信息特征

2.1遥感信息数据的选择

工作区自然地理夏季、秋季植被繁茂，水体广布，而冬季、春季常常被积雪覆盖，这些因素严重干扰遥感地质调查研究工作，时相选择尤为重要，因此收集了2010年10月20日轨道号ALAV2A252362680（111，2680）的ALOS2.5米全色波段（PAN）基础数据源，这期间影像具有植被较少、积雪少的适合特点；蚀变异常提取选择Landsat-8的ETM数据，经过对图像进行几何精校正、地理配准、波段组合、反差扩展、分辨率融合等处理，选用ETM4（R）ETM3（G）ETM2（B）波段组合生成了工作区遥感影像图，在此基础上进行了蚀变异常信息提取。

2.2信息增强处理

用1∶5万地形图选取的地物特征点（各30个）分别对ALOS多光谱数据和PAN数据进行几何校准。在校正后的ALOS多光谱数据（10m）和PAN数据（2.5m）上分别选择相同的地物特征点（30个），进行图像配准，截取工作区图像，重采样成5m分辨率的图像后，选择Gram—Schmidt光谱融合算法，将PAN数据与多光谱数据进行融合，融合后的工作区图像具有PAN数据的高空间分辨率和多光谱数据多波段的特性。

2.3工作区遥感影像特征

遥感影像总体上具有北东向隆起带和凹陷带相间排列的特征，棕色及棕黄色区多为中生代火山岩发育区，浅蓝色调区为霍林河城镇及煤矿区，浅灰色区多为二叠世沉积岩，暗红色区为花岗岩。北部区以棕黄色、浅蓝色调为主，色调较深，基岩裸露，地质构造明显；南部区以棕色、暗红色、浅灰色调为主，植被覆盖严重，线状解译效果较好。

2.4线性构造信息特征

遥感影像图上线性构造解译标志特征明显，影像清晰：由不同色彩的直线型界面所显示、地貌为直线型沟谷及山鞍部、水系转折点、错断的山脊、水体展布和不同岩石界线、局部断层三角面等，线性构造以NE方向为主、NW向次之，少量近EW向。

2.5环状构造信息特征

遥感影像图上环形构造表现为断续的弧形水系、沟谷、色调差异界线等，少量为圆形、半圆形影纹。区内环形构造大小不一，火山机构在地貌上表现为隆起的锥状高山或洼坑，部分具环带状或放射状水系特征。

3.遥感蚀变信息提取

针对工作区植被覆盖率较高、河流水体、冲积物等干扰信息较多的特点，经过多次的对比研究，采用去干扰异常主分量门限化技术进行遥感矿化蚀变异常信息提取工作。遥感图像各个波段间存在有一定的相关性，为了减少相关性对分类的影响，常使用主分量分析法去相关。主分量分析基于信息总量守恒的前提下，利用线性变换的方法来实现去相关性。

由于所获各主分量之间不相关，故各主分量之间信息没有重复或冗余。ETM多波段数据通过PCA所获每一主分量常常代表一定的地质意义，互不重复，即各主分量的地质意义有其独特性。用ETM2、ETM5、ETM6、ETM7等4个波段进行PCA，删去ETM3、4波段，避免三个可见光波段同时参与运算，排除了铁氧化物的干扰，这样在PC4中绿泥石等粘土矿物就突出显示出来，从而得到羟基化物异常，对代表羟基化物主分量的判断准则是：构成该主分量的本征向量，其ETM6系数应与ETM7及ETM5的系数符号相反，ETM2与ETM6系数符号相同。

根据有关地物的波普特征，羟基信息包含于符合这一判断准则的主分量中，故此主分量可称为羟基异常主分量。用ETM2、ETM4、ETM5、ETM6等4个波段进行PCA，删去ETM3、7波段，排除了粘土类矿物蚀变信息的干扰，这样在PC4中铁氧化物等就突出显示出来，从而得到羟基化物异常；对代表铁染物主分量的判断准则是：构成该主分量的本征向量，其ETM4系数应与ETM2及ETM5的系数符号相反。本次研究中，羟基异常一般出现在ETM2、5、6、7做四分量PCA之后的第四主分量中。而铁染异常一般出现在ETM2、4、5、6做四分量PCA之后的第三主分量中。

4.遥感、地质、化探多元信息异常分析

进行遥感、地质、化探多元信息异常分析有利于进行异常筛选与推荐，在化探异常范围内出现铁染、羟基异常，增加了找矿有利信息的定位精度，对找矿具有较好的指示作用。

根据工作区羟基、铁染蚀变信息及1∶5万化探，并结合 1∶5万矿调地质成果，筛选出五个多元信息异常进行研究分析，其中两处区内新发现有矿点及矿化点，指示了极为有利的找矿信息。

4.1塔日巴干扎拉格多元信息异常区

位于工作区西北部，北侧为中侏罗统新民组流纹质火山碎屑岩，南部为中侏罗统塔木兰沟组安山质火山碎屑岩及安山岩等，中部出露少量岩株状形态的晚侏罗世细粒花岗岩，侵入接触部位处见面状褐铁矿化、黄铁矿化、硅化等蚀变。北东、北西向或北东向断裂构造发育。异常区羟基、铁染、化探异常发育好，编号FA1铁染异常、HA3羟基异常与化探AP29丙、AP32乙1、AP33乙3综合异常曲线重叠套合（图1）。

遥感线性构造、环形构造发育。铁染FA1异常呈不规则掌状，面积约84.5km2，分布均匀，蚀变性强；羟基HA3异常面积约37.9km2，環带状分布，蚀变较为分散，发育中等。化探异常区内成矿元素包括Pb、Zn、Ag、W、Mo、Au等，浓集中心明显，单元素套合重叠性好，异常数值较高。

野外注重了此综合异常区的找矿信息工作，在中西部新民组北东向构造破碎断裂带内发现1处银矿化点，控制矿化体长200余米，厚度6m～10m，银品位19.6g/t～32.8g/t；1处铅锌矿化点，控制矿化石英脉长400m，厚度10m～20m。铅：0.028%～0.37%。锌：0.23%～0.46%。可以看出，此异常信息区内是寻找Ag、Pb、Zn等多金属的有利区域。

4.2巴彦敖包图嘎查多元信息异常区

位于霍林郭勒市东9.5km处，异常区内主要出露地层为上侏罗统满克头鄂博组流纹质火山碎屑岩、上侏罗统玛尼吐组安山岩，零星上二叠统林西组变质粉砂岩，少量晚侏罗世细粒花岗岩及花岗闪长岩等，地质情况较为复杂。FA6铁染异常与化探异常AP35甲1套合，羟基异常不明显，遥感解译两处环形构造发育，NE向线性构造较发育（图2）。FA6铁染异常呈一长轴北东向延展的不规则形态，面积约56.2km2，面状发育程度较好；化探异常成矿元素组合以Pb、Zn、Ag、As、Sb、Au、W为主，单元素异常套合好，浓集中心明显，异常强、规模大。

野外工作中新发现1处锌多金属矿化点，地表所见蚀变带宽1.0m～1.2m，延伸长大于25m，产状230°∠75°，北西延展，具有褐铁矿化、硅化、少量云英岩化、黄铁矿化。采样分析结果Ag2.4g/t～4.9g/t；Pb：0.022% ～0.062%；Zn：0.19%。因此该处是寻找多金属矿潜力较大的地段。

5.结论

（1）区调工作中，加强地质、遥感、化探综合信息源异常区的圈定与筛选工作，可以获得事半功倍的效果。

（2）地质、遥感、化探综合信息异常区的圈定，对于找矿起到了较好的效果，证明了该工作方法的可行性与预见性，可为区调工作中类似区域预测与评价矿产资源提供有价值的参考。

（3）在第四系覆盖较厚或交通不便的地区，充分收集研究分析前人的遥感化探地质资料，充分加强遥感技术与地质、化探等学科的紧密联系，可以更有效的获得找矿新突破。

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