基于ASTER數(shù)據(jù)的甘肅花牛山地區(qū)蝕變信息提取

劉 知， 周 萍

(中國地質(zhì)大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院， 北京100083)

基于ASTER數(shù)據(jù)的甘肅花牛山地區(qū)蝕變信息提取

劉 知， 周 萍

(中國地質(zhì)大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院， 北京100083)

以ASTER遙感影像為數(shù)據(jù)源， 在甘肅酒泉以花牛山為中心的研究區(qū)域提取矽卡巖化、 泥化-絹英巖化、 青磐巖化和鐵染礦化蝕變. 首先根據(jù)這4種蝕變典型礦物的光譜特征設(shè)計了對應(yīng)礦化蝕變的提取方案， 通過主成分分析法(PCA)提取成功后， 又把提取結(jié)果與地層、 構(gòu)造、 已知礦點進(jìn)行了疊加分析. 最后得出結(jié)論： 除鐵染異常吻合程度較低外， 其余3種異常信息提取結(jié)果與野外實際分布相一致， 充分表明利用ASTER提取的蝕變信息對于勘探找礦具有重要的指導(dǎo)意義.

ASTER； 花牛山； 主成分分析； 蝕變信息提取； 疊加分析

原生巖石在巖漿-熱液作用下， 其礦物成分、 化學(xué)成分、 結(jié)構(gòu)、 構(gòu)造等會發(fā)生變化形成的新的巖石稱為蝕變巖石. 由于它們常見于熱液礦床的周圍， 因此也被稱為蝕變圍巖. 地質(zhì)學(xué)家斷言， 絕大多數(shù)巖漿巖生成的礦床都伴隨有圍巖的交代蝕變現(xiàn)象， 而且蝕變帶范圍大于礦體分布范圍數(shù)倍乃至數(shù)十倍[1]. 因此圍巖蝕變對于找礦具有很好的指示作用. 利用圍巖蝕變現(xiàn)象作為找礦標(biāo)志已有數(shù)百年的歷史， 近二十年來， 由于遙感技術(shù)的突飛猛進(jìn)， 其在地質(zhì)找礦方面的應(yīng)用也廣泛發(fā)展， 并取得了較好的效果. 近礦圍巖蝕變形成的蝕變巖石與其周圍的正常巖石在礦物種類、 結(jié)構(gòu)、 顏色等方面都有差異， 這些差異導(dǎo)致了巖石反射光譜特征的差異， 并且在某些特定的光譜波段形成特定蝕變巖石的光譜異常. 而衛(wèi)星傳感器恰恰可以記錄地表物質(zhì)的光譜信息， 因此， 只要有一定面積的礦化蝕變巖體出露， 遙感衛(wèi)星都可以探測出來[2]， 這正是可以通過遙感圖像來提取礦化異常信息的理論依據(jù). 國外的L. Ngcofe等[3]應(yīng)用高光譜在南非北開普省亞歷山大灣附近進(jìn)行了地質(zhì)填圖， 并與多光譜的填圖結(jié)果作了比較研究， 充分展示了高光譜在填圖方面的優(yōu)勢， 同時也論證了多光譜填圖的可行性； 在美國的猶它州Wingate砂巖區(qū)和里斯本北西與南西山區(qū)， A. Petrovic等[4]用ASTER數(shù)據(jù)和微波雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行了蝕變填圖研究， 就是通過間接識別的原理， 即烴類物質(zhì)微滲漏會引起巖石與土壤的化學(xué)與礦物成分結(jié)構(gòu)改變， 進(jìn)而導(dǎo)致蝕變巖生成， 光譜發(fā)生變化. 同樣， 國內(nèi)的很多學(xué)者也通過ASTER數(shù)據(jù)取得了理想的研究結(jié)論. 例如， 王欽軍等[5]用ASTER作數(shù)據(jù)源在包爾圖地區(qū)進(jìn)行了Mg-OH、 Al-OH蝕變礦物和SiO2的提取研究， 并將結(jié)果與已有地質(zhì)圖進(jìn)行比較， 發(fā)現(xiàn)兩者具有較高的一致性； 在黑龍江植被覆蓋嚴(yán)重的多寶山地區(qū)， 郭艷等[6]采用比值法和主成分分析法相結(jié)合的方式提取圍巖蝕變， 最后又進(jìn)行了實地勘探， 證明遙感方法的可行性； 田豐等[7]利用Hyperion高光譜數(shù)據(jù)在云南香格里拉地區(qū)把某些不易區(qū)分且又不必要區(qū)分的礦物組合作為蝕變礦物填圖的組合端元， 并取得了滿意的效果.

根據(jù)已知勘查資料， 研究區(qū)內(nèi)廣泛存在硅化、 碳酸鹽化、 云英巖化、 黃鐵礦化、 綠簾石化、 綠泥石化、 陽起石化、 絹云母化等. 本文基于ASTER多光譜數(shù)據(jù)， 通過主成分分析法(PCA)提取了研究區(qū)氣水高溫?zé)嵋盒偷奈◣r化和中低溫?zé)嵋盒偷哪嗷?絹英巖化、 青磐巖化和鐵染蝕變異常， 并將提取的結(jié)果與地層巖性、 線環(huán)構(gòu)造、 化探異常點、 已知礦點和野外實際勘探情況進(jìn)行了綜合分析.

1 研究區(qū)地理環(huán)境

研究區(qū)位于甘肅酒泉瓜州縣， 在祁連山脈西端， 東迎嘉峪雄關(guān)， 西通哈密， 南與旅游名城敦煌相接， 北與肅北馬鬃山相連. 本文涉及的區(qū)域是以花牛山為中心向四周輻射的外圍區(qū)域， 如圖 1 所示. 這里人煙稀少， 冬季嚴(yán)寒， 夏季酷暑， 四季干燥， 常年狂風(fēng)大作， 植被覆蓋度極小， 自然條件十分惡劣， 屬典型大陸性氣候， 自然地理屬高原低山丘陵區(qū)和戈壁荒漠區(qū).

從區(qū)域構(gòu)造上來說， 研究區(qū)位于北山成礦帶. 北山地區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜， 地殼活動頻繁， 火山巖和花崗巖的侵入普遍， 并且有多期不同程度的變質(zhì)變形作用， 成礦地質(zhì)條件優(yōu)越. 北山成礦帶位于古亞洲成礦域中南部， 大地構(gòu)造隸屬于塔里木板塊、 哈薩克斯坦板塊和華北板塊的交接部位[8]. 近年來， 眾多學(xué)者對北山地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、 成礦區(qū)帶及規(guī)律進(jìn)行了研究， 清楚地闡述了該地區(qū)的地質(zhì)演化過程， 同時也指導(dǎo)了北山地區(qū)的地質(zhì)找礦工作[9-11]. 自中、 新元古代以來， 北山地區(qū)經(jīng)受了來自古克拉通構(gòu)造位移和多期裂解活動的影響， 在早古生代經(jīng)歷了洋盆擴(kuò)張， 早泥盆世洋盆閉合， 中-晚泥盆世受南北擠壓作用的影響， 哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊沿明水-石板井-小黃山一線發(fā)生碰撞造山， 形成深熔型近東西向展布的島弧型和碰撞型中酸性巖漿巖帶[12]. 在華力西期， 不同時期板內(nèi)裂谷-裂陷帶的周期性打開和俯沖關(guān)閉， 導(dǎo)致了殼源花崗巖的大規(guī)模活動和北東向構(gòu)造-巖漿活動的加劇. 晚古生代末期， 在印支造山運(yùn)動的影響下， 板內(nèi)裂谷最終閉合[13]. 燕山期整個北山地區(qū)已進(jìn)入盆-山構(gòu)造階段， 喜山期北山地區(qū)處于抬升剝蝕與準(zhǔn)平原化階段[14]. 研究區(qū)最終形成了現(xiàn)今我們看到的準(zhǔn)平原化干燥剝蝕低山、 殘丘與洪積及剝蝕平地的荒涼景觀.

總之， 復(fù)雜而長期的構(gòu)造演化造就了該地區(qū)豐富的礦產(chǎn)資源， 其中部向北突出的弧形深大斷裂構(gòu)成了該區(qū)的基本構(gòu)造格架， 控制著該區(qū)地層和巖漿巖的展布， 雖然在此已探明了很多的礦點， 但依然具有良好的找礦前景.

圖 1 甘肅北山地區(qū)構(gòu)造格架簡圖Fig.1 Tectonic framework of Beishan area, Gansu Province

2 數(shù)據(jù)源及信息提取技術(shù)流程

ASTER數(shù)據(jù)的產(chǎn)品類型多樣， 不同類型、 不同等級的ASTER數(shù)據(jù)內(nèi)容不同， 本文使用的ASTER數(shù)據(jù)是L1B地面站數(shù)據(jù). 該數(shù)據(jù)的特點是已經(jīng)完成了幾何校正和輻射校正的部分內(nèi)容(指對傳感器自身的校正)， 但依然要進(jìn)行輻射定標(biāo)、 大氣校正等一系列的預(yù)處理， 蝕變信息提取流程如圖 2 所示.

圖 2 信息提取技術(shù)流程圖Fig.2 Technical flow chart of information ASTER data opener extraction

2.1 數(shù)據(jù)源選取

研究區(qū)數(shù)據(jù)源包括6景ASTER影像數(shù)據(jù)， 2幅 1∶25萬地質(zhì)圖以及部分區(qū)域的區(qū)域地質(zhì)報告， 其中6景ASTER影像包括3月份的兩景， 8月份的兩景， 5月份和9月份各一景， 圖幅范圍為東經(jīng)94°45′00″～96°30′00″， 北緯41°00′00″～41°30′00″. 由于研究區(qū)植被稀疏， 且在這幾個時期研究區(qū)無論是平地還是山區(qū)都沒有冰雪覆蓋， 從影像上看云霧覆蓋量也很小， 所以該6景影像質(zhì)量較好， 符合蝕變信息提取對遙感影像精度的要求.

2.2 輻射定標(biāo)

輻射校正的剩余內(nèi)容就是把L1B數(shù)據(jù)的DN值轉(zhuǎn)換為反射率值， 這是進(jìn)行大氣校正的前提. ASTER影像在VNIR波段(1～3)空間分辨率為15 m， 而在SWIR波段(4～9)空間分辨率為30 m， 所以首先要對4～9波段進(jìn)行重采樣， 統(tǒng)一成15 m分辨率， 再將1～9波段打包處理， 重采樣后， 再通過ASTER Radiance功能實現(xiàn)1～9波段的輻射定標(biāo).

2.3 大氣校正

ENVI軟件一般將數(shù)據(jù)默認(rèn)保存為BSQ格式， 而FLAASH大氣校正模塊使用的是BIL或BIP格式文件， 因此要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換. 在這個過程中頭文件可能會丟失中心波長(Fwhm)和輻射半徑(Wavelength)， 所以需要打開頭文件手動添加. 由于FLAASH校正模塊所需的量綱與輻射半徑定標(biāo)后的數(shù)據(jù)量綱不同， 所以要將輻射亮度值的比例因子設(shè)置為10， 完成量綱轉(zhuǎn)換[15]. 通過對影像屬性進(jìn)行讀取， 從而完成全部參數(shù)的設(shè)置， 進(jìn)而完成FLAASH大氣校正.

2.4 掩膜及后續(xù)處理

由于ASTER數(shù)據(jù)在VNIR波段和SWIR波段的成像時間相差1 s， 所以覆蓋范圍不一致， 造成邊框區(qū)域可能出現(xiàn)假異?，F(xiàn)象， 因此要把覆蓋范圍有差異的區(qū)域去除， 以保證后期蝕變異常提取結(jié)果的有效性. 這里進(jìn)行波段運(yùn)算的公式為：

(b1gt 0) and (b2 gt 0) and (b3 gt 0) and (b4 gt 0) and (b5 gt 0) and (b6 gt 0) and (b7 gt 0) and (b8 gt 0) and (b9 gt 0),

其中， b1～b9分別代表ASTER數(shù)據(jù)的1～9波段.

其次， 植被、 云雪、 水體(如沼澤、 湖泊、 濕地)、 陰影、 鹽堿地、 沖積區(qū)的存在也會對異常提取有很大的影響， 如果這些干擾信息參與波段運(yùn)算勢必會引起大量假異常， 所以， 針對研究區(qū)不同區(qū)域干擾因子的影響程度建立部分干擾項的掩膜文件很有必要， 這樣處理后在一定程度上提高了信息提取的準(zhǔn)確性. 去除方法見表 1.

表 1 各類干擾地物去除方法

最后， 在主成分分析后， 對圖像進(jìn)行線性拉伸和濾波處理， 有效去除一些孤立點以達(dá)到信息增強(qiáng)的目的. 再結(jié)合研究區(qū)的實際地質(zhì)信息對包含主要信息的主成分進(jìn)行閾值分割， 便得到蝕變異常分布圖.

3 異常信息提取方案

3.1 遙感蝕變提取方法

目前， 用遙感手段來提取礦化蝕變信息主要有比值法、主成分分析法、光譜角識別法及克羅斯塔技術(shù)(Crosta)等， 且這些方法的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛[16-17]. 也有學(xué)者利用獨立成分分析法(ICA)來提取礦化蝕變信息， 取得了較好的成果. 不同方法有各自的優(yōu)缺點和適用條件， 例如光譜角識別法主要用于高光譜遙感數(shù)據(jù)信息的提取， 且實際應(yīng)用中往往會受到無法獲取實測光譜或訓(xùn)練區(qū)光譜的限制， 故在選用時既要結(jié)合數(shù)據(jù)源本身的特點， 也要考慮研究區(qū)的實際情況. 楊長保等在內(nèi)蒙古烏珠穆沁北部地區(qū)[18]、 陳小云等在云南個舊礦區(qū)[19]、 陳建明等在新疆天湖鐵礦[10]運(yùn)用波段比值法進(jìn)行遙感蝕變信息提取研究都取得了良好的效果. 因此， 本文在對整個研究區(qū)ASTER遙感蝕變信息提取的主成分分析基礎(chǔ)上， 為了提高準(zhǔn)確性， 還運(yùn)用了GIS空間分析方法， 將波段比值法提取的蝕變結(jié)果與主成分分析提取的蝕變結(jié)果進(jìn)行疊加分析， 并對差異處進(jìn)行了分析篩選與剔除.

3.2 蝕變礦物波譜特征分析

特定的光譜通道形成了識別特定礦物巖石的特征譜段， 蝕變巖的特征波譜是遙感蝕變信息提取的波譜前提， 因此， 只有了解圍巖蝕變類型所對應(yīng)的幾種典型礦物的波譜特征， 才能更好地選擇相匹配的波段進(jìn)行有效的遙感蝕變提取. 圖 3 是USGS標(biāo)準(zhǔn)波譜庫中一些典型蝕變礦物的反射率波譜曲線.

基于以上分析， 確定了選用ASTER數(shù)據(jù)Band1、 3、 7、 8波段組合， Band1、 4、 6、 7波段組合， Band1、 3、 4、 8波段組合和Band1、 2、 3、 4波段組合作主成分分析來分別提取矽卡巖化、 泥化-絹英巖化、 青磐巖化和鐵染的礦化蝕變異常信息.

3.3 主成分分析

ASTER各波段數(shù)據(jù)之間有很強(qiáng)的信息相關(guān)性， 不僅造成了數(shù)據(jù)冗雜， 也模糊了很多的有用信息[20]. 首先根據(jù)要提取的蝕變礦物的波譜特征選擇要進(jìn)行主成分變換的波段， 通過主成分分析的多維、 正交線性變換去除各波段之間的信息相關(guān)性， 降低分析所用的數(shù)據(jù)維度， 得到適合提取蝕變礦物異常的主分量. 在得到的 4個主分量中， 一般PC3和PC4反映的是巖石礦物的信息， 可根據(jù)蝕變礦物在對應(yīng)波段異常分量表征特征的貢獻(xiàn)系數(shù)和高負(fù)載荷大小來決定選用哪個主分量來提取遙感異常信息. 表2是對4種蝕變異常信息提取時得到的主成分分析變換因子載荷矩陣.

在3.2節(jié)的分析中可知用Band1、 3、 7、 8波段組合進(jìn)行主成分分析來提取矽卡巖化類蝕變礦物， 判斷其主分量圖像的標(biāo)準(zhǔn)是Band8貢獻(xiàn)系數(shù)符號為負(fù)， Band3與Band7貢獻(xiàn)系數(shù)與Band8符號相反， 因此由表 2(a)可知PC4取反后圖像反映的主要是矽卡巖化蝕變異常信息. 在提取泥化-絹英巖化類蝕變礦物組合信息時， 由3.2節(jié)分析可知Band7與Band4的貢獻(xiàn)系數(shù)與Band6的貢獻(xiàn)系數(shù)符號相反， 且Band6的貢獻(xiàn)系數(shù)符號為負(fù)， 如表 2(b)， 因此， 泥化-絹英巖化蝕變異常位于第4主分量. 在提取青磐巖化類蝕變礦物組合信息時， 要在特征向量矩陣中找出具有貢獻(xiàn)系數(shù)與Band4的貢獻(xiàn)系數(shù)符號相反的主分量， 從表 2(c)中可以看出， PC4符合條件， 但特征向量在Band8處為正載荷， 這樣圖像中的青磐巖化信息為低亮度值顯示， 所以， 為了統(tǒng)一用高亮信息來表示異常信息， 給PC4取反， 把-PC4作為青磐巖化信息增強(qiáng)圖像.

同理， 由表2(d)主成分分析及鐵染蝕變異常表征分量具有的特征可知， 鐵染蝕變異常分量位于第4分量.

4 蝕變提取結(jié)果分析

斷裂往往是巖漿等地殼深部物源上升的通道和活動場所， 所以只有物化探異常發(fā)育、 線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造發(fā)育及巖漿巖發(fā)育的蝕變信息提取才是較有利的成礦地段. 因此， 本文將區(qū)域地質(zhì)底圖、 化探異常與蝕變異常信息圖進(jìn)行疊加(如圖 4)， 將研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、 已知礦點與蝕變異常信息圖進(jìn)行疊加(如圖 5)， 進(jìn)而進(jìn)行綜合對比分析， 探索它們彼此之間的關(guān)聯(lián)程度.

4.1 蝕變異常與地層關(guān)系

如圖 4 所示， 研究區(qū)地層出露多樣， 時代相對較老， 主要出露元古宙、 晚古生界和第四系地層， 局部地段出露志留紀(jì)花崗巖. 現(xiàn)代礦床成因理論指出， 長條帶狀分布是熱液蝕變成因礦物分布的主要特征之一， 且空間產(chǎn)出與巖體、 地層展布特征協(xié)調(diào)性較差， 矽卡巖化屬于氣化高溫?zé)嵋航淮g變產(chǎn)物， 泥化-絹英巖花、 青磐巖化和鐵染均屬于中低溫?zé)嵋航淮g變產(chǎn)物， 它們在研究區(qū)的展布與實際地質(zhì)情況的不一致性， 一定程度上說明了異常提取的可靠性. 提取出來的礦化蝕變異常大部分集中在晚古生界， 尤以石炭紀(jì)花崗巖面積最大， 異常信息強(qiáng)度也最大， 早古生界地層出露較元古宙地層少， 這與北山地區(qū)在前寒武紀(jì)經(jīng)歷了敦煌地塊古陸核形成及晚古生代在海西運(yùn)動中形成多期中基性火山巖， 并伴有大規(guī)?；◢弾r漿活動的地質(zhì)演化有關(guān)， 復(fù)雜的地質(zhì)演化使得研究區(qū)內(nèi)反復(fù)遭受重熔混合巖化、 花崗巖作用而最終形成具有多時期、 多階段、 多類型、 多成因等特點的圍巖蝕變交代， 同時也形成了研究區(qū)金、 鎢、 鉬、 錫等與中酸性巖漿侵入體有關(guān)的物化探異常.

圖 4 蝕變與地層關(guān)系圖Fig.4 The correspondence relation between alteration and stratum

圖 5 蝕變與構(gòu)造關(guān)系圖Fig.5 The correspondence relation between alteration and geologic structure

4.2 蝕變異常與線環(huán)構(gòu)造關(guān)系

由圖1可知， 研究區(qū)處于柳園-大奇山深大斷裂北側(cè)， 區(qū)內(nèi)斷裂十分發(fā)育， 主要橫貫兩條大斷裂， 分別是黑山-堿泉子深大斷裂(HJFB)和明金溝-紅山斷裂(MHFB)， 前者在西段呈NEE向， 東段轉(zhuǎn)為近EW向， 后者整體呈NEE向， 兩條斷裂把研究區(qū)分為了上、 中、 下3部分. 除此之外， 中小型斷裂較多， 主要呈NE向展布； 環(huán)形構(gòu)造在研究區(qū)較明顯的有7處， 且大部分都保存完整， 未被線性斷裂所切割和貫穿(如圖5). 觀察蝕變信息分布情況得知： 青磐巖化沿HJFB分布明顯， 且主要存在于斷裂之間， 青磐巖化蝕變區(qū)域分布有大量鐵礦， 這與綠泥石化中多伴有黃鐵礦的成礦理論相吻合； 矽卡巖化主要沿MHFB大量分布， 且蝕變區(qū)域受NE向呈羽狀展布的斷裂錯動明顯而規(guī)律， 矽卡巖化常伴生的礦如銅礦、 錫礦、 鉛鋅礦也主要分布在提取出來的矽卡巖化區(qū)域內(nèi)； 泥化-絹英巖化的產(chǎn)出位置與環(huán)狀構(gòu)造的套合程度較好， 總體上都在環(huán)狀構(gòu)造的內(nèi)部， 出現(xiàn)金礦、 金銀礦相對較多； 而鐵染的分布相對分散， 受構(gòu)造控制作用不明顯. 總之， 已知礦點主要分布在斷裂上， 且主要控礦、 賦礦構(gòu)造為NE向斷裂， 蝕變信息的空間展布與線性構(gòu)造的空間位置大致相吻合， 并且在花牛山地區(qū)和輝銅山地區(qū)， 分布廣泛的礦點與這兩個區(qū)域均存在較大面積的綜合礦化蝕變異常相吻合， 進(jìn)一步佐證了本文通過選取的波段進(jìn)行主成分分析提取的蝕變結(jié)果的可信性.

4.3 野外驗證

野外實地勘探表明， 研究區(qū)主要分布安山巖、 鉀長花崗巖、 玄武巖、 綠片巖和閃長巖等. 矽卡巖化蝕變驗證點出露石英(多見脈狀產(chǎn)出)、 透輝石、 角閃石等巖石； 泥化-絹英巖化蝕變異常多表現(xiàn)為絹云母、 石膏、 石英脈等， 蝕變區(qū)域里的礦點常有黃鐵礦產(chǎn)出； 青磐巖化多表現(xiàn)為綠泥石化、 綠簾石化和碳酸鹽化， 前兩者主要來自安山巖和玄武巖蝕變， 后者則集中分布于灰?guī)r地區(qū)， 偶爾有白云巖出露. 以上3種蝕變異常與野外驗證結(jié)果吻合度較高， 但提取出來的鐵染蝕變異常與實際驗證情況匹配度較差， 除僅有的幾個地方表現(xiàn)為褐鐵礦化外， 其余在地表均表現(xiàn)為鉀長花崗巖出露. 圖 6 是野外實地驗證的照片.

圖 6 野外調(diào)查驗證照片F(xiàn)ig.6 Field investigation validation photos

5 結(jié) 論

由于鹽堿地、 第四系等干擾因子不能夠被完全掩膜掉， 造成提取出來的蝕變圖仍有偽異常存在， 為了避免對后期的分析造成影響， 要通過多種手段進(jìn)行相互驗證， 最終把偽信息剔除.

提取出的礦化蝕變異常信息可較好地反映地層和構(gòu)造信息， 也與已知礦點相關(guān)性較好， 說明運(yùn)用遙感手段進(jìn)行蝕變信息提取的結(jié)果對礦產(chǎn)勘探具有很高的參考價值， 該方法可作為縮小找礦靶區(qū)的一種可靠的技術(shù)手段.

利用ASTER數(shù)據(jù)Band1、 3、 7、 8波段組合， Band1、 4、 6、 7波段組合， Band1、 3、 4、 8波段組合分別提取的矽卡巖化、 泥化-絹英巖化、 青磐巖化蝕變組合信息在甘肅花牛山及外圍區(qū)域取得了較好的效果， 而利用Band1、 2、 3、 4波段組合提取的鐵染蝕變異常與地面實地驗證結(jié)果吻合度不高， 因此后續(xù)研究中要繼續(xù)探索新方法來提高提取鐵染異常的準(zhǔn)確性.

[1]張玉君， 楊建民， 陳薇. ETM+(TM)蝕變遙感異常提取方法研究與應(yīng)用——地質(zhì)依據(jù)和波譜前提[J]. 國土資源遙感， 2002(4)： 30-35. Zhang Yujun， Yang Jianmin， Chen Wei. A study of the method for extraction of alteration anomalies from the ETM+(TM) data and its application： geologic basis and spectral precondition[J]. Remote Sensing For Land & Resources， 2002(4)： 30-35. (in Chinese)

[2]趙志芳， 談樹成， 王鋒德， 等. ASTER數(shù)據(jù)礦化蝕變異常信息提取方法研究[J]. 國土資源科技管理， 2012, 29(6)： 44-50. Zhao Zhifang， Tan Shucheng， Wang Fengde， et al. Research on extraction method of alteration anomaly information based on ASTER data[J]. Scientific and Technological Management of Land and Resources， 2012, 29(6)： 44-50. (in Chinese)

[3]Ngcofe L, Minnaar H, Chevallier L. A comparative study of hyperspectral versus multispectral images as an aid in geological mapping near alexander bay Northern cape south Africa[J]. South African Journal of Geology, 2010, 113(2): 141-154.

[4]Petrovic A, Khan S D, Chafetz H S. Remote detection and geochemical studies for finding hydrocarbon-induced alterations in Lisbon Valley, Utah[J]. Marine & Petroleum Geology, 2005, 25(8): 696-705.

[5]王欽軍, 藺啟忠. 包爾圖地區(qū)Aster遙感巖性提取[J]. 地理與地理信息科學(xué), 2006, 22(2): 9-12. Wang Qinjun, Lin Qizhong. Remote sensing lithology identification in Baoer Tu using Aster image[J]. Geography and Geo-Information Science, 2006, 22(2): 9-12. (in Chinese)

[6]郭艷, 趙忠海, 曲暉, 等. 黑龍江多寶山地區(qū)遙感找礦蝕變異常提取方法研究[J]. 地質(zhì)科技情報, 2011, 30(2): 117-121. Guo Yan, Zhao Zhonghai, Qu Hui, et al. Extraction method of alteration anomaly information based on remote sensing prospecting in the Duobaoshan, Hei Longjiang[J]. Geological Science and Technology Information, 2011, 30(2): 117-121. (in Chinese)

[7]田豐, 董麗娜, 楊蘇明, 等. 混合礦物組合光譜在蝕變礦物填圖中的應(yīng)用——以云南香格里拉地區(qū)Hyperion數(shù)據(jù)蝕變礦物填圖為例[J]. 地質(zhì)與勘探, 2010, 46(2): 331-337. Tian Feng, Dong Lina, Yang Suming, et al. Application of combined spectra of mixed minerals to mapping altered minerals: acase study in the Yunnan region based on Hypersion data[J].Geology and Prospecting, 2010, 46(2): 331-337. (in Chinese)

[8]左國朝， 何國琦. 北山板塊構(gòu)造及成礦規(guī)律[M]. 北京： 北京大學(xué)出版社， 1990.

[9]劉建宏， 張新虎， 趙彥慶， 等. 西秦嶺成礦系列、 成礦譜系研究及其找礦意義[J]. 礦床地質(zhì)， 2006, 25(6)： 727-734. Liu Jianhong， Zhang Xinhu， Zhao Yanqing， et al. A study of minerogenetic series of west Qinling region in Gansu province and its ore prospecting significance[J]. Mineral Deposits， 2006, 25(6)： 727-734. (in Chinese)

[10]張新虎， 劉建宏， 趙彥慶. 甘肅省成礦區(qū)(帶)研究[J]. 甘肅地質(zhì)， 2008(2)： 1-8. Zhang Xinhu， Liu Jianhong， Zhao Yanqing. Study on metallogenic provinces(zones) in Gansu province[J]. Gansu Geology， 2008(2)： 1-8. (in Chinese)

[11]李向民， 余吉遠(yuǎn)， 王國強(qiáng)， 等. 甘肅北山地區(qū)芨芨臺子蛇綠巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年及其地質(zhì)意義[J]. 地質(zhì)通報， 2012, 31(12)： 2025-2031. Li Xiangmin， Yu Jiyuan， Wang Guoqiang， et al. Geolochronology of Jijitaizi ophiolite in Beishan area， Gansu Province， and its geological significance[J]. Geological Bulletin of China， 2012, 31(12)： 2025-2031. (in Chinese)

[12]楊建國， 楊合群， 楊林海， 等. 北山地區(qū)北東向構(gòu)造對金鎢錫鉬(稀土)礦床控制作用初探[J]. 大地構(gòu)造與成礦學(xué)， 2004, 28(4)： 404-412. Yang Jianguo， Yang Hequn， Yang Linhai， et al. Preliminary discussion on the controlling effect of the northeast-trending structure on the mineralization of Au-W-Sn-Mo (REE) deposits in beishan， Gansu and inner mongolia[J]. Geotectonica et Metallogenia， 2004, 28(4)： 404-412. (in Chinese)

[13]左國朝， 劉春燕， 馮永忠. 晚二疊世甘肅北山南帶中段走滑隆升與拉分拗陷作用[J]. 貴金屬地質(zhì)， 1993, 2(4)： 277-283. Zuo Guochao， Liu Chunyan， FengYongzhong. Upper permian strike-slip upwarping and pull-apart downwarp of leave area in Beishan South， Gansu[J]. Journal of Precious Metallic Geology， 1993, 2(4)： 277-283. (in Chinese)

[14]張發(fā)榮， 張丹青， 王玉璽， 等. 甘肅北山地區(qū)區(qū)域成礦規(guī)律探討[J]. 甘肅地質(zhì)， 2014, 23(3)： 31-41. Zhang Farong， Zhang Danqing， Wang Yuxi， et al. Discussion on the regional metallogenic regularity in Beishan Area， Gansu province[J]. Gansu Geology， 2014, 23(3)： 31-41. (in Chinese)

[15]陳建明， 孫衛(wèi)東， 閆柏琨， 等. Aster多光譜遙感異常提取在新疆天湖鐵礦中的應(yīng)用[J]. 新疆地質(zhì)， 2009, 27(4)： 368-372. Chen Jianming， Sun Weidong， Yan Bokun， et al. The application and research of anomaly extraction process base on the ASTER multi-spectral remote sensing in Tianhu iron ore mine[J]. Xinjiang Geology， 2009, 27(4)： 368-372. (in Chinese)

[16]呂鳳軍， 邢立新， 范繼璋， 等. 基于蝕變信息場的遙感蝕變信息提取[J]. 地質(zhì)與勘探， 2006, 42(2)： 65-68. Lü Fengjun， Xing Lixin， Fan Jizhang， et al. Extracting alteration informoation of remote sensing based on alteration information field[J]. Geology and Prospecting， 2006, 42(2)： 65-68. (in Chinese)[17]施煒， 劉建民， 王潤生. 內(nèi)蒙古東部喀喇沁旗地區(qū)金礦圍巖蝕變遙感信息提取及成礦預(yù)測[J]. 地球?qū)W報， 2007, 28(3)： 291-298. Shi Wei， Liu Jianmin， Wang Runsheng. The extraction of wall rock alteration information related to gold deposits in Harqin banner area of eastern inner mongolia by using ETM+remote sensing technique[J]. Acta Geoscientica Sinica， 2007, 28(3)： 291-298. (in Chinese)

[18]楊長保， 姜琦剛， 劉萬崧， 等. 基于ASTER數(shù)據(jù)的內(nèi)蒙古東烏珠穆沁北部地區(qū)遙感蝕變信息提取[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版)， 2009, 39(6)： 1163-1167. Yang Changbao， Jiang Qigang， Liu Wansong， et al. Hydrothermal alteration mapping using ASTER data in northern dong Ujimqin， inner mongolia[J]. Journal of Jinlin University(Earth Science Edition)， 2009, 39(6)： 1163-1167. (in Chinese)

[19]陳小云， 胡光道. 用ASTER數(shù)據(jù)提取云南個舊西區(qū)礦化蝕變信息[J]. 云南地質(zhì)， 2008, 27(4)： 502-508. Chen Xiaoyun， Hu Guangdao. The extraction of metallogenesis and alteration information of west Gejiu， Yunnan with ASTER[J]. Yunnan Geology， 2008, 27(4)： 502-508. (in Chinese)

[20]黃生海， 石火生. 基于ASTER數(shù)據(jù)的斷裂構(gòu)造判讀： 以甘肅白銀地區(qū)為例[J]. 高校地質(zhì)學(xué)報， 2005, 11(4)： 633-641. Huang Shenghai， Shi Huosheng. Fault analysis based on ASTER imaging information： introduced by an application test in baiyin area， Gansu province[J]. Geological Journal of China Universities， 2005, 11(4)： 633-641. (in Chinese)

Information Extraction of Alteration of Huaniushan Region,Gansu Province Based on ASTER Data

LIU Zhi， ZHOU Ping

(College of Earth Sciences and Resources， China University of Geosciences， Beijing 100083， China)

The research area was centered on Jiuquan Huaniushan in Gansu Province. Mineralization alteration was extracted for skarnization， argillic-phyllic， propylitization and ferric contamination. Using the ASTER remote sensing images as data source. In the beginning, we designed the alteration information extraction program of four mineralization alteration was dsigned according to their typical mineral spectral characteristics. And then the principal component analysis was used to extract alteration the information successfully. On this basis， the results of extraction with the stratum， structural and known mines were overlay analysis. It is concluded that except abnormal ferric contamination match with field verification points badly， the others extraction results of anomaly information are consistent with the actual distribution of the field. The results show that the alteration information extracted by ASTER has an important meaning for indicating the exploration of ore prospecting.

ASTER; Huaniushan; principal component analysis; information extraction of alteration; overlay analysis

2016-09-21

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查資助項目(DD2016006820)

劉 知(1991-)， 男， 碩士生， 遙感信息技術(shù)及地學(xué)應(yīng)用的研究.

周 萍(1964-)， 女， 副教授， 博士， 主要從事高光譜遙感的研究.

1673-3193(2017)02-0124-09

P627

A

10.3969/j.issn.1673-3193.2017.02.006