0 引言

中国地质矿产遥感信息提取技术的研究应用开始于 20世纪 80年代，近年来，在蚀变矿物信息提取也有较多研究，如混合象元分解法、Gramschmidt 投影方法、混合象元线性分解模型等方法。遥感技术方法在地质工作中也越来越重要，通过对研究区开展遥感调查，获取蚀变信息、线性、环形构造和地层岩性等信息，为矿产勘查与评价提供参考（苏一鸣等，2009；李先瑞等，2013；杨金中和赵玉灵， 2015；汪子义等，2016；梁棪先等，2020；孙婷婷等， 2020）。

研究区位于柴达木盆地南缘东昆仑地区，三级成矿带属于Ⅲ-26 东昆仑 Fe-Pb-Zn-Cu-Co-Au-W-Sn-石棉成矿带。东昆仑地区作为重要的成矿区域，近些年取得了大量的找矿突破（刘建楠等， 2016；赵立志等，2018），但以往矿产勘查工作主要依赖地质、物化探等传统手段，遥感技术具有快速勘查、低成本特点，可以弥补传统技术存在的缺陷，提高找矿效率与精准性（王抒群，2024）。本文以巴尔达吾地区为例，依据 Landsat 8（ETM+）和高分一号数据，采用主成分分析、光谱分析等方法，解译地质构造信息与提取蚀变异常信息（杨德生等， 2010），通过地质-土壤（岩石）剖面对已提取的 Y6、 Y8两处蚀变异常进行查证工作，分析异常的找矿潜力，在 Y6 蚀变异常内已发现两处剖面高值段、3 处矿化体，在 Y8 蚀变异常内已发现 5 条镍、铜矿化蚀变带，以上成果为研究区的矿产勘查工作提供一定的依据（唐从国等，2004；张建东等，2008）。

1 地质背景

研究区大地构造位于东昆仑弧盆系北昆仑岩浆弧带（张雪亭等，2007，图1a）。区内地层由老到新依次为古元古界金水口群、中元古界长城系小庙岩组、蓟县系狼牙山组、新元古界青白口系丘吉东沟组、早古生界奥陶系祁漫塔格群及新生界第四系 （图1b）。区内岩浆活动频繁，从加里东期、华力西期、印支期均有不同规模的岩浆活动。研究区主要岩石组合类型以三叠纪花岗闪长岩、二长花岗岩、斑状花岗岩为主，东北部发育泥盆纪花岗闪长岩，东南部分布少量二叠纪闪长岩。脉岩类型众多，基性、中性及酸性岩脉均有分布。研究区断裂构造发育，断裂走向主要为北西西、北西、近东西及北东向 （图1b），具多期活动特点，也控制着该区矿产分布格局（姜春发等，1992；潘彤等，2006）。

2 遥感数据处理

本文遥感信息源选用美国 Landsat 8 数据 （ETM+）多光谱数据及中国高分一号（CF1）数据。采用 ETM+数据用于遥感影像处理制作、遥感地质解译及遥感异常优选；高分一号分辨率高，有利于遥感地质解译工作的辨别。Landsat 8 数据 1 景，轨道号为135～035，时相为2020年12月29日；高分一号数据时相为 2014 年 7 月 13 日。Landsat 8 卫星加载陆地成像仪和热红外传感器共11个波段，具体参数见表1。影像数据较清晰、少云，质量基本优良。通过预处理，对原始影像消除系统误差，主要包括辐射定标、大气纠正、几何纠正、研究区裁剪等。

3 遥感蚀变信息提取

研究区内不同矿物均有特定的光谱特征，其光谱特征的特异性可作为区分各类地质体的主要依据（夏洁，2017）。根据研究区不同矿物类型，可将区内矿化蚀变划分为与Fe³⁺ 有关及与OH^－有关两大类。本文工作流程包括数据预处理和蚀变信息提取（图2）。其中数据预处理包括数据检查评价、去干扰等过程。遥感蚀变信息采用“数据处理—去干扰—主成分分析—阈值处理技术”（DPT）方法提取。提取异常时，通过波谱特征观察，选用不同的数学方法，采用掩膜技术，将干扰因素归入干扰窗，以获得基础图像进行掩模主分量分析，尽可能地减少干扰物对异常提取工作的影响（李云平和郭海明， 2020）。

3.1 铁染蚀变异常信息提取

金属氧化后形成含有 Fe³⁺ 的矿化蚀变，具体光谱特征表现为Band 2、Band 5波段为吸收谷，Band 4 波段为高反射。使用 ENVI软件对波段数据进行处理，通过主成分分析方法，可得到波段特征向量矩阵（表2）。按照铁染主分量分析准则，主分量4中铁染主分量特征向量满足了 Band 4 为负值，Band 2、 Band 5、Band 6 均为正值。故可将主分量 4 作为铁染蚀变信息的主分量。

1—第四系；2—奥陶系；3—青白口系；4—蓟县系；5—长城系；6—古元古界系；7—三叠纪花岗岩；8—二叠纪花岗岩；9—泥盆纪辉长岩；10—泥盆纪辉橄岩；11—泥盆纪花岗岩；12—志留纪花岗岩；13—正长花岗岩脉；14—黑云母花岗岩脉；15—花岗岩脉；16—闪长岩脉；17—地质界线； 18—逆断层；19—平移断层；20—性质不明断层；21—糜棱岩带；22—韧性剪切带；23—五龙沟断裂组及编号；24—研究区范围

根据上述铁染主成分分析特征向量基本信息情况，计算铁染异常阈值σ（表3），参考化探异常分级的理论，以 σ 做为尺度，分割异常，划分辐射值域等级。本次选用2.5σ、2σ、1.5σ分别为一级、二级、三级异常分布区域。利用 ENVI 软件密度分割、中值滤波等功能，最终确定区内铁染蚀变异常信息。

3.2 羟基蚀变异常信息提取

与铁染蚀变异常不同，羟基蚀变主要反映黏土类矿物矿化蚀变，表现为 Band 7 波段为吸收带、 Band 6波段为高反射的光谱特征。羟基蚀变信息提取时，对 ETM 各个波段进行主成分分析，得到羟基特征向量矩阵数据（表4）。参照羟基主分量分析准则，异常主分量 4 满足了 Band 6 为负值，Band 5 和 Band 7 为正值，Band 6 与 Band 5、Band 7 符号相反，而与 Band 2的值都为负值符号相同的条件，故可将主分量4作为铁染蚀变信息的主分量。在此基础上进行羟基异常阈值计算（表5），参照与铁染异常相同的等级划分原则，确定研究区羟基蚀变异常信息分布。

4 遥感解译标志

4.1 地层解译标志

本研究主要提取古元古界金水口群大理岩岩组、片麻岩组及第四系（表6）。金水口群以紫红色、深褐色、黄绿色、灰白色调为主；水系以羽状为主，次为树枝状水系；地貌为陡峭的山岭，山脊尖峭、坡陡；影像结构粗糙。新生界地层分布广泛，色调以紫红色、肉红色、灰白色为主；影像光滑细腻，影纹细小；水系稀疏；地貌为低缓阶地、河谷。

4.2 岩体解译标志

遥感影像图上，岩体呈树枝状、羽状、块状、条带状，主要为深灰色、浅黄色、深褐色色调，山脊表现为圆浑光滑（陈金群等，2013）。研究区岩体分布广泛，以中生代中三叠世为主，其次为早泥盆世及晚三叠世。提取岩体信息并确定了对应的解译标志（表7）。

4.3 线、环形构造解译标志

线性构造影像分布密集，影像上也有清楚的显示，多呈不同纹形色调或陡崖地貌影像，也有显示为线理、色带叠加形成的条带，错断山体、折转水系等地形变化特征明显（田芳莲等，2014）。本研究解译出40多条断裂，规模大小不等，走向以北东向、北西向为主。

环形构造是一种很重要的控矿构造。亮度变化、影纹结构、色调差异等是环形构造的主要识别标志，色调异常、影纹结构发生变化的边界通常是环的边缘。区内环形影像发育，呈圆状、椭圆状形态（图3），在遥感图像上表现为轮廓清晰，影纹结构呈环状隆起或凹陷。岩体型环形构造通常表现为环内色调和影纹均一，与背景差异明显。隐伏岩体型环形构造的清晰度与岩体的埋深呈负相关，即岩体浅越清晰，通常环的形态由岩体分布决定（王四龙和王西华，1996）。本研究共解译出 4 处环形构造，大小不一，推测为小型侵入体或隐伏型岩体所致。

1—羟基一级异常；2—羟基二级异常；3—羟基三级异常；4—铁染一级异常；5—铁染二级异常；6—铁染三级异常；7—线性构造；8—环形构造； 9—异常优选区及编号；10—研究区范围

5 遥感蚀变异常圈定及评价

在遥感解译成果的基础上，以遥感异常信息为主导，结合化探异常、地质矿产等各种单学科信息作有序关联，通过相关信息的重叠、相交、相关排列或离散排列的规律及特征，采用主成分分析方法，对铁染、羟基蚀变信息进行提取，并划分为 1～3 级异常（李晓民等，2016）。

从遥感蚀变异常结果来看，研究区蚀变异常分布具有较强的地域性，多沿构造线分布（逯登丽等， 2019）。铁染异常、羟基异常均较强，三级异常均有出现，强度较高，以一、三级异常为主，异常面积大，多呈团块状、条带状分布。二者相比较而言，羟基异常较集中，强度高，而铁染异常较分散，强度较低。本次在研究区圈出8处遥感蚀变异常（图2），其中Y6、Y8异常与1∶2.5万地球化学测量综合异常套合较好，故选择这 2 处蚀变异常优先进行验证。本文中涉及的岩石、土壤、化学样品测试均委托国土资源部西宁矿产资源监督检测中心（青海省地质矿产测试应用中心），采用X射线荧光光谱法（XRF）和电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）为主体，辅以原子荧光光谱法（AFS）、发射光谱法（ES）分析 22 种元素，各方法的检出限满足《青海省1∶2.5万地球化学测量细则》要求，数据最终验收结果为“优秀”级。

5.1 Y6异常

该遥感异常主要为铁染异常，一级、二级、三级异常均有出现，三级套合好，异常轻度较高，多呈团块状、斑点状，Fe³⁺ 异常整个异常区均有分布。异常区主要发育中三叠世二长花岗岩、英云闪长岩，呈岩基形式出露。区内构造发育良好，断裂规模较大，构造线方向主要为北东向，与区内物化探异常对应性较好（图2）。

通过1∶5000地质—岩石综合剖面对Y6异常进行初步检查，发现2处剖面高含量段。一段为220～240 m，Ag 含量 245×10^-6～3200×10^-9，Bi 含量 8. 04× 10^-6～61.2×10^-6，Pb含量259×10^-6～1937×10^-6，Zn含量 190×10^-6～689×10^-6；二段为 310～340 m，Ag 含量 1928×10^-6～3200×10^-9，Hg 含量 1483×10^-6～4293× 10^-9，Pb 含量 166×10^-6～2597×10^-6，Zn 含量峰值 986×10^-6。

通过地表查证工作已发现 3 条矿化体，均为石英脉型，其中 M1 矿（化）体走向 335°～5°，长约 180 m，宽 0.1～0.8 m，具黄铁矿化、方铅矿化（图4a）， Ag 品位 21.7×10^-6～79.6×10^-6，Pb 品位 0.25%～0.90%，Zn 品位 0.23%（图4b）；M2 矿（化）体走向 95°，长约 100 m，宽 2.5 m，脉体破碎强烈，具星点状黄铁矿及星点状、斑点状方铅矿，Ag 品位 14×10^-6， Pb品位 0.35%；M3矿（化）体走向 95°，规模较小，长度 3 m，宽约 0.3 m，具褐铁矿化、弱孔雀石化、黄铁矿化、方铅矿化，Ag品位30×10^-6，Pb品位0.29%。

5.2 Y8异常

该遥感异常主要为铁染异常，一级、二级、三级异常均有出现，三级套合好，异常强度高，多呈团块状、斑点状，铁染异常分布较不均匀，异常长轴方向与区域构造方向一致。

通过1∶5000地质—土壤综合剖面、1∶2000地质 —岩石综合剖面对 Y8异常进行初步查证，共发现 5 条构造蚀变带，SBⅠ蚀变带宽 5～30 m，可见长 400 m，走向 62°，原岩为辉长岩，Ni 含量 794×10^-6～1049×10^-6、Cr 含量 1905×10^-6～2331×10^-6；SBⅡ蚀变带宽15～60 m，长600 m，走向80°，带内多见残留透镜体，岩性为伟晶岩、辉长岩、辉石岩、脉石英等，岩石样Ni含量879×10^-6～1235×10^-6、Cr含量1905×10^-6～3430×10^-6，化学样 Ni 品位 0.10%～0.17%；SBⅢ 蚀变带宽 2～15 m，长 130 m，走向 70°；SBⅣ蚀变带宽 10～26 m，长约 650 m，产状 355°∠79°，原岩为花岗闪长岩、辉长岩，岩石样 Ni 最高值为 861×10^-6，Cr 最高值为 2079×10^-6；SBⅤ蚀变带宽 10～20 m，长约 200 m，产状 48°∠81°，原岩为辉橄岩、辉石岩，岩石样 Ni 含量最高为 6508×10^-6、Cu 最大值为 1841×10^-6 （图5），化学样显示 Ni 平均品位 0.15%，Cu 平均品位0.14%。

6 结论

（1）遥感解译结果表明，研究区内断裂极为发育，多以北东向、北西向、近东西向分布。蚀变提取结果显示，研究区的Y1、Y3、Y6异常区羟基、铁染异常均存，Y6、Y8异常区以铁染异常为主，Y2、Y4、Y5 异常区则主要是羟基异常。

（2）研究区内遥感蚀变异常信息表现良好，此次共提取 8 处异常，与物化探异常信息高度一致。对优选的 Y6、Y8 两处铁染异常进行查证，发现铅锌、镍矿化体，这表明遥感蚀变异常可直观指示含矿位置，也反映出该研究区成矿地质条件优良，找矿前景乐观。

（3）近年来，地质勘查工作愈发重视遥感技术的运用，在研究区，遥感技术有效指导了矿产勘查工作，作用显著。建议后续矿产勘查工作结合地质、物化探资料，优先利用遥感技术初步筛选靶区，以提升勘查效率。

参考文献