遥感技术在地质找矿中的应用

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摘 要：近年来在找矿勘查中，遥感技术作为一种非常重要的找矿手段取得了较大的成效。随着遥感技术的不断发展，更多的遥感技术被应用到地质找矿中，如多源数据融合技术、“3S”技术和高光谱成像技术等。本文论述了遥感技术在地质找矿中的应用，按方式分为直接应用和间接应用两个方面，直接应用指的是利用光谱信息提取与成矿有关的蚀变异常信息；间接应用指的是利用遥感影像间接的提取与成矿有关的地质体信息，如控矿构造、控矿地层等；同时对遥感地质找矿方法的工作程序进行了总结，主要有遥感数据处理、遥感地质构造分析、岩浆岩的遥感地质解释、遥感解译成果与地、物、化探资料的套合分析、矿产信息的综合解译分析、野外地质调查及找矿靶区优选等六个方面。

关键词：遥感技术应用；地质找矿；矿化蚀变信息提取；地质构造信息提取；遥感地质找矿方法与工作程序

中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：

引 言

遥感数据不仅能够直接或间接的反映物质的结构和成分，而且也可反映地表景观的综合形态特征，从而达到从宏观到微观识别地物的目的。因此，遥感技术作为一种高效宏观的地质手段越来越多的被用于解决矿产资源综合评价和研究复杂高难的综合地质问题。

近年来，随着遥感理论技术的不断深化发展，利用遥感地质解译成果，结合地物化探等资料开展地质矿产调查工作，应用成效突出，特别是在圈定成矿远景区，优选找矿靶区等方面，不仅能够充分发挥遥感地质的特点，指示性较强，节约经费、创造效益，而且使得地质研究的效率和理论水平也得到了提高。

遥感技术应用于地质找矿中的两个方面

直接应用———遥感蚀变信息的提取

围岩蚀变是指岩浆热液使围岩的结构、构造和成分发生改变的地质作用。作为成矿作用的产物,围岩蚀变的种类(组合) 与围岩成分、矿床类型有一定的内在联系,围岩蚀变的范围往往大于矿化的范围,而且不同的蚀变类型与金属矿化在空间分布上常具规律可循。因此,围岩蚀变可作为有效的找矿标志。

1.1 蚀变遥感异常找矿标志

目前，最常见的围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、云英岩化、矽卡岩化等。如笔者所工作过的云南大平掌铜矿区，其矿区围岩蚀变强烈，种类繁多，有硅化、黄铁矿化、绿泥石化、绢云母化、重晶石化、碳酸盐化等。其中前三种蚀变与矿化关系较为密切。

1.2 蚀变信息提取

光谱特征的产生主要是由组成物质的内部离子、基团的晶体场效应或基团的振动效果引起的，具有稳定化学组分和物理结构的岩石矿物具有稳定的本征光谱吸收特征，利用其具有鉴定意义的特征谱带可以进行矿物识别。

目前，此种方法被广泛应用于地质找矿勘查工作中，通过对野外蚀变岩石进行光谱曲线测量，形成具有针对性的实测蚀变岩石波谱库，根据其波谱特征，选择合适的遥感数据进行蚀变信息提取工作，从而为找矿工作提供相应的分析数据。如笔者曾在云南省大勐龙一带及大平掌工作区利用不同的遥感数据源开展了蚀变信息提取工作，成果显示其蚀变信息组合展布形态与热液型矿床分布区域套合情况较好，且根据统计情况分析来看，面积较小的蚀变信息组合地段往往更具有找矿意义。

2、间接应用——成矿地质体信息的提取

2.1 地质构造信息的提取

矿产资源的分布无论是空间上还是时间上都与一定的地质构造事件相关，因此，在遥感工作中，往往将构造信息的提取作为重中之重。特别是提取与成矿作用相关的断裂、节理、推覆体等线性构造及与中酸性岩体、火山盆地、火山机构、深部岩浆、热液活动相关的环形构造。

采用人工目视解译法开展遥感地质构造信息提取工作，在解译中应有层次性，从宏观到微观，从整体到局部，从已知到未知的开展工作。如在镇康芦子园地区，笔者曾对工作区地质构造进行了重点解译：区域上该地区影像上表现为一复式背斜构造，西翼影像特征明显，东翼被北东向构造破坏，影像表现较为隐晦，解译情况与地质认识基本相同；另外，在该背斜核部发育有多条空间延展性较好的北东向及北西向断裂，因应力作用，断裂旁侧发育有许多张性小断裂；整体来说，区内线性体的展布情况具有似等距的特点。根据以上对地质构造的层层剖析，认为要在该区进一步开展找矿工作，应对北东向和北西向线性体进行重点剖析，深化其成矿地质背景认识。

2.2 矿床矿源层信息的提取

矿床形成以后,地质环境的变迁会使矿床某些性状发生变化，特别是地质构造事件可能造成含矿层位的偏移或错断，因此，对于遥感找矿工作而言，其另一项间接应用就是利用遥感信息对矿源层进行追索解译。

矿源层信息的提取，其实质就是开展岩性地层遥感地质解译，利用遥感影像的“色、形、纹”等特征总结矿源层的影像标志，进而追索其界线。根据以往工作情况来看，对矿源层的解译难度较高，尤其是在总结矿源层影像标志时，应根据不同的矿床成因类型建立具有针对性的标志。因此，依笔者来看，矿源层的形态影纹特征更具有针对性，应进行重点剖析，而色调特征应结合周围地质环境进行分析总结，以避免色调成为矿源层解译时的“伪”标志。对此笔者在以往工作中深有感触，如砂岩地区、碳酸盐岩地区和玄武岩地层出露地段，其风化土壤在影像上表现均以红棕色为主，利用其色调特征进行解译往往难以将几种岩性进行区分，而且云南地区土壤富含铁质成分，土壤色调偏红，因此，利用色调在云南地区开展岩性地层解译具有局限性，易造成标志假象。

二、遥感地质找矿的程序

遥感地质找矿的实践表明，遥感影像具有宏观性、客观性、多时相性等特点，能直观、快速、准确的提取地质体信息。因此，在实际工作中要充分发挥遥感技术特长，根据目标任务，选择合适的遥感影像作为信息提取数据源，进行详细的地质分析解译，尽可能多地获取同地质矿产有关的信息。遥感技术应用于地质找矿的程序可大致分为以下六个方面。

遥感数据处理

遥感地质找矿工作应紧密结合地质矿产信息的提取进行，而遥感数据处理作为地质矿产信息提取的必要手段，贯穿在整个信息提取过程中，包含各种数据的预处理、影像增强、变换等模型方法。为了使数据处理更有效，应采用符合工作区实际地质地貌特征的图像处理方法模型。

遥感影像图与地质图的结合

通过对遥感数据处理，使得遥感影像图与地质图具有相同的地图投影坐标系统，并与地质图相套合，该影像是工作区遥感概貌与地质图相互对应的直观缩影，是地质解译和成矿预测的基础图件。

3、遥感地质构造分析

遥感地质构造解译分析是遥感地质找矿的重要环节，不同的工作任务和精度要求,对遥感地质构造解译的具体要求也有所不同,但都应当着重于对区域矿产、矿床、矿体起直接或间接控制作用的断裂构造进行分析,包括构造的组合关系以及控岩控矿构造的影像特征研究,特别是注意分析隐伏的或深部控矿构造,建立区域性的成矿构造影像标志,进行类比,并发现新的控岩、控矿断裂构造或成矿有利的构造部位。遥感地质构造分析,还需要与地球物理场的研究相结合, 尤其在区域构造的影像特征研究中,物探资料是遥感构造解译不可缺少的,其对于所解译的断裂构造展布方向、规模大小、力学性质等能够进行较好的辅证。

岩浆岩的遥感地质解释

对于寻找内生矿床，尤其是同岩浆岩密切相关的矿产，岩浆岩的解译是遥感地质找矿工作的重要手段之一，其是在了解区内火山岩及侵入岩的分布、岩浆岩与构造对已知矿产的控矿规律基础上进行的。对于岩浆岩的解译主要是通过建立的遥感解译标志,解译出岩浆岩在空间的分布、形态特征及不同期次岩浆岩、围岩蚀变现象等。解译过程中,对那些与岩浆岩有关的环形影像的研究是十分重要的。

根据岩浆岩的产出深度，其与环形影像的解译内容可分为两种情况：与侵入岩体有关的环形影像,要区分不同特征类型的影像色调、形态、结构、边界清晰程度以及环形影像中线性影像的表现形式；与火山岩和次火山岩有关的环形影像, 除区分不同类型的影像色调、形态、结构等特征外,还应注意环形影像中的色彩异常环形影像与线性影像的交接复合部位的色彩异常区。通过各种资料的综合分析，配合实地调查，确定色彩异常区的找矿意义，从而提取出与矿化有关的影像信息。

矿产信息的综合解译分析

遥感图像上矿产信息的综合解译分析, 是遥感地质找矿的中心环节。对矿产信息的综合分析可以从控矿构造、控矿地层岩性和矿化蚀变带的色彩信息等三个方面进行。

5.1 控矿构造

控矿构造的解译,首先要分析工作区内成矿区带与区域构造的关系,主要矿田或矿化集中区受断裂构造或褶皱构造控制的特征,以及主要矿床及矿体的构造分布特征,从中确定控矿构造的级别、先后次序以及构造的性质、规模和对矿体的改造与破坏程度,进而总结出构造控矿的基本特征，如云南大平掌铜矿区及发育两组构造，分别为北西向和北东向，其中北西向构造为先期构造、规模较大，并控制着矿体的分布，在遥感影像上影像特征较为模糊；而北东向构造多为后期构造，在影像上清晰可见，但为一组破矿构造，在遥感解译时须予以重视。

5.2 控矿地层岩性的影像标志的的确立

控矿地层岩性的影像标志的确立,应根据已知资料划分出含矿地层,查明含矿的主要岩性,包括赋矿岩石的产状及其相变关系,含矿侵入体的岩石类型及岩性特征、矿石的品位等。对具有某些色彩异常的围岩,要确定其性质及意义。

建立含矿地层的遥感影像标志,除根据岩石程度以及覆盖程度确定其直接的或间接的影像标志外,还应确定含矿地层的影像标志层以进行类比。如大平掌铜矿区赋矿层位主要是上泥盆统－下石炭统大凹子组（DCd），其为一套深海相细碧角斑岩建造，同周围三叠系、侏罗系碎屑岩、碳酸盐岩影像特征差异均较大，通过建立该岩性的遥感影像解译标志，可最大限度提取区内的矿源层信息。

5.3 蚀变矿化地段信息的解译分析

矿化蚀变地段信息的解译,多采用计算机自动提取和人工目视解译相合的方法；计算机自动提取主要通过建立与工作区内地质地貌景观相符合的数学模型来进行自动提取，目前矿化蚀变异常提取较为成熟的方法主要有：基于代数运算（PC）的蚀变异常提取；基于主成分分析（PCA）的蚀变异常提取；基于光谱角法（SAM）的蚀变异常提取；如采用ETM（1、3、4、5）波段进行主成份分析，提取铁染蚀变信息，采用ETM（1、4、5、7）波段进行主成份分析，提取羟基蚀变信息。人工目视解译主要针对模型自动提取的蚀变异常进行筛选。在矿化集中地段内遥感数据既采集到了与成矿作用有关的构造、矿源层、围岩蚀变等信息外，还采集到了包括与矿化无关的岩石、植被和第四系等信息。因此,解析蚀变矿化地段信息解译成果，将矿化蚀变信息与非矿化蚀变信息有效区分是矿产信息解译的关键所在。一般的，在实际工作中主要是利用已知的地质、化探异常等资料，对蚀变异常进行初步筛选分析，然后配合野外地质验证，进一步去除假异常（非矿致异常），为后期的找矿评价提供蚀变异常方面信息。

6、野外地质调查及找矿靶区优选

野外地质调查的对象主要是工作区内典型矿床或矿化点提取的矿化蚀变异常或蚀变晕圈分布地段；有已知分散流或次生晕化探组合异常与蚀变晕圈叠合的地段；解译确定的主要控矿构造与主要含矿层位和含矿岩体的矿化有利部位等，调查的重点应是矿化蚀变地段及近矿围岩和矿床的含矿性。根据遥感图像和各种资料中提取的综合地质信息包括矿产信息,结合实地调查的结果,采用综合多元信息的方法,对工作区进行遥感找矿预测,优选出找矿靶区,并提出进一步工作的建议。

展望

目前，遥感地质找矿技术作为矿产勘查的一种辅助手段已经取得了很好的成效，今后发展的趋势主要有以下几个方面：如高光谱遥感岩矿识别技术、地物化遥综合信息找矿预测、遥感植物地球化学以及遥感数据处理技术等。随着现代遥感技术的进一步发展和成熟，其未来在地质找矿方面的应用价值将会越来越受到重视和体现。

参考文献

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[3]甘莆平. 王润生，高光谱遥感技术在地质领域中的应用[J]. 国土资源遥感，2007。

作者简介：杨艳（1961︿），女，地质高级工程师，要从事地质勘查及地质信息综合研究工作。