湖北富池地区铁矿蚀变异常信息提取

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1、第９卷第４期矿业工程２０１１年８月ＭｉｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ９矿山地质湖北富池地区铁矿蚀变异常信息提取杨伟卫１２１１刘俊安徐玮华先录（１．湖北鄂东南地质大队，湖北黄石４３５１００；２．湖北省地质调查院，湖北武汉４３００７４）摘要：以ＴＭ遥感数据，结合岩石矿物光谱特征，利用主成分分析法，进行矿化蚀变信息提取。先对影像进行预处理，消除干扰因素，然后用主成分分析、逆变换等方法进行处理，最后用域值分割的方法提取矿化蚀变异常区，得到关于羟基和铁的矿化蚀变图像，为富池地区找矿提供了新的依据和方法。关键词：富池

2、；矿化蚀变异常；主成分分析中图分类号：ＴＤ１５文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－８５５０（２０１１）０４－０００９－０３０引言１研究区背景岩石蚀变是在热液成矿过程中，热液与围岩发工作区范围为：东经１１５°００′～１１５°３０′；北纬生化学反应而产生的一系列物质成分和结构、构造２（不含省２９°４０′～３０°００′。工作区面积约１６６８ｋｍ的变化，是气化热液矿床中的普遍现象和重要特外面积）。研究区内地层中发现的内生矿床和石炭［１］征，因其常与矿体伴生且一般比矿体分布范围系－三叠系有密切的关系。石炭系－三叠系以碳酸

3、［２］广，因而是一种重要的找矿标志。往往蚀变的岩盐岩为主，性脆，易交代成矽卡岩，形成矽卡岩型石及其地表含有伴生绿泥石化、绢云母化、褐铁矿铜铁矿，区内已发现的铜铁矿床（点）均与石炭－［３］化、黄铁矿化和黄钾铁矾化等，这些岩石以及氧三叠纪沉积岩和燕山期岩浆岩有关。工作区地层主化物中大多数含有Ｆｅ２＋，Ｆｅ３＋，ＯＨ－，ＣＯ３－等２要为三叠系中酸性沉积岩和海相碎屑岩，岩浆岩主离子和基团离子。对于不同的地物和岩石在不同的要为燕山期中晚期花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩。波段产生相应的光谱图像，根据前人研究测围岩蚀变多为褐铁

4、矿化、黄铁矿化、角岩化、绿泥［４～５］定，ＯＨ－在１．４、２．２～２．４μｍ波段存在吸收石化、绿帘石化和绢云母化等，这些蚀变矿物（组谱带；ＣＯ３－在２．３５和２．５５μｍ波长处强吸收，在２合）均为提取遥感找矿信息异常的重要目标。１．９、２．０和２．１６μｍ波长处存在相对较弱的吸收；Ｆｅ２＋吸收谷分布在１．１～２．４μｍ波段内；Ｆｅ３＋在２主成分分析原理０．８５～０．９４μｍ谱段在０．８５～０．９４μｍ谱段有强的主成分分析法（ＰＣＡ—ｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ［５］吸收带。根据光谱特点，结合前人研究

5、，一般选ａｎａｌｙｓｉｓ）（又称Ｋ－Ｌ变换），主成分分析法是目前取波段１、２、３、４、５和７共６个波段来提取矿化［６～８］。该方法广泛采用的提取岩石蚀变信息的方法蚀变异常。用波段１、４、５和７的组合来提取ＯＨ是对图像数据的集中和压缩，它将图像中那些高度的异常，用波段１、３、４和５组合，提取Ｆｅ的异相关的信息集中到少数的几个波段，并且尽可能的常。虽然ＴＭ的数据分辨率仅仅只有３０ｍ，可以利保证这些波段信息互不相干。即用几个综合性波段用、围岩蚀变区域的识别来间接找矿，从而保证技代表多波段的原图像，使处理的数据量减少

6、。对于术上可行性。因此，在蚀变异常提取中选用ＴＭＴＭ图像，通常ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３就包含了９５％以的１、２、３、４、５和７共６个波段。上的信息，而后面的主成分几乎多数是噪声。主成分分析基于变量之间的相互关系，在信息总量守恒基金项目：中国地质调查局《湖北大冶富池地区铜多金属矿远景调的前提下，利用线性变换的方法来实现其相关性。查》项目资助。收稿日期：２０１１－０３－０８由于所获各主分量之间不相关，故各主分量之间信作者简介：杨伟卫（１９８４），男（汉族），陕西宝鸡人，湖北省鄂东南地质大队任项目组长，助理工程师，主

7、要从事遥感地质研究。息没有重复或冗余。蚀变异常信息的提取正是利用１０矿业工程第９卷第４期［３］了主成分分析的这一基本性质。算法如下：信息干扰，对代表铁染物主分量的判断准则是：构首先，根据原始图像数据矩阵Ｘ，求出它的协成该主分量的特征向量，ＴＭ３系数应与ＴＭ１及方差Ｓ，Ｘ的协方差矩阵为：ＴＭ４的系数符号相反，ＴＭ３一般与ＴＭ５系数符１Ｔ号相同。依有关地物的波谱特征，铁染信息包含符Ｓ＝［Ｘ－Ｘｌ］［Ｘ－Ｘｌ］＝［Ｓｉｊ］ｍ×ｎｎ合这一判断准则的主分量内，将该主分量称之为铁式中：ｌ＝［１，１，…，１］１×ｎ；Ｘ珡＝

8、［ｘ１，ｘ２，…，染异常主分量。用ＴＭ１、ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ７波段Ｔｘｍ］进行ＰＣＡ，删去ＴＭ２、ＴＭ３波段，是为了避免可ｎ１ｘｉ＝∑ｘｉｋ（即为第ｉ个波段的均值）见光波段同时参加运算，主要是为了排除铁氧化物ｎｋ＝１的干扰，对代表羟基化物主分量的判断准则是：构ｎ１Ｓｉｊ＝∑（ｘｉｋ－ｘｉ）（ｘｊｋ－ｘｊ）成该主分量的特征向量，其ＴＭ５系数应与ＴＭ７ｎｋ＝１Ｓ是一个实对数矩阵，ｍ和ｎ分别为波段数以及