黄炜华

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

遥感技术是通过各种传感仪器收集地物目标所辐射以及反射的电磁波信息，经相关处理后成像，用以判断地球资源环境的一门技术。

围岩蚀变是在找矿过程中的一个重要标志。它主要是不同类型的热液与其围岩相互作用的产物，使矿物颗粒逐渐富集，进而形成矿物集合体的痕迹。热液在运移过程中由于其物理、化学条件差异，因此形成不同的蚀变矿物，按围岩组分，大致可以分为三类：中酸性岩的蚀变(绢云母化、钾长石化等)、基性、超基性岩的蚀变(蛇纹石化、青磐岩化等)、石灰岩及其他碳酸盐类的蚀变(矽卡岩化、白云岩化等)。

各类岩石表面的反射率均有所不同，因此，通过遥感卫星可以精确捕捉到不同岩石的反射率及其光谱信息，对比光谱信息库可大致了解其矿物组分及岩石类型，并以此作为进一步指导野外矿产调查的相关依据。

1 研究区地质概况

根据中国大地构造单元划分，研究区地处塔里木陆块区的敦煌基底杂岩隆起，见图1。区内主构造线总体方向为北西—南东向。区域内自寒武纪初期以来，先后经历了两期板块构造体制和两次主要的俯冲—碰撞造山作用。区内地质构造背景复杂，在其构造演化过程中有与成矿作用紧密相关的岩浆上侵、火山喷发、沉积及变质作用，为各种元素成矿提供了物源及热源。

图1 研究区大地构造位置图

距红旗山井方位300°，距离5 km处为华窑山钨矿区，该矿区地处塔里木板块东缘，星星峡—天仓隆起带。地层分区属塔里木华北地层区，阿尔金—阿拉善地层分区，敦煌—金塔小区。区内地层为敦煌岩群（AtPtD）之A、B、C三个组，第四系全新统（Qh）零星分布于沟谷与河滩中。敦煌岩群为一套浅—中级变质岩，区内主要钨矿化点赋存于C组岩层之中。区内侵入活动频繁，岩石类型复杂，与已知矿化点及地化异常关系密切的主要是华力西晚期的黑云二长花岗岩。区内主要构造格架为东西向或近东西向展布的断裂构造，此外有北北西向、北北东向及北东向断裂。重砂异常、水系沉积物综合化探异常矿化点的展布方向多与区域性断裂方向相同，表明该断裂带与矿化关系密切。

2 数据源遥感蚀变和异常及羟基异常提取流程

2.1 辐射定标处理

本次所选研究区为甘肃省玉门市红旗山井—华窑山一带，遥感数据选用landsat8OLI数据，结合国产ZY-3数据全色影像增加最终影像分辨率。对landsat8OLI原始数据进行辐射定标处理，以达到将无量纲数字化值（DN）转化为常用的辐射亮度值、反射率值及温度值等物理量，之后再根据地物反射波普特征，采用多光谱不同波段对比的方法，不但可以消除部分影像阴影，还能够增强有些矿物蚀变信息的差异程度。

2.2 掩膜去干扰

工作区为荒漠区，目前遥感探测还处于地表探测，尤其被动遥感的电磁波对水等穿透能力较差所以干扰信息较多，数据信息抗干扰能力较差。主要干扰信息为水体、阴影及植被。

2.3 植被提取

本次植被提取方法选择归一化植被指数（NDVI）法。归一化 植 被 指 数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）计算可以将多光谱数据变换成一个单独的图像波段，用于显示植被分布。较高的DNVI值预示着包含较多的绿色植被。对landsat8OLI数据进行NDVI计算，可以相对准确的提取出影像中的植被因素，后通过ENVI将提取出的植被区域生成独立的矢量文件，以方便在后续掩膜处理中使用。

经归一化植被指数（NDVI）计算，结果显示调查区植被信息主要呈集合体状、散点状及分布。

2.4 掩膜生成

将干扰信息提取值，二值化处理；干扰信息赋予0值，其它赋予1，然后与主成分分量相乘即干扰波谱覆盖区域则被计算机自动剔除。结合主成分图像来看，工作区地质图岩体未能彻底解体，因此，用不同比值图像进行假彩色合成，以达到突出蚀变信息并加以区分的目的。后期则采取主成分分析图像、色彩空间变换等多种影像处理方式。

2.5 波谱特征拟合（SFF）

波谱特征拟合（SFF）为基于光谱库信息或实测光谱数据与遥感数据进行对比识别矿物的常见方法，以最小二乘法逐像元拟合图像光谱曲线与参考光谱曲线，根据RMS误差（Root Mean Square error）大小确定拟合优度或图像光谱曲线与参考光谱曲线的相似程度，从而分解出遥感蚀变异常。本次工作采用从JPL光谱库选择出的蚀变矿物曲线提取蚀变信息。

波谱特征拟合（SFF）需要对蚀变矿物波谱曲线去包络线；大量实践表明，去包络线可使蚀变矿物的一些特征性谱带放大，从而有利于被提取出来，但也易于因此导致一些伪异常。本次工作隶属于1︰5万地质矿产调查，以寻找合适的矿产远景区为主要目的，发现新找矿线索十分重要，故采用较为灵敏的波谱特征拟合法。

2.6 主成分分析（PCA）

遥感图像各波段间存有一定的相关性，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。

目前使用较多的方法crosta法就是利用主成分分析法，该方法通过OLI2、OLI5、OLI6、OLI7等4个波段进行主成份变换（PCA），对代表羟基化物主分量的判断准则是：构成该主分量的特征向量，其OLI6系数应与OLI7及OLI5的系数符号相反，OLI2一般与OLI6系数符号相同。依有关地物的波谱特征，羟基信息包含于符合这一判断准则的主分量内，故此主分量可称为羟基异常主分量。删去OLI3、OLI4波段，是为了避免可见光波段同时参加运算，主要是为了排除铁氧化物的干扰。

2.7 门限分割确定异常下限值

门限化技术是根据标准误差倍数进行蚀变信息等级划分的一种方法。该方法不仅可提取蚀变信息，亦可对所提蚀变信息的强弱等级进行划分。

异常分级见表1，其中σ为标准离差值，以此作为划分尺度，用2.0σ、2.5σ、3.0σ作为阈值，起到限定异常水平作用。

表1 羟基异常分级表

3 羟基异常解释

经遥感羟基异常提取可见，红旗山井北部地区均匀分布有羟基一级、二级、三级异常，且此类特征亦出现于华窑山一带。

华窑山地区存在一处已探明的小型钨矿矿点。对比羟基异常靶区范围可以发现，该矿点为羟基一级、二级、三级异常富集处，华窑山地区的白钨矿与该区遥感羟基蚀变异常套合较好，见图2、3。

图2 华窑山钨矿区及红旗山井地区相对位置分布图

红旗山井北地区据往年资料记载，并未在该处见有白钨矿化信息，但本次遥感羟基异常提取工作显示，该研究区与华窑山白钨矿化点在羟基异常方面极为接近，且两地区域地质背景亦有相近之处，其中黄色部分为羟基蚀变信息。

图3 华窑山钨矿区及红旗山井羟基异常分布图

参照遥感羟基异常所在具体位置及华窑山白钨矿所赋存岩性，在红旗山井北地区均匀采集化学样5个，分析其中WO3含量，结果如表2。

表2 研究区WO3含量

据行业标准（DZ/T 0201—2002），钨矿床地质勘查一般工业指标如下表3，通过对比红旗山井北地区所采集化学样品位与工业指标可以看出，该处钨矿已达最低工业品位。

表3 研究区钨矿床地质勘查一般指标

4 结论

（1）遥感羟基异常提取在红旗山井地区对寻找钨矿有着重要的指导作用，或认为羟基异常在敦煌岩群地层中虽指示多种矿物的赋存位置，但对于钨矿的指示相对更为准确。

（2）通过遥感蚀变信息提取工作，将所提异常与已知矿点对比研究，验证了遥感蚀变异常信息在基岩出露较好区域可以作为找矿标志。

（3）landsat8OLI遥感数据融合国产ZY-3遥感数据中的全色波段，所获取的影像不但保留了landsat8OLI多光谱影像数据对遥感蚀变异常的识别，亦增加了最终影像数据的分辨率，为后期目视解译各类地质体提供了有力保障。