基于资源一号02D高光谱数据的甘肃北山前红泉地区蚀变矿物填图及特征分析

doi:10.6046/zrzyyg.2024293

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高光谱遥感技术以其高光谱分辨率和广谱段覆盖，在地质找矿领域展现出重要的应用潜力。该文以甘肃北山前红泉金矿为研究区，利用资源一号02D AHSI高光谱遥感数据，结合自主研发的GeoAHSI高光谱矿物填图技术，对金矿区的蚀变矿物进行填图和成分分析，揭示其空间分布特征。通过地面光谱测量技术对典型剖面的光谱数据进行验证，以评估高光谱矿物填图的可靠性。研究发现，前红泉金矿及其围岩中发育的主要蚀变矿物包括绢云母（低铝白云母、中铝白云母、高铝白云母和富铁白云母）、方解石、白云石、绿帘石和绿泥石等，这些蚀变矿物的分布与韧性剪切带密切相关，尤其是绢云母、绿泥石和绿帘石在韧性剪切带中的分布特征尤为显著，这一分布规律为区域找矿提供了重要的指示标志。此外，研究发现绢云母的2 200 nm吸收特征和绿泥石的2 250 nm吸收特征在矿体周围表现出明显的富硅（Si）和富铁（Fe）特征，这些特征与矿物的化学成分密切相关。该研究通过增强弱光谱特征的识别能力，实现了高光谱遥感技术在矿物识别与空间分布分析中的有效应用。这不仅为前红泉金矿的进一步勘查提供了科学依据，也为类似矿床的高光谱遥感应用提供了参考和指导。

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关键词 ：高光谱遥感, 蚀变矿物填图, 资源一号02D卫星, 甘肃北山前红泉金矿

Abstract：

Hyperspectral remote sensing （HRS） technology，with its high spectral resolution and extensive spectral coverage，demonstrates significant potential in geological prospecting. Focusing on the Qianhongquan gold deposit in the Beishan orogenic belt，Gansu Province，this study conducted altered mineral mapping and component analysis，using HRS data from the AHSI sensor on the ZY-1 02D satellite and the self-developed hyperspectral mineral mapping technique，GeoAHSI，revealing their spatial distribution characteristics. Besides，ground-based spectral measurements were conducted on typical profiles to validate the spectral data，thereby assessing the reliability of the hyperspectral mineral mapping results. The results indicate that the primary altered minerals in the Qianhongquan gold deposit and its surrounding rocks include sericites （low-aluminum，medium-aluminum，high-aluminum，and iron-rich muscovites），calcites，dolomites，epidotes，and chlorites. Their distribution is closely related to ductile shear zones，with the distribution of sericites，chlorites，and epidotes being particularly significant within these zones. This spatial correlation provides critical indicators for regional prospecting. Additionally，it was observed that the 2 200 nm absorption feature of sericites and the 2 250 nm absorption feature of chlorites exhibit marked enrichment in silicon （Si） and iron （Fe） around ore bodies，which is closely correlated to the chemical compositions of the minerals. By enhancing the identification of weak spectral features，this study successfully applied HRS technology to mineral identification and spatial distribution analysis. These findings provide a scientific basis for further exploration of the Qianhongquan gold deposit and offer valuable references and guidance for the application of HRS in similar deposits.

Key words： hyperspectral remote sensing （HRS） alerted mineral mapping ZY-1 02D （Ziyuan-1 02D） satellite Qianhongquan gold deposit in Beishan orogenic belt Gansu Province

收稿日期: 2024-09-06 出版日期: 2025-10-28

ZTFLH:

TP79

基金资助:中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心科技创新基金“西秦岭寨上超大型金矿高光谱蚀变矿物组合特征研究”(KC20240009);中国地质调查局地质调查项目“西南天山-帕米尔地区金矿资源潜力动态评价”(DD20251167);“阿尔泰-准噶尔北缘成矿带金矿资源潜力动态评价”(DD20251166);“东天山-北山成矿带金矿资源潜力动态评价项目”(DD20230372)

通讯作者: 李士杰（1988-），男，硕士研究生，工程师，研究方向为高光谱遥感。Email：1045105061@qq.com。

作者简介: 何海洋（1990-），男，硕士研究生，工程师，研究方向为遥感地质。Email：274345247@qq.com。

引用本文:

何海洋, 李士杰, 秦昊洋, 刘小玉, 王思琪, 孙旭. 基于资源一号02D高光谱数据的甘肃北山前红泉地区蚀变矿物填图及特征分析[J]. 自然资源遥感, 2025, 37(5): 195-205.
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链接本文:

https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/zrzyyg.2024293 或 https://www.gtzyyg.com/CN/Y2025/V37/I5/195

Fig.1 北山大地构造位置简图（据文献[15]修改）

Fig.2 前红泉金矿床地质简图（据文献[18]修改）
1. 第四系；2.长城纪古硐井群二组；3.长城纪古硐井群一组上段；4.长城纪古硐井群一组下段；5.上三叠世斑状花岗闪长岩；6.中二叠世花岗闪长岩；7.中元古代片麻状花岗岩；8.石英脉；9.花岗岩脉/花岗闪长岩脉；10.石英闪长岩脉/石英闪长玢岩脉；11.辉长岩脉；12.金矿体及编号；13.韧性剪切带；14.逆断层；15平移断层；16.性质不明断层

Tab.1 资源一号02D数据参数

Fig.3 前红泉地区高光谱影像位置图

Fig.4 矿物填图流程

Fig.5 光谱匹配识别

Tab.2 USGS光谱库绢云母样本

Fig.6 绢云母2 200 nm吸收特征的波长与其Al₂O₃含量之间关系

Tab.3 USGS波谱库绿泥石样本

Fig.7 绿泥石2 250 nm吸收特征的波长与其MgO，Fe₂O₃含量之间关系

Fig.8 典型矿物ZY1-02D AHSI影像光谱与USGS光谱库参考光谱对比

Fig.9 前红泉地区高光谱遥感蚀变矿物分布图
1. 前红泉金矿及周边地区位置；2.前红泉金矿；3.方解石；4.白云石；5.绿帘石；6.绿泥石；7.低铝白云母；8.中铝白云母；9.高铝白云母；10.富铁白云母；11.伊利石；12.高岭石；13.蒙脱石；14.针铁矿；15.褐铁矿

Fig.10 基于资源一号02D AHSI数据提取的吸收波长分布图

Fig.11 蚀变带实测光谱曲线图

Fig.12 前红泉地区蚀变带及样品照片

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