Question

区域蚀变遥感异常信息提取

Answer 1

研究区区域蚀变主要是与斑岩铜钼矿有关的找矿标志体——泥化带、千枚岩化带（褐 铁矿化＋绢云母化，酷似“火烧皮”）、绢英岩化（局部见红色硬石膏化）带、钾化-硬 石膏带和矽卡岩型以石榴子石（局部含透闪石、硅灰石）为主要矿物的矽卡岩化带。由于 后两类蚀变所含矿物多含铁与泥化信息，所以就转化为提取铁染信息与泥化碳酸盐化信息。

本次研究采用掩膜＋选择性主成分分析＋滤波＋阈值分割技术模型来实现。为保证 提取工作的顺利进行和提取结果的清晰可见，需对研究区ETM图像数据进行预处理。云、雪、风尘沙和第四纪地层采用常用去干扰信息的方法进行处理，采用主成分分析（简称 PCA）方法提取目标区各类蚀变信息。为了去除背景和干扰信息，对提取的异常信息需进 行5×5中值滤波和均值＋kσ（k为常数，最小值为1，步长为0.5，σ为蚀变信息异常的标 准差）对提取的异常进行分割，提取目标物异常，所提取的异常按前面所定标准进行分级，本次研究异常分为三级：一级为高值异常区，二级为中间值，三级为低值异常。

为了增强可视效果和便于之后其他平台数据交换应用，将提取的各类矿化蚀变信息采 用矩形网方法将异常转换成面矢量图，这样就可以在GIS空间进行各类分析处理，与其他 矢量进行任意组合或叠加到最佳波段组合遥感影像合成图上，制成各类专题图，以便进行 综合研究分析。

区域蚀变信息提取流程见图5-1。

图5-1 基于ETM数据蚀变信息提取流程

（一）数据准备

本次研究涉及的ETM数据有4景，数据图像清晰，无云无雾，积雪少，植被覆盖稀少，图像质量较好，详细情况见表5-1。此外还收集了研究区范围的地形数据和数字高程数据。

表5-1 ETM数据特点

（二）数据预处理

图像的预处理工作是遥感矿化蚀变信息成功提取的关键。数据预处理的好坏直接 影响到蚀变信息提取的结果，常用的主要预处理有大气校正、几何精校正和图像拼接、地物地表反射率的求取等。本次研究所有的图像预处理、蚀变信息提取及制图工作均在 PCI10.1，ArcGIS9.3，ENVI4.6，以及MAPGIS7等软件系统上实现的。

在可见光、近红外及短波红外波段，传感器所接收到的辐射能量主要来自地面大气反 射和散射的太阳辐射，辐射信号中包含了地面和大气的信息。将遥感影像中的大气影响去 除，获取精确的地表反射率信息是遥感定量分析的关键，也是进行遥感影像预处理的一个 重要环节。本次研究采用FLAASH大气校正模型对ETM和ASTER卫星影像数据进行大 气校正。

经过上述传感器增益以及大气校正处理后，获得的基于反射率图像进行无缝拼接，采 用基于ETM数字图像的严格的卫星轨道模型进行正射校正，以消除地形起伏的影响（几 何校正精度小于一个像元）。截取研究区范围图像，供区域蚀变信息提取使用。

1 .区域铁矿化蚀变遥感异常信息提取

似千枚岩化带（褐铁矿化＋绢云母化，酷似“火烧皮”）是研究区内与铜多金属矿的 重要找矿标志之一，也是区内面上分布较广的蚀变。由于含氧化铁蚀变矿物在ETM1，4 波段具有强吸收谱带，在ETm³，5有高反射特征，因此本次研究采用将ETM1，3，4，5 波段进行主成分分析方法提取铁染信息。获得的特征向量矩阵如表5-2所示。从特征矩阵 中可以看出PC4主要包含ETM1，3波段信息，PC4分量中ETM1贡献为负，表示吸收； ETm³贡献为正表示反射。因此，PC4分量图像增强的是含铁矿物的信息。根据PC4分量 图像直方图统计特征，确定均值＋1倍标准差为异常下限。然后以0.5倍标准差为步长，将异常分为三级。

表5-2 由ETM1，3，4，5进行主成分分析后的特征向量矩阵

2.羟基和碳酸盐化信息提取

根据羟基和碳酸根离子的波谱特征，选用ETM1，4，5，7进行主成分分析，其特征 向量矩阵如表5-3。从表中可看出PC4分量主要反映羟基和碳酸盐化异常信息。采用与铁 异常信息提取相同的标准对获得的异常进行分割和分级。

表5-3 由ETM1 ，4，5，7进行主成分分析后的特征向量矩阵

3.综合异常信息提取

综合异常是以均值＋1.5倍的标准差截取的铁化异常与同样标准截取的羟基和碳酸盐 化异常，采用信息无损矩形格网技术矢量化后，在ArcGIS9.3系统中，在对二类信息进行“逻 辑与”运算求取同时含铁染、羟基和碳酸盐化蚀变异常区，与其他两异常叠加形成蚀变遥 感异常信息分布综合图（图5-2）。

图5-2 冈底斯东段蚀变遥感异常信息综合图（图中红色表示氧化铁染，绿色表示羟基和碳酸盐化异常，黄色表示同时含铁染与羟基和碳酸盐化蚀变区）

4.蚀变遥感异常信息分析

根据上述蚀变遥感异常信息分布特征，结合研究区地质矿产特征，区域上蚀变异常主 要分布在雅鲁藏布江北，可分为三个区带，第一区带位于研究区雅鲁藏布江北中段，异常 呈带状分布；第二区带为甲玛、驱龙带，近北东向分布；第三区带分布在拉萨东厅宫，即 研究区西北角，也呈北东向分布。

通过蚀变遥感异常区与研究区已有23个矿床（点）产出进行吻合度分析，已知矿床（点）有1个有羟基蚀变遥感异常，2个有羟基＋铁染蚀变遥感异常显示，有15个矿床（点）有氧化铁染蚀变遥感异常信息显示（图5-2），蚀变遥感异常与岩石蚀变带吻合率 高达70％。还有6个在用ETM提取的异常图像中没有显示，但是都落在用ASTER数据 提取的氧化铁染异常区内。综上所述，蚀变遥感异常信息可作找矿的直接指示标志之一。通过蚀变遥感异常信息与已知的矿（化）点信息对比，与斑岩铜矿体有关的钾化、硅化带 及绢英岩化带无一例外都落在氧化铁染异常信息一级或多级异常信息重叠区，且铁染异常 信息强、面积大、分布集中。进一步说明氧化铁染异常应是铜多金属成矿有关的指示标志。