韦昌玉 马永吉

摘要：将遥感技术应用于1∶5万区域矿产地质调查，可以充分利用遥感技术宏观、综合、快速和多层次的技术优势，对广阔区域进行遥感区域地质和矿产地质调查研究，查明地质体的分布规律、矿化蚀变带的分布范围，为编制成矿规律图和进行矿产预测提供资料。本文介绍了内蒙古古朔根乌拉地区1∶5万矿调项目遥感影像的处理与制作、工作区遥感地质特征，以及遥感提取羟基蚀变异常和铁染蚀变异常的整个过程，并结合地质特征和矿（化）点分布情况对提取的遥感蚀变异常进行了初步评价。由于工作区第四系和植被覆盖严重，1∶5万遥感地质解译对1∶5万区域矿产地质填图起到了指导作用，提取的遥感蚀变异常与已知矿（化）点套合良好，是重要的找矿信息。

关键词：矿产地质调查；遥感；地质解译；遥感蚀变异常

Abstract： The remote sensing techniques have many applications in 1∶50000 Regional geological survey. We use its macroscopic， synthesize， fast， multilevel and other technological advantages. Remote sensing regional geology and Mineral geological survey to the vast region have been completed. Judging by the research， we find out the distribution rules of the geologic body and distribution range of mineralization alteration zone. These researches can provid data for us to draw up metallogenic map and complete metallogenic prognosis. This paper expounds the whole process in the application of remote sensing technique in 1∶50000 Regional geological survey in Gu shuogenwula area， Inner Mongolia. The whole process includes the processing and production of the remote sensing image， interpretation of remote sensing geological features in workspace， the whole process to remote sensing extract Hydroxy alteration and Iron stained alteration anomaly， and make the preliminary evaluation of the extraction in remote sensing alteration anomaly combine with the geological features and mineralization distributions of this area. Many parts of the work areas are covered by Quaternary System and Vegetation， 1∶50000 Remote sensing geological interpretation work plays a guiding role for 1∶50000 Regional geological survey， Remote sensing alteration anomalies we extracted are in good correlation with the known mineralized spots， most information is mineralization and alteration information， all of these provide us important information for ore prospecting.

Key words： Geological survey； Remote sensing； Geological interpretation； The remote sensing alteration anomaly

引言

内蒙古东乌珠穆沁旗古朔根乌拉等四幅1∶5万区域矿产地质调查是2009年内蒙古自治区地质勘查基金项目。工作区涉及1∶5万国际标准分幅为：L50E018013（恰贝英角）、L50E018014（古朔根乌拉）、L50E019013（超宾果）和L50E019014（白音胡硕）。1∶5万遥感影像制图、遥感地质解译和遥感蚀变异常提取为项目主要工作量，面积1460km2。在1∶5矿调项目实施期间，充分利用遥感信息和成果，一方面可以指导区域矿产地质填图，另一方面可以提高专业技术人员预测含矿地质体的能力，从而达到提高工作效率和找矿效果的目的。

1. 工作区地质概况

工作区大地构造位置位于华北板块与西伯利亚板块（或蒙古板块）之间的古亚洲洋构造域的东部（一级构造单元）的西伯利亚地台南缘增生带与华北地台北缘增生带的最终碰撞接壤部位[1]。

1.1 地层

古生界出露上石炭统阿木山组（C2a）、上石炭——下二叠统格根敖包组（CPg）及中二叠统哲斯组（P2z^s）。中生界、新生界出露上侏罗统满克头鄂博组（J3mk）、上侏罗统玛尼吐组（J3mn）、新近系上新统宝格达乌拉组（N2b）、第四系上更新统阿巴嘎组（Qpa）以及第四系全新统（Qh）（图1）。

1.2 侵入岩

工作区岩浆活动强烈，侵入岩比较发育，以中晚泥盆世超基性岩和早二叠世中酸性侵入岩为主，早侏罗世酸性侵入岩次之，出露面积约142.61km2。其它各个时代各种类型的脉岩出露面积较小，分布受岩体及构造控制，主要有北东向和北西向两种。

1.3 构造

工作区构造发育。褶皱构造主要发育于晚古生代地层中，呈紧闭线性产出，枢纽走向北东向。断裂构造以北东向、北北东向为主，次为北西向、近东西向；一般长数十公里，小者数公里至几百米，主要形成于古生代——中生代。北东向、北北东向断裂构造为区内主要控岩控矿构造，而部分北西向断裂或两组断裂的交汇部位为主要的储矿构造。

1.4矿产

工作区西南部超基性岩出露区发现大量镍、铬、铁、蛇纹岩等矿（化）点和矿床，中东部中酸性侵入体与围岩接触带附近及后期脉岩周围多有矿化蚀变发生，有硅化、次生石英岩化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、褐铁矿化、孔雀石化、角岩化等，局部形成铜、金、钼、银、铅、锌多金属矿（化）点[2]。

2. 遥感影像的处理与制作

2.1 信息源的选择

采用美国Landsat-7卫星ETM+数据，轨道号为124（PATH）-29（ROW），时相2000年5月23日，数据质量较好，无云层覆盖，植被还没有开始生长，影像清晰度高，干扰因素少。

ETM+资料包含8个波段，各波段波长范围、地面分辨率和主要应用领域见表1。其中TM5波段可区分不同类型的岩石，TM7波段可利用蚀变岩类在2.2μm附近的强吸收谷来圈定蚀变岩类。

2.2 1∶5万遥感影像图制作

计算机图像处理使用PCI Geomatica V8.2图像处理系统平台，通过图像几何纠正、地理配准、反差增强等处理，采用假彩色合成方法，在图像数据分析和实验对比的基础上，选择最佳合成波段，制作可解译程度高的遥感基础图像，同时为配合人机对话解译还进行了不同功能的增强处理[3，4]。

2.2.1 几何纠正及地理配准：根据数据头文件中给出的5个控制点（GCP）对图像进行地图投影粗校正。分别在图像和地形图上选区同名控制点对图像进行精校正。控制点均匀分布在图像内，采用多项式拟合方法，与地面控制点间的拟合精度控制在1个像元以内。在校正同时定义地理坐标参数，采用1954年北京坐标系高斯——克吕格投影，中央子午线117°。

2.2.2 反差增强

对图像进行反差增强，使其亮度数据分布占满整个动态范围（0～255），以扩大地物间亮度差异，改善和提高图像的对比度。工作区遥感图像的反差增强采用直方图均衡化法。

2.2.3 彩色合成

ETM+原始数据波段间波谱特征分析发现，可见光波段（B1、B2、B3）之间、红外波段（B5、B7）之间相关性高，近红外（B4）与它们相关性最低，经过分析、试验，最终影像图制作采用ETM+5（红）、ETM+4（绿）ETM+3（兰）假彩色合成作为基础图像，辅以ETM+7（红）、ETM+4（绿）、ETM+1（兰）进行构造解译。

2.2.4 分辨率融合增强

为了使处理后的遥感图像既具有较好的空间分辨率，又具有多光谱特征，将543假彩色合成图像和8波段融合，生成具有高空间分辨率的多波段融合数据。

3. 工作区遥感地质特征

充分收集和熟悉地质资料，以1∶5万ETM+543、8影像图为解译底图，遵循宏观→微观→宏观的原则，利用MAPGIS6.7软件，采用目视解译与人机交互解译并重的解译方法，从已知到未知、从简单到复杂、从可解译程度较高的区域到较低的地区，采用直接解译和间接解译相结合的方法，循序渐进，反复解译，逐步深化。

地质解译内容包括与成矿、控矿、导矿和容矿作用相关的线性构造信息，与中酸性岩浆岩相关的环形信息，以及各时代地质体信息等[5]。

工作区东北部及东部以晚古生代中酸性侵入岩为主，中部以古生界海相火山——沉积岩系及中晚泥盆世超基性岩为主，局部出露中生代火山岩。其余地区以新生代湖相红层宝格达乌拉组为主，零星出露阿巴嘎组玄武岩。上述地质体中多数填图单位间界线较明显，线性及环形影像清晰，半数以上的地质要素有明显的解译标志，其余部分可进行类比解译，现场解译可准确圈定地质界线[6]。海相火山——沉积岩系出露不连续，总体构造形态在卫片影像上可根据组合影像特征概略划分（图2）

3.1 线性构造特征

工作区遥感影像上线性构造比较发育，主要反映断裂构造形迹，部分显示沉积岩层走向。主要解译标志是呈线性展布的山体、洼地等地貌单元的延伸及突变界线，影像、影纹的突变界线，地质体的突变界线等[7]。主要线性构造方向有三个。

北东向线性构造：为主线性构造线方向，与区域性断裂基本吻合，主要控制地质体的走向。

北西向线性构造：次线性构造线方向，延伸较远，为近等间距平行分布的冲沟、河流及山体产生错断，主要表现为控制新生代陆相盆地的盆缘断裂。

北北东向线性构造：表现为北东向线性构造的次级构造，延伸较远且稳定，与区域性断裂基本吻合，部分表现为控制新生代陆相盆地的盆缘断裂。

3.2 环形构造特征

区内环形构造主要见于西部吉尔嘎郎亭哈丹呼舒和东北部霍朔根敖包。前者主要形成宽缓的环形冲沟，其形成可能与北东向断裂的右行走滑有关。后者形成半环形或环形弧形山体，可能与不同期次侵入体的主动侵位或环形脉岩有关[8]。

3.3 破火山口特征

区内中生代火山岩不发育，火山口影像见于包脑根布墩上侏罗统满克头鄂博组酸性火山岩区和博和阿巴嘎组玄武岩出露区，平面形态为圆形或近圆形，地貌为突出正地形，具稀疏放射状水系和环形山地貌特征。

3.4 地质体特征

地质体的解译主要依据山体特征、水系特征和影纹特征，同时参考色调差异。

沉积岩：由于岩性、厚度等的不同具不同的色调组合。陆源碎屑岩及碳酸盐岩，色调有深有浅，浅黄褐色、浅灰绿色，层理不明显，影像结构粗糙，图形为块状或条带状，多为垄岗状地貌，水系稀疏，多形成格状或平行状水系。中生界地层影像特征：呈灰绿、棕粉色等色调，地形较陡，格状水系。新生界地层影像特征：呈灰、灰粉、黄绿色等色调，地貌形态平缓，略有起伏，部分成斑状影纹，水系不发育。

火山岩：火山熔岩及火山碎屑岩岩相变化大，地区性明显，一般多呈灰粉、灰蓝色，影像结构较粗，不规则状纹形，放射状水系。

侵入岩：岩性从酸性——基性，色调由浅灰蓝绿——灰粉色色调，一般为平缓大山包，水系为树枝状。

4. 遥感蚀变异常提取

在PCI Geomatica V8.2图像处理平台上，采用“去干扰——主成分分析——比值法——阈值处理技术”，提取与含羟基热液蚀变矿物相关的OH-遥感异常和含Fe3+矿物相关的铁染遥感异常。

4.1 工作区蚀变信息干扰因素分析

干扰信息主要为河流、河流冲积物、地形阴影及少量植被。通过观察干扰信息的波谱特征，选用TM7/TM1作为判据生成消除水体及阴影的去干扰窗；选用TM3高端切割生成去除河流冲积物的去干扰窗；选用TM5/TM4作为判据生成消除植被干扰的去干扰窗。将3个干扰窗作与运算生成总的干扰掩膜，然后用原始数据减去干扰掩膜获得去干扰图像，同时做径辐射校正及无损失拉伸，目的是尽可能减少干扰信息对异常提取工作产生的影响[9]。

4.2 主成分分析法遥感矿化蚀变信息的提取

OH-遥感异常的提取：用ETM+1、4、5、7四个波段做掩模主成分分析，其主成分分析本征向量见表2，羟基异常存在于第4主分量中，构成该主分量的本征向量，其TM7和TM4的符号与TM5的符号相反，且TM1与TM5符号相同，因此PC4主分量称为羟基主分量。

铁染遥感异常的提取：利用ETM+1、3、4、5四个波段进行主成分分析，主成分分析本征向量见表3，铁染异常存在于第4主分量中，构成该主分量的本征向量，其TM1和TM4的符号与TM3的符号相反，且TM3与TM5符号相同，因此PC4主分量称为铁染主分量。

4.3 遥感异常分级

采用化探异常分级的方法，以数倍σ（标准离差）做为主分量输出的动态范围，限定蚀变遥感异常主分量的取值范围，获得分级异常图。

异常阈值分割值H=（nσ*SF+）。

式中=127.5，SF=ScaleFactor

羟基异常和铁染异常均按三级切割水平值求算分类：一级羟基异常3.0σ（高），二级羟基异常2.5σ（中），三级羟基异常2.0σ（低）；一级铁染异常2.5σ（高），二级铁染异常2.0σ（中），三级铁染异常1.5σ（低）。

4.4 遥感异常制图

通过阈值法分别提取羟基异常和铁染异常之后，为了消除散点异常的影响，进行3×3或5×5均值滤波，以精确地理校准并增强处理后的1∶5万遥感影像图为底图，依次叠加铁染三级异常、铁染二级异常、铁染一级异常和羟基三级异常、羟基二级异常、羟基一级异常，并分别用粉色——浅兰——深兰表示铁染遥感异常，用黄色——绿色——红色表示羟基遥感异常，得到羟基蚀变异常图和铁染蚀变异常图（图3、图4）。

4.5 遥感异常分布特征

OH-遥感异常主要分布于调查区中南部哈丹呼舒-珠尔很沟——嗄舒乃浑迪一带，沿北东向呈斑块状零星分布于中晚泥盆世超基性岩及其周围地层中，分布于已知矿点、矿化点处及其周围，吻合程度较高。另外，霍朔根敖包以西的羟基异常存在于早二叠世花岗闪长岩及其与上石炭——下二叠统格根敖包组的接触带，有找矿意义。调查区中东部沿巴拉格尔郭勒河及其两岸的沼泽地中的羟基异常无实际找矿意义。铁染蚀变异常主要分布于调查区中部扎尔格勒乌拉——哈丹呼舒一带，存在于上石炭——下二叠统格根敖包组中，异常处线性构造较发育，铁染蚀变异常与褐铁矿化有关。其余沿沟谷及裸地分布的铁染异常基本可以肯定由地层岩性导致，与其中氧化铁质胶结物有关，无实际找矿意义。

本次工作所提取的遥感蚀变异常总体表现为若有若无的零散斑点，虽分布极为断续、弱小，仅局部略具集中分段的特点，但遥感异常与已知矿化点套合良好，大多系矿化蚀变信息，因此，所提取的遥感异常对找矿有一定指示意义，是重要的找矿信息。

参考文献：

[1] 苏君伯，孙景智，刘文清，等.1∶20万区域地质调查报告（阿尔山宝力格幅L-50-ⅩⅩⅧ）[R].内蒙古自治区地质局，1974.

[2] 马永吉，孙志辉，杨瑞，等.内蒙古东乌珠穆沁旗古朔根乌拉等四幅1∶5万区域矿产地质调查报告[R].2014.

[3] 段洪芳，李长江，梁军，等.遥感技术在矿产调查及其成矿预测中的应用[J].矿产勘查，2010，（1）：73～77.

[4] 刘颖璠，苏世杰，郑宝军，等.遥感技术在大狐狸山地区1∶50000矿产远景调查中的应用[J].西北地质，2010，（2）.

[5] 于学政，刘刚，李述靖.遥感技术在内蒙古苏尼特左旗1∶5万区调中的应用[J].现代地质，1995，（2）.

[6] 邹光富.四川广元地区1∶5万区域地质调查的遥感技术应用[J].四川地质学报，2006，26（3）：164～168.

[7] 李长江，段焕春，段洪芳.冀北上黄旗构造岩浆岩带中段遥感影像特征及钼多金属矿找矿远景[J].矿产勘查，2012，（5）：682～687.

[8] 王瑞雪，高建国，杨世瑜.澜沧老厂矿床线-环构造模式拟建及成矿预测[J]，国土资源遥感，2007，（3）：51～55.

[9] 张玉君，杨建民.ETM+（TM）蚀变遥感异常提取方法研究与应用[J]. 国土资源遥感，2003，（2）：44～49.