成像光谱技术在典型蚀变矿物识别和填图中的应用

成像光谱矿物识别和填图技术是中国国土资源调查和监测重点发展的高新技术之一。笔者以国土资源调查应用为主要目标,研究了成像光谱矿物识别和矿物填图技术实用化中的一些关键技术问题。分析了白云母和绿泥石两种重要蚀变矿物的光谱特征及光谱变异特征;以新疆东天山黄山地区的HyMap数据为例,对目前已较为系统化的成像光谱识别技术(如MNF变换、像元纯度指数PPI和N维可视化端元识别NDVI)在典型蚀变矿物识别和填图中的应用进行介绍。     

植被覆盖区高光谱遥感影像上蚀变岩与蚀变矿物信息的提取

在高光谱遥感找矿应用中,从影像上提取的蚀变信息经常包含了很多对找矿无用的信息。为了避免这些无用信息,本研究选取植被覆盖的云南普朗斑岩铜矿区作为研究区,使用该区高光谱遥感数据分别提取蚀变岩和蚀变矿物的信息,分析它们对找矿的有用性。提取蚀变矿物信息使用的是从影像上提取的矿物端元参考光谱,光谱匹配采用的是光谱角方法;提取蚀变岩信息使用的是野外蚀变岩参考光谱,光谱匹配不仅考虑光谱的整体形态,而且考虑吸收谷位置形态。在蚀变岩识别图上,4个典型蚀变岩点的野外验证表明:识别结果与实地地物基本一致。但是,在蚀变矿物信息图中,这4个圈定点无任何信息。这表明:这些点的蚀变岩信息较其表面蚀变矿物信息更丰富,因而能被有效提取出。通过比较蚀变岩、蚀变矿物的信息分布图,发现:一些粘土矿物(比如硬石膏和高岭石)的大量信息分布在沉积岩区,因而可能是假的蚀变信息。这表明:通过蚀变岩光谱获取的蚀变信息比通过蚀变矿物光谱获取的蚀变信息更可靠。在蚀变岩信息提取中,比较吸收谷位置识别前后的结果表明:考虑光谱整体和局部形态比仅考虑整体形态的识别结果具有更高的可靠性。     

植被覆盖区高光谱蚀变矿物信息提取

在植被覆盖严重地区,基于综合光谱信息模型,开展了高光谱遥感典型蚀变矿物信息提取研究.以河北省承德市大营子地区为例,利用Hyperion数据,在植被覆盖度大于70%的地区,根据蚀变矿物与背景地物波谱特征的差异,提取了该区绿泥石、斜绿泥石、方解石和白云石蚀变矿物分布信息,与已知地质矿产资料及野外检查结果一致.最后依据蚀变矿...     

基于特征谱带的高光谱遥感矿物谱系识别

文中初步提出并建立矿物识别谱系的分层识别技术以及部分离子、矿物的光谱识别规则。矿物光谱包含一系列特征吸收谱带。这些特征谱带在不同的矿物中具有较稳定的波长位置和较稳定的独特波形 ,能够指示离子类矿物、矿物的存在 ,是利用高光谱进行矿物识别的基础。文中分析了部分在自然界广泛存在的一些阴阳离子 (如CO2 -3 ,Fe2 + ,Fe3 + ,Al3 + ,Mn2 + ,Al—OH和Mg—OH等 )的可识别特征光谱 ,总结部分离子类矿物或矿物识别规则 ,并以美国Cuprite地区的AVIRIS数据进行矿物识别试验 ,利用矿物谱系识别技术从离子类矿物到单矿物再到更精细类矿物逐层开展识别 ,取得了较好的效果 ,初步实现利用宏观的手段 (遥感技术 )进行微观 (矿物 )的探测。     

新疆红山铜金矿床地面高光谱蚀变矿物特征分析

正红山铜金矿床位处东天山成矿带,区域矿产以铜、镍、金为主,北部以铜矿为主,中部以金、铜、铁、银为主,南部以铁、铅锌、钼、金、银为主。该带分布较多矿床、矿点,成矿地质条件优越。前人在该区已开展基础地质、矿产勘查、专题研究和新技术方法示范等工作(姜寒冰等,2012;方同辉等,2002;许英霞等,2008)。该区地表基岩裸露,     

新疆阿尔金盘龙沟金矿高光谱蚀变矿物找矿标志研究

高光谱遥感技术是近年来兴起并逐渐成熟的蚀变矿物研究方法。盘龙沟金矿床围岩蚀变发育,主要蚀变类型包括硅化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化、钠长石化、褐铁矿化等,蚀变与金矿化关系密切。文章通过航空高光谱遥感数据和地面光谱数据,提取和诊断盘龙沟金矿床的不同地段、不同地质体的蚀变矿物信息,研究分析金矿区的航空和地面高光谱蚀变矿物、蚀变矿物组合特征,以及矿区围岩蚀变特征,总结航空和地面光谱蚀变矿物分带找矿标志规律,结合金矿床地质矿产特征,系统剖析金矿床的综合找矿标志特征,构建盘龙沟金矿床高光谱蚀变矿物找矿标志;同时依据绢云母、绿泥石的诊断光谱,研究两种蚀变矿物的光谱变化特征,分析了金矿床围岩蚀变的形成条件和蚀变矿物的温压条件,进而初步推测盘龙沟金矿床为中低温热液型金矿,其矿体与围岩形成的环境条件不同。     

哈密黄山铜镍矿蚀变矿物近红外光谱特征分析

在哈密黄山铜镍矿区,采用PIMA(便携式短波红外矿物分析仪)进行野外光谱测试,用新引进的TSG(光谱地质专家)软件进行了矿物种类及相对含量识别、光谱处理分析,为蚀变矿物光谱分析起到了示范作用。详细论述了几类典型蚀变矿物的光谱特征;对绿泥石特征光谱吸收强度D(Fe-OH)、D(Mg-OH)与矿物成分的关系进行了探讨。结果表明,绿泥石Fe-OH和Mg-OH吸收强度比值可以大体上代替Fe2+/Mg2+比值,D[Mg-OH)/(Fe-OH)+(Mg-OH)]值绝大部分在0.4~0.8之间。用HyMap数据做地质信息半定量反演,准确反映了各岩相主要金属元素含量的变化。研究结果对高光谱技术识别矿物种类、反演岩矿成分具有重要意义。     

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。     

短波红外光谱矿物测量技术在普朗斑岩铜矿区热液蚀变矿物填图中的应用

利用便携式短波红外光谱测量仪（PIMA）在云南普朗斑岩铜矿区开展了短波红外光谱测量工作,通过系统的野外数据采集,获得了研究区蚀变矿物组合及主要蚀变矿物的分布,并建立了普朗斑岩铜矿区蚀变矿物分带模式。在此基础上,建立了斑岩铜矿床找矿模型,该模型对普朗铜矿区及其外围的找矿工作具有积极的指导意义。     

高光谱蚀变矿物提取在地质找矿中的应用——以吉林某斑岩型钼矿为例

国内外已广泛使用高光谱方法提取和识别岩石和矿物的技术。本文利用这个技术,在地面光谱测试、数据处理和光谱特征分析的基础上,提取和识别出斑岩钼矿区的蚀变矿物,通过分析与钼矿化蚀变的相关性,从12种主要蚀变矿物中优选出5种在矿区具有代表性的蚀变矿物:绢云母、蒙脱石、伊利石化绢云母、高岭石(结晶差)和铁镁绿泥石。结合其空间分布和分带特征,分析了与钼矿化的关系,进而划分出内、中和外三个蚀变带,预测了矿区的找矿方向,并提供了一种新的找矿思路。     

新疆东天山土墩铜镍硫化物矿床中铂的赋存形式及其地质意义

土墩铜镍矿床位于东天山黄山—镜儿泉铜镍成矿带的西端,具有较好的铜、镍资源前景。铜镍矿石中主要金属矿物为黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、磁铁矿以及黄铁矿等。在详细研究土墩铜镍矿床成矿地质背景的基础上,通过对土墩铜镍矿床中浸染状矿石和块状矿石中主要金属矿物进行电子探针原位测试发现,金属矿物中Pt含量较高,范围在490~2 450 g/t之间,平均为1 713 g/t,而Pd含量则较低。进一步研究Pt的赋存形式及矿石中伴生元素Co、Se、Ag、Sb等的元素地球化学特征,结果表明,晚期成矿热液对早期镍黄铁矿和磁黄铁矿的交代使Pt常发生扩散交代作用,这种热液改造作用对贵金属元素的活化和再富集具有重要意义。此外,土墩铜镍矿床中具有高Se含量、较低S/Se比值以及高R因子值的矿段是极有可能形成铂族元素(PGE)的矿化富集带。     

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。     

新疆东天山土墩铜镍硫化物矿床岩石地球化学和铂族元素特征及其对成矿的指示意义

为了探讨土墩铜镍硫化物矿床的成矿岩浆来源、岩浆演化过程以及硫化物熔离成矿作用,文章对土墩矿区内不同类型的岩石进行了岩石地球化学特征的研究,认为该矿床的成矿岩浆属于拉斑玄武岩浆系列。岩浆在岩浆房和/或侵位过程中存在着分离结晶作用,并且,在其上升演化过程中可能经历了同化混染作用。首次对该矿区内岩石和矿石的铂族元素地球化学特征开展了研究,发现其岩石及矿石具有一致的物质来源;岩石及矿石的PGE总量都较低,配分模式都为左倾富集PPGE的Pt-Pd型。根据Ni/Cu-Pd/Ir图解和地球化学特征,认为土墩岩体的原始岩浆应是低程度地幔部分熔融岩浆,是MgO含量较高的PGE不亏损的玄武质岩浆。根据Cu/Pd值较高,可以推断土墩矿床的成矿母岩浆在演化过程中经历了深部硫化物部分熔离的过程,这可能是导致该矿床PGE明显亏损的原因之一。同时,根据Cr与PGE和Ni的相关关系,认为其母岩浆可能经历了铬铁矿的分离结晶作用,这也许是导致该矿床硫化物发生熔离作用的重要因素。结合Ti/Y-Zr/Y相关图解及东天山区域地质演化史,笔者认为,土墩矿区的成矿镁铁质-超镁铁质岩体是形成于碰撞后的拉张环境。     

矿床学的百年回顾与发展趋势

文章简要回顾了百年来矿床学取得的重要进取,包括：①矿床成因分类的建立;②层控矿床研究;③板块构造与区域成矿;④矿床模型研究;⑤区域成矿学研究;⑥超大型矿床研究;⑦海洋现代热液成矿作用的发现;⑧恩矿年代研究等。针对21世纪人类社会可持续发展的需要,矿床学研究出现了两个新趋势：①全球化;②矿业开发与环境保护一体化。面临着三个主要研究领域;①成矿理论的推陈出新;②研究开发新型矿产资源,建立广义的矿产资源地质学;③为加强矿山环保所做的矿床学基础研究。最后作者还提出发展成矿学研究的若干建议。     

金川铜镍矿床58号矿体亲铜和亲铁元素特征及其地质意义

通过对金川铜镍硫化物矿床中58号矿体地质特征、亲铜和亲铁元素地球化学特征等方面的研究,发现其具有不同于24号矿体、1号矿体和2号矿体的地质和地球化学特征。58号矿体产于Ⅲ号岩体上盘围岩中,矿体总体走向为NNE,倾向NW。与金川矿床其他几个矿体比较,该矿体具较高的Cu、Ni和PGE含量。研究独立的58号矿体对全面理解整个金川超基性岩体的成矿规律,指导今后找矿工作具有重要意义。笔者认为58号矿体的硫化物是从PGE微弱亏损的苦橄质岩浆中熔离出来的,其硫化物熔体具有不同的分异演化过程。     

牛鼻子梁镁铁质-超镁铁质杂岩体岩石特征

牛鼻子梁岩体位于柴达木地块的北缘,出露面积约8 km²,平面形态呈长条状,主要由斜长二辉橄榄岩、斜长单辉橄榄岩、角闪二辉橄榄岩、角闪橄榄岩、角闪橄榄二辉岩、黑云母化二辉岩、角闪辉石岩、橄榄辉石角闪石岩、角闪橄榄辉长岩、细粒辉长岩、似斑状辉长岩、暗色辉长岩、辉长岩、淡色辉长岩、石英闪长岩和英云闪长岩组成。文章通过岩石学、矿物学、地球化学研究,得到锆石U-Pb年龄为（361.5±1.2） Ma,Sm-Nd等时线年龄为（347±26） Ma。研究认为,牛鼻子梁基性-超基性岩体含矿岩石产于大陆边缘环境。岩体形成于泥盆纪晚期。岩浆分异充分,岩石类型丰富,岩浆演化过程中主要发生了橄榄石和斜长石的分离结晶/堆晶作用。岩体的母岩浆应属于拉斑玄武岩质岩浆。从目前发现的矿化情况来看,牛鼻子梁基性-超基性杂岩体为含矿岩体,有很好的找矿前景。     

丹巴杨柳坪地区铜镍硫化物矿床发现铼矿物

铼是地壳中质量分数最少的元素之一,独立的铼矿物十分罕见,我国过去未有发现铼矿物的报道。近年来,我们在对丹巴杨柳坪铜镍矿床进行深入的矿物学研究中,偶然发现了四边形铼矿物Re1其化学简式(Re,Cu,Os,Fe,Ni,Pb)1S2(国际矿物协会未命名委员会指定编号:UM2014-01-S:Re)和三角形铼矿物Re2化学简式(Re,Cu,Fe)1S2(国际矿物协会未命名委员会指定编号:UM2014-02-S:Re)。通过能谱和拉曼光谱分析发现,2种铼矿物的成分和结构明显不同于已报道的铼矿物,具备了成为新矿物的有利前提。尽管目前缺乏电子探针和单晶衍射数据进行验证,但已有成分和结构数据表明,这2种铼矿物有可能为新的矿物种,虽未正式申请并通过国际矿物协会新矿物命名委员获批,但国际矿物协会未命名委员会已指定上述2种铼矿物的未命名编号,我们也因此获得了申请该2种铼矿物可能申请获批成为新矿物的优先权。     

金平地区超基性岩铜镍矿床成矿作用类型及找矿方向

大理—元江—金平镁铁质、超镁铁质岩带南东段的金平地区基性—超基性岩带可进一步划分为三个亚带。白马寨―新安里超基性岩亚带、牛栏冲—蒋家坪基性-超基性亚带内基性-超基性岩岩浆分异程度高、铜镍矿化强烈, 成岩、成矿具多阶段、多期次活动特点。区内铜镍矿床典型的成矿作用方式有熔离—侵位——贯入式、侵位—熔离式铜镍矿等类型。白马寨—新安里、牛栏冲—蒋家坪等地段, 是金平地区超镁铁质岩浆侵入活动和铜镍矿成矿作用的中心区, 也是进一步地质找矿的重要目标区。     

Theories, principles, and methods for the statistical prediction of mineral deposits

The statistical prediction of mineral deposits can be described as follows:Basic Theories— (1) similarity-analogy, (2) differences and anomalies, (3) ore-forming factors, andBasic Principles— (1) comprehensive prediction, (2) relationship between the prediction scale and the parameter scale, (3) distribution of mineral parameters, (4) quantitative prediction, (5) assessment, and (6) discovery rate analysis, andBasic Methods.     

浅谈矿床研究与勘查实践

矿床成因研究如何能适合勘查地质学家的需要,曾是过去数十年来有激烈争议的问题。笔者试从所能查到的中文译本文献中,比较了英语及俄语国家的学者们对此问题争论的发展趋向。看来,西方某些国家的有关文献,有把建立矿床模式作为当前解决此问题一个适当途径的趋势。同时,在俄文文献中,除仍继续其区域成矿学及勘查地质学的长期传统外,也很注意西方国家近年来地质学,特别是矿床学,研究的新成就。笔者提出,目前应是中国地质学家们从５０年代以来的实践经验和所受到的各方影响中,考虑今后矿床研究的发展问题并形成一些指导方针的时候。