几内亚金迪亚地区红土型铝土矿
遥感矿化信息与找矿预测
李领军，张云峰，张蓉，冯淳，焦超卫，张文龙
(西北有色地质研究院，西安710054)
收稿日期:2009-08-10
修订日期:2009-11-20
作者简介：李领军(1954~)，男，高级工程师，长期从事遥感地质调查与找矿应用研究。
摘要：位于几内亚西部的金迪亚地区铝土矿资源十分丰富，本文应用ET M 、SPO T 卫星多光谱数据，采用信息增强、三维显示及地质分析方法，建立了该区已知红土型铝土矿的波谱及影像标志。运用遥感-地貌学方法研究了侵蚀地形与矿化关系，指出了铝土矿的空间展布规律，提出了20个遥感找矿预测区。在成矿条件良好的某一地区进一步筛选出的遥感找矿靶区中工程见矿率达60%。
关键词：几内亚；红土型铝土矿；遥感;ET M ;SPOT ；氧化铁信息;DEM ；地貌；找矿预测doi:10.3969/j.issn.1000-3177.2010.05.020
中图分类号:T P79 文献标识码:A 文章编号:1000-3177(2010)111-0093-05
施闰章Mineralized Information and Metallogenetic Prospect of Remote
Sensing for the Lateritic Bauxite in Kindia of Guinea
L I L ing jun,ZH A N G Y un feng,ZHA N G R ong,FEN G Chun,JIA O Chao W ei,ZH A N G W en long
(N orthw es t N onf er ro us Geological Rearch I ns titute,X i an 710054)
Abstract:K india is lo cated at the w estern o f G uinea wher e is abundant in later itic resources.Bad o n data o f ET M and SPOT ,mult i spectrum info rmatio n enhancement of r emo te nsing 、the three dimensio nal display and means of g eolog ical ana lys,this paper established the sig ns of spectr um and image of the later itic baux ite or ebo dy in this ar ea.A pply ing of remo te nsing and g eomo rpho lo gy ,studied the relat ionship between erosio n ter rain and mineralizatio n,then the author s po int ed out 20pr ospect areas of remot e nsing methods.In one o f the areas furt her siev ed out a tar get area,in w hich or e conversio n pro babili t y of pro ject reached 60%.
Key words:Guinea;L aterit ic baux ite;r emote nsing ;ET M ;SPO T ;infor mat ion o f ferr ic o xide;DEM ;geo mor pholog y;met allo genetic prospect
1 引 言
几内亚铝土矿资源十分丰富，是世界上最大铝土矿资源国，已知铝土矿床主要位于几内亚的西部和中部，贮藏于新元古代、古生代和中生代地层，矿
床类型为玄武岩经风化淋滤形成的红土型矿床[1~2]。
为配合几内亚金迪亚地区铝土矿的地质勘查工作，从遥感层面提供有效的找矿信息，在ETM 及SPOT 卫星遥感多谱段图像增强技术及DEM 数字高程三维显示技术支持下，围绕研究区内已知铝土矿(化)体开展了遥感波谱和影像特征分析，建立了
铝土矿遥感影像标志；在此基础上开展了铝土矿赋存地形地貌条件研究，总结了海拔高程及地貌类型与铝土矿产富集分布的关系。遥感方法技术在面积约10000km 2的勘查区中找矿应用取得了较好的效果，对于推动该区铝土矿资源的勘查工作起到了积极的作用。
2 红土型铝土矿床地质特征
红土型铝土矿床主要由含酸性、中性和基性成分的铝硅酸盐岩石在热带和亚热带气候条件下经深度化学风化形成。金迪亚地区的铝土矿成矿母岩主要为富铝的辉长岩 玄武岩类，在强烈的风化、淋滤作
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用下，形成富铁铝风化壳。铝土矿的典型剖面结构由上而下为：含褐铁矿角砾硬壳层(铁壳层) 含褐铁矿角砾红土层(红土层) 铝土矿层 粘土层 基岩。
调查问卷范例矿床地质调查发现，由于地形剥蚀作用的影响，铝土矿床在地表上反映的剖面结构有所不同。地势较高的台地、桌形山地貌条件下，矿化剖面比较完整，地表由褐铁矿和少量赤铁矿及含矿粘土岩构成致密坚硬的铁壳层，铁壳厚0.5m ~2m 不等,Fe 2O 3含量约30%~40%。此时，铁壳层可作为铝土矿找矿的直接标志；台地周边或水系切蚀较弱的缓斜坡面，矿化剖面缺失或部分缺失顶部的铁壳层，直接出露为含褐铁矿角砾的红土层。由于土质疏松，现代冲积、洪积层以及植被覆盖影响，地表直接找矿标志不明显。
3 遥感图像处理
基于本区铝土矿赋存的标志为地表的褐铁矿硬壳层、含褐铁矿角砾红土层以及矿床赋存在具一定高差的地形条件下的事实，遥感图像处理有针对性地选择了ET M 多光谱数据及SPOT -5高分辨率卫星数据，围绕增强提取氧化铁波谱信息、识别铁壳层和含铁红土层影像开展了专题图像处理。同时在DEM 数字高程模型支持下实现了ET M 图像的三维显示，应用三维景观来研究铝土矿床与地形地貌之间的规律。图像处理在PCI 软件平台完成。
3.1 ET M 数据氧化铁信息提取
褐铁矿反射波谱曲线表明，二者在TM 4及TM 5的反射率具有较大的差异(图1)，研究其他3价铁矿物的吸收曲线，也具有这种规律。对应铝土矿床图像处理结果表明，比值处理方法能够较好地将在两个波
段具有较大反射率差异的地物信息提取出来，有效地反映有关地表褐铁矿的特征信息
[3]
。
图1 褐铁矿的反射波谱曲线(据PCI)
图2为本区含铝铁壳层及粗玄岩类TM4、TM5及TM5/4的局部对比图像。图中a 区域为铁壳层及含铁红土,b 区域为粗玄岩。可以看出: TM4中,a 、b 区域均显示较暗，其亮度值分别为44,45;!TM5中,a 、b 区域的亮度值被拉开，分别为75和50;∀TM5/4中,a 区域以极高亮度值突出显示，而b 区域的亮度值则无明显变化;#为比值图像经密度分割所形成信息图像，突出了a 区域氧化铁晕的浓集
中心。
图2 T M 4、5及5/4对比图像(局部)
3.2 图像融合
利用彩色空间变换进行像素级不同分辨率数据
融合可以发挥多光谱图像与高分辨率图像各自的优势，弥补不足，提高遥感图像目标识别的准确率。工作中采用H IS 变换的方法分别对ET M 和SPOT 多光谱波段与全色波段进行数据融合[4~5]。ETM 融合图像分辨率达到15m,SPOT 融合图像分辨率达到5m 。融合后图像的地物识别能力明显得到改善。融合过程中低分辨率波段的重采样使用的方法为三次卷积内插法。
3.3 ETM 图像三维显示
利用Geom atica PCI 软件平台3D 模块，将DEM 数据与ET M 数据置于同一坐标系，实现了
ET M 图像的三维可视化[6]
。所获得的地表三维遥感影像与铝土矿信息复合，可直观清楚地识别矿床赋存地形地貌类型和展现矿化集中区分布规律。
4 已知铝土矿地表影像标志
在图像处理基础上，分析了众多已知铝土矿矿体
地表影像，建立了铝土矿床的地表遥感解译标志[7~9]。
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4.1 褐铁矿硬壳层
区内主要已知矿体顶部对应的褐铁矿硬壳层影像标志为：在比值 密度分割图像上表现为高密度值(红色)；在TM532图像上以平坦坚硬的地貌特征显示，具有平滑的影像表面和较高的反射波谱特征。铁壳层内水系与植被均不发育，边界形态清楚，多为不规则状。
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4.2 含褐铁矿角砾红土层
海盐蛋糕区内部分已知矿体顶部对应于含褐铁矿角砾红土层，该类红土层多围绕在硬壳层周围分布，矿体赋存部位像标志为：在比值 密度分割图像上表现为中低等级密度值(兰色)，在TM532影像中显示较暗的色调和较粗糙的影像表面，由于土质相对疏松，生长有稀疏的林地植被。现代坡积物及腐殖层影响，影像单元边界往往不清楚。综合思维
5 已知铝土矿的空间展布
利用DEM数据以地形地貌三维可视化来研究铝土矿的空间展布规律取得了良好的效果。分析结果表明，在本区褐铁矿硬壳层及含褐铁矿红土层广泛分布情况下，有利的地形地貌条件是铝土矿富集成矿十分重要的因素[10]。彩色蜡笔用英语怎么读
5.1 地形剥蚀程度对矿床的影响
本区沉积岩层基本为水平状，原始地貌为台形山。在热带气候强烈的化学风化、流水外力作用下，地貌被逐渐侵蚀，具有清楚的垂直分带现象。工作区DEM高程与主要矿床分布叠合图显示(图3)海拔高度大于1200m的山地基本保留了原始台形山地貌状态，已知矿床相对集中；海拔高度在1000m~ 1200m之间，为环绕台形山边缘较陡的区域，水系源头在此区间形成，构成V形谷，已知矿床主要赋存在残
留台地上；海拔高度在450m~1000m之间为流水侵蚀地貌单元，流水深向切蚀将地形分割成蠕虫状残丘，而较坚硬岩层被风化侵蚀为残山，已知矿床赋存于残丘、残山；海拔高度450m以下，地面流水深向、侧向及向源切蚀同时发生，切割深度及密度较大，形成侵蚀盆地，没有已知矿床分布。遥感地貌分析认为，地形剥蚀的强度是决定铝土矿能否在原地保存下来的基本条件。
在地形地貌剥蚀程度相对较弱的区域，铝土矿的分布也并非均匀，它们相对集中，构成多个矿化集中区。分别赋存在具一定高程落差、地形起伏不大的面状台地上。这类台地通常具有封闭 半封闭状的凸起边缘和顺畅的排泄水沟系，如浅盆形台地、大型汇水盆地内缘、低山丘陵区。强淋滤、弱剥蚀的地
形有利铝土矿的保存。
图3 D EM高程与铝土矿床分布图
5.2 铝土矿赋存的地貌单元类型
通过区内已知铝土矿床与ET M三维遥感影像叠合分析，矿化集中区内铝土矿(化)体赋存于不同的次级地貌单元，主要的地貌类型有以下几种:
5.2.1河间地、残丘及残山
规模较大的矿(化)体基本都分布在由似平行状展布的水系所夹持的河间地之上，矿(化)体的水平延伸及平面形态受水系切蚀地貌控制明显，其延展方向及长度与河间地的地貌形态相一致(图4)；部分矿体赋存于孤立的残丘、残山顶部相对平缓部位,
形态为不规则面状。
图4 河间地之上的铝土矿体
5.2.2半环状山地
部分矿(化)体分布在直径一般小于10km、由半环状状凸起山脊环绕的圈椅形盆地内，山脊为相对较坚硬岩层构成。盆地内地势向开口方向缓倾斜，同时发育完整的树枝状水系(图5)。
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图5 圈椅状山地上的铝土矿体
5.2.3缓倾斜坡面
少部分铝土矿矿(化)体分布在起伏不大的缓倾斜
坡面之上，矿(化)体长轴与倾斜坡面方向一致(图6)
。
图6 缓斜坡面之上的铝土矿体
6 铝土矿遥感找矿预测
基于对该区铝土矿遥感地质成矿规律认识，开
展了全区范围以褐铁矿硬壳层及含褐铁矿角砾红土层为重点的遥感地质解译与找矿预测工作。
6.1 褐铁矿硬壳层及含褐铁矿角砾红土层
分布
解译结果表明：与铝土矿有成生关系的褐铁矿硬壳层和含褐铁矿红土层遭受水系切蚀及地形影响而不连续，总体呈现为北西向展布的3个区带。褐铁矿硬壳层多呈支离破碎状，单体数量多，但规模普
遍不大，面积最大者超过20km 2，面积最小者不到1km 2
；含褐铁矿红土层遥感单元主要围绕褐铁矿硬壳层周边分布，特点是数量少、规模大，解译面积约占工作区总面积的20%左右。
6.2 遥感成矿远景区圈定
通过MapGIS 软件图形编辑功能，实现了遥感褐铁矿硬壳图层、含褐铁矿角砾红土图层与DEM 高程图层等多层立体叠置显示，在此基础上开展成矿远景区的圈定。
根据本区已知铝土矿的空间展布规律，遥感成矿远景区圈定主要在海拔450m 以上的中低 中高山区域进行，选择遥感褐铁矿硬壳层及含褐铁矿角砾红土层相对集中的夷平台地、具一定规模的汇水
浅盆与起伏不大的丘陵山地作为首先勘查的目标。海拔高程450m 以下侵蚀平原中的局部隆起作为次要勘查目标。遥感地质共确定了远景区20个，规模几十至上百平方千米不等，根据遥感成矿有利条件的优劣以及矿化异常，进一步排序分为找矿最佳、找矿可行与找矿可能3类。
7 遥感勘查靶区优选及验证
7.1 靶区优选
配合地质勘查工作安排，首先对成矿条件较好的S 地区开展了找矿靶区优选。首勘靶区选择遵循了以下原则:
(1)在遥感找矿最佳远景区中选取;(2)首选单体面积较大、连续的遥感褐铁矿硬壳层单元，该类遥感单元垂向剖面比较完整，矿化连续性好;
(3)具备剥蚀程度弱、排泄水通畅的地形地貌条件。
7.2 勘查验证
通过钻探及少量浅井工程揭露，某一地区21个靶区中有13个靶区见矿。其中:4号靶区面积105km 2，对其北部施工钻孔及浅井72个，其中见矿45个，矿体平均厚度>5m,Al 2O 3平均含量40.81%;2号靶区9km 2，施工钻孔2个，见矿2个，矿体平均厚6.4m ,Al 2O 3平均含量41.77%;9号靶区面积8km 2
，施工钻孔7个，见矿4个，矿体平均厚1.8m,Al 2O 3平均含量35.96%。验证结果表明：见矿靶区遥感影像均具有高反射率波谱特征、较平滑的影像表面和清晰的边界轮廓，可作为该区直接找矿的重要影像标志。
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8 结束语
几内亚铝土矿储量约占世界储量的1/3，矿产资源十分丰富。由于基础地质研究程度很低，工作区内中、大比例尺地质测量仍处于空白阶段，制约着找矿工作的深入。在遥感工作基础上，本文基于地物光谱特征，通过ET M影像信息提取、SPOT影像判读以及影像三维空间分析，快速准确地指出了找矿远景区及靶区，为该类型铝土矿的赋存条件研究及地质勘查提供了重要的资料。勘查验证结果证明遥
感技术对于热带、亚热带温热条件残积型铝土矿的找矿预测是行之有效的方法。
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像素工厂新产品发布推出新一代摄影测量产品线
8月24日，北京视宝公司携手Info terr a-EAD S China与北京美科公司在京正式发布像素工厂(Pixel Facto ry T M)新产品，像素工厂不仅在现有产品模块上进行了多种性能改进、功能拓展、新算法的研发，同时为了更好地适应市场需求，还开发并推出了功能更完善、满足多种用户需求的新产品线。此次发布会邀请了来自全国的摄影测量相关的多位专家和专业技术人员出席会议，中国G IS协会发来贺电，会上，像素工厂资深专家F rank Big none先生对新发布的产品线进行了详细的解说，同时山西省工程测绘院胡文元院长、天下图等用户代表也与大家分享了像素工厂处理A DS40、U CD与无人机相片等的宝贵经验。
作为一个具有划时代意义的，最先实现对多源遥感数据进行工业化生产的创新解决方案，像素工厂正逐渐成为海量、多源遥感数据高精度、高效、自动化生产的行业标杆，并为推动地理空间信息产业化进程做出贡献。像素工厂快速、精确的生产能力已经在SPO T M aps全球覆盖的SPO T52.5m自然色影像生产等多个项目中得到了充分的展现。同时，像素工厂具有丰富的传感器模块，几乎涵盖了当今所有的航天、航空传感器。另外，其开放的产品架构以及对海量数据快速处理的支持，也已在多个项目中得到验证。诸如汶川地震中，就曾在24小时内完成了覆盖重点灾区的近4万平方公里的2.5m SP OT5自然色镶嵌摄影，应用于灾后评估任务。
据悉，像素工厂品牌下将分为企业级解决方案Pixel Factor y?，以及两个软硬件集成的解决方案(即为此次推出的两个新的产品线)：用于框幅式相机/U A V镶嵌的Sky Factor y系统，和用于多种卫星影像镶嵌系统的Space Facto ry。本次新发布的Space Factor y新产品主要针对于高分辨率和超高分辨率卫星影像，其特色在于增添了为地面站提供的专用接口，以及卫星影像的去云镶嵌模块；而同样是软硬件集成的Sky Facto ry，它针对框幅式相机和无人机，支持并行处理，方便携带，能够在实地作业环境下完成航空相片的处理、镶嵌，同时支持DSM、正射、真正射等多种产品的生产。北京视宝公司总经理培伟先生表示，在2010年5月后，随着像素工厂的生产商Infoter ra法国并入法国SP OT IM AG E后，作为法国SP OT IM A G E公司和中国科学院对地观测中心(原中国遥感卫星地面站)为本体的联营合资公司，北京视宝公司也将全面整合原Infoterr a法国公司的技术、产品，与来自Infoter ra的应用专家一起，为中国用户提供更全面、专业、深入的地理信息服务。
据了解，自1998年10月1日成立以来，北京视宝公司一直致力于为中国用户提供稳定持续的卫星遥感影像服务，并在SPOT卫星群的基础上，不断拓展、开发新型传感器的应用及服务，相继推出了福卫2号、K ompSA T-2、T er raSA R-X、像素工厂等新服务。在未来的四年，视宝公司将发射4颗新卫星:0.5m分辨率的Pleiades1/2，和1.5m SP OT6/7，并将成为中国卫星信息产业的领导者。
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