矿产勘探和开发中的遥感战略：贵金属和斑岩矿床模型关键词:探勘，金，铜，斑岩，矿床，遥感，多光谱，分辨率，蚀变摘要：基于良好计划战略的现代勘探项目，典型从矿床模型开始，此项目的特征包含了勘探技术。因为矿床模型注意由地球地质特征定义，并且和遥感相关，所以遥感通常应用于勘探中。勘探战略划分范围，依次控制空间分辨率要求。勘探范围和项目边界范围相关，通常从小范围到大范围，并且分类为勘查，区域，地区，或者矿区范围。这个分类的空间分辨率要求各自为 20-80m，10-30m ，6-10m ，和 3-7m。空间分辨率和波普分辨率根据不同矿床模型和地质特征而异。因此，勾画出勘探目标的外围很重要，而且遥感战略要审慎选择遥感传感器，图像和图像处理技术。1 简介自从 NASA 的 ESTS-1 卫星于 1972 年发射升空后，各种遥感系统的应用和图像处理技术已经广泛应用到地质制图和矿产勘探中。地质学家在已知开矿区内已经应用遥感技术改进蚀变制图方法（e.g Abrams et al.,1983） ，鉴别区分蚀变类型导致新的矿点被发现（e.g Dick et al.,1993）和选择新的成矿潜力区。遥感应用研究前景广阔，并可分为 1）岩石、矿物、土壤波普分析；2）图像处理，其依赖于进步的计算机技术；3)传感器技术；4）已知目标调查的测试研究。矿产勘探和矿产资源制图中的遥感的先进性应用依赖这四个领域的研究。图像处理技术影响图像解译。通常，遥感影像经过计算机增强，为了改进表面盖层和岩石波普，蚀变类型和植被的对比度。2 矿产勘探战略和空间分辨率2.1 战略矿床类型的不同变化和矿床子类型的不同变换影响遥感传感器与影像处理技术选的择。基于地质特征的波普特征规定了不同矿产类型和矿床模型，一个地质学家可以设计一个与发展成熟的全球勘探和开发战略相兼容的遥感战略。波普和空间分辨率是决策过程中最重要的，在考虑因素和勘探项目范围内主要取决于矿床模型。矿床模型是一个高效勘探战略中的基本因素，与项目范围紧密相随。矿床模型包括地球地质特征，它与遥感相关联并随之改变。矿床模型的规模和蚀变区的特征控制波普范围、分辨率和空间分辨率的要求。勘探阶段中另一个重要控制因素是范围和空间分辨率。2.2 范围表 1 比较了勘探阶段范围和空间分辨率要求。在矿产勘探开发中已经在勘查阶段应用卫星遥感技术。陆地卫星专题制图仪，因为具有探测热液蚀变的能力，中等范围空间分辨率，近乎全球覆盖，价格经济，上个世纪八九十年代为地球科学应用提供了绝大部分的遥感影像。勘探范围和计划评估的航空覆盖物有关，而且通常从大到小（小范围或大范围）细分为勘查，区域，地区和项目或矿区范围。这些分类的空间分辨率要求各自大概是 20-80m，10-30m，6-10m，和 3-7m。空间分辨率的要求同样根据矿床模型和实际地质或者探测特征而改变。因此，勾画出勘探目标体范围和建立一个细致深入的遥感战略，要建立在遥感传感器和影像的选择上，牢记对这些特征的探测能力取决于它和周围地表覆盖物波普对比度差异和地面分辨率最小像元的大小。为了将空间分辨率的要求呈现此处，假设特征宽度必须是 1.5 倍地面分辨率像元已被探测。在一幅地图中，地质学家不用特别记录目标体少于 1/32 英尺宽度。这个参数同样限制实际空间分辨率的要求，在表 1 中已予考虑。在勘查勘探阶段，在地区中空间遥感对最小限度的地质信息是最适用的，特别是对难以接近、制图水平较低的区域。勘探地质学家或许对勘探有利的构造，岩石，或蚀变感兴趣。考虑到区域勘探范围比勘查勘探大，而且通常集中于确定的目标区域，比如一座山，矿化带，构造延伸，火山区，侵入带，或者其它构造，岩浆岩地区。在这中间的范围内，勘探者通常已经依靠经验确定地质标准，它们与矿化带存在空间上的联系，并且更富选择性的、详细的遥感决策。在区域范围内限定的目标体内，岩石的，侵入岩的复合体，和控矿断裂可能是重要的指引。尽管当今大部分项目威胁经济障碍，航空扫描成像或许是对中等范围非常有效的。3 波普分辨率要求在遥感战略中，扫描仪中波段位置和波普分辨率是重要的考虑因素。通常，感兴趣区越小，要求的波段范围越宽，波普分辨率越高。多光谱扫描仪的可用波普范围从 100nm 到小范围项目从勘查和区域阶段到地区阶段。现代高光谱扫描仪可用波普灵敏度类似于实验室光谱仪，并且为详细蚀变制图，岩石种类区分和火成岩相位提供一个工具。图 1 显示几种主要蚀变矿物和其他矿床相关特征重要的波普间距。许多包含蚀变系列的副矿物的独特波普为直接矿物识别提供窄波段高光谱传感器。Hunt 和Ashley（1979） ，Lee 和 Raines（1984 ）和 Christianson 等（1986）已经发布多种蚀变矿物和岩石的波普特征。许多重要的热液和浅生蚀变矿物波普在 SWIR 范围中呈偶然窄吸收最大度或者波谷特征。绿磐岩集合矿物（绿泥石，绿帘石，方解石）粘土矿物（高岭石，二重高岭土，和蒙脱土） ，千枚岩化蚀变（明矾石，叶腊石） ，各种隐晶质硅石，浅成粘土和钾化带、接触变质黑云母在 SWIR 波普范围吸收能量。Clark 等（1993）在内华达州 Cuprite地区利用航空 AVIRIS 数据，使用一种先进的波普制图算法实际绘制了高岭石结晶度，蒙脱土中 Na/Ca 比值变化，和明矾石中 Na-K 可靠的分辨率。TIR 传感器能够探测石英，碧玉，硅化和石髓/ 蛋白石泉华，露头，因为它们在 8.9 微米附近发出极少的二氧化硅（Hunt，1982，Christiansen 等，1986） 。各种非晶质硅和蛋白石吸收有一个 2.4 微米宽幅的波普间距，在这个范围进行能量探测的扫描仪可以探测到这种间距。大部分氧化铁针铁石，黄钾铁石头，赤铁矿，它们由风化硫化物形成，在VNIR/SWIR 不同频率吸收能量（Rowan，1983；Lee and Raines，1984 ） ，使用高光谱扫描仪能够提供一种识别力（Taranik 等，1991） 。特别是赤铁矿，黄钾铁矾，针铁矿在0.86，0.91，0.94 微米波长处发生能量吸收，吸收谷较赤铁矿陡。黄钾铁矾在 SWIR 中具赤铁矿和针铁矿所不具有的独特的吸收特征。拥有合适带通的高光谱传感器能够识别这三种重要的铁的氧化物，其相对数量在一些贵金属系统中经常和斑岩铜矿床的浅成富集和成矿模式有关。TIR 传感器能够根据石英和硅矿物识别岩性。逐步富集镁铁质成份的硅酸盐岩石移动到更低频率或者更长波长，支持对火山和变质单元中组合变化的探测。