多高光谱遥感找矿模式与典型案例
高级矿床学8找矿案例斑岩矿床
找矿过程中遇到的问题及解决方案
01
地质条件复杂
针对复杂的地质条件，采用多种地质勘探手段（如地质填图、钻探、坑
探等）进行综合分析，提高找矿准确率。
02 03
隐伏矿床识别难
对于隐伏的斑岩型矿床，运用地球物理勘探（如磁法、电法、重力勘探 等）和地球化学勘探（如土壤地球化学测量、岩石地球化学测量等）手 段进行有效识别。
02 斑岩矿床地质特征
矿区地质背景
01
02
03
构造背景
斑岩矿床通常形成于板块 俯冲带、碰撞造山带等构 造活动强烈的地区，与区 域构造演化密切相关。
地层与岩浆岩
矿区内地层发育，岩浆活 动频繁，为成矿提供了丰 富的物质来源和热能。
地球化学特征
矿区地球化学异常明显， 表现为元素组合复杂、异 常强度高、规模大等特点。
在有利成矿区域加强地质调查，查 明区域构造、岩浆活动和地层岩性
条件，为找矿提供基础资料。
深化综合找矿方法
运用地质、地球物理、地球化 学和遥感等综合找矿方法，提 高找矿效果和精度。
重视成矿预测研究
在成矿规律研究的基础上，开展 成矿预测研究，圈定找矿远景区 和靶区，为找矿提供科学依据。
加强国际合作与交流
战略意义
斑岩型矿床是当今世界铜、钼、金等有 色金属和贵金属的重要来源，对国家的 经济建设和国防安全具有战略意义。
研究背景与目的
研究背景
随着全球经济的持续发展和资源需求的不断增加，寻找新的斑岩矿床成为地质学 领域的重要任务。
研究目的
通过对斑岩矿床的深入研究，旨在揭示其成矿规律、控矿因素和找矿标志，为地 质找矿工作提供理论指导和技术支持。同时，通过对斑岩矿床的地球化学、地球 物理和遥感等勘探方法的研究，提高找矿效率和准确性。
多高光谱遥感找矿模式与典型案例
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。
0 .0
(产于奥陶纪灰岩和页岩）
G o ld
Illite
ppm
Kaolinite
5 .0 2 .5 2 .0 1 .5 1 .0 0 .5 0 .0
.
Illite
云南普朗地区 Hyperion
已发现14个含矿斑岩体
离子数
普朗斑岩铜矿：钾化硅化带—
黄铁绢英岩化带—青盘岩化带
钾化、硅化、绢云母化、
褐铁矿化
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
遥感技术的发展
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
J. A. Frank, et al, 2005, Geology, 33(7)
Panorama VHMS成矿体系
recharge Discharge
magmatic
Hyperion
.
T Cudahy
1998
Panorama VHMS成矿体系
Volcanic massive sulphide and magmatic hydrothermal systems
矿产资源评价与矿山环境监测中高光谱遥感技术方法应用的实例
收稿日期：2008-12-12；修订日期：2009-02-05地调项目：中国地质调查局国土资源大调查项目《国际勘查技术发展动态研究》和国土资源部百名优秀青年科技人才计划项目联合资助作者简介：金庆花（1977-），女，助理研究员，从事地质科技情报研究和发展战略研究。
E-mail:jqinghua@地质通报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA第28卷第2~3期2009年3月Vol．28，No s ．2~3Mar ．，2009矿产资源评价与矿山环境监测中高光谱遥感技术方法应用的实例金庆花1，朱丽丽1，张立新2，江永宏1JIN Qing-hua 1，ZHU Li-li 1，ZHANG Li-xin 2，JIANG Yong-hong 11.中国地质调查局发展研究中心，北京100037；2.有色金属矿产地质调查中心，北京1000121.Development and Research Center of China Geological Survey ，Beijing 100037，China;2.China Non-ferrous Metals Resource Geological Survey ，Beijing 100012，China摘要：近20年来，高光谱遥感技术（Hyperspectral Remote Sensing ）发展迅速，已成为遥感技术的前沿，而矿产资源评价与矿山环境监测是高光谱遥感应用中最成功的领域。
高光谱遥感技术具有分辨率高的特点，通过对矿物种类、丰度和成分的识别，特别是对与成矿作用、矿山污染源密切相关的蚀变矿物的识别，可以有效地圈定热液矿化蚀变带，定量或半定量地估计相对蚀变强度和蚀变矿物含量，从而进行岩石矿物的分类和填图，并为矿产资源评价与矿山环境监测提供靶区，指导进一步找矿勘探和环境监测工作的开展。
介绍了高光谱遥感技术在矿产资源评价与矿山环境监测中的应用原理和成像光谱学的逐步完善，并详细列举了高光谱遥感技术在斑岩铜矿、热液型金矿、地浸砂岩型铀矿、油气、金刚石等矿种的找矿方面，以及在矿山废弃物中生成酸和缓冲酸分布的监测等方面的具体案例，以期为中国矿产资源评价与矿山环境监测中高光谱遥感技术的应用提供借鉴。
高分遥感影像煤矿非法开采动态监测应用
1 8 卫星应用 2019 年第 7 期
201907稿（公开）.indd 18
2019/7/17 下午1:59
遥感视，探讨高分影像对 矿区采矿活动的识别能力，指出工作区存在的违规 采矿行为；通过分析往年遥感影像获取时间间隔， 探讨是否满足对整个矿区所发生的非法开采事件进 行动态监测。为国土资源相关部门进行矿产资源的 开发管理、低成本快速高效打击非法采矿行为，提 供科学执法依据。
1．监测区遥感数据源选择
在考虑到控制监测成本的前提下，选择什么样 的遥感数据，要根据遥感影像的获取周期，及监测 目的和监测内容而定。在目标煤矿监测开采区内， 选用的遥感数据要能够清晰分辨煤矿开采硐口、采 矿建筑、堆矿石区、矿车、汽车、矿区生态环境治 理区、宽度大于分辨率的运输道路等采矿活动痕迹。
2．遥感图像处理
二、技术方案分析
煤矿非法开采监测就是通过分析不同时期的卫 星影像，从中提取、分析采矿痕迹变化信息实现其 监测。如何利用能获取的高分数据，将信息综合起 来，并快速发现煤矿的非法开采活动痕迹，是煤矿 非法开采动态监测首要解决的基本问题。煤矿开采 活动痕迹通常表现为：道路修建、采矿设施、矿渣 ( 石 ) 堆积、植被破坏、山体开掘等 , 含有这类形状 特征及其空间关系特征的地物可作为煤矿判读的标 识。其中道路颜色的新旧程度、现场有否运输设备 斑点、堆煤场面积是否扩大及建筑房屋是否增建可 作为煤矿在采与否的判别标志。
2019 年第 7 期 卫星应用 1 9
201907稿（公开）.indd 19
2019/7/17 下午1:59
遥感视野 Remote Sensing
5．野外验证
野外调查验证可以在重点区域进行无人机航拍 或者实地勘察来实现，其目的是给遥感解译人员提 供一个感性认识，对测区内的矿区环境和采矿作业 现场有一定了解，从而完成建立遥感解译标志 [4]。 此外，为保证对矿区遥感解译成果的准确性、可靠 性以及解译的质量，还对目标区内煤矿资源开发状 况 ( 现矿山数量、规模，停采矿山数量 )、开采活动 范围 ( 土地占用面积、植被破坏面积 ) 等进行野外 实地验证。
现代遥感技术在地质找矿中的应用
矿产资源M ineral resources 现代遥感技术在地质找矿中的应用赵 超摘要：随着科技的快速发展，现代遥感技术已经成为地质找矿领域的重要工具。
遥感技术是一种利用传感器、雷达等设备从远距离感知目标物体所辐射的电磁波信息，获取目标物体的高分辨率、多光谱和多角度的图像或数据的技术。
遥感技术基于其快速、准确地获取大量信息的特征，已经逐渐成为一种重要的地质调查手段。
现代遥感技术在地质找矿中的应用，不仅可以提高找矿的效率和准确性，还可以推动地质找矿领域的创新和发展。
本文将对现代遥感技术在地质找矿中的应用进行深入探究，旨在提高找矿效率和准确性，为地质找矿领域的工作提供新思路、新方法。
关键词：现代遥感技术；地质找矿；应用地质找矿是指通过对地质体进行详细的研究和分析，以确定其内部的矿产资源的类型、分布和储量的过程。
传统的地质找矿方法通常依赖于大量实地勘探和采样分析，不仅耗时费力且成本高昂。
随着现代遥感技术的快速发展，遥感技术在地质找矿中的应用已经成为一种高效、准确的方法。
遥感技术是通过获取和解释地球表面和大气层的各种信息，而不直接接触地面的技术手段。
它利用航空和卫星平台上搭载的传感器，获取地面、水体和大气中反射、辐射和散射的电磁波信息，将这些信息转化为数字图像或数值数据，从而实现对地球表面特征的探测和分析。
在地质找矿中，遥感技术能够提供大范围、高分辨率的地球表面信息，从而帮助地质学家快速了解地质构造、岩石类型、地表特征等因素，进而推测潜在矿产资源的存在。
1 现代遥感技术概述现代遥感技术是利用遥感器从远距离平台对目标进行感知、获取、分析和处理，从而得到有用信息的一种技术。
在遥感技术中，信息的获取是基础和核心。
现代遥感技术获取信息的主要方式是利用各种遥感器，如照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成象光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等。
这些遥感器可以获取不同类型、不同精度的遥感数据，如可见光、红外线、微波等不同波段的数据，从而得到广泛的应用。
基于高光谱数据的东天山—北山成矿带矿物填图及地质应用
卫星类型 高分五号 01A 资源一号 02D
表 1 高光谱遥感卫星主要参数
波段范围 /nm
VNIR
SWIR
波段数
VNIR
SWIR
空间分辨率 /m
光谱分辨率 /nm
VNIR
SWIR
390—1029 1005—2513 180
150
30
≈4
≈8
390—1040 1005—2501
76
90
30
≈8
≈ 16
三、填图应用
1．成矿带构造信息解译 断裂构造在形成时，沿断裂带两侧的岩块会发 生显著的错动、位移，并形成充填着大量岩石碎块 的破碎带。受构造应力作用的影响，断裂破碎带内 通常会形成各种类型的动力变质岩或出现充填不同 矿物成分的岩脉，使得断裂带内的矿物类型与两侧 岩体存在显著差异，成为地质调查工作中识别断裂 构造的基本标识之一。野外地质调查受人员、地理 条件等因素限制，在断层追索工作中常存在局限。 高光谱矿物填图方法凭借对断裂破碎带内矿物类型 的精细识别，能够在可观测尺度下显示出呈线性展 布的矿物类别差异，为构造解译提供可靠判据。图 3 中展示了一条由白云石、方解石等碳酸盐矿物形 成的断裂破碎带，填图结果清晰、连续地揭示出了 断裂构造的走向和分布，并与 1∶25 万地质图中构 造分布进行了对比验证。相比于地质图，矿物填图 结果还能够直观清楚地观测到断裂带的宽度、走向 形态以及其中充填的矿物类型，为野外地质工作提 供更加丰富翔实的资料。
（b）地质图褶皱形态
图 5 高光谱矿物填图揭示褶皱构造
2．成矿带岩性解译 地层岩性信息能够为理解整个成矿带区 域物质循环演化、金属矿产分布、岩浆热液 活动等提供信息，对地质勘查工作具有重要 意义。不同的岩性因其矿物成分、内部结构 及外部条件不同，在遥感影像上表现出明显 的多样性，因此与其他地物信息提取或遥感 解译相比，遥感岩性解译更加困难。本文利 用高光谱矿物填图成果，从矿物构成的尺度进 行 岩 性 划 分 识 别 ，分 类 结 果 更 加 精 细（ 图 6 ）。
多光谱遥感技术在矿床中的应用——以遥感蚀变异常为例
异常提取的技术流程 ——去干扰异常主分量门限化技术
• 张玉君提出了从利用ETM+和ASTER数据提取蚀变 遥感异常的方案---“去干扰异常主分量门限化技 术”(见图4)，以此作为蚀变异常提取快速遥感扫面 的基本方法 。它由5个主要部分组成：预处理、准归 一化、异常提取、后处理及门限化。准归一化是为了 改进毗邻地区图像之间和不同时相图像之间对比性的 需要。经准归一化获得视反射率，准归一化包括径辐 射校正、增益校正、日地距离校正、太阳高度角校正 和大气层上辐照度校正。SAM和PCA用来提取异常。 预处理和后处理是为了去除水、冰、云、雪、植被、 地形阴影、云影、盐碱地等干扰的影响。以协方差矩 阵的标准离差为尺度切将异常割成三级。
图7：黄山东型铜镍矿蚀变遥感异常与地质略图对比 左图为蚀变遥感异常图(红色是提取出的异常)，右图 为地质略图
图8为黄山东矿田蚀变遥感异常分布情况 从图中可以看出蚀变遥感异常和已知矿床对应非常好
图9：ETM提取不同类型矿床蚀变遥感异常区分图 左边为去掉背景的异常图;右边为有背景的异常图;绿色提取的是黄山 东型铜镍矿蚀变遥感异常;红色提取的是沙泉子型铅锌矿蚀变遥感 异常;黄色提取的是天木型金矿蚀变遥感异常
表1：ASTER和ETM(TM)数据的波段对比
地质基础和波谱前提（一）
• 地质基础 • 近矿围岩蚀变现象可作为找矿标志。我国的铜官 山铜矿、犹他州的大铝矿、西澳大利亚的大型金 矿、墨西哥的大铂矿等找矿实例充分证明交代蚀 变岩石信息作为找矿标志的重要意义。 • 岩石的交代蚀变主要是不同类型的热液与原生岩 石相互作用的产物。最常见的蚀变为硅化、绢云 母化、绿泥石化、云英岩化、矽卡岩化、白云岩 化、重晶石化及锰铁碳酸盐化。
地质基础和波谱前提（一）
甘肃拾金坡金矿床航空高光谱遥感异常信息解析与找矿应用
10黄金地质黄金GOLD2017年第1期/第38卷甘肃拾金坡金矿床航空高光谱遥感异常信息解析与找矿应用董双发，王瑞军，李名松，孙永彬，姜雪，邓国武，汪冰(核工业航测遥感中心）摘要：为了解航空高光谱遥感数据在西北地区矿产勘查领域的应用效果，查明甘肃拾金坡地区 的成矿地质环境，利用航空高光谱遥感信息对该区进行找矿应用。
选取拾金坡金矿床，通过对高光 谱异常信息解析，总结矿床尺度的高光谱遥感异常特征，结合矿床成矿规律，构建高光谱遥感找矿 模型，圈定金多金属遥感找矿靶区。
经野外查证，在前人未开展任何揭露工程的“原始”地段，新发 现多处金及多金属矿化线索，高光谱遥感技术的“指矿、示矿”效果显著，为后期拾金坡地区高光谱 遥感地质应用提供依据，也为其他成矿区带多金属矿床勘查和研究应用提供实例。
关键词：航空高光谱遥感；遥感异常特征;异常信息解析;蚀变矿物；找矿模型；拾金坡金矿床中图分类号:TD15 P627文献标志码:A〇引言拾金坡地区位于北山成矿带，处在甘肃省西北 部，该区及周边区域分布有拾金坡、老金厂、花牛山、金窝子等金矿床;此外，还分布有较多的金、铜等多金 属矿点，成矿地质条件优越。
该区及外围地段属准平 原状的丘陵地貌，植被覆盖少，基岩裸露好，地形起伏 小切割弱，围岩蚀变发育，有利于发挥高光谱遥感的 技术优势。
前人针对拾金坡金矿床，在矿床的地质特征、形 态特征、矿床规模、矿物共生组合、地球化学特征、成因 类型、成矿模型、物质来源等方面，开展了较多的分析和 研究工作[1<。
但针对金矿床的遥感地质分析，特别是 高光谱遥感方面的研究和找矿应用工作还未开展。
本次选取拾金坡金矿床，利用CASI/SASI航空 成像高光谱遥感数据，开展矿床高光谱遥感影像和蚀 变矿物信息解析，总结矿床尺度的高光谱遥感异常信 息特征，综合剖析拾金坡金矿床，结合矿床地质特征，构建金矿床高光谱遥感找矿模型，开展找矿应用，为 后期航空高光谱遥感技术的金矿找矿应用研究提供 工作思路。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
LOGO
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(0.8-0.9μm)较强的近红外吸 收带； TM3、5、7 高反射， TM1、2 低
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
LOGO
多/高光谱遥感
找矿模式与典型案例
王润生 中国国土资源过航空物探遥感中心 2011.10
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
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。
LOGO
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）
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LOGO
多/高光谱地物探测
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L。OGO
LOGO
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
LOGO
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
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）直接识别地物、地物组L分OGO
多光谱蚀变信息提取
主成分分析 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。
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
LOGO
围岩蚀变和蚀变矿物
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
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
LOGO
遥感技术的发展
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
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（3～40m）—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 造岩矿物：石英（SiO2） 、长石、橄榄石、 角闪石、辉石等
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
LOGO
高光谱和多光谱 特性比较
LOGO
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
LOGO
谱段——全谱段矿物识别
“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LOGO
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”—构造岩块信息 “色”—色块、色晕、色斑、色带等热液蚀变信息
LOGO
新疆东天山土屋东—三岔口地区 矿物分布图
图4-21 图
LOGO
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
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。