2024年7月23日，云南省中老孟缅自然资源遥感监测国际联合实验室赵志芳教授领衔的研究团队，在Sustainability上发表了题为“Geological Study Based on Multispectral and Hyperspectral Remote Sensing: A Case Study of the Mahuaping Beryllium–Tungsten Deposit Area in Shangri-La”的文章，研究发现，香格里拉麻花坪地区遥感地质特征明显，与已有矿床特征相近，成矿潜力巨大。
研究背景：矿区矿产预测涉及地质、矿产、物探、化探、遥感等多方面信息，遥感在其中扮演着不可缺少的角色。遥感的理论基础是电磁波辐射，地物的光谱辐射特性则是遥感技术赖以鉴别和区分的主要基础，通过测定矿物的波谱信息，利用遥感手段进行找矿工作国外开展的比较早。一般的遥感解译工作以地貌纹理、颜色等为主要依据，进行目视解译，对遥感影像质量和学者工作经验要求较高，现如今的遥感找矿多利用蚀变信息提取技术，通过分析选定矿物的光谱特征找到目标靶区。现如今基于多光谱遥感数据，如ASTER（先进星载热发射和反射辐射仪）等已经广泛应用于遥感解译工作之中，高光谱影像数据如资源一号02D等，在找矿预测领域也逐渐运用广泛起来。ASTER主要用于获取地球表面的高分辨率光谱图像和热红外数据，自从1999年投入使用以来，就在遥感找矿领域发挥着巨大的作用；随着技术的进步，精度更高的高光谱数据也投入了使用，如资源一号02D数据是中国自然资源卫星二号的一颗卫星，由中国自主研发，空间分辨率达1m，光谱分辨率达10nm，数据获取周期七天左右，应用非常广泛，但是用于热液蚀变的成果较少。 对于多光谱数据，波段比值法和主成分分析法是常用的方法。波段比值法是通过计算不同波段之间的比率，消除光照、大气散射等影响，增强和突出特定物质的光谱特征的一种有效方法。主成分分析法是一种常用的数据降维技术和数据分析方法，在遥感领域中被广泛使用。 目前高光谱矿物蚀变信息提取研究，根据对光谱特征信息研究角度的不同，，可以大体划分为光谱特征参量化、统计学习方法和光谱特征匹配三个方面。 基于光谱特征参量对蚀变矿物进行准确识别的关键在于矿物光谱吸收特征的有效提取，对环境的要求较高；机器学习技术能够自适应地模拟输入输出间的关系，尤其在处理非线性高维数据时具有显著的优势，但识别对学习训练样本依赖性高，训练样本决定着结果的准确性；光谱特征匹配法，是通过选取波谱库或野外实测光谱作为参考光谱，采用多种光谱度量、匹配准则对高光谱数据含有的地物光谱特征进行直接识别的方法，其中的光谱角法优势较大。

重要发现：本文基于多光谱-高光谱遥感影像，建立在ASTER、ZY1-02D两种遥感影像处理之上，对香格里拉麻花坪矿区进行了构造岩性解译、预测靶区圈定等工作。采用的方法主要包括目视解译、主成分分析法、光谱角法等，识别了线性构造、环形构造，指示了具有特征光谱的矿物与岩性。本次线环构造解译工作共解译出NE方向展布的断裂有34条，近南北向的断裂有7条，NW向展布的有14条。岩浆环共有3个，构造环共3个，隐伏岩体环共1个。通过ASTER假彩色影像增强图完成线环构造识别，通过ASTER、ZY1-02D完成对地表岩性的识别，包括铁染、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化等，获得相应的蚀变异常信息分布带，圈定出5个可能靶区，在五个靶区之内具有较高的探矿潜力，因为在这些区域里面蚀变信息较为丰富且强烈，每一个靶区里面都存在着多组不同的蚀变信息，并且断裂都在穿区而过或者分布在周围，这些断裂对容矿和导矿都起着重要作用。这些有利的成矿条件预示着这些区域的极高找矿潜力，这些靶区将是下一步实地找矿探勘的重点关注对象。 以此为基础进行野外验证，实际野外采样点25个，开展光谱扫描以及镜下鉴定，获得了绿泥石、绢云母、白云岩和方解石的光谱曲线；可以很好的与USGS波谱库相吻合，在偏光显微镜下识别出了石英、绿柱石、绢云母、黄铁矿等，并且直接找到了黑钨矿，准确性较高，说明最后得到的靶区结果是可信的；并且还与已知地层岩性进行对照，对应的蚀变矿物都可以很好的在相应地层找到对应的岩石，吻合较好。并且将两种数据得到的结果进行了对比，数据时相、质量、分辨率等都是影像结果的因素，由野外验证结果可知，在本区域ZY1-02D得到的结果更为可信。

总结：本研究应用Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer（ASTER）多光谱数据、ZY1-02D高光谱数据绘制了中国云南省香格里拉市南部多金属矿集区的构造分布以及热液蚀变。研究区已发育有麻花坪钨铍矿床等多金属矿床，具有较大找矿潜力，矿床类型主要为岩浆热液型，其中麻花坪钨铍矿床WO3、BeO平均品位分别为0.41%、0.22%，储量可观，该矿床受断裂控制明显。 基于此，本研究基于ASTER通过假彩色组合，结合DEM数据进行人工目视构造解译，并且利用ASTER、ZY1-02D分别采用主成分分析法、光谱角法，提取了与钨矿化有关的碳酸盐化、绢云母化、绿泥石化、褐铁矿化的热液蚀变异常信息。结果显示，研究区的构造主要呈南北向、北东向，蚀变信息主要分布在研究区中部，以及褶皱区域。通过对典型矿床的分析可知，矿床的形成与南北向的断裂以及东西向的节理裂隙密切相关，另一个相关因素就是蚀变信息的富集程度，因此圈定出5个靶区，这些靶区的找矿潜力较大。之后通过实地样品扫描结果、野外验证、与已知岩性对比分析三个方面对遥感解译的结果进行了评价，结果表明：光谱曲线与USGS中的光谱曲线基本符合；构造解译与实地吻合，野外采样点25个，其中21个符合相应提取的蚀变类型，准确率可达84%；蚀变结果与地层岩性可以一一对应，蚀变提取准确率较高。最后还讨论了两种数据得到的结果，可以发现ZY1-02D得到的结果在本地区更为符合。

研究前景与应用：结果表明，遥感前期勘查指示具有重要意义。若是运用得当，可以很大程度上节省人力、物力，提高找矿行动的效率，特别是对于地势险峻，海拔高，交通不便的地区。传统的找矿方法需要投入更大的人力物力，此时遥感找矿的优势就可以很好的发挥出来，比如不受地形地势影响，范围大、成本低等。

作者信息：云南大学国际河流与生态安全研究院学院胡云飞为论文第一作者，赵志芳为论文通讯作者

原文链接：https://doi.org/10.3390/su16156387