黑龍江省遙感礦化蝕變信息提取研究

孫瑞

關鍵詞：遙感礦化蝕變信息;遙感異常特征;礦產;信息提取;大興安嶺

黑龍江省是礦產等自然資源非常富裕的大省，種類繁多。由于黑龍江省在內蒙古-興安、比鄰太平洋大地構造的特殊部位上，小興安嶺地區的石墨、水泥、硅線石等金屬礦產資源存量非常大，質量也比較好。

1研究區概況

大興安嶺位于黑龍江省內的某個地區，在黑龍江省的西北方向、內蒙古自治區的東北方向。大興安嶺東北方向的山脈是我國最北端的行政區域，屬于寒溫帶大陸性季風氣候。大興安嶺地區有4個區、1個縣級市以及2個縣，占地面積大約有80000km2，常住人口數量約40萬。大興安嶺地區以安盟地域內部的洮河作為分水嶺，分割為南北兩個部分。北邊長度約770km，地勢從北向南逐步變高，第二高峰是在興安盟阿爾山摩天嶺地區。該地區東西兩部分的植被覆蓋率一般超過全區域的60%，最高峰是赤峰市的克什克騰旗黃崗峰[1]。大興安嶺是我國重點保護林區和天然林大規模聚集地，同時也是我國僅有的一個寒溫帶針葉林地區。因此，該地區具有我國寒溫帶生物的各種基因，在德爾布干和大興安嶺兩個地帶分別探測到漠河砂巖金礦以及新林塔源鉛鋅礦等大型礦藏[2]。

2遙感蝕變信息提取內容及方法

2.1遙感蝕變信息提取內容

以現有的遙感找礦體方法為依據，以遙感地質中解釋翻譯的方式，將地形外貌、巖石特點狀態等包括其中，獲得了黑龍江省內相對準確的蝕變數據，達到了找礦的目的[3]。

2.2圖像處理

衛星遙感影像在形成影像時因為受到太陽高度角、地形、地球曲率等影響，產生了幾何畸變或輻射畸變的問題[4]。影像的初期繪制任務是遙感圖像數據的獲取和開展各種類型定量化的研究工作，一般影像的預處理采用輻射校正、幾何校正、圖像融合以及影像鑲嵌等處理方式，這些工作內容具有重要意義。

2.2.1輻射校正

遙感蝕變數據的獲取基本在圖像光譜處理研究的過程中進行，不過傳感器在接收各種輻射或者反射電磁能量的過程中受到本身的系統、太陽的高度和角度不同，一些地區地形不同或者氣候環境不同等影響，可能使光譜亮度發生變化，導致數據不準確。

2.2.2幾何校正

在遙感影像制作過程中，因為投影方式不同、儀器系統誤差以及地形的高低不同等，圖像產生非常嚴重的幾何畸變[5]。幾何校正是針對已經校正的遙感圖像開展編碼操作，使圖像獲得類似影像的投影參數和相同的坐標系。

2.2.3圖像融合

遙感影像融合是采用相同地點獲得的各種遙感圖像開展空間匹配工作后，再用一些圖像處理技術或者算法等，將不同圖像信息拼合到一起的過程。這種方法可以將各種不同的圖像信息進行互補式有效結合，減少冗余數據，更好地呈現有用的數據并提高表現信息的精準性和多樣性。融合之后的圖像能將各種波譜的數據有效、合理地組合，并且具有多色波譜，空間立體性較強，光譜數據具有多樣性，更加方便肉眼觀測以及獲取各種分類數據[6]。

2.2.4影像鑲嵌

如果圖像中含有兩個以上的影像，需要將影像鑲嵌處理，得到制圖區域內的整體影像。影像的鑲嵌過程就是影像內部的幾何配對或者色調配對的操作。依據影像制造的規則，處理后的影像準確度要達標，不能出現幾何錯位的問題。因為在不同的影像中獲得影像的時間不一樣，還需要開展幾何匹配或者亮度匹配等操作，確保鑲嵌的準確度。

光譜增強的意義是改變影像的灰度級別、波譜段內的亮度比例，以提高圖像的對比程度?？臻g增強的目的是改變像元和周圍像元的亮度差值，進而降低噪聲。圖像增強的方法主要是空間濾波和對比增強，空間濾波是通過改變圖像的灰度來增加影像的差值，空間加強更注重影像的空間特點，對比增強是提高或者降低影像的亮度，進而增加影像之間的反差。

2.3信息提取的方法

2.3.1波譜比值法

波譜比值法是采取數學方法，在波譜段斜率不一樣時，通過反射波和吸收波之前的比值來加強不同巖石之間的波譜[7]，從而減小地形不同造成的誤差，針對一些蝕變的礦體，需要研究其波譜特征，找到波譜區間來處理比值增大的問題，進而獲得蝕變數據的影像。

2.3.2主成分分析法

通過改變多波譜段的影像獲得了新的影像，從主成分的研究中得到了特征數值，分析出一些物質的光譜信息影像以及對不同物質的光譜感應程度。

在一些地區植被覆蓋率比較高、水流和各種沖積物的影像比較大的情況下，通過反復研究，消除了這些干擾信息，實現了大面積遙感礦化蝕變異常數據獲取的目的，得到了一些綠色植物覆蓋地區的遙感礦化蝕變獲取方法。遙感圖像的各波譜內部具有一些聯系，需要減少這些聯系造成的干擾，通常利用主成分分析法來消除這些影響。

3大興安嶺地區蝕變信息提取應用

蝕變信息提取應用主要是將分辨率比較高的遙感圖像信息和各種地質信息相結合，通過不斷收集、整理實驗區的地質信息，以有特點的礦體遙感尋找礦物方法為依據，在對實驗地區開展礦體地質遙感分析、蝕變數據獲取和選取等工作的過程中，將室內數據的獲取方式當作主要方式，繪制分析區遙感找礦圖像，然后在現今典型的礦床遙感找礦模型以及成礦理論的基礎上，獲取黑龍江省蝕變數據的異常區。

該階段遙感蝕變數據異常區的獲取大部分將ETM+信息作為重要的數據信息源，通過合理地分析蝕變數據獲取過程中遇到的各種干擾因素，獲得輻射校正之后進行干擾去除，再進行地貌巖性分區的主成分和比值分析，最后進行巖性異常剔除的異常獲取。依據這些鐵染、羥基異常的區域，可以把黑龍江省鐵染分布范圍分為多個子區間。

3.1呼瑪縣地區區域巖性概況

沉積巖絕大多數是砂礫巖和石英砂巖以及千枚巖，沉積建造寬度達到435m。

遠古的侵入巖石一般是大興安嶺遠古構造熱液地帶和呼瑪古生代弧后盆地侵入巖漿構造地帶等，中生代的侵入巖大部分是大興安嶺地區中生代熱液構造地帶，早白堊時期的二長花崗巖與鉬礦的構成有一定的聯系。變質巖絕大多數分布在古元古界興華渡口群的下部分，大部分是一些變粒巖和黑綠色的斜長角閃巖，變質地帶是早古生代變質地帶，呈現出變晶結構。

3.2新林區以及松嶺地區的銀礦、銅礦探測區

（1）大地構造位置。工作地點是穿越了大興安嶺弧盆系的額爾古納島弧和海拉爾呼瑪弧后盆地兩個Ⅲ級構造單元的地區。

（2）礦產。砂卡巖型鉛鋅銀礦體出現在石炭世新生組凝灰巖與燕山中晚時期的閃長巖小巖體接觸帶上，推斷燕山中晚時期的花崗斑巖與形成礦體有一定聯系。地區內，時期不明確的閃長巖等小型巖石比較多。礦床內部形成矽卡巖的母巖并不是碳酸鹽巖，而是火山凝灰巖，這個現象與其他地區的砂卡巖不同，特點突出。

（3）新林區-松嶺區銀礦、銅礦區鐵染遙感異常特征。新林區-松嶺地域的銀礦、銅礦區一共劃分為鐵染反常地域4個，反常地域面積為900余km，其中的鐵染一級反常影像圖斑占地45km，鐵染二級反常影像圖斑占地32km，鐵染三級反常影像圖斑占地46km。

周圍巖石蝕變大多是矽卡巖的巖化、綠簾石化、黃鐵礦化、石英化，這4種蝕變與實驗區的鉛鋅銅礦體有著千絲萬縷的聯系，而且通常具有碳酸鹽化等現象。石英化大部分散播在礦體石英砂等構造斷裂的地方，經過長時間的巖漿活動，形成礦體時，石英化經常和黃鐵礦等共同出現。對于矽卡巖化，絕大多數發生在閃長巖體和一部分凝灰巖互相接觸位置的附近，大部分是石榴石矽卡巖，已經確定的有23個鉛鋅銅礦體散播在矽卡巖體內部。

4存在的問題

（1）黑龍江省是我國的東北地區，植被覆蓋的面積大、四季分明，所以很難觀察到露出地表的基巖，遙感蝕變數據的獲取非常困難。

（2）由于遙感異常獲取的過程中，黑龍江省內的植被覆蓋率高達60%，而且山區的地下土層較厚和各種堆積情況的發生，很容易出現異常信息不準確的情況

（3）在蝕變信息遙感異常信息獲取的過程中，受到多種因素的影響，還有許多異常區沒有得到驗證，所以需要做進一步的改進。

5結論

本次遙感蝕變數據異常區域的獲取工作將ETM+數據作為主要數據來源，通過合理地研究蝕變數據獲取途中多種影響因素，獲得了輻射校正后進行干擾去除，再進行地貌巖性的區分，并進行主成分及比值分析，最后進行巖性異常剔除的異常獲取方法。