航空高光谱CASI-SASI数据蚀变矿物信息提取与应用——以甘肃省敦煌市小金窝子地区为例

航空高光谱遥感数据具有“空谱合一”的优势,深入挖掘并应用高光谱数据中蕴含的蚀变矿物地质信息具有重要意义。本文应用航空高光谱CASI-SASI数据,建立了基于“整体谱形-特征参量协同”的蚀变矿物信息提取流程,并在甘肃省敦煌市小金窝子地区开展了蚀变矿物信息提取、地质涵义分析和野外查证。基于高光谱CASI-SASI数据成功提取了褐铁矿、绿泥石、绿帘石、短波云母、中短波云母、中长波云母、长波云母共7种蚀变矿物。高光谱CASI-SASI数据提取的大面积区域性分布的蚀变矿物多为区域热液作用产物,小范围定向分布的蚀变矿物与断裂、岩脉等成矿热液活动关系密切,局部产出且具定向性的中短波云母与断裂构造及酸性脉体关系密切,基于野外地质调查和ASD光谱实测的蚀变矿物野外查证工作证实蚀变矿物提取结果可信。褐铁矿+中短波云母的蚀变矿物组合具有金矿化指示意义,为基础地质调查和矿产资源勘查提供了重要的遥感信息。

基于GF-5高光谱数据的蚀变矿物填图及地质应用——以甘肃省瓜州县花牛山地区为例

【研究目的】“图谱合一”的GF-5 AHSI国产卫星高光谱数据可以根据光谱精细特征进行蚀变矿物的直接识别,一次过境成像即可获取宽幅大面积高光谱数据,能够为陆域自然资源调查提供重要的数据支撑,本文开展了GF-5高光谱数据蚀变矿物提取、分析与验证研究,以期推动国产卫星高光谱数据在地质领域的深化应用。【研究方法】建立了GF-5高光谱数据预处理和蚀变矿物填图技术流程,在改进传统光谱角匹配算法基础上提出了一种整体谱形-吸收峰位协同的光谱匹配新方法,应用python语言开发了相应的算法模块,在甘肃省花牛山地区开展了矿物填图应用,综合分析了岩性-构造-蚀变多源地学要素,应用野外地质调查和ASD光谱测量方法对蚀变矿物提取结果进行了验证。【研究结果】应用GF-5高光谱数据成功提取了花牛山地区的9种蚀变矿物,分别为褐铁矿、赤铁矿、绿泥石、方解石、白云石、短波云母、中短波云母、中长波云母、长波云母,编制了整景3600 km^(2)的蚀变矿物分布图。该地区定向分布的白云石和方解石矿物反映了碳酸盐成分的沉积/变质地层的地表出露情况,绿泥石矿物揭示了富含角闪石矿物地质体的分布,褐铁矿和赤铁矿矿物反映了与酸性花岗岩有关的热液活动,短波云母主要分布在二长花岗岩体内,中短波云母反映了中酸性岩体与敦煌岩群老地层接触带等特殊构造部位的热液活动,中长波云母与北东向断裂构造关系密切,长波云母暗示存在早石炭世之前的热液活动。【结论】GF-5高光谱数据能够提取褐铁矿等9种蚀变矿物,结果证实蚀变矿物填图结果可信。不同蚀变矿物在地质涵义方面存在较大差异,碳酸盐矿物与沉积/变质地层关系密切,云母矿物更多反映了与中酸性岩体及断裂构造有关的热液活动。本文认为GF-5高光谱数据可有效服务于地质体快速识别和界线修编、新鲜样品采样定位等自然资源领域基础地质调查和矿产地质勘查工作。