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高光谱矿物填图技术在金属矿产和油气勘查中的应用研究

卢燕  
【摘要】:本论文基于高光谱矿物填图技术在金属矿产和油气资源勘探方面的应用案例,以简洁、快速、针对性强的数据处理和信息反演方法提取矿物信息。并结合矿物成因和成矿模型进行解译和分析,为找矿勘探实践提供证据和思路。在新疆卡拉塔格地区的梅岭-红石-红海矿田,块状硫化物矿床是找矿勘探的最主要目标,而与之成因和空间分布上均有关联的热液蚀变是重要的找矿线索。因此,信息提取的重点是从高光谱数据中获取矿物信息来反演热液作用过程。结果表明,在该矿田中硫化物矿化趋向分布于强绢云母化和强绿泥石化的接触带,具体赋存于兼具强绢云母化和强Fe3+氧化物的叠加位置。本工作充分展示了基于高光谱参数提取和量化的热液蚀变信息,可以鉴定矿田尺度上的热液蚀变趋势、甄别岩性和热液作用在岩石中分别留下的矿物记录,对找矿勘探具有一定的指导意义。在福建武夷山成矿带,采用岩心光谱扫描数据揭示东际金-银矿床的热液蚀变特点。结果首次发现,东际矿床中绢云母的微细化学成分反映了成矿作用的环境条件变化,即成矿部位的绢云母以富铝(短波Al-OH吸收)为特征。因此,勘探中岩心绢云母可以直接用以判断热液系统可能的矿化部位。综合全部钻孔数据,推断东际矿床目前开采段可能接近浅成热液成矿的温度上限,继续向深部勘探可能前景不利。本工作成果启示,在周边寻找同类矿床应重点检查层位中温度更低(矿物表现为伊利石-蒙脱石混层增加)的地球化学异常。通过测定油气钻探样品反射光谱,分析所含油气和粘土矿物成分,用以判断岩层的含油性和所处的物理化学条件,进而推断所处层位的热成熟度。结果表明所测的鄂尔多斯盆地砂-泥岩样品中粘土矿物中蒙脱石组分较低而伊利石较高,并且伊利石含较高的铵,可能指示着埋深相对较大,热成熟度略微过高,可能已经发生了油气转移。本工作发现岩石样品中所含微量石油具有良好的反射光谱反映,因此作为常规实验室油气分析技术的辅助手段,高光谱技术可以作为油气勘探的一种快速的现场分析手段。本论文工作结果验证了高光谱技术在资源勘探领域的应用价值,尤其是可以提供一些常规技术方法难以获取的有关成矿和成岩的微细矿物信息。参考前人方法,本工作试验和摸索出一套针对生产应用的简便、快速、准确的信息提取方法,同时也说明了针对具体地区的地质背景和成矿条件选定有限的矿物种类作为信息提取目标是最直接有效且经济实用的数据处理方式,也是高光谱技术在地勘行业最终实现商业化的必选要素。


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