砂岩型铀矿蚀变矿物研究中的岩心光谱扫描技术

以松辽盆地典型砂岩型铀矿钻孔岩心归档资料为基础,系统总结了岩心光谱扫描技术在砂岩型铀矿中的应用流程,并在前人光谱强度与矿物含量研究的基础上,补充开展了不同时间域的矿物扫描结果对比。研究结果表明,岩心光谱扫描技术能快速、有效地提取岩心中的蚀变矿物空间分布信息,开展蚀变矿物填图,包括常见的粘土矿物、硫酸盐矿物、碳酸盐矿物和Fe~(3+)氧化物等;沉积岩长期放置带来的风化作用对光谱数据的影响主要反映在蚀变矿物的整体含量变化上,对蚀变矿物种类未产生明显变化;利用岩心光谱扫描技术完成的蚀变矿物填图,获取的宏观蚀变矿物及其组合变化对砂岩型铀矿地层划分、氧化还原分带、成矿流体特征反演和矿床勘查等具有重要意义,应用前景广阔。     

铀矿勘查钻孔岩心高光谱编录及三维矿物填图技术研究

综合阐述了钻孔岩心高光谱编录技术研究现状、系统构成及其矿化蚀变高光谱矿物识别与三维矿物填图等技术方法,重点分析了钻孔岩心高光谱编录技术实际应用效果与应用前景.     

蚀变矿物光谱解混深度学习方法研究

高光谱遥感是当前遥感技术领域的热点,其“图谱合一”的技术优势使得定量化遥感技术成为实用化技术。目前卫星、航空和无人机的高光谱技术应用热潮兴起,在地质调查、矿产勘查和环境监测中逐步得到深化应用。地质领域中,利用反射光谱,可以识别40余种矿物,对于追索矿化热液蚀变中心和预测铀成矿有利区、分析热液运移的时空演化等具有重要意义。由于复杂地质场景中矿物的紧致、非线性混合,为精确识别其光谱特征和丰度信息带来了挑战。将深度学习技术引入到高光谱地质分析中,能够从高光谱数据中获得更为关键的信息,具有广阔的应用前景。但在实际的地质应用中,很难获得大量高光谱标签数据来训练深度神经网络。文章提出一种针对有限样本铀矿蚀变矿物光谱数据的深度学习方法,采用稀疏降噪自编码神经网络模型提取矿物端元光谱,结合Hapke物理模型进行光谱数据增强,最后利用稀疏全连接的深度神经网络进行矿物含量的提取。实验室和航空高光谱遥感数据实验结果表明,与传统的方法相比,该方法的矿物定量分析精度更高,填图效果更好,为高光谱矿物填图、地质调查和铀矿地质勘查等应用提供了新的技术支持。     

高分五号航天高光谱遥感技术在甘肃龙首山铀矿找矿中的应用

为深入研究和探讨高分五号(GF-5)航天高光谱遥感技术在铀矿地质找矿中的应用效果和潜力,基于龙首山成矿带航天高光谱数据,开展高光谱数据处理和蚀变信息提取工作,创新实现了GF-5高光谱波段修复,通过构建标准光谱库和诊断光谱,运用MNF算法、PPI算法,结合SAM光谱角填图技术,完成蚀变矿物端元提取和光谱匹配,实现研究区钠长石、方解石、石英、绿泥石、赤铁矿和高岭土蚀变矿物的提取,综合区域铀矿成矿地质背景,通过开展地面波谱测量和野外调查,在验证蚀变准确度的基础上,剖析航天高光谱蚀变信息和成矿规律,构建了区域找矿定位模型,圈定找矿预测区3处,取得了较好的找矿效果,为国产GF-5高光谱遥感在地质找矿中的应用提供了参考。     

高分辨率遥感数据处理及其铀矿地质应用

高光谱和高空间分辨率遥感技术在铀矿地质勘查中具有重要作用,遥感数据挖掘与知识发现、新方法研究则是各种铀成矿要素光谱信息和空间特征识别的关键技术手段。本文基于曲波变换技术,开发了卫星高光谱数据（Hyperion）和高空间分辨率（SPOT5）的影像融合方法,融合影像在数据噪声消除、信息增强与信息提取方面应用效果显著;利用离散小波变换技术,高精度提取了主要铀成矿要素的光谱参数,建立了典型四价和六价铀矿物的光谱识别谱系。另外,通过钻孔岩心和探槽工程的高光谱编录、地质编录和物探编录,建立了典型蚀变带的物谱关系模型,重点分析了赤铁矿化蚀变（Fe3＋）光谱特征与铀含量之间的相关关系。上述遥感数据处理新技术新方法在桃山地区铀矿地质勘查中取得了理想效果。     

CASI/SASI航空高光谱遥感测量系统及其在铀矿勘查中的初步应用

介绍了我国首次引进的CASI/SASI航空高光谱遥感测量系统组成及其主要技术指标,并以新疆柯坪地区铀矿勘查为例,阐述了该系统遥感数据获取、数据预处理、铀矿化蚀变矿物填图和野外验证等。研究表明,CASI/SASI航空高光谱遥感测量系统可以获取高空间、高光谱分辨率的遥感数据,在新疆柯坪地区大比例尺提取铀矿化蚀变信息方面取得了很好的效果。     

相山邹家山铀矿区某钻孔岩心高光谱蚀变矿物特征及地质意义

文章基于高光谱蚀变矿物提取方法,利用邹家山地区某钻孔岩心的高光谱数据进行蚀变矿物提取和编录,提取的蚀变矿物主要有富铝水云母、贫铝水云母、绿泥石、蒙脱石、碳酸盐、地开石、高岭石。其中水云母化、绿泥石化、赤铁矿化与铀矿化密切相关;富铝水云母在钻孔上部含量多而下部含量减少;贫铝水云母在钻孔上部含量少,而在下部尤其是矿化段含量明显增多,不同蚀变矿物分布形态不同且不同部位蚀变矿物组合不同,反映了矿区经历了不同期次和性质的热液活动。     

ASD地面光谱仪在新疆白杨河铀矿床蚀变信息研究中的应用

新疆白杨河铀矿床是我国目前已探明的中型矿床,矿床蚀变特征的研究有助于对白杨河矿床外围及深部找矿提出更好的找矿认识。使用ASD可见光-短波红外地面光谱仪对白杨河矿床地表以及钻孔岩心进行光谱测量,发现了矿床中蚀变矿物主要有高铝绢云母、中铝绢云母、低铝绢云母、绿泥石、蒙脱石、赤铁矿、褐铁矿等。矿床地表铀矿化异常地段主要发育高铝绢云母蚀变;钻孔岩心中铀矿化富集部位蚀变矿物组合为高铝绢云母、绿泥石、赤铁矿。研究结果可为矿床外围及深部铀矿勘探提供参考与借鉴。     

花岗岩型铀矿床绿泥石化蚀变分类与相应的诊断性光谱特征

绿泥石化是花岗岩型铀矿床蚀变带广泛发育的围岩蚀变类型之一.在酸性热液构造蚀变带中,与赤铁矿化、硅化、水云母化同时产出;在碱性热液构造蚀变带中,与赤铁矿化同时出现,有时还存在方解石化.因此,绿泥石化应属于重要的铀矿找矿线索.为了选择最佳铀矿勘查遥感谱段(童庆禧,1990),为了利用成像光谱技术提取铀矿蚀变带混合光谱所含的蚀变矿物信息,开展高光谱遥感铀矿蚀变带填图,需要掌握铀矿蚀变带端元光谱.本文针对铀矿床绿泥石化蚀变开展矿物学分类研究,提取和分析其诊断性光谱特征.     

基于HySpex成像光谱数据的钻孔岩心蚀变矿物提取及其地质意义

利用遥感技术提取找矿信息主要是提取地质构造信息、特殊岩性段(包括矿化蚀变段)信息等。以湖南省秀才洞热液型铀矿区的钻孔岩心HySpex成像光谱数据为例提取矿化蚀变信息,建立了一种以成像光谱数据处理为基础的矿物信息识别流程,识别出高岭石、蒙脱石、伊利石、方解石、白云母5种蚀变矿物。通过研究岩心中蚀变矿物的类型、组合及其分布规律,总结出研究区的矿化蚀变岩心以伊利石和蒙脱石为主,并伴有高岭石化,推断研究区的赋矿围岩花岗岩发生了酸性交代并产生了泥岩化蚀变现象,而且研究区的构造演化较复杂,岩浆具有多期次、多阶段侵入的特点,蒙脱石比高岭石蚀变强烈反映出成矿环境主要以碱性环境为主。     

基于资源一号02D卫星高光谱数据的甘肃头吊泉-南大滩地区蚀变矿物填图及金矿化带识别

高光谱遥感能够根据光谱指纹特征提取蚀变矿物,在地质领域应用成效十分显著.针对最新的资源一号02D卫星高光谱数据特点,首先进行了高光谱数据预处理,选取蚀变矿物光谱特征显著波段进行数据降维,并应用三次样条插值函数对短波红外数据进行光谱波段增值,将光谱采样间隔提高到了2 nm.在优选出矿物填图端元光谱后,应用改进的SAM填图...     

航空高光谱遥感矿物信息提取技术及其应用进展——以中国西部成矿带调查为例

为推进航空高光谱遥感矿物信息提取技术及其在地质工程化中的应用,2010—2015年,以我国西部成矿带为调查区,使用CASI/SASI/TASI航空高光谱数据,在进行矿物光谱特征分析、高光谱影像数据预处理、矿物信息提取、蚀变异常信息筛选及区域找矿预测基础上,编制了矿物种类分布图、单矿物丰度分布图和找矿预测图等高光谱地质调查系列专题图件;建立了一套高光谱遥感矿物填图技术体系,解决了高光谱数据预处理与矿物提取等方面的技术问题,推进了地质填图向精细化和微观化方向发展。该研究为高光谱技术在地质工程化中的应用奠定了基础,丰富了地质填图的产品类型和内容,并服务于地质找矿等地质工作。     

热液流体活动规律高光谱遥感分析示范研究——以新疆白杨河铀矿床为例

高光谱遥感技术可以有效地用于分析热液流体活动规律,进而指导找矿预测。利用国际先进的CASI/SASI航空高光谱遥感技术、并结合ASD便携式地面高光谱技术手段,文章从航空、地面、深部钻孔岩芯等不同尺度对白杨河铀矿区及周围地表和深部的热液蚀变类型和热液活动规律等进行了立体识别与研究。研究表明,白杨河铀矿区及周围航空高光谱遥感识别的蚀变矿物在空间上可分为北部蚀变区、矿区蚀变区、南部蚀变区等3个蚀变带。北部蚀变区发育一套以叶腊石、明矾石、高铝绢云母为主的酸性热液蚀变组合;矿区蚀变区地表发育高铝绢云母、中铝绢云母、赤铁矿、硅化等热液蚀变,矿区深部钻孔岩芯主要发育高铝绢云母、中铝绢云母、低铝绢云母、高岭石、赤铁矿、褐铁矿、绿泥石等蚀变矿物及其混合蚀变,且绢云母蚀变矿物的Al-OH吸收峰波长位置存在"单向递减"和"先减后增"等2种明显变化规律;南部蚀变区发育低铝绢云母和中铝绢云母蚀变。分析表明,北部蚀变区是相对的区域热液流体活动中心,铀矿区蚀变区是流体活动中心旁侧的一个明显的热液流体活动区,南部蚀变区是更加远离流体活动中心的,温度进一步降低的流体活动区。矿区北缘接触带的热液蚀变温度要比南缘接触带蚀变温度高,北缘接触带热液流体蚀变温度具有由中西部向东部不断降低、由接触带向接触带外围不断降低的特点。总之,白杨河铀矿区深部热液流体活动至少存在"直流型"和"分流型"2种典型的形式,前者反映热液流体活动温度自深部→接触带→浅部不断降低的特点,后者反映热液流体活动温度自接触带分别向上和向下逐渐降低的特点。此外,文章还对热液流体活动与铀矿化关系,以及矿区外围铀矿找矿方向进行了分析。     

内蒙古苏莫查干敖包萤石矿区遥感蚀变信息提取及其找矿指示意义

利用遥感技术可以经济、有效地获取地质找矿信息。基于多光谱遥感数据的蚀变信息提取已在地质填图和找矿工作中广泛应用,近几年,中国高分五号（GF-5）高光谱数据以其较高的光谱分辨率为地表蚀变矿物的精细化识别提供了基础数据。文章结合Landsat-8 OLI多光谱和GF-5高光谱数据,对内蒙古苏莫查干敖包萤石矿及周边开展蚀变信息提取,分析有利成矿区域,并进行野外验证,进一步发掘外围矿产资源潜力并探究遥感地质勘查的可信度。笔者基于Landsat-8多光谱数据,利用主成分分析方法提取了铁染、羟基类蚀变,并对其异常等级进行了划分;基于GF-5高光谱数据运用最小噪声分离（MNF）算法、纯净像元指数（PPI）算法、混合调制匹配滤波（MTMF）填图方法,在研究区内提取出白云母、绿泥石、高岭石、磁赤铁矿和褐铁矿5种矿物。将两者蚀变信息提取结果叠加,笔者发现苏莫查干敖包萤石矿区及外围存在热液蚀变特征,具备金属成矿潜力,野外验证发现研究区除萤石外,还伴生有铅锌多金属矿。因此,笔者认为多光谱和高光谱遥感数据结合的蚀变信息提取在地质矿产资源勘查领域具有一定应用潜力。     

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。     

柳园-方山口地区航空高光谱遥感固体矿产探测及找矿效果

高光谱遥感技术找矿应用是当前遥感地质领域研究的前缘和热点,国内外都在积极进行探索。本文依托国土资源部航空物探遥感中心高光谱遥感地质找矿项目,利用核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室拥有的国内唯一一台CASI/SASI/TASI航空高光谱成像系统,在甘肃北山柳园-方山口地区,共采集了3500km2的高空间分辨率的高光谱遥感数据。经数据预处理,光谱重建和蚀变矿物填图,开展了航空高光谱遥感固体矿产的探测研究。从航空高光谱遥感的新角度,研究了柳园-方山口地区的区域成矿背景,构建了研究区成矿构造格架(非构造格架),提出黑石山-花牛山深大断裂带为柳园-方山口地区的区域控矿断裂,其呈EW向区段为该区最佳找矿地段的新认识。探讨了固体矿产高光谱遥感矿床定位模型的建模思路、方法,构建了研究区金属矿产的矿床定位系列模型。强调模式找矿是高光谱遥感找矿的有效途径,在研究区开展了模式找矿的示范应用,发现了7处找矿靶区,取得了明显的找矿效果。实践表明,高光谱遥感技术在地质找矿中有其独特的优势,主要是可快速、大面积地提取蚀变矿物,特别是航空高光谱遥感技术,由于可以获得高空间分辨率(可达亚米级)的高光谱遥感数据,从而可以识别规模小的近矿围岩蚀变,找矿实际上就是找近矿围岩蚀变,从这层意义上讲,航空高光谱遥感技术具有直接找矿的效果。航空高光谱遥感的快速、大面积地提取蚀变矿物的技术优势是迄今为止其他地质勘查方法无法替代的。因此,在地质找矿中应充分发挥高光谱遥感技术的重要作用。     

航空高光谱遥感矿物信息提取技术及其应用进展——以中国西部成矿带调查为例

为推进航空高光谱遥感矿物信息提取技术及其在地质工程化中的应用,2010—2015年,以我国西部成矿带为调查区,使用CASI/SASI/TASI航空高光谱数据,在进行矿物光谱特征分析、高光谱影像数据预处理、矿物信息提取、蚀变异常信息筛选及区域找矿预测基础上,编制了矿物种类分布图、单矿物丰度分布图和找矿预测图等高光谱地质调查系列专题图件; 建立了一套高光谱遥感矿物填图技术体系,解决了高光谱数据预处理与矿物提取等方面的技术问题,推进了地质填图向精细化和微观化方向发展。该研究为高光谱技术在地质工程化中的应用奠定了基础,丰富了地质填图的产品类型和内容,并服务于地质找矿等地质工作。     

相山铀矿岩芯HySpex成像高光谱数据蚀变矿物提取及其地质意义

成像高光谱遥感具有图谱合一的优势,能够根据光谱特征直接识别地物,是遥感领域的前沿方向。本文使用江西省相山铀矿田岩芯HySpex成像高光谱数据,采用基于专家知识的MTMF和波段运算方法开展了蚀变矿物填图,提取了赤铁矿、伊利石、绿泥石和方解石4种蚀变矿物,制作了铀矿岩芯高光谱蚀变矿物分布图。通过分析高光谱蚀变矿物类型、组合和分布规律,在岩芯中划分出中心蚀变带、近矿蚀变带和矿旁蚀变带,中心蚀变带蚀变矿物为赤铁矿+伊利石+绿泥石+方解石,近矿蚀变带为伊利石+方解石,矿旁蚀变带为零星分布的伊利石+方解石。其中,岩芯高光谱遥感提取出的绿泥石第二吸收峰位于2270 nm,光谱特征分析显示属于富铁绿泥石,与前人得出的与铀矿化密切相关的绿泥石主要为富铁绿泥石的结论一致。铀矿岩芯HySpex岩芯成像高光谱数据应用实践表明该数据在地质领域具有较好的应用效果和广泛前景。     

岩矿高光谱遥感及其在青藏高原的应用前景

高光谱成像作为目前遥感领域最先进的技术,在地质应用中取得了巨大成功。岩石和矿物由于电子过程和分子振动可以产生特征的光谱吸收,因此可以利用高光谱技术进行岩矿填图,快速且准确地获取区域内岩石和矿物的分布情况,进而圈定有潜力的找矿靶区。岩矿高光谱通过对岩矿信息的提取可获得矿物类别和矿物丰度分布甚至矿物化学成分的填图结果,识别方法包括光谱匹配、模式识别和人工智能方法 3大类。GF-5卫星上搭载的高光谱成像仪覆盖度宽、光谱分辨率和信噪比高,满足矿物精细识别和大比例尺、大面积岩性填图的要求,应用前景广阔。青藏高原地区矿产资源丰富、岩体裸露但地势偏远,有利于高光谱遥感蚀变矿物填图,开展区域找矿工作。同时,高光谱遥感凭借其空间尺度优势,可以方便快捷地获取区域整体信息,结合地球化学的时间信息,可为青藏高原关键地质科学问题的解决提供新的视角。提升岩矿高光谱遥感的定量化和智能化水平,将传统地质学方法获得的地下深部资料与遥感手段获取的地表数据结合,是促进地质遥感和地球系统科学发展的重要途径。     

短波红外光谱矿物测量技术在热液蚀变矿物填图中的应用——以土屋斑岩铜矿床为例

便携式短波红外光谱仪（PIMA）是利用短波红外光谱测量技术，对肉眼难以识别的层状硅酸盐、粘土、碳酸盐以及部分硫酸盐矿物进行快速识别的实用仪器。通过不同地质环境的光谱参考数据库及计算机数据处理软件，辅之野外观察和必要的岩石学分析，可以从PIMA测量获得的谱线中得出研究区蚀变矿物组合的信息。应用蚀变矿物组合，结合其他勘探数据，有利于确定钻孔的位置，指导区域勘探工作。PIMA可应用于许多成矿环境中，包括高硫化物、低硫化物热液成矿系统、斑岩成矿系统、中温热液成矿系统、沉积岩中的金-铜矿床、铀矿床、火山成因块状硫化物矿床和金伯利岩矿床。已有的研究表明，PIMA可以快速获得和处理短波红外光谱数据并形成蚀变矿物钻孔柱状分布图或平面分布图，这些信息对找矿靶区的确定至关重要。应用PIMA在新疆土屋斑岩铜矿区开展了系统的蚀变矿物填图工作，有效地识别出镁绿泥石、铁绿泥石、蒙脱石、白云母、黑云母等蚀变矿物，这些蚀变矿物的类型和丰度与岩石鉴定结果基本一致，在此基础上，建立了土屋斑岩铜矿区蚀变矿物组合及其分带模式，并与传统的分带模式进行了对比。最后总结了土屋斑岩铜矿区PIMA找矿模型，该模型对土屋斑岩铜矿区及未知地区矿产勘查工作具有指导意义。