基于哨兵-2数据的白岗岩型铀矿构造蚀变特征研究——以纳米比亚罗辛矿区为例

白岗岩型铀矿是重要的铀矿资源,但针对该类铀矿典型矿床遥感特征的研究还十分薄弱。文章以纳米比亚罗辛铀矿区为研究对象,获取了该矿区哨兵-2遥感影像,总结了矿区典型蚀变矿物的光谱吸收特征,建立了针对矿区地质体的增强与构造解译方法。在此基础上,对获取的遥感影像进行了大气校正与几何校正,并应用主成分分析、波段比值等方法,提取了铁染、羟基和碳酸盐化蚀变信息。结果表明,罗辛铀矿中碳酸盐化蚀变在空间上与卡里毕比组的分布较为一致。通过选取合理的阈值,识别出与铀成矿相关的含大理岩地层。同时,对图像进行增强,并利用建立的构造解译方法,对罗辛铀矿的构造进行了识别。经野外查证,发现遥感识别构造、蚀变与野外查证结果一致,说明利用哨兵-2数据可以对白岗岩型铀矿的成矿条件与控矿要素进行识别,进而为铀矿勘查提供参考。

航空高光谱遥感技术在铀矿找矿中的典型应用——以新疆雪米斯坦地区为例

高光谱遥感技术是地质矿产勘查领域的重要新技术、新方法。近些年,航空高光谱遥感技术及其在铀矿找矿中的应用得到核地质系统的重视并开展深入研究。在分析前人铀矿找矿思路基础上,阐述了CASI/SASI航空高光谱遥感技术在新疆雪米斯坦地区的铀矿找矿新思路及其典型应用效果。首先深入剖析了白杨河铀矿床及其周围的航空高光谱遥感特征,识别了铀矿床产出的区域热液活动中心、铀成矿高铝绢云母蚀变等区域找矿关键要素,提出“区域热液活动中心识别-铀矿化航空高光谱蚀变组合发育地段确定-蚀变、构造、有利岩性等要素复合地段优选”的航空高光谱遥感铀矿找矿新思路;然后根据全区的航空高光谱遥感信息进行了找矿远景区筛选和野外查证,新发现了铀矿化异常。新发现的铀矿化异常地段航空高光谱遥感特征明显,地表铀异常显著,控矿断裂构造发育,地质环境有利,铀矿找矿前景良好。其是笔者对如何充分挖掘高光谱遥感铀矿找矿信息,提升高光谱遥感技术更好服务铀矿找矿应用效果的深入思考与探索,也是在地表岩石裸露程度良好的地区利用高光谱遥感技术直接寻找热液型矿产的良好例证,希冀为广大地质工作者开展找矿方法创新和应用提供参考。

鄂尔多斯盆地西南部环县地区砂岩型铀矿成矿要素遥感识别

鄂尔多斯盆地是中国重要的能源、矿产产出盆地,先后在盆地北缘发现多个大型砂岩铀矿床,但是在盆内坳陷的铀矿勘查上仍需突破。渗出理论的提出为盆缘找矿向盆内找矿提供了新的理论依据。研究表明:断层、次生还原矿物、磁异常的变化以及地表铀异常信息是渗出成矿作用在浅表的反映。对上述信息的识别可以为盆内砂岩型铀矿勘查提供数据支撑。以鄂尔多斯盆地西南部环县地区为研究区,利用ETM影像、航磁数据进行构造解译,利用ZY1E高光谱影像识别区内主要出露蚀变矿物,结合航磁、航放数据进行综合分析。结果表明:研究区内断层主要表现为NE、NNE走向,其次为NW和SN向,主要出露蚀变矿物为伊利石、碳酸盐岩,主要分布在沿断层与河流下切作用出露的下白垩统岩层中。航磁异常资料显示研究区出现多处磁异常的过渡区,表现为正的弱异常,可能与深部还原性流体的渗出有关。航放数据表明铀的富集与断层、蚀变矿物的分布在空间上有一定关系。综合高光谱影像、航磁航放资料识别出红杂色沉积建造中铀成矿有利的构造与蚀变矿物,在环县地区指出4处找矿有利区,对坳陷内部找矿具有指导意义。

一种新的适用于不同温度状态下岩石温度与发射率分离的平滑度函数

岩石的温度和发射率光谱数据在岩性、构造和蚀变矿物等成矿要素信息识别中具有重要的应用价值,但实现岩石热辐亮度数据的温度和发射率高精度分离,是困扰地学工作者的技术难题。本次研究基于光谱平滑迭代法的数学原理,设计了一种新的可实现岩石温度和发射率高精度分离的WJH平滑度函数。以野外采集的石英脉岩石样品为实验样本,使用102F傅立叶变换光谱仪采集了该样品在常温及加热升温4种不同温度状态下的热红外辐亮度数据,基于WJH平滑度函数实现了该样品在4种不同温度下的温度和发射率分离。通过与测温仪实测温度数据相比,基于WJH平滑度函数分离的温度与测量值相差均小于0.6℃。分离的发射率曲线与标准矿物光谱库发射率曲线基本一致,而且随着样品温度的升高,分离的发射率数据信噪比更高,说明了基于WJH平滑度函数分离的温度和发射率数据准确可靠。研究表明:设计的WJH平滑度函数可替代当今流行的Borel、Bower等国外学者提出的平滑度函数,实现岩石在不同温度状态下温度和发射率的高精度分离,在基础地质调查和矿产勘查领域具有广阔的应用前景。

成像雷达技术在铀矿勘查中的应用

综合评述了成像雷达技术的发展历史、技术优势及其在地质构造、岩性识别等地学应用领域的研究现状,指出成像雷达技术作为当前遥感对地观测前沿技术之一,在新时期铀矿地质勘查中发展前景广阔。

世界超大型和特大型砂岩铀矿床数据库应用开发

超大型和特大型矿床在自然资源供给方面发挥着举足轻重的作用。针对超大型和特大型矿床的共性特征系统研究,对实现找矿突破、提高资源产能具有积极意义。针对国际原子能机构发布的世界铀矿床数据库(UDEPO)内容过于简略的不足,运用VB语言开发了世界超大型和特大型砂岩铀矿床数据库,包含主页展示、信息录入与更新、数据上传、详细信息展示和下载四大模块。同时,开展全球砂岩铀矿床的信息梳理和资料搜集,并将搜集的文献、遥感影像和地质资料上载至数据库,完成了数据库的初步建设与应用,从而弥补了国内铀矿床数据库的空白,也为后续开展超大型和特大型砂岩铀矿床的系统分析奠定基础。

航空高光谱识别的高、中、低铝绢云母矿物成因学研究

国内外学者在航空高光谱矿物填图时,根据Al-OH光谱特征吸收波长位置不同将浅色云母类矿物分为2~3类,分别命名为高铝绢云母、中铝绢云母、低铝绢云母,但对它们的成因特点却只有零星的讨论,没有比较系统的有针对性的研究。本文在新疆雪米斯坦铀多金属成矿带获取CASI/SASI航空高光谱数据,并开展矿物填图的基础上,针对高铝绢云母、中铝绢云母、低铝绢云母等三种矿物的成因学专门开展了比较系统的研究。采用的方法主要是在开展详细的野外地质观察、采样的基础上,对采集的上述三类矿物蚀变岩样品进行详细的室内光谱测量、Al-OH吸收波长位置统计、显微薄片观察、全岩X衍射分析、粘土X衍射分析等研究,并结流体成矿理论和已有矿物成因学知识,进行了详细深入的分析讨论。研究表明,高铝绢云母蚀变岩蚀变强烈,云母类蚀变矿物以绢云母、伊利石为主,且主要与叶腊石和微晶石英等矿物伴生,而低铝绢云母蚀变岩蚀变强度中等,以伊利石、伊蒙混层为主,绿泥石增加,主要与方解石、浊沸石等矿物伴生;高铝绢云母蚀变岩具有相对高的石英含量和粘土矿物总量,具有相对较低的钾长石、斜长石以及方解石含量;低铝绢云母蚀变岩则具有相对较低的石英和粘土含量,具有相对较高的斜长石、钾长石和方解石含量。通过深入分析讨论,本文提出了在研究区航空高光谱识别的高铝绢云母形成于相对高温、偏酸性的热液流体环境,低铝形成于相对低温、偏碱性的热液流体环境。这一新认识对航空高光谱遥感矿物填图结果的深入应用和深层次找矿信息反演具有重要意义。

钻孔岩心高光谱技术系统及其在矿产勘查中的应用

钻孔岩心高光谱技术是高光谱遥感技术的延伸运用方向,它将高光谱遥感矿物填图技术应用于深部钻孔岩心蚀变信息的提取,为深部地质研究提供了新的思路与方法。在遥感技术系统的基础之上建立了钻孔岩心高光谱技术系统体系,并以Hyspex钻孔岩心高光谱采集系统为例,对我国南方某火山岩型铀矿勘查区钻孔岩心高光谱数据进行了处理和示范性应用。岩心高光谱数据预处理包括辐射校正、反射率计算和光谱去噪3个步骤,之后的蚀变信息提取包括端元光谱识别和光谱匹配填图2个步骤。利用处理之后的岩心蚀变矿物全孔编录结果,进行了蚀变矿物空间分带规律分析和蚀变矿物组合划分,并对钻孔蚀变信息反映的深部流体环境进行了分析和反演,结合钻孔地质资料,发现该钻孔铀矿化富集部位处于蚀变矿物酸碱性发生突变的地球化学障部位这一特征。最后,对钻孔岩心高光谱技术的特点及优势进行了总结,其能够为深部矿产资源勘查提供有效技术支撑,值得进一步推广应用。

铀矿勘查钻孔岩心高光谱编录及三维矿物填图技术研究

综合阐述了钻孔岩心高光谱编录技术研究现状、系统构成及其矿化蚀变高光谱矿物识别与三维矿物填图等技术方法,重点分析了钻孔岩心高光谱编录技术实际应用效果与应用前景。

“空天”高分辨率遥感技术及其在铀资源勘查中的应用进展与发展建议

大力加强新技术新方法研发及应用,切实提高我国铀矿地质工作程度和找矿突破效率,一直是铀矿勘查科技工作者的不懈追求。近十多年来,我国铀矿勘查高分辨率遥感技术,尤其是高光谱遥感技术取得了重要技术突破与应用效果。本文结合我国当前国产航天高分辨率遥感技术和航空高光谱遥感技术的发展,阐述了我国铀矿勘查“空天”高分辨率遥感技术方法,总结了其在不同类型铀矿勘查中的应用效果。在此基础上,对如何加强“空天”高分辨率遥感技术应用,助力推进铀资源“摸清家底”工作,提出了“实施我国铀资源调查高光谱先锋行动”等建议。

基于多源遥感数据的纳米比亚欢乐谷地区千岁兰断裂带识别及新发现

遥感影像因其可直观显示地质构造形迹的物理特征及地表形态,弥补野外点线观测的局限性,在成矿环境识别及资源评价领域受到众多地学工作者的青睐。以纳米比亚欢乐谷白岗岩型铀成矿区为研究区,基于ETM+、Radarsat-2多源遥感数据,通过开展彩色合成、纹理信息提取、光学和雷达信息融合等图像信息增强,从地层、岩体、构造、地形、水系、植被等方面构建了千岁兰断裂带遥感解译标志,如岩体、岩层被切割、错开或呈穹窿状,地貌为破碎的山体垭口形态或地形切割强烈破碎的深沟,发育硅化、高岭土化、钾化、方解石化、绿泥石化蚀变现象等。基于构建的遥感解译标志和断裂识别方法,识别出了区内部分出露、部分隐伏、规模最大且最重要的千岁兰控矿断裂,创新性提出了千岁兰断裂在区内并非为1组断裂,而是由北部、中部、南部3组断裂组成的断裂带。结合野外出露断裂判别特征和控矿作用分析,验证了千岁兰断裂带的真实存在,且正是该断裂带控制着区内含铀白岗岩和铀矿化的产出。

高光谱遥感在硅化带识别中的应用

硅化带是多个矿种的找矿指示性信息,快速地大面积探测硅化带信息是遥感技术在地质找矿应用领域一项重要的应用。随着遥感技术的不断发展,针对不同的遥感数据,出现了多种不同的硅化带提取方法。首先通过分析JHU(约翰霍普金斯大学)波谱库中10多种不同Si O_2的岩性光谱特征,研究与Si O_2含量密切相关的波段;其次,使用热红外地面光谱仪102F实测的样品光谱和样品的地球化学数据(Si O_2含量),通过线性回归方程统计出Si O_2含量的计算公式;最后,使用该公式对TASI航空高光谱热红外数据进行处理,获取研究区Si O_2含量图,提取高Si O_2条带;并在进行野外验证。实验结果表明:8.62μm和9.25~9.5μm是Si O_2含量相关性极大的波段;TASI(thermal airborne hyperspectral imager)数据中有多个Si O_2对应的波谱特征,B6(8.62μm)的发射峰、B6两侧的斜坡及B14、B17左侧的斜坡与Si O_2呈正相关关系;该方法提取研究区高Si O_2条带非常精确,在花岗岩区亦能识别出硅化带。

铀矿勘查岩心高光谱技术研究及应用十年进展

岩心高光谱技术为地质矿产勘查领域钻孔岩心的数字化与信息挖掘提供了重要新技术支持。总结了近十年来铀矿勘查领域岩心高光谱技术主要进展。通过研建HD-HyScan成像光谱扫描系统,形成了一套集岩心高光谱数据获取、数据处理、矿物识别、半定量/定量编录和三维可视化于一体的铀矿勘查岩心高光谱技术方法体系。突破了岩心成像光谱扫描、岩心高光谱图像自动裁切、蚀变矿物相对含量及重要参数定量反演及编录、构造约束的蚀变三维可视化等一系列关键技术,加强了对江西相山火山岩、广西苗儿山花岗岩、松辽盆地南部砂岩以及新疆白杨河火山岩等不同类型铀矿区成矿规律的认识,对推动深部铀矿找矿具有重要参考意义。未来应加强岩心岩性、颜色、粒度及主要造岩矿物识别新技术研发、铀矿勘查岩心高光谱技术系列标准制定、岩心高光谱扫描装备自主研发及推广应用,以实现岩心高光谱技术在铀矿生产科研中的规模化应用。

相山铀矿化蚀变矿物组合的成像光谱特征识别

蚀变矿物组合对热液型铀矿勘探具有重要的指示意义。相对于航空或航天成像光谱,地面成像光谱在小范围矿床尺度的蚀变精细识别方面更具优势。为研究江西相山铀矿化热液蚀变组合特征,利用HySpex地面成像光谱仪获取可见光-近红外-短波红外波段的钻孔岩心成像光谱数据,针对铀矿化的两种基本类型——水云母-萤石型和碱交代型,分别从蚀变单矿物和蚀变矿物组合两个角度分析和提取他们的诊断性光谱特征,建立了光谱识别标志。发现伊利石具有光谱多型特征,按特征波长位置分为Ⅰ型和Ⅱ型两类。水云母-萤石型铀矿化蚀变组合包含高岭石、高岭石+地开石、蒙脱石和Ⅰ型伊利石,碱交代型铀矿化蚀变组合包含绿泥石、碳酸盐、绿蒙混层、赤铁矿和Ⅱ型伊利石;基于光谱匹配模型和岩心填图结果对两类铀矿化段蚀变结构进行了分析,铀矿化中心由近及远分别具有蒙脱石→Ⅰ型伊利石→高岭石+地开石→高岭石和碳酸盐→赤铁矿+绿泥石→绿蒙混层→Ⅱ型伊利石的分布特征,均存在流体的叠置改造作用;通过岩心成像光谱编录及三维建模表明,两类伊利石具有空间上的上、下分带特点,这预示着两种铀矿化亦具有相似的空间分布特征。上述研究为相山地区进一步找矿勘探提供了一定参考。

热红外高光谱遥感回归分析定量反演石英含量

热液矿床是重要的矿床类型,包含金矿、铜矿、锡矿、铀矿、钨矿、铅锌矿等重要矿床。在多数情况下,热液活动造成其与围岩石英含量的差异。目前遥感技术仅能提取SiO_2含量(或相对含量)及其分布范围,难以精确反映石英含量的差异信息。通过分析JHU波谱库中不同矿物的光谱曲线以及其他多种含石英岩石和不含石英岩石的光谱曲线,区分了SiO_2光谱特征谱段和石英光谱特征谱段。使用热红外地面光谱仪102f实测样品光谱,通过线性回归方程统计出石英含量的计算公式。最后,通过热红外成像光谱仪(thermal airborne hyperspectral imager,TASI)提取研究区石英含量来验证公式的正确性,并得到野外验证。得出结果:8.6μm处的发射峰是8~11.5μm范围内石英唯一明显的光谱特征,其发射峰的凸显程度与石英含量呈正相关关系。

航空高光谱遥感在花岗岩型锡矿勘查中的应用研究

通过对喀木斯特及其周围地区锡矿进行勘查和剖析,总结了与其相关性较大的蚀变类型及蚀变矿物组合,利用航空高光谱数据(SASI-TASI)对该地区进行蚀变矿物填图;使用TASI热红外数据,通过SiO_2光谱特征经验公式推演和运用,计算SiO_2含量,进行高SiO_2区(带)提取。结果表明,高硅条带提取精度高,高硅条带主要分为硅化带和酸性岩脉(潜火山岩脉);硅质条带叠合水云母化、云英岩化蚀变带多发育锡矿等多金属矿化,为锡矿的遥感找矿标志。根据这些信息,圈定多个锡矿成矿预测区,部分区段发现了较好的锡矿化。

顾及时间因子的航空高光谱影像辐射归一化校正

航空高光谱影像的采集需要一个时间过程,其间成像条件(太阳辐射、大气等)处于持续变化之中,不可避免地会对大气辐射校正带来一定影响。主要针对上述影响,对邻近航带的明暗地物、大气辐射传输分量、同名地物反射率进行对比,分析了时间因子对经验线性法、大气辐射传输法反演结果的影响。结果表明:随着时间变化,不同时刻对应的大气辐射传输参量存在一定差异,不同时刻的明暗参考地物所计算的校正系数也不同,这些差异都会对反射率校正结果产生一定的影响;通过对不同时刻的同名地物反射率反演结果对比,同名地物采集的时间间隔越长,校正结果的数值偏差越大。随后,提出了顾及时间因子的航空高光谱影像相对辐射归一化校正方法。实验证明,与常用的伪不变特征点方法相比,本文方法能够有效地消除时间因子变化对反射率反演带来的影响,提高同名地物的光谱一致性。

基于WorldView-Ⅱ高分数据的盐湖矿化度含量定量反演研究——以尕斯库勒盐湖为例

鉴于盐湖水体矿化度含量定量反演研究较少,且中、低空间分辨率遥感数据反演的矿化度含量精度偏低,文章以柴达木盆地西部尕斯库勒盐湖为例,基于WorldView-Ⅱ高空间分辨率遥感数据和实测矿化度数据,开展了盐湖湖表水体矿化度含量定量反演技术研究。通过开展盐湖水际线提取、盐湖水体矿化度光谱诊断特征分析、矿化度识别遥感指数构建、矿化度遥感信息分离和线性回归模拟,构建了盐湖矿化度含量定量反演模型。经评价,模型反演精度为96.61%。研究结果表明,基于WorldView-II高分数据定量反演盐湖矿化度含量的方法是有效的,该方法对于快速定量识别盐湖矿化度含量,降低盐湖矿化度调查和分析成本,预测富矿水域具有十分重要的意义。

核应急遥感应用现状及“高分卫星”应用潜力分析

核应急作为核安全纵深防御体系的最后一道防线,是核能事业可持续发展的重要保障。而核应急工作,需要有地理、地质、水文、自然灾害、气候、交通、人文经济等信息的全方位支持,卫星遥感数据是以上空间信息要素的重要数据源。欧美等国卫星遥感技术起步早,经过在各类不同针对性的演习演练和核应急实战中的迭代优化,卫星遥感已成为国际核应急领域的必备技术手段之一。近年来,我国“高分”专项的实施使我国卫星遥感技术能力得到大幅提升,文章结合国际核应急领域卫星遥感应用现状以及“高分”卫星参数特点,梳理了“高分”系列卫星数据为不同阶段的核应急业务所能提供的支持,包括基础地理信息、核设施及环境监测专题信息以及决策分析专题图、国际核应急业务合作等。充分发挥“高分”卫星遥感技术优势,形成行业性统一规范,并加强行业推广应用,对于促进核应急科技创新及响应水平的提升具有重要意义。

基于多源遥感技术的纳米比亚3602铀矿权区构造识别及控矿作用分析

遥感技术作为“数字地球”的关键技术之一,因其可发现和解决常规地质手段不易发现和解决的地质问题,在矿产资源勘查等领域得到广泛应用并取得众多研究成果。本文以“一带一路”沿线国家—非洲纳米比亚3602铀矿权区为研究区,基于多光谱ETM+和高分辨率QuickBird多源卫星遥感数据和信息提取技术,开展了构造识别和控矿作用分析。以影像线性特征识别为原则,以纹理的不连续性为主线,从岩层、构造、水系和地貌四方面构建了断裂构造遥感解译标志,从色调与图形、转折端和特殊水系三方面构建了褶皱构造遥感解译标志,并识别出了区内发育的主要断裂和褶皱构造。结合区内铀成矿特征和已知铀矿床(异常)分布,分析了断裂和褶皱构造对本区铀矿化产出的控制作用,提出了该区主要的铀矿找矿方向,为推动纳米比亚铀矿资源矿产勘查与开发提供了技术支撑。