多高光谱遥感找矿模式与典型标准规定样式分析.ppt
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1、多/高光谱遥感 找矿模式与典型案例,中国国土资源过航空物探遥感中心 2011.10,王 润 生,遥 感 地 质 找 矿 信 息,地质背景、成矿环境(条件)、成矿作用形迹 成矿地质背景: 大地构造背景 区域成矿区带 成矿地质条件: 矿源层、赋矿地层 “带” 成矿母岩、热动力:岩体(隐伏)、火山机构 “环” 控矿、导矿、容矿 构造 “线” 构造岩块 “块” 矿化作用形迹: 矿化蚀变 “色” 后期剥蚀、破坏信息 成矿理论、 类比 、 求异,多/高光谱遥感地质找矿模式,五要素遥感找矿模式(于学政、杨日红) “线”控矿、导矿、容矿等构造信息 “环”火山机构、侵入体等信息 “带”矿源层信息 “块”构造岩块
2、信息 “色”色块、色晕、色斑、色带等热液蚀变信息 矿源场-成矿节-遥感异常找矿模式(赵福岳) 矿源场矿源层、成矿母岩、控矿导矿构造等 成矿节矿源场各要素的空间展布和空间组合型式 遥感异常色调异常、线、环构造、蚀变组合分带 多元数据 找矿预测,蚀变作用:岩石、矿物受到热液、地表水、海水以及其他作 用的影响下,产生适合新的物理化学条件下新的矿物或矿 物组合的过程(地球科学大辞典)。围岩蚀变、风化、变质 围岩蚀变:成矿过程中的热液作用 与一定类型的热液矿床相联系,并能反映热液矿床形成过 程的物理化学条件及矿床的成因。 蚀变带:矽卡岩化、云英岩化、绢英岩化、青盘岩化、 蛇纹石化、阳起石化、叶蜡石化、明
3、矾石化、绢云母化、 绿泥石化、绿帘石化、高岭石化、粘土化、泥化、碳酸盐化、 赤铁矿化、石膏化 这些蚀变带和主要蚀变矿物都能被遥感所探测。,围岩蚀变和蚀变矿物,铁、锰等过渡元素的氧化物和氢氧化物 含OH-、H2O的矿物 部分层状硅酸盐、粘土矿物 碳酸盐 部分水合硫酸盐 在反射光谱上都有独特的光谱特征(吸收谱带) 多光谱:色调异常、用图像处理方法提取 高光谱:根据光谱特征直接识别矿物 遥感蚀变异常、蚀变矿物是找矿更直接的标志,围岩蚀变和蚀变矿物,图像识别 图像分类:将特征空间划分为互不交 叠的区域 目标或异常检测:检测和区分与环 境或背景存特征差异的物体 光谱识别:根据地物光谱特征(特征谱带 等)
4、直接识别地物、地物组分,多/高光谱地物探测,多光谱蚀变信息提取,主成分分析 (K-L变换) 对于MSS、TM等遥感图像,第一主分量往往是各原始波段的加权和,反映的是地物总的辐射亮度。其它主分量是不同波段的加权差值图像,反映了地物不同波谱段的波谱差异,往往包含某些地质体的特征波谱信息。 几种有用的TM和ETM波段选择主成分分析: TM1、4/3、TM5、TM7作主成分分析,区分蚀变和未蚀变岩石。 比值TM4/3的作用是利用植被发育状况信息(植被指数)区分植被和蚀变岩 TM1、TM3、TM4、TM5的主成分分析,增强铁氧化物信息。 TM1、TM4、TM5、TM7的主成分分析,提取含羟基矿物信息。
5、TM1、TM3、TM4、TM5、TM7的主成分分析,区分高岭石-伊利石、石膏等不同的粘土矿物。,多光谱蚀变信息提取,2、比值彩色合成图像: TM5/7(红)、TM3/1(绿)、TM3/4(兰) TM5/7: 含羟基矿物、水合硫酸盐和碳酸盐矿物; TM3/1 ;识别褐铁矿化;TM3/4: 区分植被与热液蚀变异常 赤铁矿和针铁矿化呈绿至青色;黄钾铁钒黄至白色;含羟基 矿物: 水和硫酸盐和碳酸盐化岩石呈品红色;植被橙红色 TM5/4(红)、TM4/3(绿)、TM5/7(兰) TM5/4(R)、TM3/1(G)、TM7/5(B) 3、 “归一化差值矿物指数”: TM(3-1)/(3+1),褐铁矿化(氧
6、化铁)指数; TM(5-4)/(5+4),氧化亚铁矿物指数; TM(5-7)/(5+7),含羟基矿物指数。,多光谱蚀变 信息提取,铁的氧化物、氢氧化物和硫酸盐:褐铁矿、赤铁矿、针铁矿、黄钾铁矾 紫外部分的强烈吸收;波谱在TM1、2、3区间上升梯度很陡;TM4 波段内(0.8-0.9m)较强的近红外吸收带; TM3、5、7 高反射, TM1、2 低 羟基矿物,包括粘土矿物和云母 水合硫酸盐矿物(石膏和明矾石)、碳酸盐矿物(方解石和白云石) TM7波段都有较强的吸收谷, TM5 高反射 植被: TM2、4 高反射, TM1、3、7 低,高光谱分辨率: 精细光谱特征 图像特征退居次要地位 量变:提高
7、了分辨地物本领、识别精细程度 识别和分类的精度,减少不确定性 质变:探测地物成分、组分、结构 宏观微观 图像识别光谱识别 、图谱结合,遥感技术的发展,高光谱和多光谱特性比较,西藏泽当地区ASTER蚀变异常,闫柏琨等提取了9大类矿物或成分 铁氧化物 硅酸盐铁 全铁、 明矾石、 方解/白云石 绿泥/绿帘石 高岭石、 白云母/蒙脱 二氧化硅,反射光谱 可见近红外光谱区间:电子过程 铁氧化物和氢氧化物 短波红外晶格分子振动的倍频和合频 粘土矿物、碳酸盐、部分水合硫酸盐 发射光谱 中热红外光谱区间(340m)分子振动基频 无水硅酸盐类(架状硅酸盐 、 岛状硅酸盐、 单链状硅酸盐) 碳酸盐、硫酸盐 造岩矿
8、物:石英(SiO2) 、长石、橄榄石、 角闪石、辉石等,谱段全谱段矿物识别,图4-21 图,新疆东天山土屋东三岔口地区 矿物分布图,岩石成分探测矿物填图,探测层次 矿物组成(蚀变矿物、造岩矿物) 矿物丰度(相对含量) 矿物化学成分和结构类质同象 SiO4-4、O3-2、OH-、SO4-2 、CO3-2、 H2O等阴离子基团 Fe、Mn、Al、Mg、Na、K 、Ca等金属离子,矿 物 丰 度 识 别,HyMap反演的新疆东天山土墩矿区蛇纹石(左)、方解石(右)百分含量,多/高光谱遥感地质找矿模式,以蚀变异常/蚀变矿物为中心的找矿模式 对异常分级、分类、解译、评价、查证,研究地质背景、成矿条件,摆
9、出非矿异常和干扰。 异常的地质评价: 与已知矿床的类比 异常的地质条件或地质环境分析 与成矿作用密切相关的蚀变矿物找矿矿物学蚀变矿物组合、分带理论找矿 热动力过程和热液运移时空演化分析、重建 成矿模型 检测植被中毒和油气微渗漏引起的地植物异常,新疆东天山地区蚀变异常与构造,新疆东天山地区蚀变异常与成矿区带,地 质 图 A:已知矿床 叶腊石蚀变 B:新发现的 叶腊石蚀变 (光谱) 白云石丰度变化(光谱),澳大利亚皮尔巴拉地区叶蜡石蚀变(1) 发现新矿化,据 Bierwith et al, 1999,在出露差,风化物覆盖强的地区,少量残坡积物和转石可能足以提供有用的光谱信号。 在皮尔巴拉,叶蜡石是
10、与成矿有关的蚀变 。CSIRO用航空光谱在该区发现多处叶蜡石分布,澳大利亚皮尔巴拉叶蜡石蚀变(1),A:已知的与叶腊石蚀变有关 的金矿床 B:根据叶腊石蚀变发现的矿床 C:叶蜡石+低铝白云母 D:低温热液金矿,硅-白云母 蚀变,低铝白云母+电气石 E:电气石+低铝白云母,澳大利亚 皮尔巴拉地区,据 Bierwith et al, 2002,D:低温热液金矿,指示标志:富Mg电气石,澳大利亚皮尔巴拉地区,据 Bierwith et al, 2002,电气石含量,电气石成分 R = tourmaline 红:富Mg G = white mica(low Al), 绿:富Fe B = talc,MT
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