鲁尔玛斑岩铜矿ASTER遥感蚀变信息提取研究

李生辉

摘要：蚀变矿物是斑岩型铜矿重要的找矿标志，利用遥感数据可定量获取蚀变信息;本文选取鲁尔玛为研究区，基于ASTER数据采用常用的比值法、主成分分析法进行蚀变信息提取，并结合鲁尔玛地区地层岩性和区域地质构造综合分析，得到更加精确的示矿信息，从而为斑岩型铜矿远景区的选取提供了有力的依据。

关键词：斑岩型铜矿;ASTER;遥感蚀变;比值法;主成分分析法

1. 引言

随着全球经济的迅速发展，全球铜资源需求量不断上升，斑岩铜矿所提供的铜资源量占75%以上，钼资源量也超过了50%，同时，斑岩铜矿也是Au、Ag等金属资源的重要来源[1]。我国铜资源对外依存度长期高达70%以上，因此，斑岩型铜矿床的研究备受工业界和科学界关注。我国斑岩铜矿占铜资源需求量的42.19%，除此之外，斑岩型铜矿是全球最重要的找矿和研究焦点。

2. 地质背景

鲁尔玛铜（金）矿点位于西藏措勤县和昂仁县交界的打加错东北岸鸭洼地区，产于冈底斯成矿带西段南拉萨微陆块中。鸭洼地区出露的地层主要有：下二叠统昂杰组（P1a）变质砂岩、砂砾岩、灰岩玄武岩;上三叠统江让组（T3j）石英砾岩、生物碎屑灰岩;古新统典中组（E1d）火山岩。构造主要为近东西向断裂和近南北向断裂。侵入岩主要为两期，一期为矿区北部中二叠世中性侵入体，形成年龄为263Ma[2];另一期位于矿区中南部，为晚三叠世侵入体，以岩株和近东西向的小规模岩脉分布，岩性主体为二长闪长岩，还包括石英二长斑岩、正长斑岩和辉长玢岩等，形成年龄为213Ma左右。含矿斑岩为晚三叠世石英二长斑岩，由6个不规则的小型岩株和岩脉组成。斑岩体由内及外围发育典型的斑岩型铜矿蚀变分带模式，包括钾化带，绢英岩化带、泥化带和青磐岩化带等。

3. 遥感蚀变信息提取方法

本文获取的ASTER数据源为L1B级，图像的处理包括Crosstalk校正、辐射定标和大气校正，其次还需要对影像进行几何校正，最后再对数据进行冰雪、云、阴影等干扰因素的去除;从而得到蚀变信息提取的基础数据。基于该数据通过比值法和主成分分析法对鲁尔玛地区遥感影像进行蚀变信息提取。

3.1 比值法

比值法是通过对影像的某两个波段的进行比值运算，其操作简单且可有效减弱背景、突出目标信息，消除云、冰雪、阴影等因素的影响，提取的目标地物结果较少受到干扰信息的影响。根据主要蚀变矿物的波谱特征，采用B2/B1提取三价铁离子，采用（B4+B6）/（2*B5）提取铝羟基，采用（B6+B9）/（B7+B8）提取镁羟基，采取（B5+B7）/（2*B6）提取泥化信息。其中铝羟基对应着绢英岩化带，镁羟基对应青磐岩化带。最后通过真彩色合成图确定蚀变分带，从而结合该地区地质背景确定遥感找矿远景区。

3.2 主成分分析法

主成分分析法是考虑到波段间存在的相关性，通过 K-L变换，减少了各波段间存在的相关性对于分类的影响，根据各目标物波谱特征选择参与变换的波段。钾化带的代表性矿物主要为正长石，根据正长石对应的标准波谱库的光谱曲线，正长石在第八波段为强反射，在第六、第七波段表现为吸收，因此采用B4、B6、B7、B8波段进行主成分分析，从而得到钾化带的空間分布。绢英岩化带的矿物主要为绢云母，根据绢云母的光谱曲线，绢云母在第四、第七波段表现为强反射，在第六波段表现为强吸收，因此采用B1、B4、B6、B7波段提取绢云母，从而确定绢英岩化带的空间分布。泥化带主要对应的矿物是高岭石，高岭石的波谱曲线在第四波段表现为强反射，在第六波段表现为强吸收，在第五波段表现为次吸收，因此采用B1、B4、B5、B6波段提取高岭石，进而确定泥化带。青磐岩化带主要对应的矿物是绿泥石和绿帘石，在此我们选取绿泥石的光谱曲线，绿泥石在第四波段表现为强反射，在第八波段表现为强吸收，在第三波段表现为次吸收，因此采用B1、B3、B4、B8波段进行主成分分析，从而的到青磐岩化带的空间分布。综合结果得出该地区符合斑岩型铜矿的蚀变分带规律，由蚀变中心向外依次是钾化带、绢英岩化带、泥化带和青磐岩化带。

4. 遥感蚀变信息特征

从蚀变信息提取结果可以看出，比值法提取的异常相对集中，蚀变规模较大，但在研究区东北部由于有浅植被覆盖，提取的异常较少，蚀变主要分布在研究区东部岩石裸露区，且羟基异常和铁染异常有一定程度的重合;主成分法提取的异常分布范围更广，规模相对较小，在整个研究区都有分布，能够反映出细部的蚀变信息。并且结合斑岩型铜矿的地质特征，蚀变异常部分分布具有环状和环带状的分布规律，矿点分布在环状的交叉部位，这种现象也符合斑岩型构造的环状构造。

5. 结论和不足

5.1 比值法和主成分分析法是常用的两种遥感蚀变信息提取的方法，对于多光谱遥感数据来说，依据矿物的波谱特征选取波段组合进行蚀变信息提取，从而根据蚀变信息确定蚀变矿物和蚀变分带。选取鲁尔玛典型矿床，直接用遥感数据提取围岩蚀变的影像波谱为参考波谱，提取的蚀变信息具有综合性和代表性，可获取代表了铁染类和羟基类蚀变的综合围岩蚀变信息。有利于圈定成矿远景区。

5.2 提取的遥感蚀变信息中不可避免的包含有非矿化蚀变，可结合赋矿地层、与中酸性岩体（斑岩体）有关的环形构造和蚀变信息的环带分布特征，对蚀变信息提取结果进行优化和筛选，从而更精确的确定蚀变矿化带。

5.3 此次研究只选取了鲁尔玛区域，且有云、植被等干扰在矿带其他区域的遥感蚀变信息是否具有相同的分布特征，对矿床是否具有指示作用，还需要选取更好的遥感数据，在方法和判别上做进一步研究。

参考文献：

[1] Sillitoe，  R.H.  1972.  A  Plate  Tectonic  Model  for  the  Origin  of  Porphyry  Copper Deposits[J].Economic Geology， 67（2）： 184-197.

[2] 李奋其，刘伟，张士贞，等. 冈底斯南部打加错地区鸭洼基性杂岩的年代学及地球化学特征[J]. 地质学报. 2012，86（10）：1592 -1603.