围岩蚀变：成矿过程中的热液作用
与一定类型的热液矿床相联系，并能反映热液矿床形成过 程的物理化学条件及矿床的成因。
蚀变带：矽卡岩化、云英岩化、绢英岩化、青盘岩化、
蛇纹石化、阳起石化、叶蜡石化、明矾石化、绢云母化、 绿泥石化、绿帘石化、高岭石化、粘土化、泥化、碳酸盐化、 赤铁矿化、石膏化
这些蚀变带和主要蚀变矿.物都能被遥感所探测。
0 .0
(产于奥陶纪灰岩和页岩）
G o ld
Illite
ppm
Kaolinite
5 .0 2 .5 2 .0 1 .5 1 .0 0 .5 0 .0
.
Illite
云南普朗地区 Hyperion
已发现14个含矿斑岩体
离子数
普朗斑岩铜矿：钾化硅化带—
黄铁绢英岩化带—青盘岩化带
钾化、硅化、绢云母化、
褐铁矿化
羟基矿物，包括粘土矿物和云母
水合硫酸盐矿物(石膏和明矾石)、碳 酸盐矿物(方解石和白云石) TM7波段都有较强的吸收谷， TM5 高反射
植被： TM2、4 高反射，
.
TM1、3、7 低
遥感技术的发展
高光谱分辨率：
精细光谱特征 图像特征退居次要地位
量变：提高了分辨地物本领、识别精细程度 识别和分类的精度，减少不确定性
J. A. Frank, et al, 2005, Geology, 33(7)
Panorama VHMS成矿体系
recharge Discharge
magmatic
Hyperion
.
T Cudahy
1998
Panorama VHMS成矿体系
Volcanic massive sulphide and magmatic hydrothermal systems
光谱识别：根据地物光谱特征（特征谱带 等）直接识. 别地物、地物组分
多光谱蚀变信息提取
主成分分析 (K-L变换)
对于MSS、TM等遥感图像，第一主分量往往是各原始波段的加权和，反映 的是地物总的辐射亮度。其它主分量是不同波段的加权差值图像，反映了地 物不同波谱段的波谱差异，往往包含某些地质体的特征波谱信息。
成矿流体、 成矿模型 岩石和矿物精细光谱特征的研究——寻找差别
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问题讨论和思考
遥感蚀变异常、蚀变矿物是更直接、更有价值的
找矿标志
蚀变是热液成矿作用的组成部分，反映成矿的物理化学环境、 热液性质和成分，矿物沉淀和分布规律
绢云母+褐铁矿异常沿普朗 河断裂和和力中全达断裂展布
以其强度圈出15个找矿靶区
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两种应用模式
工作区地质条件
矿物光谱
矿物共生组合规律 遥感数据
组合光谱
蚀变带、矿化带识别
成矿、地质知识
矿物知识 矿物光谱
遥感数据 矿物识别
矿物共生组合规则 混合像元分解
矿物共生组合 共生组合空间变化及分带
成矿、地质知识
资源矿产评价与地质应用综合分析
质变：探测地物成分、组分、结构 宏观——微观
图像识别—光谱识别 .、图谱结合
高光谱和多光谱 特性比较
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西藏泽当地区ASTER蚀变异常
闫柏琨等提 取了9大类 矿物或成分
铁氧化物 硅酸盐铁 全铁、 明矾石、 方解/白云石 绿泥/绿帘石 高岭石、 白云母/蒙脱 二氧化硅
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谱段——全谱段矿 物识别
反射光谱
——成矿模型
检测植被中毒和油气微. 渗漏引起的地植物异常
新疆东天山地区蚀变异常与构造
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新疆东天山地区蚀变异常与成矿区带
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澳大利亚皮尔巴拉地区叶蜡石蚀变（1）
发现新矿化
地质图
A：已知矿床 叶腊石蚀变
B：新发现的 叶腊石蚀变 (光谱)
白云石丰度 变化(光谱)
据 Bierwith et al, 1999
Mineral map
No cracking
front
Si-poor
discharge recharge
Magmatic convective cells Seawater convective cells
Seawater convective cells
Ocean
Metal Sulfides
Rocks
TM1、TM3、TM4、TM5、TM7的主成分分析，区分高岭石-伊利石、石膏等
不同的粘土矿物。
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多光谱蚀变信息提取
2、比值彩色合成图像： TM5/7（红）、TM3/1（绿）、TM3/4（兰） TM5/7： 含羟基矿物、水合硫酸盐和碳酸盐矿物； TM3/1 ；识别褐铁矿化；TM3/4： 区分植被与热液蚀变异常 赤铁矿和针铁矿化呈绿至青色；黄钾铁钒黄至白色；含羟基 矿物： 水和硫酸盐和碳酸盐化岩石呈品红色；植被橙红色 TM5/4（红）、TM4/3（绿）、TM5/7（兰） TM5/4（R）、TM3/1（G）、TM7/5（B）
北、南两岩体，深部可能相连。橄榄石普遍蛇纹石化， 局部滑石化、皂石化。辉石局部滑石化。
北岩体蛇纹石呈3条弧形：中弧短，强，局部有滑石— 橄榄岩；外弧—橄榄辉长岩；内弧—辉长苏长岩。南岩体 弱蛇纹石在东、北缘断续出现。橄榄岩相—找矿重点地段
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MT. Owen 铜/金/银矿
Westerm Tasmania, Australia
构造岩块
“块”
矿化作用形迹： 矿化蚀变
“色”
后期剥蚀、破坏信息
成. 矿理论、 类比 、 求异
多/高光谱遥感地质找矿模式
五要素遥感找矿模式（于学政、杨日红）
“线”—控矿、导矿、容矿等构造信息 “环”—火山机构、侵入体等信息 “带”—矿源层信息 “块”—构造岩块信息 “色”—色块、色晕、色斑、色带等热液蚀变信息
热液系统的热液运移
地球化学蚀变指数: 古火山系统
Ishikawa 蚀变指数
绿泥石-碳酸盐-黄铁矿蚀变指数 白云母蚀变指数
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J. A. Frank, et al, 2005, Geology, 33(7)
热液系统的热液运移
白云母蚀变指数
1、长英质：石英-绢云母 qse 2、长英质和铁镁质： fse 钾长石-绢云母-石英 3、铁镁质：钾长石-绿泥石-石英 fcq . 4、长英质和铁镁质：绿泥石-石英 cq
矿源场-成矿节-遥感异常找矿模式（赵福岳）
矿源场—矿源层、成矿母岩、控矿导矿构造等 成矿节—矿源场各要素的空间展布和空间组合型式 遥感异常—色调异常、线、环构造、蚀变组合分带
多元数据 找矿预测 .
围岩蚀变和蚀变矿物
蚀变作用：岩石、矿物受到热液、地表水、海水以及其他作
用的影响下，产生适合新的物理—化学条件下新的矿物或矿 物组合的过程（地球科学大辞典）。围岩蚀变、风化、变质
可见—近红外光谱区间：电子过程 铁氧化物和氢氧化物
短波红外—晶格分子振动的倍频和合频 粘土矿物、碳酸盐、部分水合硫酸盐
发射光谱 中热红外光谱区间（3～40m）—分子振动基频 无水硅酸盐类(架状硅酸盐 、 岛状硅酸盐、 单链状硅酸盐） 碳酸盐、硫酸盐 造岩矿物：石英（SiO2） 、长石、橄榄石、 角闪石、辉石等
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澳大利亚皮尔巴拉叶蜡石蚀变（1）
在出露差，风化物覆盖强 的地区，少量残坡积物和 转石可能足以提供有用的 光谱信号。
在皮尔巴拉，叶蜡石是 与成矿有关的蚀变 。 CSIRO用航空光谱在该 区发现多处叶蜡石分布
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澳大利亚
皮尔巴拉地区
A：已知的与叶腊石蚀变有关 的金矿床
B：根据叶腊石蚀变发现的矿床 C：叶蜡石+低铝白云母 D：低温热液金矿，硅-白云母
几种有用的TM和ETM波段选择主成分分析：
TM1、4/3、TM5、TM7作主成分分析，区分蚀变和未蚀变岩石。
比值TM4/3的作用是利用植被发育状况信息(植被指数)区分植被和蚀变岩
TM1、TM3、TM4、TM5的主成分分析，增强铁氧化物信息。
TM1、TM4、TM5、TM7的主成分分析，提取含羟基矿物信息。
地质解释剖面
钠云母 —— 白云母 —— 多硅白云母—— 叶蜡石
钠云母为近. 矿指示标志
Rick Valentam201.2
Big Rock Candy 热液交代明矾石矿 床，Utah
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西藏驱龙斑岩铜矿区矿物识别与找矿
红：高岭石化 绿：低Al（长波）绢云母 蓝：高Al（短波）绢云母 黄：绿泥石化 白星：驱龙矿区
蚀变，低铝白云母+电气石 E：电气石+低铝白云母
据 Bierwith et al, 2002 .
澳大利亚皮尔巴拉地区
D：低温热液金矿，指示标志：富Mg电气石
电气石含量
据 Bierwith et al, 2002
电气石成分
红：富Mg 绿：. 富Fe
R = tourmaline G = white mica(low Al),
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新疆东天山土屋东—三岔口地区 矿物分布图
图4-21 图
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岩石成分探测——矿物填图
探测层次
矿物组成（蚀变矿物、造岩矿物） 矿物丰度（相对含量） 矿物化学成分和结构——类质同象
SiO4-4、O3-2、OH-、SO4-2 、CO3-2、 H2O等阴离子基团 Fe、Mn、Al、Mg、Na、K 、Ca等金属离子
围岩蚀变和蚀变矿物
铁、锰等过渡元素的氧化物和氢氧化物
含OH-、H2O的矿物 部分层状硅酸盐、粘土矿物
碳酸盐
部分水合硫酸盐
在反射光谱上都有独特的光谱特征（吸收谱带）
多光谱：色调异常、用图像处理方法提取
高光谱：根据光谱特征直接识别矿物
遥感蚀变异常、蚀变矿物. 是找矿更直接的标志
多/高光谱地物探测
图像识别 图像分类：将特征空间划分为互不交 叠的区域 目标或异常检测：检测和区分与环 境或背景存特征差异的物体