先进星载热发射和反射辐射仪（ASTER）——地质学家的最佳选择

航天遥感技术的发展为地质学家提供了大量可使用的遥感数据.在这些遥感数据中,ASTER具有从可见光到热红外的较宽的波谱范围,能满足对大多数矿物、岩石划分的需要.ASTER的多波段数据除了可以用传统的数据处理方法处理之外,还可以利用高光谱的岩矿信息识别与提取技术进行数据处理,得到更精确的矿物、岩石分类结果.利用GIS评价模型处理ASTER遥感解译的蚀变岩石信息,可以得到精确的遥感异常,从而指导找矿勘查工作.     

新疆西准噶尔包古图斑岩铜矿蚀变岩石的光谱特征及其意义

地物的光谱特征是遥感识别地物的主要依据,不同地物的反射光谱具有其特定的吸收特征谱带。利用ASD和PIMA反射光谱测试仪对新疆西准噶尔包古图斑岩铜矿Ⅱ号、Ⅴ号斑岩铜矿岩体的蚀变围岩(地表采样与钻井采样)进行测试,并对结果进行分析总结。根据反射光谱特征谱带获得蚀变矿物的种类,确定了岩体的蚀变矿物组合,得到反射光谱的吸收谷在ASTER数据中所处的波段;对反射光谱曲线进行数学积分,获得ASTER数据中的强吸收波段。将以上2种分析得到的吸收性波段组合应用于蚀变遥感异常信息提取,结果表明蚀变遥感异常与野外地质特征吻合程度较高。反射光谱分析表明确定岩石矿物的反射光谱特征谱带是进行遥感信息提取工作的前提,波段组合选取对提取蚀变遥感异常信息非常重要。     

结合实测光谱的ASTER数据岩性识别方法:以西昆仑其木干二长花岗岩提取为例

对西昆仑阿克陶县其木干地区出露的二长花岗岩岩石样品进行了光谱测试,二长花岗岩在2.1~2.5μm之间有一定的吸收特征,具备应用遥感进行岩性识别的波谱条件。利用最小二乘线性回归方法建立了实测光谱与ASTER图像光谱各波段的线性关系,得到了ASTER图像地表反射率。以实测光谱为端元光谱,对二次反演图像采用混合调谐匹配滤波技术(MTMF)提取了二长花岗岩岩体空间范围。经调查验证,提取结果与岩体的实际出露范围较为吻合。该方法具有一定的实用性和有效性,能为西部艰险复杂地区的遥感技术应用提供方法上的参考。     

基于多光谱ASTER和高光谱GF5对峨山花岗岩体遥感解译与成矿预测

峨山花岗岩体位于云南省玉溪市峨山与红河州石屏县西北交界处,出露面积约200 km²。文章将峨山花岗岩体地质数据与多光谱ASTER和高光谱GF5遥感数据相结合,采用ASTER波谱角算法(SAM)获取峨山花岗岩体淡色花岗岩分布区域,利用主成分分析法(PCA)对ASTER数据进行特定因子求反确定蚀变带位置;再根据蚀变矿物的精微波谱特征,利用GF5高光谱波段数据对蚀变矿物特征光谱波段开展主成分分析与特定因子求反,对比ASTER与GF5遥感数据提取的特征矿物位置以便定位热液蚀变带,结合矿化点野外地质调查,预测研究区成矿潜力。综合分析区域地质特征及遥感解译成果,认为蚀变矿物明显与岩浆演化晚期淡色花岗岩体相伴生,区域成矿规律趋向于矿床分布特征偏向于岩体周边以及淡色花岗岩零星出露的小岩株附近。     

遥感技术在内蒙古苏莫查干敖包地区铀矿勘查中的应用

为促进内蒙古苏莫查干敖包地区铀矿找矿工作,应用卫星遥感数据开展蚀变异常信息提取和构造解译。根据ASTER遥感数据不同波段的波谱特征和典型蚀变矿物光谱曲线,通过主成分分析等方法提取了铁染、 Mg-OH/CO32-、 Al-OH等矿化蚀变信息;利用高分二号数据,初步厘定了工作区3级线性构造的遥感地质特征。在综合分析地质、遥感和地球物理等多源地学信息的基础上,圈定苏莫查干敖包铀成矿预测远景区,取得了良好的找矿效果,为当地铀矿勘查工作提供参考依据。     

“八O一”稀有稀土矿床碱性花岗岩的含矿性、矿化规律及成因分析

内蒙古通辽市扎鲁特旗与碱性花岗岩有关的“八O一”特大型稀有稀土矿床位于巴尔哲北北东向背斜构造部位,以Nb、Y、Ta为主,伴生Be等多种稀有稀土元素。含矿岩体为普遍矿化的燕山期碱性花岗岩,且碱性花岗岩体与“八O一”稀有稀土矿床具有生成关系。通过对碱性花岗岩的岩石特征及含矿性、含矿元素的变化规律、岩石化学成分与稀有元素的关系、矿化元素的富集规律及矿床成因进行综合分析,认为“八O一”稀有稀土矿床为碱性花岗岩岩浆晚期分异交代型矿床。     

WorldView-2高分辨率卫星数据在西昆仑塔什库尔干地区遥感地质调查中的应用

在西昆仑成矿带塔什库尔干地区,利用WorldView-2高分辨率卫星数据开展了遥感地质综合调查研究,采用最佳指数法选择适于本区遥感解译及信息提取的8-4-3波段组合,利用波段比值、主成分变换等方法增强岩性、构造和矿化信息并进行地质解译;结果表明,波段比值可识别闪长岩、大理岩、片岩等多套岩性并突出岩性之间的界线,主成分变换能增强黑云石英片岩与白色花岗岩体间界线,并能对不同片岩因矿物含量差异而呈现的不同色调、明暗程度有较好的反映。岩矿波谱测试及岩性反演和遥感矿化异常信息提取研究工作表明,大理岩等单矿物岩石波谱反演效果较好,对B1,B4,B8,B6等4个波段进行主成分变换及铁矿化信息的提取结果表明,PC3分量是铁染异常的特征主分量。利用WorldView-2数据在西部裸露地区进行矿产地质遥感综合调查,既有高地面分辨率的光学特征,又具有一定的波谱识别能力,不仅能提取大范围的矿化蚀变信息,还可以识别局部的矿体露头,应用效果较好,值得推广。     

基于ASTERSWIR-TIR多光谱数据的西准噶尔花岗岩类岩性信息提取与识别——以克拉玛依岩体为例

花岗岩类的遥感岩性提取与识别研究一直是遥感岩石学领域的热点之一.位于中国新疆北部的西准噶尔地区有许多花岗岩体产出,其岩性信息对于西准噶尔的地质研究十分重要.本文通过对西准噶尔克拉玛依花岗岩体岩石样品及光谱库中相关矿物的可见光-近红外及短波红外(VNIR-SWIR)与热红外(TIR)的光谱测试与特性分析,采用ASTER SWIR-TIR比值13/12(R),4/6(G),(12×12)/(11×13) (B)假彩色合成技术识别与提取出研究区碱长花岗岩、花岗岩、花岗闪长岩与二长花岗岩四种花岗岩类,证明ASTER SWIR-TIR多光谱数据,尤其是TIR数据,对花岗岩类岩性识别的能力.此外,根据遥感影像中岩性、构造特征的解译与区域内包古图斑岩型铜钼矿的成矿斑岩岩体比较,推断出位于克拉玛依Ⅱ号岩体以及Ⅰ号与Ⅲ号岩体交汇部位东侧的部分区域仍可能具有一定的成矿潜力.     

基于ASTER光谱特征的科技廊带岩性填图:以新疆塔什库尔干地区为例

科技廊带填图是以解决关键地质问题为目的填图方式,但部分地区海拔高差大,交通不便,给填图工作造成巨大困难。遥感岩性解译可为填图工作提供重要参考。然而,当前主流的遥感岩性解译方法仍是基于地貌纹理等间接解译标志开展的。相对而言,矿物岩石光谱特征作为最为直接和准确的遥感岩性解译标志却少有实例报道。本文基于ASTER遥感影像和岩石光谱特征分析,对部分地区海拔高差较大的新疆塔什库尔干地区进行岩性解译工作,以检验其适用性。在野外工作对研究区岩性类型进行识别和鉴定的基础上,ASTER光谱分析成果影像可较准确显示区内主要岩性类型的地表出露。其中,ASTER热红外波段比可反映区内中高级变质岩、花岗岩类及碳酸盐岩的整体分布特征;在此基础上,ASTER可见光-近红外及短波红外波段比可准确鉴定与Fe~(3+)、Fe~(2+)-硅酸盐、Al-OH、Mg-OH等成分相关的矿物组成(如绿泥石、白云母及石榴子石等),从而对地表岩性出露进行更为细致的识别和分类。研究结果表明基于ASTER光谱特征的岩性填图方法在新疆、西藏等地区有天然的实用性,既可克服区内海拔高、交通不便等困难,又可准确指示地表关键岩性类型的出露情况,可作为科技廊带填图及地质研究工作的重要手段。     

ASTER遥感数据蚀变遥感异常提取研究

基于ETM+/TM数据提取矿化蚀变遥感异常已趋于成熟, 而利用ASTER(先进星载热发射和反射辐射仪)遥感数据提取矿化蚀变遥感异常鲜有报道。本研究利用USGS波谱数据库中典型蚀变矿物反射率数据, 重建其在ASTER数据中波谱曲线研究表明, ASTER遥感数据可以提取Mg-OH、Al-OH、CO32?和Fe3+离子(基团)信息。热液矿床的蚀变围岩通常含有上述4种离子(基团), 它们的波谱特征是蚀变遥感异常提取的理论依据。本研究利用改进“去干扰异常主分量门限技术流程”, 以河北省承德地区和太行山区为例, 上述离子(基团)信息提取结果与野外实际分布相一致, 表明利用ASTER遥感数据提取上述4种离子(基团)信息是可靠的。     

基于ASTER VNIR-SWIR多光谱遥感数据识别与提取干旱地区岩性信息——以西南天山柯坪隆起东部为例

ASTER多光谱遥感数据目前可以用于岩石矿物资源信息的识别和提取。本研究尝试利用ASTER可见光近红外(VNIR)和短波红外(SWIR)的多光谱遥感数据提取干旱地区的岩石与矿物信息。基于新疆天山西南缘柯坪隆起东部不同地层单元岩石的化学组成和矿物成份以及VNIR-SWIR谱域光谱吸收特征的分析,我们采用相关吸收波段深度(RBD)和波段比值(BR)方法对研究区的多光谱遥感数据进行图像处理,有效区分和识别了白云岩、石灰岩、砂岩以及阿克苏群的蓝片岩—绿片岩和砂质片岩。白云岩的CO_3~(2-)吸收谱带中心波长位于2.32μm,与灰岩的CO_3~(2-)吸收谱带中心波长位置2.35μm相比,具有向短波长方向移动的特点,据此可以利用RBD7、RBD8分别有效的识别白云岩和灰岩;长英质岩石显示Al-OH和Fe~(3+)VNIR-SWIR吸收特征,而基性-超基性岩石显示Fe~(2+)和Fe、Mg-OH特征,利用不同的铁价态和次要矿物可以区分它们:ASTER band2/band1代表了含Fe~(3+)矿物分布信息、ASTER band5/band4代表了含Fe~(2+)矿物分布信息、RBD6可以估计Al-OH矿物的丰度;砂质/泥质片岩含较多的多硅白云母、绿泥石、黑硬绿泥石以及风化后表面覆盖的其它粘土矿物,在2.21μm(band6)存在有特征的吸收谱带,并且在1.65μm(band 4)具有较高的反射率,而蓝片/绿片岩在2.21μm(band 6)反射率较高,不具有明显特征吸收谱带,同时其在1.65μm(band 4)反射率较低,因此蓝片/绿片岩ASTER band4/band6比值低。应用ASTER band4/band6波段比值可以有效的区分开砂质/泥质片岩与蓝片岩/绿片岩。     

巴尔哲超大型稀有稀土矿床富晶体的流体包裹体初步研究

巴尔哲矿床是一个超大型稀有稀土多金属矿床,它受巴尔哲碱性花岗岩体（株）控制,稀有稀土矿体分布在巴尔哲岩体上部的钠长石碱性花岗岩中。本文在钠长石碱性花岗岩的石英中发现了大量的富晶体的流体包裹体,并对其进行了初步的激光拉曼光谱和显微测温研究。与一般含盐类晶体矿物的三相流体包裹体不同,巴尔哲富晶体的流体包裹体的晶体不是盐类矿物,而是长石、云母等硅酸盐矿物;同时,该类包裹体内还广泛分布着稀土碳酸盐矿物。富晶体的流体包裹体的发现从微观角度揭示了巴尔哲含矿钠长石碱性花岗岩的形成与岩浆-热液过渡阶段有直接的成因联系,并为阐述巴尔哲岩体稀土元素及氧同位素的地球化学特征提供了新思路。稀土碳酸盐矿物在富晶体的流体包裹体中广泛地分布则充分说明。巴尔哲碱性花岗岩演化到岩浆-热液过渡阶段体系内的稀土元素已经达到足以形成独立稀土矿物的富集程度,其稀土元素矿化受岩浆-热液过渡阶段的制约。     

广东两类花岗岩的反射光谱特征及其遥感意义

地物波谱信息是多光谱遥感的基础、光谱信息所具有的特征反映了地物本身的存在、变化和差异。作为花岗岩岩石物理特性研究的一部分，笔者选择了广东早古生代两类花岗岩为研究对象测定并分析了两类花岗石及其围岩的反射光谱特征，并且依据它们光谱特性的差异。确定了遥感图象处理的技术和方法，为下一步该地区遥感图象识别花岗岩奠定了基础。     

高山峡谷区1:50000地质填图技术方法探索与实践——以新疆乌什北山为例

新疆乌什北山填图试点项目充分发挥遥感技术的先导作用,探索1:50000高山峡谷区填图方法。不同分辨率遥感数据在岩性、构造解译等方面的差异表明多源遥感数据综合解译能有效提高解译程度。研究认为同一遥感数据最佳波段组合图像、Landsat-8和Worldview-2数据协同图像增强了对岩性和构造识别的能力。高光谱遥感矿物填图和岩性分类、基于ASTER热红外遥感数据的岩石化学成分填图等是高山峡谷区填图有效技术方法。利用ETM和ASTER数据开展矿化蚀变信息提取,结果表明ASTER较ETM数据在铁染异常、羟基异常等提取方面具有更大的优势。分析认为多元信息综合预测是区域找矿的重要途径。根据乌什北山地质地貌特征,选择其中有效技术方法或技术方法组合开展1:50000地质填图,结果显示在减少剖面测制和路线地质调查数量的同时,达到了填图精度,并取得了若干重要研究成果,为区域构造演化和成矿规律分析总结提供了资料支撑。      

基于地物光谱分析的ASTER岩土类型识别

利用遥感数据和实测不同岩土类型波谱测试数据,以实测不同土体反射光谱数据为基础,通过对遥感数据进行图像增强处理,对不同沉积环境、不同粒级组成的松散土体类型进行识别。研究发现,ASTER数据721波段组合能够有效识别不同土体类型,在凸显不同土体类别的效果最好;ASTER数据的平方根拉伸及标准分段拉伸对不同土体类型的区分效果最好;通过对遥感数据进行主成分变换,发现遥感数据图像信息量得到有效集中,增强了图像的层次感,能够有效增强图像信息。     

用ASTER数据提取云南个旧西区矿化蚀变信息

以ASTER影像为数据源、野外实测波谱数据为参考,用光谱角分类法（SAM）在个旧矿区提取矿化蚀变信息。为剔除假“异常”信息,用ASTER热红外波段的比值计算定义硅酸盐、碳酸盐和超基性岩指数作RGB合成得反应岩性信息的影像,据此确定西区重点研究区。在此区域再次用SAM提取矿化蚀变信息,结合用ASTER短波红外数据的比值计算增强的构造信息,分析提取的重点研究区矿化蚀变信息结果,为该矿区找矿工作提供了参考。     

青海赛什腾地区遥感影像岩石信息提取研究

赛什腾地区隶属柴北缘构造带,岩性复杂多变,前人对研究区岩性界线的划分较为笼统,笔者等选择Landsat- 8 OLI、ASTER和Sentinel- 2A为数据源,采用最佳波段指数确定各影像的波段组合,凸显不同岩石的边界;将ASTER短波红外波段与Landsat- 8 OLI、Sentinel- 2A可见光—近红外波段协同处理,构成Landsat- 8+ASTER（LA）数据和Sentinel- 2A+ASTER（SA）数据,分析重采样岩石标准光谱信息,拟定不同岩石波段运算公式,基于多重分形理论选定不同岩石类型的阈值范围,获取主要岩性的分布;根据重采样的黑云母标准光谱曲线,选取SA数据2262 nm波段和2336 nm波段进行定向主成分分析,采用Crosta法阈值分割第二主成分,划分黑云母异常等级,将其与岩性分布相关联,识别出研究区主要岩性分布。通过岩石实测光谱分析、薄片镜下鉴定与野外地质调查相结合的方法完善解译结果。岩性提取结果显示,小赛什腾山东侧新发现“U”型条带,为辉长岩—英云闪长岩—二长花岗岩,重新圈定达肯大坂群第三岩组和第四岩组,滩间山群一组,花岗岩,二长花岗岩,黑云母花岗岩,流纹岩,似斑状石英闪长岩,石英闪长岩,英云闪长岩,辉长闪长岩和辉长岩等岩石的边界。此次基于多源遥感数据岩性识别方法研究对青海赛什腾地区野外地质调查工作具有指导意义,可为高山峡谷区地质填图提供技术参考。     

青海赛什腾地区遥感影像岩石信息提取研究

赛什腾地区隶属柴北缘构造带,岩性复杂多变,前人对研究区岩性界线的划分较为笼统,笔者等选择Landsat- 8 OLI、ASTER和Sentinel- 2A为数据源,采用最佳波段指数确定各影像的波段组合,凸显不同岩石的边界;将ASTER短波红外波段与Landsat- 8 OLI、Sentinel- 2A可见光—近红外波段协同处理,构成Landsat- 8+ASTER（LA）数据和Sentinel- 2A+ASTER（SA）数据,分析重采样岩石标准光谱信息,拟定不同岩石波段运算公式,基于多重分形理论选定不同岩石类型的阈值范围,获取主要岩性的分布;根据重采样的黑云母标准光谱曲线,选取SA数据2262 nm波段和2336 nm波段进行定向主成分分析,采用Crosta法阈值分割第二主成分,划分黑云母异常等级,将其与岩性分布相关联,识别出研究区主要岩性分布。通过岩石实测光谱分析、薄片镜下鉴定与野外地质调查相结合的方法完善解译结果。岩性提取结果显示,小赛什腾山东侧新发现“U”型条带,为辉长岩—英云闪长岩—二长花岗岩,重新圈定达肯大坂群第三岩组和第四岩组,滩间山群一组,花岗岩,二长花岗岩,黑云母花岗岩,流纹岩,似斑状石英闪长岩,石英闪长岩,英云闪长岩,辉长闪长岩和辉长岩等岩石的边界。此次基于多源遥感数据岩性识别方法研究对青海赛什腾地区野外地质调查工作具有指导意义,可为高山峡谷区地质填图提供技术参考。     

基于热红外遥感数据的西藏冈底斯东段岩性识别

ASTER数据包含有从太空测量来自地球表面的多光谱热红外辐射数据。通过对JHU光谱库中岩石矿物热红外光谱特征的分析,以及对ASTER影像TIR波段光谱特征进行分析,利用比值法和光谱角制图法SAM相结合进行石英、砂岩和硅酸盐岩类等造岩矿物识别并在西藏冈底斯东段泽当矿田应用,最后将遥感解译分析结果与该区已的地质资料进行比较。结果表明,ASTER影像TIR波段基本上能识别硅酸盐类造岩矿物,并且对于岩性识别具有很大的应用潜力。     

遥感和光谱地质进展及其对矿产勘查的实践应用

根据2009年Economic Geology出版的专辑Remote Sensing and Spectral Geology,近年来发表的相关文献以及研究和应用的实践,对遥感与光谱地质进行了综述.内容从测谱学、TM/ETM和ASTER宽波段遥感应用,到地面和航空高光谱遥感应用与热红外遥感.传统的信息填图主要是解译,现...