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西藏尕尔勤铜金矿多光谱遥感蚀变分带矿物提取

更新时间:2016-07-05

0 引言

近矿围岩蚀变是成矿物质在逐步富集成矿过程中遗留下的痕迹,大部分热液矿床都伴随有围岩蚀变现象,蚀变带范围往往是矿体分布范围的数倍至几十倍(Barnes,1985;张玉君等,2002),是重要的找矿标志之一。热液蚀变矿物在可见光近红外(VNIR)到短波红外(SWIR)波段具有诊断性光谱吸收特征,因此可以被多光谱和高光谱遥感数据识别(Bedini, 2011; Pour et al., 2011, 2013)。对比高光谱数据,多光谱数据因具有覆盖范围广、存档数据多、信噪比高和容易获取等优势往往成为大面积蚀变矿物填图的首选数据源(张远飞等,2011,2013)。特别是具有较高空间分辨率和波谱分辨率的 ASTER数据,粘土矿物可以很好地被其6个SWIR波段数据区分(Rowan et al.,2003, 2006; Galvão et al., 2005);但是该数据在VNIR波谱区间仅设置了3个波段,含Fe3+矿物在此3个波段不具备诊断性吸收特征,因此ASTER数据在含Fe3+矿物的识别方面具有一定的困难。而Landsat 8的OLI传感器在VNIR波谱区间设置有5个波谱段,光谱覆盖范围增大,且光谱分辨率和信噪比有所提高(张玉君,2013;Pour et al., 2015;Lymburner et al., 2016),与ASTER数据相比,OLI传感器显著提升了在VNIR波谱区间识别含Fe3+矿物的能力。

多光谱数据矿化蚀变信息提取方法,国内常见的主要有彩色合成、波段比值和主成分分析方法(吕凤君等,2006;耿新霞等,2008;张廷斌等,2009a,2009b,2013;吴志春等,2013;汪子义等,2016);而在国外,已有不少研究者开始尝试并利用高光谱方法开展蚀变矿物(组合)的识别和提取研究,取得了不错的效果(Galvão et al., 2005; Pour et al., 2012; Molan et al., 2014)。

Tomek de Ponti告诉记者,荷兰多年来一直保持在科研领域的大力投入。在此支持下,荷兰几乎每3年便会对土壤进行大量取样,从而了解荷兰所有耕地的土壤状况,并根据不同耕地的需求,研发相应的施肥配方。久而久之,测土配方施肥技术在荷兰得到了长足发展,荷兰的施肥技术也越来越细化、越来越精准,整个农业的质量也就随之提升。

第一次全国水利普查主要包括河湖基本情况普查、水利工程基本情况普查、经济社会用水情况调查、河湖开发治理保护情况普查、水土保持情况普查及其他普查等内容。主要是收集我国河流、湖泊、流域的水资源与水文特征,河湖的利用与保护情况,水利工程的数量、分布、规模、效益,社会经济用水及其水环境,水土流失与水土保持措施的特点、分布、数量,以及进行水利行业能力建设情况、灌区专项、地下水取水井专项普查等。

多龙矿集区大地构造位置位于羌塘-三江复合板片南缘、班怒缝合带北侧、班公湖-怒江成矿带西段(方向等,2014)。近年来,区内相继发现了许多超大型斑岩铜金矿床,如多不杂、波龙、荣那等铜金矿床,以及拿若、拿顿、色那、地保那木岗、尕尔勤等铜金矿远景区,揭示出班公湖-怒江成矿带西段具有巨大找矿潜力(方向等,2013;唐菊兴等,2014a,2014b;张志等2014;祝向平等,2015;杨毅等,2015;孙振明等,2015a)。基于遥感技术对多龙矿集区进行矿化蚀变信息的提取,已有学者做了相关研究。代晶晶等(2010)基于多种方法(彩色合成、波段比值、光谱角填图)对多龙斑岩型铜金矿床进行了遥感蚀变信息研究;胡紫豪等(2012)采用ASTER数据,利用“掩膜+定向主成分分析”方法提取了多不杂斑岩铜金矿的羟基异常和铁染异常;别小娟等(2013)基于ETM+和ASTER数据分别采用比值法和主成分分析方法提取了该区铁染和羟基异常。相比之下,多龙矿集区内蚀变分带矿物的提取研究却鲜有文章发表。Zhang et al.(2016)等基于ASTER+OLI(AO)集成数据开展了多龙斑岩铜金矿的蚀变分带提取工作,提供了很好的研究思路。

混合调谐匹配滤波(Mixture Tuned Matched Filtering, MTMF)是近年来常用的一种高光谱制图方法,其本质是对目标端元光谱进行线性检测和波段像元混合分解,最大限度突出目标端元光谱响应信号,抑制其他干扰信号,得到匹配滤波得分和不可信度得分两个波段,并常常用两者的比值来提高矿物蚀变提取精度(Boardman et al.,2011; Asadzadeh et al., 2016)。MTMF的主要处理步骤包括最小噪声分离(MNF)、纯净像元指数计算(PPI)、匹配滤波(MF)等(Vaughan et al., 2005; 张显峰等, 2007; Azizi et al., 2010; Molan et al., 2014; Zadeh et al., 2014)。本文采用MTMF方法分别提取了白云母、白云母+高岭石/蒙脱石、绿帘石等三种矿物(组合)信息(图4a、b、c)。

泥化是尕尔勤铜金矿床中另一种广泛发育的蚀变类型,主要表现为高岭石-蒙脱石等泥质矿物的出现。泥化带常常和绢英岩化带叠加而存在,因此无法划分出独立的泥化带(宁墨奂,2012;孙振明,2015b)。基于MTMF方法提取的白云母+高岭石/蒙脱石(图4b)和白云母(图4a)分布形态类似,表明了尕尔勤铜金矿具有泥化带与绢英岩化带叠加分布的特征。

1 研究区概况

尕尔勤铜金矿床地处于多龙矿集区东侧,其西北侧与著名的多不杂、波龙和荣那等大型-超大型斑岩铜金矿床相邻。矿区出露地层较少,主要有下侏罗统曲色组(J1q)、下白垩统美日切错组二段(K1m2)及第四系(Q)(图1),尕尔勤铜金矿蚀变分带平面上由蚀变中心往外分别为钾硅化带→绢英岩化带→泥化带→青磐岩化带(宁墨奂,2012;方向等,2013,2014)。

图1 尕尔勤铜金矿区位置和地质简图(据宁墨奂,2012) Fig.1 Map showing location and geology of Gaerqin porphyry Cu-Au deposit (after Ning, 2012) 1-研究区;2-缝合带;3-藏南拆离系;4-主中央逆冲断层;5-蚀变带;6-地质界线;7-断层及断裂带;8-第四系;9-新近系康托组;10-下白垩统美日切错组二段;11-下侏罗统曲色组一段;12-下侏罗统曲色组二段;13-含矿花岗闪长斑岩;14-闪长岩;15-玄武岩;16-石英脉Ⅰ-阿尼玛卿-昆仑-木孜塔格缝合带;Ⅱ-松潘-甘孜地体;Ⅲ-金沙江缝合带;Ⅳ-班公湖-怒江缝合带;Ⅴ-印度-雅鲁藏布江缝   合带 1-study area; 2-suture; 3-South Tibet detachment fault; 4-thust belt; 5-alteration zone; 6-geological boundary; 7-fault; 8-Quaternary; 9-Neogene Kangtuo Formation; 10-second member of Lower cretaceous Meiriqie Formation; 11-first member of lower Jurassic Quse Formation; 12-second member of lower Jurassic Quse Formation;13- ore-bearing granodiorite Porphyry;14-diorite;15-basalt;16-quartz vein; I-Ayimaquin-Kunlun suture;Ⅱ-Songpan-Ganze terrane; Ⅲ-Jinshajiang suture;Ⅳ-Bangong-Nujiang suture;Ⅴ-Indus-Yarlung Zangpo suture

2 遥感数据源与数据预处理

2.1 遥感数据源

基于USGS波谱库和野外测试光谱绘制了尕尔勤铜金矿区典型蚀变矿物(组合)的光谱曲线(图3)。白云母在2.209μm附近具有强吸收特征,对应于ASTER SWIR第6波段;在0.807μm和2.262μm附近具有高反射特征,分别对应于ASTER VNIR第3和SWIR第7波段。高岭石/蒙脱石的特征吸收谷在2.209μm附近,对应于ASTER SWIR第6波段;在1.656μm和2.262μm附近又表现出高反射特征,分别对应于ASTER SWIR 第4和第7波段。对比白云母光谱曲线,在0.661μm(对应于ASTER VNIR第2波段)附近白云母表现为吸收特征,而高岭石/蒙脱石则具有反射特征;在2.336μm(对应于ASTER SWIR第8波段)附近白云母表现为吸收,而高岭石/蒙脱石光谱特征不明显。分析绿泥石和绿帘石两种矿物的光谱曲线,很明显可以看出,在2.167μm和2.336μm附近,分别表现为高反射和强吸收特征,分别对应于ASTER SWIR第5和第8波段。褐铁矿在0.6546μm和1.609μm附近表现出高反射的光谱特征分别对应于OLI VNIR第4波段和SWIR第6波段;在在0.8646μm附近表现出强吸收,对应于OLI VNIR第5波段。

2.2 遥感数据预处理

绢云母是绢英岩化带的标志性矿物之一,绢英岩化带为尕尔勤铜金矿床的主要含矿部位,蚀变矿物以绢云母为主(孙振明,2015b)。细粒白云母为绢云母,基于MTMF方法提取的白云母分布形态比较集中(图4a),主要以片状分布于尕尔勤铜金矿区中部的含矿花岗闪长斑岩及接触带周围附近,空间分布与地质情况较为吻合,主要代表了尕尔勤铜金矿床绢英岩化带的分布情况。

3 矿物(组合)识别与提取方法

3.1 蚀变矿物光谱特征

研究表明,岩石和矿物的光谱特征与所含离子与基团的晶体场效应和基团振动的结果有关,蚀变矿物常常含有CO32-,Fe3+,OH-(Al-OH、Mg-OH)等具有特征光谱的离子或离子团而表现出不同的光谱吸收与反射特征(Hunt et al., 1970, 1971; 张宗贵等, 2006; 张玉君等, 2014),如Al-OH矿物白云母、绢云母、高岭石和伊利石等,Mg-OH矿物绿泥石、黑云母和叶蛇纹石等,CO32-矿物白云石和方解石等,含Fe3+矿物褐铁矿、黄钾铁矾、赤铁矿和针铁矿等。

图2 尕尔勤铜金矿野外采样点位图(L8_OLI,7/5/2) Fig. 2 Sampling sites in the Gaerqinporphyry Cu-Au deposit (L8_OLI,7/5/2)

利用SVC HR-1024波谱仪在尕尔勤铜金矿区开展了野外矿物波谱的采集工作(图2),各采样点的矿化特征如表1所示,包括常见蚀变矿物白云母、高岭石、绿泥石和褐铁矿化等。

表1 尕尔勤铜金矿野外采样蚀变特征

Table 1 Alteration characteristics of mineral combin-ations in the Gaerqin porphyry Cu-Au deposit

点号矿物组合点号矿物组合1褐铁矿化6褐铁矿化、高岭土化2褐铁矿化、高岭土化7褐铁矿化3绿泥石化、褐铁矿化8褐铁矿化、青磐岩化4褐铁矿化、绢云母化9褐铁矿化、高岭土化5褐铁矿化、高岭土化

本文所采用的遥感数据源是ASTER和OLI数据,由美国地质调查局(USGS)网站上下载。ASTER数据成像时间是2007年4月14日;OLI数据成像时间为2016年1月25日。研究区内遥感影清晰、植被稀疏、无云、无雪,质量较好,满足蚀变信息提取需求。

图3 研究区典型矿物USGS和野外采样光谱曲线 Fig. 3 Spectral curves of typical minerals in study area

3.2 混合调谐匹配滤波

“奇门遁甲流唐飞霄,唐门七子中排行第五,擅机甲术。”天葬师的身子仍一动不动,只用那一贯刺耳的声音说道,“传言此人天生患有畸头病,头大如斗,身躯却瘦小羸弱,以至于不能行走。他苦心钻研机甲术三十余载,终获小成,今日得见,果然传言非虚。你这套蜘蛛机甲,足以为你羸弱的身体,赋予远超常人的攻防能力。”

与前人对多龙矿集区遥感蚀变信息的结果对比,本文采用ASTER和OLI数据,重点提取了尕尔勤铜金矿蚀变分带矿物(组合)。多光谱遥感矿物(组合)提取结果表明,尕尔勤铜金矿多光谱遥感地表蚀变分带由内而外为白云母→白云母+高岭石/蒙脱石→绿帘石,各蚀变分带具有很好的空间套合关系(图5),分别对应于斑岩型铜金矿的绢英岩化带→绢英岩化+泥化带→青磐岩化带。另外,距尕尔勤铜金矿床西约3km处(图5,A)遥感地表蚀变分带由内而外为白云母→白云母+高岭石/蒙脱石→绿帘石,具有和尕尔勤铜金矿床相似的蚀变分带特征,该区可作为尕尔勤铜金矿外围的重点找矿区域。

3.3 主成分分析

研究表明,遥感图像各波段之间具有一定的相关性,而主成分分析方法的本质是在对遥感多波段图像进行特征统计的基础上进行多维线性变换,从而达到去除相关性的目的(张玉君等,2003;张廷斌等,2009a;别小娟等,2014)。据含Fe3+矿物的光谱特征,本文选用掩膜过的OLI2、4、5、6波段进行特征主成分分析。以第4主成分作为含Fe3+矿物蚀变信息图像(图4d)。

4 结果与分析

本文所使用的ASTER数据和OLI数据均为LIT级产品,对于LIT级产品的预处理主要包括辐射定标和大气校正。首先将ASTER VNIR数据重采样到30m,并与SWIR数据合成为9个波段的新数据,对合成后的ASTER新数据和OLI数据进行辐射定标处理以获得其绝对辐射亮度值(辐射率)。最后采用ENVI软件的FLASSH模块对ASTER和OLI数据的辐射亮度值进行大气校正。

本文选取西藏多龙矿集区尕尔勤铜金矿及外围约40km2为研究区,以ASTER和OLI为基础数据,以提取矿物蚀变分带信息为重点,尝试划分尔勤铜金矿床区的地表遥感蚀变分带,总结其分带特征。

在尕尔勤铜金矿床泥化带的外侧,青磐岩化带以环带状而分布存在,蚀变矿物主要是绿泥石和绿帘石。基于MTMF方法提取的绿帘石(图4c)以环带状分布在泥化带的外围,分布特征与野外地质调查结果(孙振明,2015b)吻合。

宁墨奂等(2012)和孙振明等(2015b)指出尕尔勤铜金矿的绢英岩化带、泥化带、青磐岩化带上均有褐铁矿、黄钾铁矾等矿物出现。基于OLI数据提取的Fe3+矿物制图结果表明(图4d),部分Fe3+矿物在尕尔勤的白云母、白云母+高岭石/蒙脱石和绿帘石分布区亦有分布,主体以环状分布在泥化带的外围,与野外地质调查结果基本吻合。

在医院管理当中,护理工作是贯穿在医院感染控制工作的整个过程当中,根据调查显示,发生医院感染的原因大对数由与医护人员操作不当有关,随着近年来国内一些严重的医院感染事故的发生,医院管理层及医护人员应意识到护理工作的重要性,加强护理管理工作。在医院管理中,首先完善各项护理工作制度与规范,其次加强对护理基础工作的管理,严格无菌操作;加强手卫生依从性管理;加强消毒隔离工作;加强病区与门诊的护理管理工作等,护理管理在医院感染防控中起着重要的作用。

图4 尕尔勤铜金矿遥感蚀变矿物丰度图 Fig. 4 Maps of alteration mineral abundance in the Ga’erqin porphyry Cu-Au deposit a-白云母丰度图;b-白云母+高岭石/蒙脱石矿物组合丰度图;c-绿帘石丰度图;d-含Fe3+矿物丰度图 a-muscovite; b-muscovite + kaolinite/montmorillonite; c-epidote; d-Fe3+ -bearing mineral

图5 尕尔勤铜金矿遥感蚀变矿物分带图 Fig. 5 Alteration zoning map of Ga’erqin porphyry Cu-Au deposit 1-白云母;2-白云母+高岭石/蒙脱石;3-绿帘石;4-含Fe3+矿物 1-muscovite;2-muscovite+kaolinite/montmorillonite;3-allo-chite; 4-Fe3+-containing mineral

5 结论及建议

本文基于ASTER和L8_OLI多光谱数据综合多种方法提取了多龙矿集区尕尔勤矿区地表的矿物(组合)信息,划分出尕尔勤铜金矿区的地表遥感蚀变分带,并总结了其蚀变分带特征。主要结论及建议有:

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(1)尕尔勤铜金矿床MTMF方法提取的蚀变矿物(组合)结果表明,MTMF方法可将Al-OH矿物细分为白云母和白云母+高岭石/蒙脱石。

本课题探讨了微信群语音功能宣教饮食-运动疗法能否有在中老年糖尿病前期人群血糖调节中发挥作用。结果显示:观察组干预后空腹血糖值、糖化血红蛋白值、BMI值均低于干预前;干预后观察组空腹血糖值、糖化血红蛋白值、BMI值均低于对照组。说明微信群语音功能宣教饮食-运动疗法在中老年糖尿病前期人群血糖调节中发挥良好作用。

(2)尕尔勤斑岩型铜金矿区多光谱遥感地表蚀变分带由内而外表现为:白云母→白云母+高岭石/蒙脱石→绿帘石,Fe3+矿物分布在“白云母+高岭石/蒙脱石”与“绿帘石”之间。多源遥感数据和多种提取方法的综合应用是多光谱遥感区域蚀变信息提取的重要手段之一。

(3)尕尔勤铜金矿床西部3km处(图5A处)具有与尕尔勤铜金矿床相似的遥感地表蚀变分带特征,建议作为下一步重点找矿区。

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《地质与勘探》 2018年第02期
《地质与勘探》2018年第02期文献

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