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高光谱短波红外技术在矿区矿物填图中的应用研究

作　者: 章革
导　师: 王润生
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 高光谱遥感短波红外矿物填图土屋铜矿驱龙铜矿普朗铜矿
分类号: P285
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

矿物填图(Mineral Mapping)是在高光谱遥感基础上发展起来的一种光谱填图技术。目前,已经实用的是短波红外区(Short Wavelength Infrared)。高光谱矿物填图是一全新概念,其目的是确定某一或某些矿物在地表上的分布及其相对含量变化。矿物填图的基本单位是单个矿物。高光谱短波红外技术在矿物填图的应用研究尽管在国外有一些成功经验,但在国内应用高光谱短波红外技术对矿区进行地面的系统测试和研究工作目前尚无先例。本论文选择的三个铜矿区:新疆土屋铜矿、西藏驱龙铜矿和云南普朗铜矿,都是目前我国地质大调查项目正在勘探并具有代表意义的典型矿区;为此,选择“高光谱短波红外技术在矿区矿物填图的应用研究”作为博士论文题目,取得的主要应用研究成果如下: 1.从提出地表指示矿物这一概念出发,分别总结出土屋铜矿和普朗铜矿在地表和钻孔的指示矿物:根据蚀变矿物的空间分布特点,总结了相应的指示矿物在探槽(地表)和钻孔(剖面)中具有对于矿化和矿体有指示意义的蚀变矿物组合。 1) 土屋铜矿:(1)地表指示矿物为白云母、铁镁绿泥石、多水高岭石、蒙脱石、伊利石、高岭石、硬石膏、镁绿泥石;蚀变矿物组合为:a.高岭石+多水高岭石+白云母;b.铁镁绿泥石+多水高岭石+白云母;c.蒙脱石+铁镁绿泥石+多水高岭石+白云母;d.蒙脱石+伊利石+镁绿泥石;e.伊利石+镁绿泥石+铁镁绿泥石。(2)钻孔指示矿物:伊利石、镁绿泥石、铁镁绿泥石、白云母、蒙脱石、铁绿泥石、多水高岭石、硬石膏、多硅白云母、方解石。蚀变矿物组合为:a.白云母+铁镁绿泥石+多水高岭石;b.伊利石+硬石膏+镁绿泥石+铁镁绿泥石;c.蒙脱石+铁镁绿泥石+多水高岭石+伊利石;d.伊利石+镁绿泥石+铁镁绿泥石;e.白云母+伊利石+镁绿泥石+铁镁绿泥石。 2) 普朗铜矿:(1)地表的指示矿物为硬石膏、伊利石、镁绿泥石、多水高岭石、铁镁绿泥石、角闪石、铁绿泥石;蚀变矿物组合为:a 伊利石+硬石膏+镁绿泥石;b 伊利石+多水高岭石+蒙脱石;c 硬石膏+铁镁绿泥石+镁绿泥石。(2)钻孔的指示矿物为伊利石、镁绿泥石、多水高岭石、硬石膏、蒙脱石、黑云母、角闪石、铁镁绿泥石;蚀变矿物组合为:a 伊利石+硬石膏+多水高岭石+黑云母;b 伊利石+镁绿泥石+蒙脱石+角闪石;c 伊利石+多水高岭石+蒙脱石+角闪石;d 硬石膏+镁绿泥石+黑云母+角闪石;e 伊利石+镁绿泥石+多水高岭石+蒙脱石。 2.研究了矿物的空间分带性和蚀变矿物与矿化之间的相互关系,得出了一些与斑岩铜矿有关不同的矿物的新的认识。(1)绿泥石具有空间分带性:由矿体的中心从里到外依次为铁绿泥石、铁镁绿泥石、镁绿泥石;它们的分布和强度与铜矿化的品位有一定的相关性。(2)多硅白云母、白云母和伊利石的空间关系为:从里到外依次为多硅白云母、白云母和伊利石。(3)具有指示品位和矿体位置的首选矿物为硬石膏,其含量与铜的品位正相关。(4)近矿指示意义的矿物:白云母、铁绿泥石、多水高岭石和伊利石。 3.总结了一套完整的应用短波红外技术进行矿区矿物填图的工作方法和技术流程。具体包括:样品采集和样品测量、数据质量评价、数据处理与解释、矿物识别图件的编制和综合分析研究。

全文目录

第一章前言  9-15
  §1.1 引言  9-10
  §1.2 国外应用研究简况  10-11
  §1.3 国内应用研究现状  11-12
  §1.4 选题依据和工作基础  12-13
    1.4.1 选题依据  12-13
    1.4.2 工作基础  13
  §1.5 主要实物工作量和主要成果  13-15
    1.5.1 主要实物工作量  13-14
    1.5.2 主要成果  14-15
第二章矿区矿物填图工作方法  15-28
  §2.1 短波红外技术在蚀变填图中的应用  15-17
    2.1.1 反射光谱学  15
    2.1.2 野外便携式光谱仪  15
    2.1.3 蚀变填图应用  15-16
    2.1.4 数据采集和分析处理  16-17
  §2.2 野外工作方法  17-20
    2.2.1 测量仪器  17-18
    2.2.2 样品采集  18-19
    2.2.3 样品测量  19-20
  §2.3 数据质量评价  20-24
    2.3.1 仪器本身的适用性  20
    2.3.2 野外条件下仪器测量稳定性评价  20-22
    2.3.3 PIMA矿物识别与镜下鉴定对比分析  22-24
  §2.4 室内工作方法  24-28
    2.4.1 数据处理与解译  24-25
    2.4.2 矿物识别图件的编制  25-27
    2.4.3 综合分析与研究  27-28
第三章新疆土屋斑岩铜矿区  28-75
  §3.1 新疆土屋铜矿区概况  28-33
    3.1.1 自然地理概况  28
    3.1.2 区域地质背景  28-29
    3.1.3 土屋铜矿矿床特征  29-31
    3.1.4 土屋铜矿前人有关的研究成果  31-33
  §3.2 矿区识别矿物的统计分析  33-39
    3.2.1 探槽识别的矿物统计  33
    3.2.2 土屋纯地表样品识别矿物的统计特征分析  33-36
    3.2.3 钻孔识别的矿物统计分析  36-39
  §3.3 矿区蚀变矿物的分布  39-70
    3.3.1 绿泥石  39-47
    3.3.2 伊利石  47-49
    3.3.3 白云母  49-53
    3.3.4 黑云母  53-55
    3.3.5 蒙脱石  55-57
    3.3.6 高岭石和多水高岭石  57-61
    3.3.7 硬石膏和石膏  61-67
    3.3.8 绿帘石  67-69
    3.3.9 小结  69-70
  §3.4 热液蚀变及其分带  70-72
  §3.5 找矿模型  72-75
第四章西藏驱龙斑岩铜矿区  75-96
  §4.1 西藏驱龙铜矿区概况  75-78
    4.1.1 矿区基本情况  75-77
    4.1.2 前人的研究成果  77-78
  §4.2 矿区样品的采集  78-80
  §4.3 矿区矿物的识别  80-91
    4.3.1 矿区矿物的总体识别  80-83
    4.3.2 探槽0701的矿物识别  83-87
    4.3.3 探槽1101的矿物识别  87-91
  §4.4 与矿化有关的直接指示矿物  91-93
  §4.5 从识别矿物中选择可能存在的标准光谱  93-94
  §4.6 矿物识别成果的验证  94-96
第五章云南普朗斑岩铜矿区  96-125
  §5.1 云南普朗铜矿区概况  96-99
    5.1.1 自然地理概况  96
    5.1.2 区域地质背景和矿床特征  96-99
  §5.2 矿区矿物的识别  99-104
    5.2.1 地表识别的矿物  99-100
    5.2.2 钻孔识别的矿物  100-104
  §5.3 蚀变矿物的分布  104-120
    5.3.1 伊利石  104-106
    5.3.2 硬石膏  106-108
    5.3.3 绿泥石  108-111
    5.3.4 多水高岭石  111-114
    5.3.5 蒙脱石  114-116
    5.3.6 云母  116-119
    5.3.7 角闪石  119-120
  §5.4 热液蚀变及其分带  120-123
  §5.5 找矿模型  123-125
第六章结论  125-131
  §6.1 矿区矿物填图方法技术流程  125-128
    6.1.1 确定工作目标  126
    6.1.2 样品采集和野外测量  126
    6.1.3 光谱解译与图件编制  126-127
    6.1.4 蚀变矿物分布特征的统计分析  127
    6.1.5 探测模型与找矿模型建立  127
    6.1.6 目标决策  127-128
  §6.2 取得的成果  128-130
  §6.3 建议  130-131
致谢  131-132
附录  132-142
参考文献  142-145
个人简历  145-146
在学期间的研究成果及发表的学术论文  146

高光谱短波红外技术在矿区矿物填图中的应用研究

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