青海同德地区遥感蚀变异常信息提取在找矿中的应用

1 数据预处理

本次工作应用ETM+(Enhanced Thematic Mapper，增强型专题制图仪)数据提取调查区蚀变遥感异常，因此蚀变异常筛选也是对整个调查区进行筛选。图区共涉及1景ETM+数据。本次工作主要是通过主成分分析方法

，对矿权区铁染蚀变异常和羟基蚀变异常信息进行提取。

由Lagrange定理，当f(a)=f(b)时，有f′(ξ)=0，就是Rolle定理。这段微视频的目标明确，主要复习Rolle定理，介绍Lagrange中值定理，进而说明两个定理之间的联系，为了清晰明了地讲解这个定理，要十分明确清晰地设计活动，设计资源，设计内容，都是围绕Lagrange中值定理这一知识点而开展的，激发学生学习高等数学的兴趣，刺激学生探究问题的心理，帮助学生发现数学问题。

1.1 数据预处理

本次利用ETM+数据提取蚀变遥感异常，ETM+数据预处理包括影像拼接和裁剪、辐射校正、大气校正、坏像元去除等处理过程（图1）。

1.2 图像拼接和裁剪

由于工作区只涉及到一景ETM+数据，古只需裁剪出工作区遥感影像。

1.3 大气校正

对ETM+数据进行辐射定标、格式转换后，利用ENVI软件下FLAASH模块，进行相关参数设置，完成ETM+数据的大气校正，校正前后光谱曲线变化如图2所示。

1.4 去除坏像元

地表反射率数据理论上应在0-1间，由于成像过程中，有些像元并没有获取地表信息，如云阴影区，使得反演后单个像元反射率数值小于0；有些像元由于邻近像元的贡献而使该像元反射率值大于1，导致FLAASH模块反演后的反射率数值大于1或小于0。这些像元的存在会影响数据的处理、信息提取与制图。因此需要利用掩膜技术将其去除。

2 异常提取

2.1 去干扰因素

在使用的数据中，主要干扰因素为植被和白泥地，其中白泥地分布较为分散，通过对其光谱曲线分析，发现其在第5波段具有较高的反射率，设定一定的阈值对图像进行分割，提取出白泥地。

植被干扰因素利用植被指数法进行提取植被，即利用ETM+数据3波段和4波段的差比上两波段的和，然后设置合理的阈值，建立植被掩膜。

利用ENVI软件中自动矢量模块，对处理后的各级蚀变异常自动矢量化，以“shp”格式保存。在ArcGIS中导入“shp”格式的各级蚀变异常，形成ArcGIS的面文件。通过修改面参数，为各级蚀变异常赋色，并在ArcGIS中裁剪调查区范围内的蚀变异常。以遥感影像图为底图，通过叠加调查区内各级蚀变异常文件，形成异常分布图。

该区构造主要为东西向，较发育，主要岩层为古浪堤组，其分布于整个异常区。初步解译确定该异常区地层为古浪堤组砂砾岩段，其岩性为灰白、肉红色厚-巨厚状含砾岩屑长石砂岩、灰色中厚层岩屑长石砂岩夹灰色色粉砂岩、板岩，含透镜状砾岩。异常区内包括两组大的断裂构造：一为堪里贡巴断裂，显示为线性负地貌，带内见构造角砾岩、断层泥、岩石劈理发育，且与主断裂面走向平行，石英脉发育，岩石直立，倒转；二为F3断裂，该断层破碎带宽30m～50m，个别地段宽达150m，并伴有糜棱岩和断层泥，南侧破碎更剧，沿破碎带普遍有平行断层方向的花岗岩脉、花岗闪长玢岩脉和大量的石英脉侵入。

2.2 异常提取

异常提取主要应用选择主成分分析方法，即克罗塔方法。主成分分析基于变量之间的相互关系，在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，这一基本性质在蚀变异常信息提取中被充分利用并很有成效。

2.2.1 铁染异常蚀变信息的提取

随着社会经济的快速发展，人们的生活方式发生了改变，不良生活方式如嗜酒、高糖、高脂、高盐饮食和缺乏运动等越来越普遍，肥胖、糖尿病、代谢综合征和心血管疾病等已属高发疾病，而这些患者是代谢性高血压的高发人群。如今，代谢性高血压患者已成为高血压病患者的主体。代谢性高血压的治疗目标不应再是过去单纯的控制血压，而是在降压的同时改善糖脂代谢紊乱。胃肠道不仅是食物消化吸收的主要场所，而且是重要的分泌器官。胃肠激素的变化在代谢性高血压的调节中起着重要作用。因此，基于调节胃肠激素的治疗将是今后代谢性高血压治疗的新方向。

与铁离子有关的蚀变矿物多为次生氧化物，少部分为热液蚀变带的原生矿物。含铁蚀变矿物以针铁矿、赤铁矿、黄钾铁矿等为代表，该类蚀变矿物的特征光谱信息集中在ETM+1～4波段。其中，在ETM+1,ETM+4波段蚀变矿物为强吸收，光谱曲线上表现为吸收谷；而在ETM+3波段蚀变矿物相对表现为高反射。选用ETM+1345波段组合进行铁化信息提取

，其中ETM+1，ETM+3波段的组合有利于显示铁离子蚀变矿物的异常信息，舍弃ETM+7波段可以有效避免含羟基或碳酸根离子蚀变矿物的干扰。对ETM+1345波段组合进行主成分变换，获得该波段组合的特征向量矩阵。对特征向量矩阵进行分析，PC4中ETM+3与ETM+5载荷因子大且为正值，ETM+1和ETM+4载荷因子小且为负值，ETM+3与ETM+1和ETM+4符号相反，该主分量即为铁化异常主分量。对特征向量矩阵进行分析，PC1中主要反映了ETM+3和ETM+5波段的信息；PC2主要反映了ETM+4波段的信息；PC3主要反映了ETM+1波段的减信息和ETM+4波段的加信息；PC4反映了ETM+1波段的减信息和ETM+3波段的加信息。根据铁染类蚀变矿物的波谱特征，包含这类蚀变信息的图像应该具有ETM+1与ETM+3的贡献值较大且符号相反，故PC4主分量即为铁化异常主分量。

2.2.2 羟基异常蚀变信息的提取

a)当C(px,y)==C(px-1,y)且C(px,y)≠C(px,y-1)时，表示块px,y和左邻域块px-1,y之间存在跨块缺陷，故块px,y临时连通域标号与左邻域相等，即Label[x,y]=Label[x-1,y]。

含羟基或碳酸根离子的蚀变矿物有高岭石、绿泥石、绿帘石、蒙脱石、云母类、方解石、白云石等，该类蚀变矿物在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谱段，从而使得该类蚀变矿物在ETM+7波段产生低值，而在ETM+5波段附近产生高值。选取ETM+1、4、5、7波段组合进行主成分分析提取含羟基或碳酸根离子的蚀变矿物

。

依据ETM+1457波段组合主成分变换后得到的特征向量矩阵分析，PC1主要反映的是ETM+5和ETM+7波段的信息；PC2反映的是ETM+4波段的信息；PC4反映的是ETM+1和ETM+5波段的信息；PC3中ETM+5与ETM+7载荷因子大，并且ETM+5为负值，ETM+7为正值，根据含羟基类矿物的波谱特征，PC3图像中的暗色部分信息就是表征含羟基类矿物的蚀变异常信息，对PC3取反，使其羟基异常位于高值区。羟基异常提取图。

3 异常分级

由于分级后的各级异常分布较为杂乱且孤立点较多，利用均值滤波去除孤立的异常点，滤波窗口大小为3×3

。

微波辅助提取是指将各个成分放在微波反应器中，选择合适的溶剂，将其从动植物或矿物中提取出来的方法。高经梁等[20]对微波在提取花椒精油过程中的辅助作用进行了研究，发现花椒精油微波提取的最优提取条件为：料液比1∶10，微波强度600 W，50 ℃的温度下提取2 min，得到的花椒精油的最终提取率为18.56%。与溶剂法相比，该方法精油收率可达到9.96%；与其他方法相比，该方法的能耗较少，所用时间短，且提取操作更方便，有效成分的得率较高，是一种较为新式的、具有明显优势的提取方法。

式中，L为异常下限，L+1为异常上限，k为倍数。根据式1，计算异常分级阈值。一般情况下，两级异常间，K值相差0.5。本次工作中，K=3.5时，L值为一级异常下限；K=3.0时，L值为二级异常下限；K=2.5时，L值为三级异常下限。各级异常切割阈值见表1。对遥感数据取相同的异常分级阈值，铝羟基、铁染和碳酸根异常各分到三级。

2014年召开的全国职业教育会议强调探索和规范职业院校境外办学，培育一批具有国际竞争力的职业技术院校，服务国家对外开放战略。我国高职教育近十几年来在教学引进上成效显著，先后借鉴参考了德国的双元制、澳大利亚的TAFE模式等先进的教学理念和方法，但在“走出去”上取得的成绩乏善可陈。国内走出去的学生多，国外来的学生少；邀请的国外专家多，去国外讲学的专家少；国际化的课程引进国内的多，具备中国特色的职教课程被国外引出的少……这样的问题[9]与国家提出的走出去的战略越来越不相适应。

4 去孤立点

遥感数据及其线性处理结果一般均有近似正态分布的特征。因此，可以利用均值+K倍的标准离差划分异常等级。异常等级划分计算公式

：

5 异常初步筛选

在充分分析研究区成矿地质条件的前提下，依据对研究区成矿、控矿地层构造条件和矿化、蚀变特征的认识，利用所收集的研究区地质矿产资料、遥感解译出的地层构造等与遥感蚀变信息进行比照，得到相关资料验证的遥感异常分布区优先考虑进行圈定与划分。同时，由于地物“同谱异物”与“异物同谱”现象的存在，在提取遥感蚀变异常的时候存在多解性与不确定性，对与金属矿化蚀变无关的异常不作为预测区划分的依据。依据上述分析，完成异常初步筛选。

6 异常分布图制作

2.2.5 脊髓受照剂量体积对比 3组调强治疗计划脊髓的剂量参数见表6。脊髓组织接收的最大剂量在3组计划间基本相当,差异无统计学意义(P>0.05)；但其接受的最小剂量及平均剂量上6F计划要略小于7F计划和VMAT计划，差异具有统计学意义(P<0.05)。

7 找矿靶区优选

三处遥感蚀变信息异常优选区的具体地质特征及蚀变特征如下。

周泽赡霍地一下睁开了眼，门外小鸡叫声已没先前那么大了。周泽赡把被子掀开，猛地坐起，衣服也不穿就跑了出去。

7.1 1号异常区

7.1.1 地质概况

最后，把白泥地掩膜文件与植被覆盖区掩膜文件取反后合并，建立最终掩膜文件，应用最终掩膜文件去除干扰因素。

7.1.2 遥感异常特征

1号异常区位于调查区四图幅中中铁乡幅的南部，区内遥感异常显示较好，已圈定的遥感异常以铁染异常为主，呈斑块状分布，强度较高，一、二级均有出现，有明显的强度中心，无论强度还是强弱异常之间的套合程度均较高。且异常位于两组断裂接触带处，整体异常信息主要沿地层接触带展布。该异常区为调查区北部多金属成矿带的重要组成部分，对汞矿、铜矿等的发现有重大意义。

7.2 2号异常区

7.2.1 地质概况

异常区地层主要为隆务河组砂板岩段，其岩性主要为深灰-灰绿色中厚层中细粒轻变质砂砂岩夹中薄层钙质板岩，含灰岩透镜体；古浪堤组砂板互层岩段，其主要岩性为灰白-灰色中薄层中粗粒岩屑长石砂岩与薄层深灰色泥质板岩、粉砂岩互层。各岩性层的岩性雷同；下部以长石石英砂岩为主，中部为长石石英砂岩与粉砂岩、板岩互层，上部以板岩为主。

该区构造十分发育，主要以东西向构造为主贯穿整个区域，主要包括中铁断裂，秀麻断裂和F15断裂。中铁断裂为本区构造规模较大的东西向压性断层，兼具左旋走滑性质。沿断线岩石破碎、产状紊乱；断裂两侧小褶曲发育；地貌上呈连续的负地形、航片上有线性显示；断裂两侧地形变化突然、界线平直。秀麻断裂，其破碎带宽达300m左右；断裂两侧岩石中褶曲、断裂等次级发育；沿断裂岩石破碎、局部岩层产状直立甚至发生倒转；地貌上呈线性负地貌，航片上线性显示明显。F15断裂沿线岩石破碎，发育50m宽的断层破碎带。线性负地貌地形发育。

这个效果并不一定要求使用绝对的纯黑和纯白色，只要足够深的黑和足够浅的白放在一起就能得到不错的效果。阈值调整图层只有一个控制选项——阈值色阶。使用这个滑块我们可以直接更改画面的黑白分界点。这个效果最适合本例中这种在纯色背景下拍摄的肖像，效果非常像装饰画。

7.2.2 遥感异常特征

2号异常区位于调查区的南部，中铁大断裂带上。区内遥感异常显示较好，已圈定的遥感异常以羟基异常为主，呈带状和斑块状分布，强度较高，一、二级均有出现，有明显的强度中心，无论强度还是强弱异常之间的套合程度均较高。且异常呈东西向展布，与地层之间的接触带套合较好。该异常区内可见大面积辰砂，对汞矿的发现有重大意义，同时也存在有少量辉锑矿、白钨矿、黄铜矿、黄铁矿等的发展前景。

7.3 3号异常区

7.3.1 地质概况

异常区内构造较为发育，方向主要为北西向，控制了岩体的基本走势，岩层主要为古堤组砂砾岩段，其主要为灰白、肉红色厚-巨厚状含砾岩屑长石砂岩、灰色中厚层岩屑长石砂岩夹灰色色粉砂岩、板岩，含透镜状砾岩。岩体为晚三叠世花岗闪长岩，呈北西向展布，侵入早中三叠世古浪堤组中，岩体与围岩接触界面外倾，靠近接触带岩体边部具有边缘片麻理构造，局部还可见与接触面产状一致的流面构造。

7.3.2 遥感异常特征

3号异常区横跨秀麻（I47E006018）和德欠贡巴（I47E006019）两幅，位于秀麻幅的东北角和德欠贡巴幅的西北角。区内遥感异常显示较好，已圈定的遥感异常，羟基和铁染异常均呈斑块状，条带状分布，强度较高，一、二级均有出现，有明显的强度中心，无论强度还是强弱异常之间的套合程度均较高。且异常呈近北西向展布，与岩体之间的接触带套合较好，主体位于古浪堤组砂砾岩段的地层之中，其主要为灰白、肉红色厚-巨厚状含砾岩屑长石砂岩、灰色中厚层岩屑长石砂岩夹灰色色粉砂岩、板岩，含透镜状砾岩。异常区内可见大量辰砂，围岩蚀变以硅化、高岭石化、碳酸盐化为主，其次为绿泥石化、绢云母化等，该异常区存在发现汞矿的潜力。

1.2.1 CT检查 仪器为GE64排螺旋CT，取患者仰卧位，并略微垫高膝关节。参数设定：电压为120kV，矩阵大小为512×512，扫描厚度为5mm，扫描间距为5mm。扫描检查的相关操作严格依照CT机配套的操作说明书，首先应定位所需检查的部位，再对扫描范围大小进行确定，之后开始进行扫描。

8 总结

通过信息提取工作流程提取的羟基和铁染遥感蚀变异常基本上分布于工区北部和南部中高山山脊附近零星出现。其中铁染异常大部分为铁染一、二级异常，呈斑块状零散分布于隆务河组、古浪堤组和晚三叠纪花岗岩中；羟基异常多达119处，主要呈斑点状或斑块状散布，以二级异常为主，一级异常仅在局部呈小斑点状出现，且与二级异常相套合，绝大部分分布在图区北部日吉喀中三叠世火山岛弧分布区以及其内侵入的晚三叠世中酸性花岗岩侵入体出露区、图区南部中铁大断裂带及其次级断裂附近，密集地带划分出了三个异常优选区。通过野外路线地质调查中针对羟基与铁染异常的检查验证工作，在中铁乡图幅东南部的堪里贡巴韧性剪切带附近的古浪堤组分布区、德欠贡巴幅西北角的花岗岩出露区以及秀麻幅南部中铁大断裂带次级断裂带的隆务河组含砾砂岩和砾岩层中发现了三处矿化线索和一处矿化点，即恰吾青南辰砂矿化线索、美日克龙洼金、汞矿化点、那仁白钨矿矿化线索和东吾克日辰砂矿化线索，发现的美日克龙洼金、汞矿化点、那仁白钨矿矿化线索在3号优选异常区，具体点位与单个铁染、羟基异常套合均较好；恰吾青南辰砂矿化线索位于1号异常优选区，具体点位与单个铁染异常套合较好、东吾克日辰砂矿化线索位于2号异常优选区，具体点位与单个羟基异常套合较好。其它主要的较大异常分布区以及异常分布较为密集区并没有发现相应较好的铁矿化蚀变信息或与羟基异常相关的其它金属矿化或非金属矿化蚀变。

[1] 张玉君，杨建民，陈薇.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.国土资源遥感，2002，(4)：30～31.

[2] 甘甫平，王润生.遥感岩矿信息提取基础与技术方法研究.北京：地质出版社

[3] 张远飞，吴健生.基于遥感图像提取矿化蚀变信息[J].有色金属矿产与勘查，1999，8(6)：604—606.

[4] 杨建民，张玉君，陈薇，等.ETM(TM)蚀变遥感异常技术方法在东天山戈壁地区的应用[J].矿床地质，20o3，22(3)：278—286.

[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].国土资源遥感，2003，(3)：50—53