《研究分析高光譜遙感技術(shù)在礦資源調(diào)查》——煤田地質(zhì)論文代寫

1、研究分析高光譜遙感技術(shù)在礦資源調(diào)查煤田地質(zhì)論文代寫    研究分析高光譜遙感技術(shù)在礦資源調(diào)查煤田地質(zhì)論文代寫Abstract: This paper introduces the Ningxia coal measures strata and ditch you skip the spectral reflectance characteristics of burnt rocks. Through sampling and analysis of iron content of burnt rocks, using multiple regressi

2、on analysis, identified the burnt rock in the Fe3 + content and some band reflectance quantitative relations, proposed the use of hyperspectral remote sensing image extraction Fe3 + method. In this paper I skip ditch coal big Bay Ridge fire, slope zone is pilot, it is proved to be effective. The res

3、ults again proved the hyperspectral remote sensing technology in mineral resources investigation and quantitative analysis of effectiveness.摘要:介紹了寧夏汝箕溝煤田煤系地層和燒變巖的反射光譜特征。通過采樣分析燒變巖的鐵含量,借助多元回歸分析,確定了燒變巖中Fe3+含量與某些波段反射率的定量關(guān)系,提出了利用高光譜遙感圖像提取Fe3+的方法。文中以汝箕溝煤田大嶺灣火區(qū)、陰坡火區(qū)為試點(diǎn),證明了該方法是有效的。該成果再次證明了高光譜遙感技術(shù)在礦資源調(diào)查和定量分析

4、中的有效性。  關(guān)鍵詞:高光譜遙感;煤層燒變巖; Fe3+定量分析  引言大量應(yīng)用研究證實(shí),高光譜遙感技術(shù)在礦床資源調(diào)查與識(shí)別領(lǐng)域已顯示出巨大潛力,尤其是對(duì)金屬蝕變礦床的識(shí)別更有獨(dú)到優(yōu)勢(shì),在出露比較好的區(qū)域,可以達(dá)到定量或準(zhǔn)定量圈定礦床品位。例如Roger N. Clark等先后利用AVIRIS成像光譜儀的高光譜圖像對(duì)黃石公園的熱液蝕變礦床1填圖,在Arizona的Pinal地區(qū)和Nvada市附近調(diào)查銅礦分布,開展地質(zhì)填圖2。煤層在地下自燃,溫度高達(dá)1 000,煤層和圍巖發(fā)生劇烈的物理、化學(xué)變化,改變了原巖的光譜形態(tài),而且不同燒變程度的燒變巖中氧化鐵的富集度不一樣。在對(duì)寧夏

5、汝箕溝煤田自燃監(jiān)測(cè)過程中,采用了高光譜遙感技術(shù),目的是為了提取煤田火區(qū)燒變巖信息、劃分燒變強(qiáng)度,為煤層自燃監(jiān)測(cè)提供基礎(chǔ)信息,同時(shí)提取燒變巖中Fe3+含量信息,分析燒變強(qiáng)度與Fe3+富集度的關(guān)系。在定量分析燒變巖中Fe3+含量與其光譜反射率的關(guān)系之后,選擇了最佳相關(guān)波段,再作多元回歸分析,獲得Fe3+含量與這些波段反射率的回歸方程,然后把方程用于高光譜遙感圖像處理,從而獲得了燒變巖中Fe3+相對(duì)含量分布圖。  1汝箕溝煤田煤系地層和燒變巖巖性特征1.1煤系地層簡(jiǎn)述汝箕溝煤田煤系地層是侏羅系延安組(J1y),由中粗粒砂巖、粉砂巖、煤層組成;下伏地層是三疊系延長(zhǎng)群(T3y),延長(zhǎng)群上段是厚

6、層石英砂巖和粉砂巖;上覆直羅組厚層中粗粒砂巖(J2z)。在野外,三組地層中都有厚層和巨厚層砂巖出露,但標(biāo)志各不相同: T3y上部鐵質(zhì)石英砂巖為黃褐色和暗紅色,原因是含有較高的Fe3O4,風(fēng)化面上長(zhǎng)有灌、草; J1y只長(zhǎng)草,無(wú)灌、喬木; J2z只發(fā)育喬、灌木,J2z砂巖比J1y砂巖中深色礦物略高。煤系地層上植被和巖性的差異,為高光譜遙感識(shí)別地層創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。主要可采煤層自上而下為2上、2下(局部合并為一層,平均厚度為20.9 m)、3煤(平均厚度為2.72m)。2上和2下為巨厚層煤,煤層自燃多發(fā)生在此,所有露頭均已經(jīng)或正在自燃;其它煤層除3煤在大嶺灣有自燃外,未發(fā)現(xiàn)自燃。礦區(qū)滅火工程已持續(xù)14

7、 a,沿煤層露頭滅火現(xiàn)場(chǎng)及附近,分布著大面積磚紅色燒變巖、黑色風(fēng)化煤、矸石和雜色剝離物。1.2燒變巖巖性特征煤系地層燒變前后,礦物組份發(fā)生了很大變化, 燒變程度越重,組份變化越大。煤層自身、頂?shù)装逋ǔＬ亢扛?、機(jī)械強(qiáng)度小,經(jīng)受的溫度高,燒變前后礦物組份、空間形態(tài)、體積變化最大。煤層、夾矸和頂?shù)装迥鄮r在還原性沉積環(huán)境中,黃鐵礦和針鐵礦等Fe2+礦物含量比較高,達(dá)到5%左右,在外觀上表現(xiàn)為黑色或灰黑色,燒變之后,炭質(zhì)組分消失殆盡,Fe2+被氧化成Fe3+,局部Fe3+鐵質(zhì)礦物含量達(dá)到43.6%,品位比原巖提高8倍,顏色通常呈磚紅色、暗紅色等,機(jī)械強(qiáng)度顯著增加,表現(xiàn)為抗風(fēng)化剝蝕能力強(qiáng)。所以,通常燒變

8、強(qiáng)度與Fe3+含量正相關(guān),即燒變程度越高,Fe3+含量越高,只有煤層中粘土夾矸強(qiáng)燒變之后,才能變成陶瓷而成白色,但是在野外陶瓷燒變巖比較罕見。  2燒變巖的光譜特征測(cè)試所用地物光譜儀器為FieldSpec FR細(xì)分光譜儀,其波長(zhǎng)范圍為0.352.5m,波長(zhǎng)精度為±1nm;光譜分辨率在3501 000 nm內(nèi)約為3.5 nm,在更長(zhǎng)波長(zhǎng)內(nèi)為1012 nm;采樣間隔為:可見光到近紅外1.4 nm,在1 000 nm之外為2 nm。為對(duì)比研究燒變巖光譜特征,用FieldSpec FR細(xì)分光譜儀對(duì)采集的塊狀燒變巖(采樣時(shí)間與飛行同步)和粉碎之后的粉末樣本(粒徑小于0.07 mm)分

9、別作光譜測(cè)試。測(cè)試粉末狀燒變巖的目的是避免某些巖石表面被烘烤氧化、變色導(dǎo)致的假象,同時(shí),便于分析對(duì)比巖石實(shí)測(cè)光譜曲線與從高光譜遙感圖像上獲取的光譜曲線,研究二者的可比性。T3y1在風(fēng)化和淋濾作用下,Fe2O3附著在石英砂巖的表面,形成暗紅色的鐵質(zhì)浸染和有機(jī)質(zhì)浸染。J1y2厚層砂巖中的鐵含量原本比較低,高溫烘烤后表層深色鐵質(zhì)礦物氧化成紅色的Fe3O4,產(chǎn)生鐵富集的假象,實(shí)際上全鐵含量未有顯著變化。這種假象可以極大地改變巖石光譜反射特征,例如Roger N.Clark3定量分析蒙脫石和木炭混合物的光譜變化發(fā)現(xiàn),雖然木炭含量從0.0%增大到10%,但是整體反射率已經(jīng)降低到原來的1/3。塊狀和粉末狀燒變巖的光譜曲線見圖2,圖中不同巖石由于礦物組成、顏色差異很大,導(dǎo)致光譜曲線的形態(tài)和均值差異顯著。Fe2O3在5501 100 nm之間光譜曲線有特殊的形態(tài),即在550 nm