关于遥感找矿的若干认识——以铁染蚀变为例

关于遥感找矿的若干认识——以铁染蚀变为例

张沛林,张纪,武俊豪

南京信息工程大学大气与遥感学院，江苏 无锡 214105

摘要：本文主要说明了遥感技术在在矿产资源勘查方面的发展前景和应用方法。当前，矿产资源的开发与利用已经成为制约我国国民经济发展的重要因素。矿产资源的探索和寻求（找矿活动）是一个系统化的且十分繁琐的生产活动，随着容易发现的大型矿源的减少，找矿工作的人工成本也越来越高，找矿活动也将变的越发困难。随着遥感科学与技术在找矿领域的逐渐发展与应用，大幅减少了找矿工作的工作量，节约了人工成本。遥感技术为矿产资源的寻找指出全新的发展方向，遥感找矿在现阶段的矿业资源开发和勘查方面成为了不可或缺的组成部分，相信在不远的将来遥感技术会为矿产资源勘查创造更大价值。

1概述

由于目前站点等实际观测数据获取的困难度较大，而遥感作为获取资料匮乏地区矿产资源的技术手段应运而生，尤其是近些年来，遥感技术发展迅猛，多源的、多时相的遥感成为了长时间序列湖泊相关数据的主要获取来源。随着美国第八颗陆地卫星（Landsat-8）卫星的成功发射[1],对于矿产资源的更高精度的监测成为了可能。Landsat-8[2]是由美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）和美国地质调查局（United States Geological Survey，USGS）共同研制并发射的陆地卫星系列的第八颗卫星，它在约705km的太阳同步极地近圆轨道运行，相较于Landsat-7，Landsat-8的有效载荷从一个（ETM+）变成了两个（OLI和TIRS），OLI的多光谱波段比ETM+的多光谱波段要多出两个，利用OLI数据与ETM + 数据, 在提取研究区铁染蚀变异常信息方面效果相当, 而在提取粘土化蚀变异常信息方面, OLI数据的应用效果明显好于ETM + 数据，使得遥感找矿的精度增加[3]。

2遥感找矿技术的发展

2.1遥感找矿技术综述

遥感技术在搜寻矿石方面的应用是遥感应用领域的传统方向。自上个世纪80年代以来，由于多光谱数据的出现以及数字图像处理技术的发展，遥感技术在对于矿区的含矿量、

含矿范围等方面的超前评价展现出了极为优秀的技术能力。上个世纪90年代以来，出现了成像光谱技术以及地理信息系统得到了发展，遥感技术在矿产勘测的应用得到了重大突破。

2.2后遥感找矿技术

所谓的后遥感应用技术的意思是在数字地球的背景下，通过将遥感技术与传统的地质勘测方法以及现代的信息技术相结合的遥感信息深度应用技术。该理念的核心是将遥感信息进行应用的扩展和遥感的信息化，以达到最大程度地利用信息资源，来提高对于矿区地勘测精度，最终达到促进地质勘测工作地现代化进展。

2.3遥感找矿技术面临的新挑战

2007年召开的“遥感找矿面临的新挑战”的会议中，陈述彭院士等专家们进行交流与讨论，达成了几点共识：1）遥感找矿的突破点是高光谱遥感技术的发展，特别是高空间分辨率的高光谱遥感技术；2）开发出更加先进的图像处理技术，尤其是对于受侵蚀导致变化的信息提取软件系统；3）要加强和其他学科的交叉与合作4）研制和发射用于找矿专题研究的卫星。

3遥感找矿的基本方法

3.1蚀变提取的理论依据

遥感信息中的蚀变数据是由于电磁波与露出的岩石和体质体发生了一定的作用，从而产生岩石和地质体的光谱特征进行提取的[3-4]。由于含铁（Fe3+、Fe2+的矿物，主要以次生氧化物为主，小部分由于热液蚀变产生的矿物，例如褐铁矿、针铁矿等。0.45μm，0.55μm、0.85μm、0.90μm、0.94μm均存在较强的吸收谷。

通常情况下，埋藏较浅的黄铁矿会因为氧化作用而导致褐铁矿的形成。褐铁矿实际上并不是一种独立的矿物，而是由水针铁矿、针铁矿、水纤铁矿、纤铁矿、以及富铝的氢氧化物、水的氢氧化铁凝胶体等作用共同形成的，其含铁量往往达到30%~40%。

3.2技术路线

因为图像的地物光谱、成像时间以及传感器分辨率的限制，很难精确的反应复杂的地表信息，因此会产生误差，为了消除误差，所以要对原始数据进行预处理。并且部分地区的矿区周围地形和生态环境的不同，因此需要采用掩膜[5]的方法来去除矿区周围的水体、植被等环境因素，提高数据提取的精度。

主成分分析法[3-6]能够有效地除去多波段间的关联性，使得变换后各个主成分之间相互独立，分别代表不同的体质意义，并且不重复，使得矿物的蚀变信息集中于单独的一个主成分中。但是主成分分析法虽然降低了多波段的关联性和数据的冗余，但是由于其他干扰地物的存在以及乘性噪声的存在，严重影响了信息提取，所以辅助与比值法，来提取蚀变信息。图1为运用该方法得出的结果。

图 1 提取结果

4结论

(1)通过分析地质的波谱特征以及遥感蚀变信息提取的地质依据，进行对比各种蚀变信息提取方法，最终采用以主成分分析法为主、比值法为辅助进行蚀变信息提取。

(2)基于遥感的找矿技术是矿产勘测领域的不可或缺的新兴力量，在勘测矿产日益困难的今天，遥感技术将越来越成为中坚力量。其他许多遥感找矿的成果带来的启示是，必须将遥感技术与物化探、磁力、重力、地震探矿方法等其他方法相结合。只有对于地表成矿信息的理解和诠释，才能为以后深部的、海底的隐藏矿产的由此及彼、由表及里的深度勘测做出科学的推论和预测。

参考文献

[1] 郑凤仙.美国Landsat-8卫星发射升空[J].航天返回与遥感,2013,34(01):20.

[2]成功,曾令瑶,陈松岭.OLI与ETM+数据在豫西沉积型铝土矿找矿中的对比研究[J].轻金属,2014,No.433(11):7-11.DOI:10.13662/j.cnki.qjs.2014.11.003.

[3]马威,温兴平,吴光辉,石振杰,沈攀.云南毛坪铅锌矿Landsat 8 OLI遥感影像的组合分析法蚀变信息提取研究[J].河南科学,2016,34(02):267-272.

[4]李智斌,刘泽宇.Landsat＿8OLI数据在遥感找矿预测中的应用[J].中国金属通报,2021(02):76-77.

[5]李斐斐,罗岐慧.遥感找矿技术在地质矿产勘探中的应用[J].中国金属通报,2020(03):148-149.

[6]高猛,付翰泽,陈川.遥感技术在和田玉成矿要素识别与找矿预测中的应用——以南阿尔金塔什萨依一带为例[J].西北地质,2019,52(03):240-252.DOI:10.19751/j.cnki.61-1149/p.2019.03.023.