利用密度等值線(xiàn)進(jìn)行遙感蝕變異常編圖*

張　潔,蘇一鳴，李　明，鹿獻(xiàn)章，詹雅婷，黃　燕，周效華，孫建東，徐振宇

(1 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心，南京 210016)(2 江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，南京 210016)(3 福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福州 350013)(4 安徽省地質(zhì)調(diào)查院，合肥 230001)

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利用密度等值線(xiàn)進(jìn)行遙感蝕變異常編圖*

張潔1,蘇一鳴2，李明3，鹿獻(xiàn)章4，詹雅婷2，黃燕4，周效華1，孫建東1，徐振宇1

(1 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心，南京 210016)(2 江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，南京 210016)(3 福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福州 350013)(4 安徽省地質(zhì)調(diào)查院，合肥 230001)

利用空間分辨率為30 m的TM數(shù)據(jù)提取蝕變遙感異常,這在大比例尺度圖件中較常見(jiàn)，但在中小比例尺度的圖面表達(dá)上經(jīng)常出現(xiàn)圖斑過(guò)小不易分辨、分布趨勢(shì)反映不明顯等問(wèn)題。結(jié)合華東地區(qū)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目成果，通過(guò)繪制密度等值線(xiàn)將原本散點(diǎn)的礦化蝕變異常重新編圖，用更直觀的方法表達(dá)大區(qū)域的蝕變遙感異常分布，總結(jié)工作區(qū)蝕變遙感異常分布特征，為圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)提供依據(jù)。

遙感蝕變異常；等值線(xiàn)；礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)

利用遙感數(shù)據(jù)提取蝕變異常的方法主要有主成分分析法和比值法，其次有光譜角填圖法、對(duì)應(yīng)分析法、混合像元分解法等。隨著全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目的開(kāi)展，這些技術(shù)方法得到了全面普及與應(yīng)用。但是針對(duì)異常提取后數(shù)據(jù)處理方面的研究卻極少涉及[1]。由于一景TM數(shù)據(jù)(空間分辨率30 m)面積為(185×185)km2，每景遙感數(shù)據(jù)提取的蝕變異常圖斑數(shù)能達(dá)到數(shù)以千計(jì)、萬(wàn)計(jì)或更多，在大比例尺度圖件中較易表達(dá)，但在中小比例尺度的圖面表達(dá)上會(huì)存在圖斑過(guò)小不易分辨、分布趨勢(shì)不明顯等問(wèn)題。本文通過(guò)繪制蝕變異常點(diǎn)數(shù)密度等值線(xiàn)，將原本散點(diǎn)的礦化蝕變異常重新編圖，以期在中小比例尺圖件中更好地反映區(qū)域性蝕變遙感異常空間分布特征。

1　等值線(xiàn)原理

等值線(xiàn)圖作為數(shù)據(jù)模擬中一種重要的二維表示方法，把數(shù)據(jù)以圖像的方式表示出來(lái)，能求出圖中任意點(diǎn)的數(shù)據(jù)，使觀察人員能夠更容易獲取數(shù)據(jù)中的信息，更直觀地了解計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果[2]。

等值線(xiàn)的基本原理是對(duì)二元函數(shù)Z=F(x，y)，若給定函數(shù)數(shù)值Z=C，C為某范圍內(nèi)的常數(shù)值，則其二元函數(shù)的圖像是一條平面曲線(xiàn)。而平面曲線(xiàn)上所有點(diǎn)的Z坐標(biāo)具有相同的C值，改變C值可得到一系列等值線(xiàn)，將這些等值線(xiàn)沿Z方向正投影到XOY投影面上，從而得到一幅等值線(xiàn)圖[3]。

本文先將離散的蝕變異常數(shù)據(jù)點(diǎn)網(wǎng)格化，變?yōu)榫匦魏笤诰W(wǎng)格上進(jìn)行循環(huán)插值找點(diǎn)，最后將這些信息處理生成能夠反映蝕變異常密度的等值線(xiàn)。

2　數(shù)據(jù)的歸一化處理

圖1　S型函數(shù)示意圖Fig.1　Sketch map of S-type functions

3　應(yīng)用實(shí)例

3.1研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)位于華東地區(qū)中西部，包括安徽省的金寨縣、霍山縣、六安市、肥西縣、舒城縣、廬江縣和桐城市等。大地構(gòu)造位于北淮陽(yáng)增生雜巖帶內(nèi)，夾持于近東西向六安深斷裂與磨子潭—曉天斷裂之間，東部被北東向郯廬斷裂所截，向西延伸至河南省境內(nèi)。區(qū)內(nèi)中生代火山噴發(fā)、巖漿侵入活動(dòng)強(qiáng)烈，北北東向、北東東向斷裂構(gòu)造發(fā)育，是內(nèi)生金屬礦成礦的有利區(qū)域(圖2)。

區(qū)內(nèi)出露的地層有新元古代廬鎮(zhèn)關(guān)巖群、震旦紀(jì)—志留紀(jì)佛子嶺巖群、石炭紀(jì)—二疊紀(jì)楊山群及中生代三尖鋪組、鳳凰臺(tái)組、毛坦廠(chǎng)組、曉天組和戚家橋組等。其中新元古代廬鎮(zhèn)關(guān)巖群巖性主要有角閃斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、花崗片麻巖、變粒巖和硅質(zhì)大理巖；震旦紀(jì)-志留紀(jì)佛子嶺巖群巖性主要有石英片巖和石英巖；石炭紀(jì)—二疊紀(jì)楊山群主要巖性有含煤層砂巖、砂礫巖和礫巖；中生代毛坦廠(chǎng)組、白大畈組和響洪甸組，主要巖性有粗安質(zhì)火山巖夾凝灰質(zhì)砂巖、堿性玄武巖、石英安山質(zhì)—粗面質(zhì)火山巖、堿性流紋、堿性粗面巖及假白榴石響巖；巖漿侵入活動(dòng)主要發(fā)生在新元古代(晉寧期)和侏羅—白堊紀(jì)(燕山期)，晉寧期侵入巖為輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)質(zhì)—石英閃長(zhǎng)質(zhì)—花崗閃長(zhǎng)質(zhì)—二長(zhǎng)花崗質(zhì)—正長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖，燕山早期侵入巖為石英閃長(zhǎng)巖—石英二長(zhǎng)巖—花崗閃長(zhǎng)巖組合，晚期為二長(zhǎng)花崗巖—正長(zhǎng)花崗巖—堿長(zhǎng)正長(zhǎng)巖組合。

北西西向磨子潭-桐城斷、金寨-舒城斷裂，近東西向六安深斷裂、北東向郯廬斷裂橫貫本區(qū)，是區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的斷裂。區(qū)內(nèi)大致以金寨-舒城斷裂為界，該斷裂以北，斷裂不發(fā)育，該斷裂以南，北東向、北西向斷裂非常發(fā)育(圖2)。

沿北西西向獨(dú)山—東湯池?cái)嗔?、金寨—舒城斷裂、磨子潭—桐城斷裂三條斷裂形成南北兩大礦集區(qū)。北礦集區(qū)夾持于獨(dú)山—東湯池?cái)嗔押徒鹫?舒城斷裂之間，以矽卡巖型—熱液型鉛鋅礦、熱液型螢石礦為主；南礦集區(qū)夾持于金寨—舒城斷裂與磨子潭—桐城斷裂之間，以斑巖型鉬礦、熱液型鉛鋅礦、金礦和螢石礦為主。圍巖蝕變以中—低溫?zé)嵋何g變?yōu)橹?，主要有黃鐵礦化、褐鐵礦化、云母化、硅化、碳酸鹽化和綠泥石化等。

3.2密度等值線(xiàn)圖的編制

3.2.1蝕變異常提取

圍巖蝕變是指在熱液作用下，圍巖的化學(xué)成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造發(fā)生變化，常見(jiàn)于熱液礦床周?chē)?。研究區(qū)內(nèi)云母化、碳酸鹽化、綠泥石化蝕變與多光譜蝕變遙感異常中的羥基異常相對(duì)應(yīng)，褐鐵礦化、黃鐵礦化蝕變與多光譜蝕變遙感異常中的鐵染異常相對(duì)應(yīng)。因此，采用主成分分析法(PCA)，對(duì)TM數(shù)據(jù)的B1、B4、B5、B7四個(gè)組合波段提取羥基蝕變異常，B1、B3、B4、B5四個(gè)組合波段提取鐵染蝕變異常(圖3)。

由圖3可知，區(qū)內(nèi)提取的各異常信息比較分散且分布特征不明顯，因此，有必要利用密度等值線(xiàn)將這些異常信息進(jìn)行重新編圖。

3.2.2網(wǎng)格化

網(wǎng)格的間距和網(wǎng)格數(shù)關(guān)系到網(wǎng)格化時(shí)網(wǎng)格數(shù)據(jù)密度和等值線(xiàn)精度，對(duì)等值線(xiàn)的空間結(jié)構(gòu)特征產(chǎn)生影響(圖4)。在編制不同比例尺蝕變異常等值線(xiàn)圖時(shí)可適當(dāng)調(diào)整網(wǎng)格大小，以滿(mǎn)足不同比例尺圖件制圖要求[5]。

圖3　北淮陽(yáng)成礦亞帶遙感蝕變異常圖Fig.3　Remote sensing mapping of alteration anomaly in the north Huaiyang ore-forming subzone

圖4　不同網(wǎng)格間距等值線(xiàn)示意圖Fig.4　Contour map of different grid spacing

根據(jù)成果圖件比例尺和研究區(qū)的蝕變遙感異常的分布范圍，構(gòu)建了1mm×1mm正方形網(wǎng)格，利用MAPGIS的空間分析模塊統(tǒng)計(jì)網(wǎng)格內(nèi)包含的蝕變遙感異常數(shù)量，使每個(gè)網(wǎng)格形成含有平面坐標(biāo)X、Y和高程Z(蝕變異常特征值)的點(diǎn)數(shù)據(jù)文件。

3.2.3密度等值線(xiàn)的繪制

在MAPGIS中使用DTM分析模塊的TIN模型，將前期預(yù)處理好的蝕變遙感信息數(shù)據(jù)進(jìn)行平面等值線(xiàn)繪制，得到研究區(qū)域的礦化蝕變異常密度等值線(xiàn)圖(圖5)。由于單純的等值線(xiàn)太過(guò)密集而影響圖面的可視性，所以給密度值相同的區(qū)域賦以相同的顏色，用漸變的色階來(lái)代表密度的高低。

利用密度等值線(xiàn)對(duì)提取的蝕變遙感異常重新編圖，提取的蝕變遙感異常主要集中分布于研究區(qū)東部，研究區(qū)西部出露較少。

圖5　北淮陽(yáng)成礦亞帶遙感蝕變異常密度等值線(xiàn)圖Fig.5　　　　Remote sensing mapping of alteration anomaly by the density contour 　　　in the north Huaiyang ore-forming subzone

鐵染異常濃集中心集中分布于研究區(qū)東南、北西西向磨子潭-桐城斷裂與北北西向斷裂金寨-舒城斷裂間，空間上呈北東向展布，如研究區(qū)東部曉天、湯池、南港一帶；獨(dú)山-東湯池?cái)嗔岩员?，鐵染異常濃集中心分布較少，主要沿北西西向獨(dú)山-東湯池?cái)嗔?、六安深斷裂及小廟斷裂分布，明顯受上述3條斷裂控制；郯廬斷裂帶中鐵染異常濃集中空間上呈北東東向分布，明顯受控于郯廬斷裂(圖5)。

羥基異常主要分布于研究區(qū)東部、郯廬斷裂東部和研究區(qū)西部六安-霍山一線(xiàn)以西。郯廬斷裂東部的羥基異常濃集中空間呈北東向展布，明顯北東向受郯廬斷裂帶控制；六安-霍山一線(xiàn)以西羥基異常濃集中心空間上呈北西向分布于磨子潭-桐城斷、金寨-舒城斷裂及獨(dú)山-東湯池?cái)嗔褍蓚?cè)，明顯受上述3條斷裂的北西向、北北西向次級(jí)斷裂控制，如研究區(qū)西部南溪、姜河-包家、獨(dú)山-諸佛庵一帶(圖5)。

4　結(jié)論與討論

4.1結(jié)論

(1)應(yīng)用密集等值線(xiàn)進(jìn)行對(duì)提取遙感蝕變異常進(jìn)行密度等值線(xiàn)編圖，可以直觀地反映大區(qū)域內(nèi)的蝕變遙感異常分布特征，為提取的蝕變遙感異常后續(xù)處理、異常篩選提供了技術(shù)手段。

(2)研究區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的多金屬礦主要分布于北西西向磨子潭-桐城斷裂帶兩側(cè)及北東向郯廬斷裂兩側(cè)，蝕變遙感異常濃集中心空間上多呈北東向、北西向展布，表明磨子潭-桐城斷裂帶和郯廬斷裂是區(qū)內(nèi)重要的導(dǎo)礦構(gòu)造，與其配套的次級(jí)北東向、北西向斷裂是重要導(dǎo)熱、控礦構(gòu)造，為該區(qū)找礦遠(yuǎn)景區(qū)、找礦靶區(qū)圈定提供了新依據(jù)。

4.2討論

由于遙感蝕變信息提取的過(guò)程中會(huì)受地面植被覆蓋等客觀因素的干擾，單純蝕變遙感信息的提取結(jié)果包含更多的不確定性，這也導(dǎo)致密度等值線(xiàn)圖會(huì)存在一定誤差。因此，必須將蝕變遙感異常提取方法與地質(zhì)找礦理論緊密結(jié)合，才可能更好地識(shí)別與礦化關(guān)系密切的蝕變巖信息，為指導(dǎo)找礦提供有利依據(jù)。

[1]范素英，鄭旭，徐雯佳，等.蝕變異常提取及數(shù)據(jù)處理方法研究[A].單杰，張繼賢.第十八屆中國(guó)遙感大會(huì)論文集[C].北京：科學(xué)出版社，2012:1078-1084.

[2]郭鵬，董蘭芳，夏澤舉.地質(zhì)數(shù)據(jù)的等值線(xiàn)繪制方法研究[J].計(jì)算機(jī)仿真，2009，26(9):168-171.

[3]劉樹(shù)春.基于數(shù)據(jù)離散場(chǎng)的等值線(xiàn)繪制的研究[J].淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，11(2):12-15.

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[5]伍卓鶴，趙獻(xiàn)軍，陳明.MAPGIS高程模型網(wǎng)格化參數(shù)的確定及網(wǎng)格化模型的選擇[J].廣東地質(zhì)，2003，18(4):56-61.

Remote sensing mapping of alteration anomaly by density contour

ZHANG Jie1, SU Yi-ming2, LI Ming3, LU Xian-zhang4, ZHAN Ya-ting2, HUANG Yan4,ZHOU Xiao-hua1, SUN Jian-dong1, XU Zhen-yu1

(1NanjingCenter,ChinaGeologicalSurvey,Nanjing210016,China)(2GeologicalSurveyofJiangsuProvince,Nanjing210016,China)(3FujianInstituteofGeologySurvey,Fuzhou350013,China)(4GeologicalSurveyofAnhuiProvince,Hefei230001,China)

Alteration anomalies extracted from the TM data of the 30 m spatial resolution are clear in large scale maps, but it is not applicable in the small-scale maps because it is difficult to distinguish small figure spot and the trend of distribution. It is necessary to show spatial distribution law of the alteration anomalies by using diagram. In this study, combined with the project implementation of potentiality assessment of mineral resource in east China，the method of drawing density contour is used to mapping the diagram of the mineralized alteration anomalies of the original splashes, which can show the distribution of remote sensing anomalies more clearly in large area, and can point in the right direction for delineating metallogenic prospect areas.

alteration remote sensing anomaly; density contour; potentiality assessment of mineral resource

A

1671-4814(2015)03-230-05

2014-03-03改回日期：2014-06-06責(zé)任編輯：譚桂麗

華東地區(qū)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)(項(xiàng)目編碼:1212011121031)資助。

張潔，1980年生，女，高級(jí)工程師，主要從事遙感地質(zhì)調(diào)查工作。

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