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。

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。

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。

鄂尔多斯盆地南部环形区成因与秦祁海槽间构造关系

近年来,鄂尔多斯盆地南部环形影像特征逐渐引起人们的关注。这个独立于鄂尔多斯盆地的环形整体特殊形状的成因各有说法。在野外地质考察的基础上,通过分析对比和探究各种相关资料,发现:鄂尔多斯盆地南部环形区和秦祁海槽在各大构造运动中都有密切联系,二者处于同一应力场;鄂尔多斯盆地南部环形区的主要成因为其与秦祁海槽等周围块体之间的相互作用,包括挤压、碰撞、旋转和磨蚀;鄂尔多斯盆地南部环形区受到古生代到新生代多次构造运动的影响,其中燕山运动和喜马拉雅运动对其抬升及形状的形成起主要作用。

胶莱盆地南缘白垩系青山群火山岩地球化学特征

在胶莱盆地南缘开展1：5万区调工作的基础上，对胶莱盆地南缘的白垩纪青山群火山岩进行了层型剖面实测及系统采样，经过化学分析及数据整理，得出胶莱盆地南缘白垩纪青山群火山岩SiO2的含量为51．08％～74．86％，全碱（Na2O＋K2O）含量的变化范围为3．2％～8．8％，Al2O3的含量集中于13．18％～17．3％之间，全铁（TFe2O3）含量的变化范围在0．86％～10．48％之间；火山岩微量元素强烈富集大离子亲石元素La和Nd，亏损高场强元素Nb、P和Ti，轻稀土元素（LREE）相对富集，重稀土元素（HREE）相对亏损。后夼组与石前庄组火山岩的地球化学特征较相似，以酸性火山岩为主，而八亩地组和方戈庄组火山岩的地球化学特征较相似，以中一中偏基性火山岩为主；后期喷发的石前庄组与方戈庄组火山岩较前期的后夼组、八亩地组火山岩碱性物质含量增加。通过综合分析得出，胶莱盆地南缘白垩纪青山群火山岩是一套中一酸性过铝质、富钾钙碱性为主的火山岩，其四个不同喷发期次的岩浆应来源于同一岩浆源——下地壳，可能与扬子板块的俯冲作用有关，岩浆形成演化过程中表现出强烈的结晶分异作用，基于青山群火山岩岩性及岩浆源分析，认为其不属于典型的双峰式火山喷发。

“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。

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。

卫宁北山地层分布及中生代以来的构造演化

卫宁北山位于黄河的宁夏中卫和中宁段以北,故名卫宁北山。由于该地区以石炭系地层为主,所以倍受地质研究人员及资源能源采集者的关注。根据野外观测,结合区调及卫星影像资料,本文从形态学、地层学与构造学角度解释卫宁北山特有的构造形态及卫宁北山中生代以来的构造演化。并认为,卫宁北山的形成受燕山运动和喜马拉雅山运动的影响最大,形成W/锯齿形褶皱。

内蒙古本巴图铀资源勘查远景区航空高光谱数据不同大气校正方法评价及应用

航空高光谱遥感在岩石矿物精细识别和填图方面具有显著优势和应用前景。大气校正是实现航空高光谱影像中矿物反射光谱重建的关键技术,现有的大气校正模型方法需进一步评价和开发,以适应地质矿产勘查领域中的实用化需求。文章以内蒙古巴丹吉林盆地东部的本巴图铀资源勘查远景区为试验区,基于4种经典大气校正模型开发了航空高光谱数据大气校正批处理软件,对试验区SASI航空高光谱影像开展大气校正不同方法的试验评价。以试验区5种典型蚀变矿物的反射光谱重建作为评价对象,通过与USGS标准矿物光谱进行对比,结果表明:经过FLAASH模型、6S模型、快速大气校正模型和经验线性模型校正后的SASI影像均能较准确地反映矿物的诊断性光谱特征,吸收峰波长位置未发生明显偏移。相对而言,经验线性法更好地保持了矿物的光谱形态,作为试验区航空高光谱数据大气校正的优选方法。最后,在航空高光谱大气校正的基础上,完成了本巴图铀资源勘查远景区矿物填图,为分析和评价该地区铀成矿潜力提供了技术支撑。

基于热红外遥感数据的尕斯库勒盐湖温度异常信息提取及成因探讨

热红外遥感在盐湖地质环境分析和资源评价领域具有良好的应用前景。文章以青海省尕斯库勒盐湖为研究区,基于热红外遥感数据开展了盐湖表面水体温度异常信息提取,在靠近干盐滩的盐湖东部水域识别出了一条低温环状异常带,分析了该低温环状异常带形成的原因,提出了沿低温环状异常带中心线的盐湖深部可能存在一条隐伏断裂的新认识,为热红外遥感识别盐湖水域隐伏断裂提供了一种新思路。

沙特赛尼亚特含铀磷块岩矿床区域地质背景及对磷-铀的制约作用

赛尼亚特含铀磷块岩矿床所在的新特提斯磷块岩成矿域占全球磷矿石的陆上储量约82.7%,该成矿域磷块岩如此大规模聚集的成矿地质背景研究程度较弱。文章通过系统梳理全球磷块岩成矿域、成磷时间,解剖赛尼亚特含铀磷块岩矿床区域古地理环境、沉积构造演化和地质特征,结果表明,全球磷块岩分布主要为5大成矿域,形成重要工业磷矿床主要有8大成磷期,其中晚震旦世—早寒武世、二叠纪、晚白垩世—古近纪为全球3大重要成磷期。赛尼亚特含铀磷块岩矿床位于新特提斯磷块岩成矿域东地中海成矿省锡尔汉—图赖夫盆地西南部,是晚白垩世—古近纪成磷事件的一部分。在整个古生代,阿拉伯半岛的大部分为古特提斯洋边缘的一部分,广泛沉积了硅质碎屑岩,在白垩纪早期(至阿尔布期早期),东地中海地区几乎完全露出地面,沉积作用以河流碎屑沉积为主,晚白垩世土仑期至始新世,非洲-阿拉伯板块的海洋前缘与欧亚板块俯冲海沟碰撞,新特提斯洋发生闭合这一事件从时空和成因上控制了含铀磷块岩矿床的形成。晚白垩世Zaluma期,新特提斯洋开始海侵,在图赖夫期处于海侵阶段,直到古新世结束,在沙特北部从底到顶分别形成了Jalamid组,Mira组和Umm Wu’al组。他们逐渐向盆地中心方向退缩的分布特征表示形成的海侵规模逐渐减弱。赛尼亚特地区特殊的古地理环境和区域沉积构造演化是含铀磷块岩大规模聚集的主因,海侵事件是赛尼亚特地区含铀磷块岩沉积的诱因。

基于多重分形的花岗岩结构区分方法初探——以蓝田铀矿花岗岩样品为例

自然地物表面复杂,难以用普通的数学参量进行表达,多重分形理论提供了一种对自然地物进行定量描述的新方法。花岗岩型铀矿床是我国4大铀矿床类型之一,因而研究花岗岩结构的定量特征,能为遥感找矿提供信息。文章通过对花岗岩的手标本照片进行分形几何特征研究,介绍了使用盒维数和多重分形谱对手标本照片进行计算的方法,计算结果表明对于成分相同粒度结构不同的花岗岩,盒维数和多重分形谱均存在与粒度结构相关的差异,这些差异对于遥感岩性识别具有重要意义。

一维空洞卷积神经网络的矿物光谱分类

矿物光谱综合反映了岩矿的物理化学特性、组分和内部结构特征,已被应用于岩矿识别研究。传统的矿物光谱分类方法需要先对矿物光谱进行预处理,再采用不同方法分析光谱特征,从而实现分类目的。但同时也会造成部分光谱信息丢失,导致最终分类精度不高且操作过程繁琐、效率低下,难以应对日益增长的大数据处理需求。因此,建立一个准确、高效的矿物光谱自动分类模型意义重大。卷积神经网络是应用最广泛的深度学习模型之一,它通过逐层抽取数据特征并组合形成高层语义信息,具有极强的模型表达能力,在光谱数据分析方面应用潜力巨大。针对矿物光谱数据的特点,提出了基于一维空洞卷积神经网络(1D-DCNN)的矿物光谱分类方法,利用空洞卷积神经网络提取光谱特征,采用反向传播算法结合随机梯度下降优化器调整模型参数,输出光谱分类结果,实现了矿物类别的端到端检测。该网络包含1个输入层、3个空洞卷积层、2个池化层、2个全连接层和1个输出层,采用交叉熵为损失函数,引入空洞卷积扩大滤波器感受野,有效避免光谱细节特征丢失。实验采集了白云母、白云石、方解石、高岭石四种矿物光谱,并通过添加噪声的方式进行数据增强,构建数量充足的矿物光谱样本用于神经网络模型训练与测试;探讨了卷积类型、迭代次数对模型分类结果的影响,并与多种传统矿物光谱分类方法进行对比,评价模型性能。实验结果表明,提出的1D-DCNN模型可实现矿物光谱快速准确分类,分类准确率达到99.32%,优于反向传播算法(BP)和支持向量机(SVM),说明所提方法能够充分学习矿物光谱特征并有效分类,且模型具有良好的鲁棒性和可扩展性。该方法也可推广到煤炭、油气、月壤等其他领域光谱分类应用中。

胶莱盆地青山群八亩地组沉积岩夹层特征与沉积环境

青山群八亩地组在正层型剖面上岩性以火山岩和火山碎屑岩为主,从1991年八亩地组建组以来,对八亩地组的研究重点一直都是侧重于火山岩,但是在河西郭-冷家村剖面上,八亩地组除发育火山岩外还大量发育正常陆源碎屑岩,对这些沉积岩研究极少。本文结合此次对胶莱盆地区域地质调查中的实测剖面,将这些正常陆源碎屑岩作为沉积岩夹层,通过研究其分布特征以及岩石学特征,认为其沉积环境为辫状河沉积。

白岗岩型铀矿关键要素识别遥感应用——以纳米比亚欢乐谷地区为例

文章以ASTER和Quickbird遥感数据为数据源,以阈值分割、类别集群算法、相邻图斑合并、光谱角填图及目视解译等方法,以白岗岩型铀成矿要素提取为目的,开展了欢乐谷地区白岗岩型铀成矿相关的地层、岩体和构造的识别工作。最终精确识别了大理岩岩层、含矿白岗岩体、断裂构造,准确识别出多处地质图上未标出的与铀矿化密切相关的罗辛组大理岩,为铀成矿新区突破提供了重要依据。由此得出,采用高空间分辨率可见光-近红外波段与中等分辨率热红外波段的组合遥感数据,遥感技术能够精确提取白岗岩型铀矿成矿要素,为该类型铀矿勘查提供必要的技术支撑。

龙首山芨岭地区中粗粒花岗岩地质特征及其地质意义

为了探讨芨岭地区的肉红色中粗粒花岗岩与铀成矿的关系,通对龙首山芨岭地区的肉红色中粗粒花岗岩进行锆石U-Pb同位素测年,测得其侵位于426.4±2.0 Ma,形成时代为晚奥陶世。岩石地球化学数据分析表明,主量元素中SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Na_(2)O和CaO含量偏高,Fe_(2)O_(3)和K_(2)O含量较低;微量元素中富集大离子亲石元素,亏损高场强元素;稀土元素配分曲线呈右倾型,轻、重稀土元素分馏较为明显,岩石为准铝质、碱性I型花岗岩。通过构造环境研究表明早古生代祁连山-龙首山造山作用进入非造山板内活动阶段。结合勘查成果查明,中粗粒花岗岩亦为芨岭地区含矿岩性之一,其与中粗粒似斑状花岗岩、闪长岩的侵入界线是成矿有利部位之一。

山东招远玲南金矿成矿构造体系及其控矿机制

笔者立足于区域地质构造整体格局,对研究区不同级别断裂进行系统观察及产状测量,对矿区各断裂级别、性质以及控矿作用大小进行系统研究,进而探索破头青断裂带及其形成机制、矿床成因和构造矿化网络时空演变过程,构建本区控矿构造格架;结合探采资料研究了金矿断裂构造与成矿之间的关系,确定本区成矿有利地段,为下步探矿工作部署、实现找矿突破提供了参考和依据。

层次分析法在基于高分遥感及伽马能谱的多源数据铀成矿预测中的适用性分析

层次分析法主要用于一些较为复杂、模糊且难以完全定量分析的问题的定量化决策。在地质勘查特别是铀矿地质勘查领域,高分(包括高空间分辨率和高光谱分辨率)遥感和伽马能谱数据异常信息与成矿要素及成矿可能性之间的关系难以定量化描述。在大面积研究区中,通过高分数据、伽马能谱数据及其他地学数据,该方法能够定量化地描述最有潜力的铀成矿远景区。文章分析了高分遥感和伽马能谱等多源数据异常信息与铀成矿要素的对应关系,探讨了铀成矿要素转化为层次分析法准则层的适用性和最优远景区选择规则的合理性,研究层次分析法应用于高分遥感和伽马能谱等多源数据铀矿勘查定量化分析的可行性和适用性,并以本巴图地区为实例进行该方法的操作步骤的展示和验证。研究结果表明,层次分析法适用于多源数据铀矿远景区筛选工作,且效果良好。