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遥感图像的获取是遥感找矿的基础,遥感找矿信息的提取是遥感找矿的关键。运用专业遥感影像处理软件ERDAS8.7,对福建省紫金山地区的TM遥感影像进行预处理,并采用最佳指数因子(OIF)选择最佳组合波段,进行彩色合成。滤波增强后提取了研究区内的线性构造与环形构造,并对线性构造作定量分析,提高了构造解译的可信度和准确度。紫金山金铜矿区的围岩蚀变类型主要有黄铁矿化、绢云母化、硅化三大类。针对研究区内不同的蚀变类型,将主成分分析、密度分割、多源数据分析等多种方法有机结合,定量提取包含Fe3+、OH-等离子的矿化蚀变信息。应用密度分割法提取遥感蚀变信息,滤波处理后将蚀变信息图与原图像的TM4、TM3波段进行彩色合成,得到综合遥感矿化蚀变异常图。对提取的蚀变信息与控矿构造、已知矿点的空间相关关系进行分析,结果表明大部分的蚀变信息均与蚀变有关。将已有的金铜矿点与提取的蚀变信息进行叠合,吻合率达60%,吻合较好。在对紫金山已有地质资料、金元素地球化学资料和航磁异常等值线等地学信息进行不同程度处理的基础上,通过GIS叠加技术进行多源数据融合分析,揭示不同数据源之间的空间相关关系。结合成矿理论初步圈定了研究区十二个找矿预测区。经野外实地验证,取得较好的找矿效果。遥感找矿能够克服以往野外工作中的盲目性,对今后的找矿工作具有指导意义,提供了一条可参考的、行之有效的途径。
随着各种矿产的不断开采,露天矿与地表矿日益减少,急需运用新的理论和方法来指导新的找矿工作,以找到更多更新的矿产资源,实现矿产工业的可持续发展。遥感因具有宏观、综合、经济、高效等特点而受到地质工作者的青睐,成为一种新的找矿技术手段。遥感成矿信息是遥感图像中反映成矿地质背景、控矿因素和岩石蚀变等与矿化有关的地质现象的遥感信息,遥感信息的成功提取是遥感找矿的关键。本文以福建省紫金山为研究区,利用TM遥感图像数据,进行与金属矿化有关的遥感成矿信息的提取方法研究,通过多源数据的综合分析,圈定出找矿预测区。
结合福建省紫金山地区的地质背景,分析该区的地质特征和控矿条件,借鉴国内外成功的遥感找矿经验,运用先进的遥感图像数字处理软件ERDAS,对紫金山地区的TM遥感图像进行一系列计算机处理和解译。通过主成分分析法、密度分割法、多源数据融合分析的有机结合,成功提取了研究区的遥感矿化信息,分析区内矿床的成矿特点和分布规律,探索区内金矿的成矿标志和遥感找矿方法,圈定出若干个可供进一步研究和勘查的找矿预测靶区。缩小找矿目标区域,可大量降低成本,减少人力、物力以及财力的盲目投入,加快找矿速度,缩短找矿周期。
福建省紫金山地区面型加线型的断裂构造,植被不发育,基岩裸露,适于进行地质构造和矿化蚀变信息的遥感解译工作。通过对研究区的TM遥感图像进行一系列处理,提取出遥感影像的构造信息、矿化蚀变异常信息,利用GIS叠加技术将构造解译信息、蚀变异常信息、航磁异常信息、Au元素地球化学异常等多源信息进行融合处理,结合成矿理论,圈定出研究区的金铜找矿远景区,以提高找矿的工作效率与成功率。
全文共分七章。
第一章研究理论方法 论述了所借鉴的理论与方法,介绍了遥感找矿的原理、工作流程与蚀变遥感异常信息提取的相关理论基础。
第二章研究区概况 介绍了紫金山的自然概况与地质概况。
第三章遥感图像预处理 介绍了所采用的遥感数据源。对紫金山TM遥感影像几何校正后选取出重点研究区,并应用最佳指数因子(OIF)选择出最佳波段组合,完成图像的假彩色合成。为突出影像上的有用信息,对影像进行辐射增强处理,有利于进一步判读和解译影像。应用主成分分析法分析研究区遥感影像各波段的特征向量与特征值,分离了原图像中的光谱相关性较强的不同地物信息,使图像更易解译分析,信息更易提取。
第四章 遥感图像地质解译 介绍了遥感图像地质解译的一般原则和方法。分析紫金山影像的线性构造与环形构造的特征,滤波增强后提取并解译了线性构造与环形构造,结果显示研究区内主要发育有北东(含北东东)和北西向线性断裂,环形构造发育,且多与线性构造相交或相切,为成矿提供良好的地质环境。对提取的线性构造进行定量分析,绘制线性构造的密度图和频度图,将二者叠加从整体上显示出紫金山地区线性构造的空间分布与相关关系。
第五章 矿化蚀变异常信息提取 阐述紫金山遥感图像信息提取的思路以及流程,概括了矿化蚀变异常信息的主要提取方法。通过绘制紫金山主要地物的灰度曲线图,分析出研究区矿化蚀变信息的提取方法。应用面向特征的主成分分析法(SPCA)进行增强处理,分别提取出研究区遥感影像的铁化蚀变和羟基蚀变的遥感异常信息。通过遥感图像波段间的加减运算与比值处理提取其它相关蚀变信息。为精确提取紫金山的矿化蚀变信息,进行了二次变量统计分析。利用主成分分析法对图像变量进行信息重组,获得蚀变信息最集中、干扰因素最少的主成分图像作为蚀变信息的提取图像。通过对确定的提取图像进行主成分分析,得到作为矿化蚀变信息提取的主分量,并采用密度分割法提取出矿化蚀变信息,将矿化蚀变作强度分级。将一级蚀变区与原图的第四波段与第三波段复合,得到既有蚀变异常信息又有地质背景的矿化蚀变信息提取图。
第六章 多源数据融合与成矿预测 通过将多源地学图像信息进行融合,应用遥感图像的融合与地理信息系统的叠加技术综合解译了与成矿有关的各利,因素,克服了单一数据源的不足,提高了找矿精度。为直观显示紫金山矿化蚀变信息与构造的空间关系,将线性构造解译图转成灰度图像后,先将研究区的矿化蚀变信息、线性构造密度、TM5进行彩色合成,再将上述解译出的构造信息叠加于合成图之上。结果表明紫金山地区的矿化蚀变信息与构造信息有着密切的空间关系,矿化蚀变信息主要受北东(含北东东)向和北西向构造的控制。将地球化学信息与蚀变信息叠加后,结果显示金元素地球化学异常区域与蚀变信息的异常提取区吻合较好,说明提取的蚀变信息可作为找矿预测的标志。将紫金山的遥感蚀变信息、地球化学信息、地球物理信息以及遥感地质信息(线性、环形构造等)等多源信息在GIS平台上进行融合处理分析,圈定出区内的12个金矿成矿预测区。通过对提取的蚀变信息与控矿构造、已知矿床点在空间上的相关关系进行分析,结果表明大部分的蚀变信息与蚀变有关,该蚀变信息的提取方法在紫金山地区是可行的:(1)蚀变信息的分布具有规律性,大部分沿控矿构造分布;(2)将已有的金铜矿点与提取的蚀变信息进行叠合,吻合率达60%,吻合较好。
第七章结论与展望总结本文的主要结论,指出研究中的不足,并对研究区今后的找矿工作进行了展望。