03-矿化蚀变信息提取

矿
基化
本遥 原感 理异
矿化遥感异常波谱特征
常
2. 矿化蚀变 矿化总伴随着一定面积的、有指示性的 矿化蚀变出现。矿化蚀变主要由蚀变矿 物组合表现出来，其波谱特征组合形成 了矿化蚀变波谱特征。
a. 含羟基矿物反射波谱特征
b. 含Fe2+ (Fe3+) 矿物反射波谱特征
高岭石Kaolinite: Al2O3:2SiO2:2H2O;
主要成矿元素异 常与元素综合异
常信息提取
重力、航磁异常信 线性、环形构造解译，
息提取
蚀变信息提取
建立地质概念模型 建立证据权模型，选择证据因子
成矿预测、条件独立性检验 后验概率图Байду номын сангаас
区资源预测与评价 技术流程图
矿化蚀变遥感信息提取常用方法
比值变换法（Band Ratio） 主成分分析法（PCA—principal components analysis）
(2) 分析工作区的矿化蚀变类型，以及各种类型矿化蚀变信息 在遥感图像上的光谱特征。
(3) 研究工作区非蚀变岩、植被和土壤等各种背景及干扰地物 在遥感图像上的光谱特征。
(4) 揭示矿化蚀变信息与背景及干扰地物信息在光谱空间的“ 聚类结构和可识别性”，以及不同矿化蚀变信息的可分性。
(5) 根据成矿地质分析、光谱特征分析和多元数据分析选择提 取矿化蚀变信息的最优波段或变量组合，建立不同蚀变类型的遥 感信息提取模型；
（6）经数据分析，建立信息提 取模型，获取信息增强图像
（7）采用最优密度分割方法 提取遥感异常信息
（5）图像光谱数据分析
（4）图像数据的对应分析
（8）将提取的遥感信息叠加到 背景图像上
蚀变遥感信息 提取技术流程
目 视 解 译 、 定 性 分 析 为 主
地、物、化、遥、矿产资料 成矿规律剖析
地层、构造、岩浆岩信息及 与矿床相关地质信息图
针铁矿Goethite: FeO(OH);
蒙脱石Montomorrillonite: AI2O24S:O2H2O;
赤铁矿Hematite: Fe2O3;
伊利石Illinite:
(K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)] 黄钾铁矾Jarosite: KFe3[(OH)6(SO4)2]
（又称 K-L 变换） 光谱角填图法（SAM－Spectral Angle Mapper） 对应分析法（Correspondence Analysis）
（R-Q型因子分析法)） Gram－schmidt 投影方法 混合像元分解法（Mixed Pixel Decomposition） MPH技术（Mask PCA and HIS）
多金属成矿带遥感多源 信息综合预测就是借助遥感 信息提取控矿岩浆－构造带、 矿化蚀变带为基础，借助 GIS平台综合分析成矿区 （带）的地、物、化、遥等 信息，利用不同的定性或定 量方法圈定成矿有利部位。
遥感 信息 地球化学 地球物理 矿产地质 地质背景
在轨运行的几十颗各国的陆地 卫星为遥感地质提供了海量的 数据源，其中蕴藏着大量的可 供地质研究和矿产勘查使用的 专题信息。地质找矿预测一直 是遥感技术应用的主要方面。
遥感信息与化探信息综合处理
利用GIS平台，对矢量化的遥感蚀变信息异常图层、 化探组合异常图层、地质图层进行投影变换和坐标 配准，通过相交分析、判别分析或加权叠加运算等 综合处理，研究异常形态、异常强度、异常空间分 布规律及其找矿意义等。
明矾石Alunite: Al4[Si4O10](OH)8.
四、遥感矿化异常蚀变信息流程
大尺度矿化集中区遥感地质找矿研究
1：5万层次
1：50万层次 1：25万层次
1：2.5万层次 1：1万层次
1：10万层次
小尺度大区域成矿区带遥感地质找矿研究
（1）图像数据输入
（2）提取掩膜区（MASK区）
（3）圈定待分析的岩性对象
矿 基化
矿化遥感异常主要包括地质构造条件、
本遥
原感 理异
地质体与地质现象。地质构造往往控制
常
着岩浆活动及矿液的运移、储存，对导
矿、运矿、储矿起着重要作用。
地质构造条件多表现为线性构造、环 形构造影像特征。
矿产资源的产出均与一定的地质体相关 联，如斑岩铜矿与中酸性侵入体有关； 地层岩性为成矿、控矿提供有利条件。
遥感找矿研究现状
寻找新的信息源
—— 拓展
高光谱、雷达、红外、…….
地、物、化、遥综合信息分析 —— 综合
空间分析、信息定量化、…….
研发新的处理方法
—— 技术
图像处理技术、光谱测量、…….
研究“独特”的“遥感标志”
—— 方法
蚀变特征提取、纹理特征分析、…….
矿化蚀变遥感信息提取
综合研究是矿致地质异常组合分析
多 源 成 反映方式 矿 获取方式 异 认识角度 常 信 息
地质地貌信息 地球化学异常信息 矿化、蚀变信息 隐伏矿床信息 深部地球物理信息
在以上的诸多的成矿异常信息中，遥感信息是综合的和连续的， 能够起到承上（空中至地表）启下（地表至地下深处）的作用。
二、遥感多源信息综合研究
采用MSS4/5，MSS5/6，MSS5/7比值图像的彩色合成图对含次 生粘土，氧化硅和褐铁矿的蚀变矿区进行了识别填图 利用羟基在可见光－近红外波谱特征确定特定矿物来圈定蚀变岩石
利用航空摄影照片解译矿化蚀变带，发现了玛尔泰和洛博金矿
利用陆地卫星数据处理，填绘了与矿化有关的褐铁矿化异常分布
利用 Landsat TM图像数据成功地圈定了巴西Minais Gerais半干旱 地区铁染和泥化现象
矿 基化 本遥 原感 理异
常
遥 感 图 像 成 像 机 理
矿 基化 本遥 原感 理异
常
Colour Composites (Multi-Channel)
Red
Green
Blue
矿 基化 本遥 原感 理异
常
True Colour Image Blue = B Green = G Red = R
False Colour Image Green = B Red = G NIR = R
矿 基化 本遥 原感 理异
常
矿 基化 本遥 原感 理异
常
矿 基化 本遥 原感 理异
常
ETM+
矿 基化 本遥 原感 理异
常
彩 红 外 航 空 像 片
基于遥感图像提取矿化蚀变信息的技术方法研究，主要解决 如下几个技术关键问题：
(1) 根据遥感图像数据的总体统计特征，分析并检测工作区是 否客观存在“矿化蚀变异常”？
(6) 总结和设计出用于增强与提取矿化蚀变信息的方法技术； (7) 矿化蚀变信息异常图像的可视化表达方法。
矿
基化
本遥 原感 理异
矿化遥感异常空间特征
常
与矿化有关的地质信息一般包含成矿、 控矿因子和找矿指示标志等。因此，研 究界定所有能从遥感数据中获取，与矿 化有关的这些成矿、控矿和找矿标志， 都称之为矿化遥感异常。
成矿条件
成矿物质
成矿流体
伴生
成矿能量 时空耦合矿床 异常
运输通道
矿点
堆积场地
成矿时间
地球物理 地球化学 地质
空间耦合 有效信息
矿产分布规律
成矿演化
成矿作用由低到高 成矿物质由少到多 成矿类型由简到繁 成矿频率由低到高 聚矿能力由弱到强
成矿复杂巨系统 分离出成矿信息组全合模式
地、 物、 化、 遥 多 源 信 息 综 合 研 究
利用主成分分析法进行了蚀变岩的研究
在新墨西哥南部 Blue Greek 盆地内热液蚀变填图利用 TM 图像数 据成功地圈定了粘土、云母含羟基矿物的矿化蚀变区
利用主成分分析法对伊朗Meiduk地区斑铜矿蚀变区进行对比分析 利用AVIRIS和ASTER数据对成层火山的热液蚀变进行了研究
综合研究是成矿条件特性所决定
0.51μm，0.55μm，
Fe2+
1.0-1.1μm， 1.8μm-
1.9μm
0.4μm
0.45μm
Fe3+
0.49μm
0.70μm 吸收较强0.87μm
1.4 (OH-) 2.2
2.3
H2O
1.4 1.9
1.9
2.0
CO32-
2.16 2.35
2.55
对应的ETM波 段
异常提取 依据
典型矿物及 分子式
矿化遥感异常信息提取 的原理与基本方法
一、前 言
金属矿成矿作用过程中，含矿热液与围岩发生物 理、化学反应，并形成金属矿体和相应的围岩蚀变矿 物。利用遥感信息，提取与金属矿产的形成、改造、 富集等相关的地质信息（如地层、岩性、岩浆岩、构 造等）及矿产信息（如蚀变带、氧化带等），通过总 结已知矿区遥感影像特征，确定有效的遥感找矿标志， 结合其他地质等资料，分析区域成矿条件，筛选、确 定有利成矿地段，圈定找矿远景区和勘探靶区。
理异
常
1. 岩矿石波谱特征
矿物反射波谱特征主要决定于矿物化学成份。
可见光范围的波谱特征，取决于矿物中过渡 金属离子(Fe2+、 Fe 3+等)的种类和含量，而
中红外波段特征谱带则取决于矿物中的阴离
子基团((OH)-、CO32-和SO42- )。
离子或基 特征吸收波段中心μm 团
0.43μm，0.45μm，
矿
基化
本遥 原感 理异
矿化遥感异常波谱特征
常
遥感数据反映记录了各种地物各自具有 的电磁波特性(反射辐射或反射辐射)， 称之为地物波谱。
ε(λ)=1-ρ(λ)
矿 基化
典型地物波谱曲线
本遥
原感
理异
常
矿 基化 本遥 原感 理异
常
矿 基化 本遥 原感 理异
常
矿
基化
本遥 原感
矿化遥感异常波谱特征
TM15.(715.5)5高于TM7
高岭石 A叶l4腊[S石i4O10](OH)8 A白l2云(S母i4O10)(OH)2 KAl2[AlSi3O10](OH)
滑2 石 M蛇g纹3[石Si4O10](OH)2 Mg6[Si4O10](OH)8
TM7(2.082.35)
方白解云石石CCaaCMOg[3CO3]2
TM1 (0.45-0.52) TM2 (0.52-0.62) TM1 (0.45-0.52) TM4 (0.76-0.90)
TM7 (2.08-2.35)
TM3(0.630.69)偏 高，而 T偏M低1、2
纤铁矿FeO.OH,
T-0M.639()0偏.63 高，而 TM1、4 偏低
赤针铁铁矿矿FFeeO2O(3OH) 黄钾铁矾 KFe3[(OH)6(SO4)2]
被誉为在矿产勘查中最有效、最重要的遥感信息
年代 1991 1994 1997
1999
1999 2000 2003 2007 2007 2007 2008
实施人 赵元洪 何国金 马建文
张远飞
刘庆生 刘素红 刘成 赵英俊 张玉君 朱谷昌 赵志芳
方法 提出了波段比值的主成分复合法 提出了“微量信息处理”方法 提出了 TM掩模+主成分变换+分类识别矿化弱信息增强提取方法 利用“多源数据分析+比值+主成份变换+掩膜+分类（分割）” 方法在新疆、内蒙古及江西、云南成功的提取了金矿化蚀变信息 利用对应分析从MAIS数据提取内蒙古哈达门沟金矿蚀变信息 利用Gram－Schmidt方法在高山区提取TM数据含矿蚀变带信息 利用混合像元线性分解模型提取了卧龙泉地区粘土蚀变信息 多元遥感数据对地质信息识别技术研究 ASTER的研究 遥感找金属矿产的历史、现状和存在的问题 遥感矿化异常蚀变信息提取
矿化蚀变遥感信息提取
年代
1976 1977 1977 1978 80年代 80年代 1989 1991 1996 2001 2003
实施人
戈茨 艾布拉姆斯
罗曼 Hunt 智利 美国地调局 Crosta Loughin
Robert.W.M
Tangestani CROWLEY
方法
提出了在短红外波段的1.6μm到2.2μm之间两波谱带反射率的比值 （1.6μm/2.2μm）可以提供蚀变岩石和未蚀变岩石最大的分辨率 在内华达州金场根据陆地比值图像对褐铁矿蚀变岩石进行了填图
青海两兰地区地表三维立体遥感影像图
航天遥感数据源：如 美国的TM、ETM、 法国的SPOT-4、中国 和巴西的CBRES-2
遥感数据对地质 体地快速反演
遥感找矿信息定量 化提取和预测
专业图像处理 软件（PCI） 数据处理并制 成专业/专题图 像
矿
基化 本遥
三、矿化遥感异常的空间特征
原感
理异
常
遥 感 图 像 成 像 机 理
世界各矿业大国都十分重视发展地 质调查和矿产资源的遥感勘查技术。 利用遥感地质技术研究成矿地质条 件和已知矿区、矿床影像特征，建 立遥感找矿预测模型，并与地、物、 化信息相复合进行以遥感信息为主 的综合找矿预测。
地表存在许多的找矿线索， 使得遥感技术能够发挥作用。
西部高寒山区气候干燥、 空气稀薄、山高路险、交 通不便、人烟稀少，地质 矿产勘查工作环境恶劣。