形态分量分析_K线组合形态共有几种

❶ 心电图中QT/QTC正常值范围是多少

心电图中QT／QTC正常值的范围，男性为小于430ms，女性为小于450ms，男性延长为大于450ms，女性延长为大于470ms。

QT代表心室收缩时间，即QRS波的起点至T波的终点所占的时间。

QTC间期是按心率校正的QT间期，是反映心脏去极化和复极作用的指标。QTc间期延长表示心脏复极延迟，反映了心电异常，通常与心律失常敏感性增高密切相关。

(1)形态分量分析扩展阅读：

临床意义

动态心电图观察QT间期的意义如下。

1．发现R波落在T波上的室早，推算早搏指数，估计其预后的严重性。

2．对心肌缺血的估价，缺血型心脏患者，QT间期不随心率增快而缩短，甚至延长。

3．对植物神经功能的估价。QT间期受自主神经调节，主要受迷走神经的影响。动态心电图上观察到正常入QT间期有显著昼夜变化，表现白天QT间期短，夜间QT间期长。伴植物神经损害的糖尿病患者等QT间期无明显昼夜变化。

4．观察抗心律失常药物对QT间期的影响。鉴于QT间期能够反映一些病理生理状态，并且能预测恶性心律失常及猝死的发生，评价抗心律失常药物的疗效和毒性作用等，所以用动态心电图观察QT间期的改变，可以及时提供系统的动态资料，供临床参考。

ICH于2005年颁布了非抗心律失常药致QT／QTc间期延长及潜在致心律失常作用的临床评价指导原则，其中规定：采用对比时间分析QT数据，该法是指处理组在每一时间点的QT值和基线相应时间点QT值作对比得到QT差异，并按心率校正，即ΔQTc。QT／QTc试验要观察的参数是药物组与安慰剂组在同一时间点的ΔQTc差异（即最大差异参数－ΔΔQTc）。

❷ ETM<sup>+</sup>（TM）蚀变遥感异常提取方法研究与应用——地质依据和波谱前提

张玉君¹杨建民²陈薇¹

（1.中国国土资源航空物探遥感中心，北京2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京）

摘要：本文为关于矿产资源预测新参数——蚀变遥感异常系列论文的第一篇。文中论述了蚀变遥感异常信息提取的地质依据和波谱前提，报道了东天山大东沟至赤湖地区两万余平方公里遥感蚀变异常提取及部分异常点的实地查证结果。区内有已知矿床、矿（化）点71个，所取得的遥感异常与其中61个互洽，吻合率达85.9%，且与已知矿床的吻合率为100%。经首批地面查证，扩大了一处已知矿点的找矿范围。文中定义了某些相关的新技术术语。

关键词：蚀变遥感异常；蚀变异常；铁染异常；遥感异常

中图分类号：TP753文献标识码：A文章编号：1001-070X（2002）04-0030-07

本文系中国地质科学院矿产资源研究所地质大调查项目（DKD9909001）资助

引言

地球物理和地球化学所提交的各类异常图件，诸如航磁异常图、布格重力异常图、区域化探异常图等等，都是独立的参数。自从Landsat 4增设两个短波红外波段（TM5和TM7波段）以来，为提取具找矿标志意义的热液蚀变岩石信息提供了有效的技术手段。20多年来，国内外遥感工作者为开发利用这种信息进行了卓有成效的试验研究，证实了蚀变岩石信息与金属矿床有较高的相关性，所提取的蚀变遥感异常作为一种找矿标志参数同样具独立性。TM（ETM⁺）数据的积累及计算机软硬件功能的提高已使大面积进行“扫面性”遥感异常提取工作成为可能。此类工作所涉及的理论和技术性问题如此广泛，可以和任何一个物化探独立参数所涵盖的内容相比拟，为了适应大面积TM蚀变遥感异常提取任务的需要，从本文起将系统介绍与ETM⁺（TM）蚀变遥感异常信息提取方法有关的各类问题。

1蚀变异常找矿的地质依据

近矿围岩蚀变现象作为找矿标志已有数百年历史，有文献记载也可追索到约200a前，根据围岩蚀变信息发现的大型金属、非金属矿床更是不胜枚举，北美、俄罗斯的大部分斑岩铜矿、我国的铜官山铜矿、犹他州的大铝矿、西澳大利亚的大型金矿、墨西哥的大铂矿、美围许多白钨矿、世界大多数锡矿、哈萨克斯坦的刚玉矿等等找矿实例，充分证明交代蚀变岩石信息作为找矿标志的重要意义。

岩石的交代蚀变主要是不同类型的热液与原生岩石相互作用的产物。最常见的蚀变为硅化、绢云母化、绿泥石化、云英岩化、矽卡岩化、白云岩化、重晶石化及锰铁碳酸盐化。某种有用元素的逐步富集是形成矿床的必要条件，而这种成矿物质通常由成矿热液进行迁移搬运和卸载沉淀。近矿围岩蚀变是成矿物质逐步富集成矿过程中留下的印迹。地质学家断言，绝大多数岩浆生成的矿床都伴随有其围岩的交代蚀变现象，而且蚀变带范围大于矿体分布的范围数倍至数十倍。

遥感探测的是地表物质的光谱信息，因此只要有一定面积的蚀变岩石出露，遥感都有可能测出，也就是说，即或矿体隐伏，只要有蚀变岩出露，就有可能用TM发现，当然蚀变信息的强弱也很重要。

关于金属矿床的围岩蚀变专著甚丰^[1-3]，围岩蚀变的理论和规律是十分复杂的，现以实例来阐述蚀变分带及其强度分级（图1，图2）。

图1主要蚀变类型在美国新墨西哥的Santa Rita斑岩铜矿的分布情况^[2]

图2江西德兴铜厂铜矿分带模型^[4]

1－钾长石化花岗闪长斑岩；2－水白云母化花岗闪长斑岩；3－水白云母化和绿泥石（绿帘石）千枚岩（凝灰岩）AnZ₁j;4－千枚岩（凝灰岩）

为了说明热液蚀变可能达到的强度，根据文献^[3]归纳成表1。在江西德兴县铜厂铜矿的强蚀变带中，新生蚀变矿物占蚀变岩总组成的80%以上。

表1热液蚀变强度分级

续表

这些数字说明中等强度以上的蚀变带对于TM蚀变信息提取是十分有利的。这便是以找矿（首先是大矿、富矿）为最终目的蚀变遥感异常提取的地质依据。

2蚀变异常提取的波谱前提

近30年来，一批学者进行了大量岩石和矿物波谱特性研究工作，这些研究涉及晶体场理论的矿物学、固体物理学、量子力学、遥感岩石学等众多学科

全国遥感地质协调小组新技术方法课题组等.高光谱遥感蚀变矿物岩石识别与填图[M].译文集，1991.，最引人注意的是Hunt和他领导的实验室在20世纪70年代系统地发表了关于矿物岩石波谱测试结果的文章，Hunt（1978）利用近300个粒状矿物的测定结果归纳出下述重要结论：

（1）主要造岩矿物的主要成分，即硅、铝、镁和氧，其振动基频在中红外和远红外区，波长位于10μm附近或更长区域，第一倍频也在5μm附近或更长区域，高倍频谱带强度太弱，所以在可见—近红外（VNIR）区不产生具有诊断性的谱带。

（2）岩石中的次要成分，如铁杂质或蚀变矿物，在岩石特征谱带形成中占有优势。换言之，在可见及近红外区中，天然矿物和岩石最常见的光谱特征是由以这样或那样形式存在的铁产生的，或者是由水、OH^－基团或

基团产生的。

（3）热液蚀变矿物在短波近红外波段具有诊断性强的吸收特征，它们是纯矿物本身固有的特征。不同矿物混合在一起组成的岩石，并不能改变矿物的波谱特征，因此，岩石的波谱是组成岩石的纯矿物波谱的线性组合，但某种矿物吸收特征的强弱不但取决于其含量，而且还取决于辐射能量的可接近程度。例如，某一矿物被透明矿物所包围时，其吸收特征就较强，反之亦然。吸收特征的尖锐程度取决于矿物的结晶程度，结晶程度越好，吸收特征越明显。

（4）绝对反射率和谱带的光谱对比度对矿物颗粒大小非常敏感，对透明物质来说，一般粒级越小，总反射率越高，但光谱对比度降低；对不透明物质，粒级越小，反射率越低。

现将对岩石矿物在可见光一近红外区反射光谱特征起主导作用的离子和基团的重要吸收谱带列入表2，并引用两个波谱曲线图（图3，图4），直观地展示含三价铁离子矿物及热液蚀变岩石中常见矿物的反射波谱曲线。

图3含Fe^3＋矿物的反射波谱曲线（纵坐标经零点偏移，据Lee和Raines,1984）

表2对岩石矿物在可见光—近红外区反射光谱特征起主导作用的离子和基因的重要吸收谱带

图4热液蚀变岩石中常见矿物的反射波谱曲线（A－热液蚀变岩石中常见矿物的反射波谱曲线，纵坐标经零点偏移；B－由左侧矿物反射波谱曲线组合而成。据Knepper,1989）

表3列举了我国西部某些地区典型地质体及地物在TM各波段的像元亮度值，并将它们绘制成为曲线图（图5）。

表3我国西部某些地区典型地质体及地物TM各波段像元亮度值（据图像采样统计结果）

续表

图5我国西部某些地区典型地质体及地物TM各波段像元亮度值曲线图

（a）表示铜、铁、金矿床蚀变岩石反射波谱特征曲线；（b）表示干扰地物反射波谱特征曲线；（c）表示不同围岩与植被等地物的反射波谱特征曲线

从图5可以看山：①曲线1～3反映了不同类型矿床（铜、铁和金）蚀变岩波谱特征，曲线具双峰现象，它由蚀变带中OH^－离子对TM7波段的强吸收和Fe^3＋离子对TM1、TM2和TM4波段的吸收造成，是进行蚀变异常提取的依据；②线5～8为不同围岩的波谱特征曲线，其特征明显区别于上述各蚀变岩石的，故一般不会对蚀变岩提取造成干扰；③曲线4对应白色大理岩，由于

离子的作用，曲线具有TM5高于TM7的特征，故可能造成干扰异常；④曲线13（水域）及曲线14（冰）的特点是可见光（TM1、TM2、TM3）区高，以蓝光波段（TM1）为最强，在近红外区急剧下降，以TM5和TM7为最低，形成很特殊的曲线形态，利用此特征可以消除水域（水库、湖泊、河流）及冰面可能造成的干扰；⑤曲线15（雪）及曲线16（云）在TM1—TM4上具有高值，曲线12（盐碱地）在TM4上有高值，曲线10（荒田地）在各波段均有高值，可据此特征消除（或减少）雪、云、盐碱地和荒田地的干扰；⑥冲积扇（曲线11）在不同条件下波谱曲线变化较大，是形成干扰异常的重要因素之一；⑦曲线9代表生长茂盛的农田，在TM4上有强亮度值，是由于植被在近红外波段的“陡坡效应”所形成的，故植被茂盛区的异常提取会受到一定影响。对于各类干扰（水、冰、云、雪、雾、植被、盐碱地、阴影等）的去除，将进行专题讨论。

3东天山大东沟—赤湖地区蚀变遥感异常提取及查证

在中围地质调查局大调查项目“东天山铜金成矿地质背景和成矿过程研究”的执行过程中，我们在大东沟—赤湖（200km×104km，约20800km²）的ETM^＋卫片范围内提取了蚀变遥感异常。ETM^＋卫片编号为13931，成像日期为2000年10月23日，蚀变异常提取的范围为东经91030′～93°40′，北纬41°30 ′～42°12 ′，提取的方法以主分量分析为主，具体流程与在甘肃柳沟峡所用基本相同^[6]。

3.1 异常点与已知矿化点坐标对比

在完成了东天山地区20800km²ETM^＋蚀变遥感异常提取的基础上，我们对大东沟一赤湖范围内已知的71个铜、铜钼、金、铁、铁锰、铅、镍等矿床、矿（化）点与提取的ETM^＋蚀变遥感异常进行了统计分析，其中61个矿床、矿（化）点的实测坐标与蚀变异常中心坐标吻合，吻合率为85.9%。需要指出的是，与已知矿床的吻合率达100%。

3.2实地查证

2001年6月至8月，项目组与新疆地调院第二地调所共同工作，将 ETM＋蚀变遥感异常与地质、构造、化探、物探等多元信息综合，选出一些可供查证的蚀变异常，进行了实地查证。经过两个多月的工作，验证了各类蚀变异常点50个，其中有17个为已知的铜、铜钼、金、铁、铁锰、铅、镍等矿床、矿（化）点，17个为新发现的与铜、金等有关的矿化蚀变异常点，16个为非矿化蚀变点。在这17个新发现的与铜、金等有关的矿化蚀变异常点中，地表见到了黄铁矿化、硅化、褐铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、孔雀石化、黄铁绢英岩化、碳酸盐化等矿化蚀变。在这些新发现的异常区中，有的扩大了已知矿点的找矿范围，有的具有良好的找矿前景。

3.3已知典型矿床的异常查证（以延东—土屋斑岩型铜矿床为例）

这一矿区内包括土屋、土屋东和延东3个大型铜矿床。铜矿床位于塔里木板块与准噶尔板块碰撞对接缝合带的北侧，即准噶尔板块最南缘的石炭纪增生拼贴岛弧带中。

矿区内出露与铜矿（化）体相关的地层主要为石炭系（?）企鹅山群，出露岩性为玄武岩、安山岩、安山质砾熔料、火山角砾岩、岩屑砂岩、含砾岩屑砂岩、复成份砾岩、沉凝灰岩等。矿体及近矿围岩普遍孔雀石化。土屋、土屋东和延东铜矿即分布在火山熔岩与碎屑岩、火山碎屑岩的接触带上。中酸性浅成岩体是重要的控矿地质体，主要有细碧岩、花岗斑岩、斜长花岗斑岩、安山岩、石英斑岩等，通常呈岩枝、岩脉状产出，走向多为 NEE-SWW向，与区域构造线方向基本一致，单个岩体出露面积约0.30km²。

矿体赋存位置为细碧岩体的中底部，其间穿插少量斜长花岗斑岩。矿体直接底板主要为角砾状沉凝灰岩、含砾砂岩和后期侵位的细碧岩，底板岩石多呈隐爆角砾状，发育黄铁矿碳酸盐脉。矿体顶板为同期同成分细碧岩，与矿体呈渐变过渡关系，亦发育同成分隐爆角砾岩。（岩）矿体蚀变类型齐全，蚀变分带明显，矿体及顶板蚀变强度（晕宽）大于底板，自中心向两侧可依次划分强硅化带、黑云母带、石英－绢云母带、绢云母－（泥化、石膏化）青盘岩化带和青盘岩化带。黑云母带基本分布在主矿体内部，其他蚀变带与矿体间不存在专属性（时有时无）。

土屋、土屋东和延东铜矿床蚀变异常的提取结果如彩版附图13（6）所示。将土屋、土屋东和延东铜矿床蚀变异常图与1∶1万土屋、土屋东和延东铜矿床地质图（图6）进行对比，从中可以看出，两者在地层、构造、岩浆岩及矿床等地质要素的空间展布上完全一致。验证结果证实本次工作提取的ETM＋蚀变遥感异常图与已知矿床极为吻合。

图6土屋—延东铜矿区地质略图（据新疆地质调查院第二调查所姜立丰等改编，2002）

3.4对已知矿点扩大找矿范围的查证（以A金矿点为例）

A金矿点位于阿奇克库部克断裂南侧附近，属于北天山古生代雅满苏—阿齐山岛弧带^[7]。出露地层主要为玄武质火山岩、安山质火山岩与大量碳酸岩夹层。A金矿点是新疆地调院第二地调所于2001年5月发现的，探槽见到产于大理岩中的脉状金矿体，主要为硫化物石英脉，大理岩蚀变强烈，表现为黄钾铁矾化、炭化、硅化、褐铁矿化（彩版附图13（7））。

与此同时所提取的蚀变异常中不仅有与A金矿点对应的异常，而且在它的西北方向约1.5km处还有东西向展布的蚀变异常（彩版附图13（8））。后者在同年8月异常地面查证后，经探槽揭露也发现了金矿脉。这是蚀变遥感异常找矿方法及时快速扩大找矿范围的又一个实例。彩版附图13（9）是查证时所拍的自然景观。

4讨论

（1）大东沟至赤湖一带蚀变遥感异常与已知金属矿床完全互洽，对全部矿床、矿（化）点吻合率高达85.9%。因此有理由确信，蚀变遥感异常是一种廉价、快捷、定位精确且应用效果好的独立参数，特别是对于高山、交通不便、工作程度较低的地区尤为重要。

（2）蚀变遥感异常在应用MSS图像时期仅有可能圈定由蚀变作用产生或非蚀变作用产生的三价铁氧化物；TM则呈献了提取并区分蚀变异常及铁染异常的可能性。为避免术语上的淆惑，在今后的讨论中我们将二者统称为遥感异常，并作为蚀变遥感异常的简称。现将相关术语定义如下：

①蚀变遥感异常（简称遥感异常）。依据地表蚀变岩石原、次生矿物中的Fe^3＋、OH^－等引起的光谱强吸收现象，利用数学分析（变换）方法从TM数据中提取的特殊遥感信息——蚀变遥感信息。其灰度图的背景值和异常下限一般由均值加k倍标准离差界定，高于背景值的蚀变遥感信息区、带称为蚀变遥感异常。

②蚀变异常。源于OH^－等阴离子基团振动过程的蚀变遥感异常称为蚀变异常。

③铁染异常。源于Fe^3＋等阳离子电子过程的蚀变遥感异常称为铁染异常。

（3）迄今对于TM信息在找矿方面的利用大多限于局部地区，其潜力远未被穷尽。中国地质调查局为适应西部开发及资源大调查的形势，决定展开蚀变异常提取快速遥感扫面，这无疑是非常适时的，可以预言，这项规划的历史作用在某些方面将可与区域化探相比拟。

致谢：曾朝铭同志对本工作给予了很大关注，提出遥感异常是成矿预测的“新参数”，并多次参与讨论，提出宝贵意见，特此致谢！

参考文献

[1]Курек Н Н Измененные окодорудные лороды и их поисковое значение[М]，Госгеотехизлат，Мосхва，1954

[2]Bames.热液矿床地球化学（上、下）[M].北京：地质出版社，1985,1987

[3]Шехгман热液矿床详细构造预测图[M].北京：地质出版社，1982

[4]黄崇轲等.中国铜矿床（上、下册）[M].北京：地质出版社，2001

[5]遥感专辑，第一辑，矿物岩石的可见—中红外光谱及应用[M].北京：地质出版社，1980

[6]张玉君，杨建民.基岩裸露区蚀变遥感信息的提取方法[J].国土资源遥感，1998,（2）:46～53

[7]毛景文，杨建民，朝春明等.东天山铜、金多金属矿床成矿系统和成矿地球动力学模型[J].地球科学，2002待刊

A STUDY OF THE METHOD FOR EXTRACTION OF ALTERATION ANOMALIES FROM THE ETM⁺（TM）DATA AND ITS APPLICATION: Geologic Basis and Spectral Precondition

Zhang Yu jun¹,Yang Jian min²,Chen Wei¹

（1.China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Land and Resources,Beijing 100083,China；2.Chinese Academy of Geological Sciences,Institute of Mineral Deposis,Beijing 100037,China）

Abstract:This is the first paper in the serial articles on the new parameter for the prediction of the nuneral resources alteration RS ammalies.The geological basis and the spectral presupposition for the alteration anomalies are discussed.The result of extracting alteration anomalies in an area of more than 20000 square kilometers within East Tianshan Mountains and the result of the in-situ investigation of some anomalies are reported.Among the 71 known deposits or mineralization spots in this area,61 have the corresponding alteration anomalies.The coincidence coefficient is as high as 85.9%.some new related terms are defined.

Key words: Alteration RS anomaly；Alteration anomaly；Ferric contamination anomaly；RS anomaly

原载《国土资源遥感》，2002,No.4。

❸ ASTER-TIR用于岩性填图的初步研究

张玉君¹杨建民²姚佛军²

（1.中国国土资源航空物探遥感中心，北京；2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京）

摘要：本文报导利用东天山哈密地区的两景 ASTER-TIR进行了区分岩性的初步研究结果和所采用的主要方法技术：去相关扩展、自适应聚类分析、主分量分析等。成功地解译了碳酸盐、铁橄榄石、阳起石、透闪石、钠长石、微斜长石等矿物及相关的岩性。

关键词：去相关扩展；自适应聚类分析；主分量分析

1前言

ASTER（advanced space-borne thermal emission and reflection radiometer）多光谱探测器是经过多年研究和准备于1999年12月发射的。其研制主要为地学应用，目的之一就是改进资源勘探。^[1]ASTER对ETM⁺（TM）数据是一种有力的补充，ASTER拥有14个波段（见表1），光谱范围覆盖更宽，从0.52到11.6微米，辐射分辨率更高，可以提供15米（可见光近红外）、30米（短波红外）以及90米（热红外）三种分辨率数据，并且产生在同一轨道上第三波段的立体像对；ASTER扫幅为60千米。ASTER因其细分的短波红外波段（由ETM＋的两个增至六个）和热红外波段（由ETM^＋的一个增至五个），具有分辨某些矿物和矿床种类的潜能，利用这种潜能进行研究和开发，有可能区分数种岩性和矿床类别。ASTER首次提供了航天热红外遥感全球性多波段数据，本工作利用东天山哈密地区的两景ASTER-TIR进行了区分岩性的初步研究。

表1ASTER和ETM⁺（TM）波段设置对比

续表

2方法原理

热红外光谱域（3～1000μm）属发射光谱范围。因受大气传输条件的限制，在热红外（TIR）谱域只有两个大气窗口：3～5μm和8～14μm。由于在3～5μm大气窗口，透射光谱是地物反射和发射的混合光谱，数据解释比较复杂，尚应用很少。8～14μm大气窗口的特点是地球的辐射能量主要分布在这一光谱段，受太阳辐射能的影响较小，且不受光照条件限制，可以昼夜获取数据，故是目前应用最广的热红外谱域。

ASTER-TIR热红外多光谱图像记录的地物热辐射能量变化信息，包含着地物的表面温度和发射率双重信息。地物的表面温度主要与其热力学性质有关，包括热惯量、热扩散率、热传导率和热容量等，其中热惯量是影响岩石表面温度的决定性因素。凡是温度高于绝对零度（0 K=-273.16℃）的物体，其内部都存在着分子的热运动，故而不断地向外发射电磁波，即热辐射，其辐射强度的大小取决于物体的发射率和分子运动温度（即表面温度）。即遵循斯忒藩－玻尔兹曼定律：

F＝σεT4

式中：F—物体辐射强度；ε一其发射率；T—其表面温度；σ—斯忒藩－玻尔兹曼常数。

岩石的发射率主要取决于其矿物成分、晶体化学特点、岩石的颜色和表面状况等物理性质。岩石的发射率还随波长的改变而变化，这种相关关系在遥感学中称之为岩石的发射光谱特征。早期宽谱带单波段（如TM、ETM）双波段（机载DS-1230）热红外遥感器，由于不可能测到地物热辐射能量随波长的变化，故早期的热红外遥感图像主要反映地物的表面温度，多用于地热资源调研、水文地质调查、煤自燃、火山与地震预报等方面。

只有在热红外多光谱航空扫描仪（TIMS Airborne Thermal Infrared Multi—Spectral Scanner）和航天扫描仪（ASTER）出现后，才有了可能，通过遥感测定岩石发射光谱特征，进行与识别岩性相关的地学应用研究。

应用ASTER—TIR的首要任务是分离地物的表面温度和发射率。ASTER有五个热红外（TIR）波段（10、11、12、13、14），也就是说，每个像素有五个测量值，但是未知数却有六个：五个随波段变化的发射率（ε），一个各波段不变的表面温度（T）；这就是表面温度和发射率的分离（TES—Temperature/emissivity separation）的困难所在。国外有数人研究过此问题，目前ASTER产品采用的是Gillespie为首研究的TEM^[2]方法。为了研究ASTER—TIR的应用，首选方案是直接订购ASTER的2B03（地表温度）和2B04（地表发射率）产品。中科院兰州地质所的丑晓伟、傅碧宏^[3]曾在TIMS图像处理中用了由Gillespie提出的去相关扩展功能（在PCI软件中为DECORR—De-coro relation Stretch）可达到增强不同岩石发射光谱反差信息的目的，且认为第一主成分主要反映相关程度较高的岩石表面温度信息。其原理展示于图1至图4。本工作由于种种原因未能得到2B03、2B04产品，故采用了此简易方法进行实验研究。

图1高相关图像数据在亮度值空间坐标系中的分布（据Gillespie等，1986改编）

图2高相关图像数据在主成份空间坐标系中的分布（据Gillespie等，1986改编）

图3对主成份图像有选择性地反差扩展（据Gillespie等，1986改编）

图4扩展后图像数据在亮度值空间坐标系中的分布（据Gillesple等，1986改编）

3岩性分类方法流程

利用ASTER-016和017两景数据对岩性分类做了方法研究，形成初步流程图如图5所示；流程中使用了去相关扩展（DECORR—De-correlation Stretch）、自适应聚类分析（ISOCLUS）、多重主分量分析（PCA）等功能。由于ASTER-TIR热红外原始数据为十六位，故去相关扩展结果也要求用十六位通道，其余处理皆用八位通道。方法研究中参考了我们在遥感异常提取方面的经验。

图5ASTER-TIR岩性分类流程图

4处理结果与初步解译

组成岩石的矿物在热红外谱域具有选择性发射特性，表现为在发射光谱曲线上有矿物的特征低发射率（Low-emissivity）谱域。因此，根据特征低发射率谱域的波长（或频数）可以提取和识别岩石的矿物组成信息，从而判定岩石类型。我们参考美国地调局Clark等人^[5]所做典型矿物热红外数据库，并按ASTER的波段进行了区间积分，作为岩性解译的依据。

碳酸盐类矿物由于

基团内部基谐振动，在11.3μm附近具有特征低发射率谱带，如方解石、白云石、菱镁矿等此特征非常典型。

火成岩由于矿物成分石英中Si—O基团伸缩振动，在8.0～11.0μm有特征低发射率谱带，且具随SiO₂含量的减少及伴随镁铁质成分的增加，特征低发射率谱带向长波长方向偏移的规律，即石英含量越高，特征低发射率谱带位置越偏向低波长端。国内外已有一些地质方面应用这一规律，通过定量或半定量测定SiO₂含量，进而分辨不同的火成岩类型。

图6为六种典型矿物的热红外发射光谱。

本次实验包括ASTER-TIR:016,017。这二景热红外数据处理略有不同，起主要作用的有去相关扩展、自适应聚类分析和主分量分析。岩性的解译从图像采样波谱图与矿物典型波谱对比入手，先确定主导矿物，再判断岩性。从岩性分辨的确定性上有以下顺序：碳酸岩（TIR14波段低发射率）、超基性岩、酸性火成岩、中性火成岩、不同程度的泥化（可能包括泥岩、砂岩、砂页岩等），见表2。

016的结果示于彩版附图16（7）。

图6几种典型矿物的热红外发射波谱

表2ASTER-TIR遥感数据应用小结

ASTER-017景与016景毗邻，位于其西侧，处理方法接近，解译的结果也十分相似，其结果示于彩版附图16（8），色彩有所不同，各图像采样谱线的解译标注于图中。与016有所不同的是，曲线3具典型的碳酸盐矿物热红外发射波谱特征，在14波段有强的低发射；曲线2虽在12、13、14波段特征明显，但10、11波段强度明显偏低，尚无确切解释，但查地质图仍属碳酸盐。曲线4特征与曲线1相似，但10-11波段偏低一些，解译图上表现色调为绿色，地质图上标为基性岩；曲线9的采样点位于图面的中下部，曲线形态像中长石（见图6－右中之曲线），二红洼Cu-Ni矿区有局部属超基性岩的黄色斑，但周围绿色调与4号点色调类似，超基性程度不足。

彩版附图16（9）展示利用遥感蚀变异常找到的沙泉子 Pb-Zn矿近区热红外岩性解译图（上半部）与地质图（下半部）的对比，无论卡瓦布拉克组大理岩还是星星峡组大理岩在热红外岩性解译图上都有很好反应。

这些解译当然是较概略的，但对于异常提取和1∶5万矿调具有重要实用价值。若热红外与可见光及近红外联合用于岩性划分预计还可进一步改进分类结果。

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The Primary Study of Lithologic Mapping Using ASTER-TIR Data

Zhang Yu jun¹,Yang ian min²,Yao Fo jun³

（1.China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Centerfor Land and Resources,Beijing 100083;2.Institute of Mineral Resources,CAGS.Beijing 100037）

Abstract: ASTER（advanced space-borne theгmal emission and reflection radiometer）is the first satellite-borne thermal infrared radiometer,that covers over the earth with multi-channel TIR data,giving the potentiality to recognize some mineralsfor distinguishing several rock and deposit types.All the carbon-ate minerals,represented by calcite,dolomite and marble,have the unique spectra feature as very low emis-sivity in ASTER bandl4 spectra region and high emissivity ASTER bands 10 to 13 spectra region.The sili-cate rocks have low emissivity at ASTER band 1 l,or 12,or 13 depending on the content of SiO₂.With the diminution of the SiO₂content the low emissivity moves to longer wavelength as the rock type changes from felsic to ultra-mafic.This primary studyfor lithologic.mapping of the region of east Tian Shan weredone for 2 scenes of ASTER-TIR data:016（obtained on June 6.2003）and 017（obtained on Oct.13.2002）.

A flow chart was constructed for data processing,and the techniques of decorrelation stretch,isodata-classification and principal component analysis were used.For the interpretation the regional integral calculus was done to obtain the ASTER curves for the typical minerals using the USGS spectra data base.

The primary lithological interpretation was accomplished by comparison of the image sampling spectra curves with the standard ones.The good results were obtainedfor carbonate rocks（by Calcite,Marble,Dolomite etc.）,ultra-basic rocks（by Forsterite,Serpentine,Actinolite,Tremolite etc.）,argillaceous rocks（by Kaolinite,Illite,Smectite etc.）,acidic igneous rocks（Granite,with Albite,etc.）,and possible metamorphic rocks with different degree of metamorphism（Actinolite,Tremolite,Halloysite etc.）.

This kind of work will be useful for lithologic mapping and resources exploration of different scales.

Key Words:De-correlation stretch；Isodata-classification；Principal component analysis；Lithological mapping

原载《‘环境遥感学术年会一新型对地观测技术与应用’论文集》，2006。

❹ 相山地区岩性遥感分析

4.3.1 岩性影像

相山铀矿田及近外围地表岩性主要有第四系、上白垩统、上侏罗统、震旦系及侵入岩或脉岩，在SFIM融合图像754波段合成的假彩色影像图上:

第四系冲、坡积物，呈灰黄色调，枝杈状影纹。

上白垩统南雄组红砂岩，呈黄绿色、青绿色，地势低平，浮雕状、粗脑纹状影纹。

上侏罗统鹅湖岭组碎斑熔岩，是相山矿田的主体，青灰色，中深切割的块状，相山西部呈菱形切割的块状，有的见树枝状局部密羽状影纹;山势较为高大，形成大山大脊，沟谷或陡峻或开阔，阴影明显，阴坡有的陡狭晦暗，阳坡多为宽缓明亮，水系网不发育，植被茂盛。

震旦系变质岩，是相山火山-侵入杂岩的基底岩石，分布在矿田外围，青灰色，中—浅切割的密羽状，不规则的斑块状山体地貌，坡、脊平秃宽缓，水系网不太发育，但植被茂盛。

白垩纪花岗斑岩主要为灰黄色，丘陵残山地貌，珊瑚状影纹，树枝状水系发育。

白垩纪流纹英安斑岩为青灰—灰褐色，低山丘陵地形，具不太完整的羽状纹理，植被发育。

加里东期或燕山早期花岗岩，青灰—灰黄色，丘陵残山地貌，不规则爪状山脊，树枝状水系较发育，但植被不太茂盛。

岩性影像特征主要表现为不同岩石的纹理特征，色调对岩性的识别意义不大。

4.3.2 基于主分量分析的岩性识别研究

主分量分析又称主成分分析，在计算机处理中也可谓K-L变换。ETM⁺或TM数据在图像处理系统中经K-L变换将ETM⁺或TM图像转变为一组互不相关的表征函数序列，目的在于压缩ETM⁺或TM的波谱维数、突出地物类别、提取有关的岩性信息。

对未经融合的原始图像进行主成分分析，特征向量矩阵如表4.7所示。

(1)在KL1主成分上，6个波段均为正值，其中第5波段贡献最大，其次是波段7，波段4、3也较大。总体说，KL1主成分反映的是图像6个波段的加信息，反映在KL1图像上，主要表现的是亮度信息和地形信息。

(2)在KL2主成分上，波段4为加信息，贡献最大，波段3为减信息，KL2主要是波段4、其次是波段3的体现。KL2图像主要反映的是植被信息。

(3)KL3主成分是波段5、7的和减去波段1、2、3、4的和的线性组合，各波段对KL3主成分的贡献相差不大，波段4、7略小些。KL3图像是岩性或蚀变信息的最集中的体现。

(4)KL4主成分是波段1、2、3、5的和减去波段4、7的和的线性组合，其中波段7与KL4负相关，波段5与KL4略呈正相关。KL4主成分也含岩性或蚀变信息。

(5)KL5主成分主要反映的是波段3的加信息和波段7的减信息。

(6)KL6主成分主要反映的是波段2的加信息和波段1、3的减信息。波段2贡献最大。

表4.7 主成分分析的特征向量矩阵

KL3或KL4主成分图像，或KL3、KL4与其他主成分的RGB合成图像，均难以准确识别相山地区的岩性或蚀变信息。KL1、KL3、KL4的RGB合成图像色调明快，层次清楚(图4.4)，但与相山地区地质图(见图1.1)比较，距岩性识别分类的要求相差甚远，甚至还不如以纹理为主要标志的岩性识别效果。

图4.4 KL1、KL3、KL4主成分RGB图像

4.3.3 岩性遥感分析的局限性

岩石的光谱特征，从理论上可以表示成它的矿物颗粒的种类与比例、它们的大小和形状，以及它们的空间分布和填充密度的一个复函数(周成虎等，1999)。G.R.Hunt(1977，1982)详细研究了岩石的可见光和近红外光谱行为，认为:火成岩的主要成分硅氧四面体、铝氧四面体本身没有光谱特征，因此光谱中出现的任何特征都是岩石内其他成分产生的。它们以替代成分或杂质成分的形式存在于岩石中，这样的光谱特征与火成岩的基本分子结构没有直接的关系，而仅仅是火成岩组成方面的间接标志。

在沉积岩和变质岩的光谱曲线上，所表现的光谱特征的成因，与火成岩相似，也非常有限，不外乎是含碳酸根、羟基、二价或三价铁离子的矿物的谱带。在许多情况下，这些光谱特征是作为杂质或胶结物出现的岩石组分产生的，所以光谱特征也常常只是岩石成分的一种间接标志。

岩石中不透明矿物或碳质的含量会使岩石反射率下降，也会对光谱特征起抑制作用。

燕守勋等(2003)对矿物与岩石的可见—近红外光谱特性进行了综述，认为岩石的吸收光谱都是杂质、包裹体、蚀变及替代成分产生的，主要为铁、水、羟基、碳酸根、硼酸根的光谱，使得对环境敏感的矿物及其光谱特征在不同环境下的变异更具有地质勘查意义。

岩石的结构构造、空间关系(纹理)对岩性识别有更明显的效果，比如:①岩浆岩体一般具有比较规则的平面几何形态，如圆、椭圆形、透镜状、脉状等;②除少数熔岩外，岩浆岩多数缺少层理影像特征;③侵入岩在图像上往往具有环状、放射状等类型的水系、节理或岩脉等;④沉积岩平面几何形态为条状或带状，具有明显的层理影像特征;⑤一组有序分布的沉积岩常构成颜色各异的层状影像特征;⑥变质岩的影像特征一般与原岩组分及其变质作用过程新物质的加入和结构的变化有关，如果它是正变质岩，影像特征类似岩浆岩，如果是负变质岩，其影像特征则与沉积岩影像特征比较接近(周成虎等，1999)。

根据上述岩石的部分成分和结构构造对光谱的一些响应，通过图像处理，如比值分析、主成分分析、对应分析等，增强岩石光谱特征之间的差别。在植被覆盖区，可进行粗略的岩性识别，对区分岩石大类是有一定效果的，但小于1∶50000的地质填图的市场前景或实际意义不太大。

20世纪80年代中后期，随着成像光谱技术的开发与成像光谱仪的研制成功，以Clark等(1990，1999)为代表，更进一步深入地研究了岩石矿物的光谱特征和处理技术，开发出大量的岩矿信息识别与提取技术，发展了最为典型的成像光谱信息提取软件Tetra-cord。但是，由于:①岩石光谱学理论基础研究薄弱，岩石光谱反射物理模型尚未建立起来;②矿物的光谱特征研究取得了长足的进展，建立了多种矿物的光谱数据库，但矿物光谱数据库对识别岩性到底能起多大作用尚不知道，因为岩石的光谱属性更多地表现为矿物光谱的非线性混合(承继成等，2004);③自然界岩石种类极其繁多，岩石成分和结构构造极其复杂，岩石光谱特性受其成分、结构构造、后生变化和土壤植被影响极其明显，使每种岩石都难以形成像它的组成成分那样具有可分辨的很清晰的光谱特征(周成虎等，1999)。因此，在植被覆盖区，单纯利用岩石光谱信息进行岩性识别受到严峻挑战。

遥感信息提取方法技术是基于岩石光谱基础研究之上的，只有掌握岩石光谱形成机理、建立岩石光谱反射物理模型，才可能发展相应的遥感岩性识别技术方法。目前，仅根据空间分辨率还不是很高的多光谱来提取矿物含量和化学成分、分析矿物内部晶体结构，从而达到直接识别岩性尚不能实现。利用高空间分辨率的高光谱遥感技术识别岩性是一条值得探索的途径，但在植被覆盖区仍有受植被干扰的问题，尚需深入研究。

❺ 贵州某大型稀土磷块岩矿床中稀土元素的赋存状态分析

贵州省盛产磷矿，遍布全省，其中有相当部分为稀土磷块岩矿床，其RE₂O₃含量约为0.1%。作为磷肥原料的磷灰石，稀土含量虽少，但处理最大，从中综合回收的稀土，是一种不可忽视的稀土资源，如织金矿床，磷矿储量达1.3×10⁹t，RE₂O₃储量上百万吨。（若干国外稀土磷块岩矿床含RE₂O₃%资料显示：俄罗斯的科罗拉0.2%～1%、美国的佛罗里达0.06%～0.29%、阿尔及利亚0.13%～0.18%、摩洛哥0.14%～0.16%、突尼斯0.14%、越南的老街0.031%、埃及的穆罕默德0.028%）。关键是要查清稀土元素在矿石中的赋存状态，为综合回收稀土提供基础技术资料。因此，本研究是稀土磷块岩矿床开发利用的重要前期准备工作。

本项目是采用赋存状态分析方法工作的。对委托方提供的三个大样（编号Gl⁃6、Gl⁃7和Mj）系统地做了研究。结论是97%以上的稀土元素呈类质同象状态部分置换磷灰石晶格中的Ca²⁺存在，只有小于3%的REE呈被粘土质等吸附状态或离子交换（吸附）状态存在。

（一）磷块岩的矿物组成和化学分析

（1）矿物组成。根据岩矿鉴定，主要矿物在胶磷矿（磷灰石）、白云石、方解石、石英、玉髓、水云母、黄铁矿和有机质；次要矿物有绢云母、高岭石、绿泥石、重晶石和褐铁矿；偶见有独居石等。

本项目分析数据除特殊项目外，主要采用Thermo Elemental（美国热电）生产的7型ICP—MS和IRIS Advantage ICP—ASE仪器测定。

（2）多元素分析。三个大样的多元素分析结果列于表3.55和表3.56。

表3.55 三个大样的多元素分析结果

注：SiO₂，Al₂O₃，…，有机C的单位为%；Sc，Th，…，Ti的单位为10^-6。

表3.56 三个大样的稀土元素分量分析结果（w_B/10^-6）

把三个大样的REE换算成氧化物，可得总RE₂O₃、轻RE₂O₃和重RE₂O₃分别为（10^-6）Gl⁃6：0.10、0.052、0.043；Gl⁃7：0.08、0.047、0.035；Mj：0.09、0.050、0.039。

（二）稀土元素的分布特征及其对赋存状态的影响

（1）把西北有色地质研究院和中科院贵阳地球化学研究所分析的稀土分量结果，分别除以球粒陨石标准值绘制的矿石稀土元素配分模式图见图3.21和图3.22。

图3.21 矿石稀土元素配分模式图

从图可见，三个大样有几乎完全重合的曲线，这说明三个大样有相同的矿床成因和相同的物质来源。从曲线明显的Ce亏损，说明该稀土磷块岩属典型的海相生物沉积成因。从曲线的形态和微小的Eu亏损，说明这胶磷矿的沉积环境为还原环境，成矿物质主要来自碱性岩，也就是说来源自火山物质。这几点推论和分析对稀土的赋存状态研究有重要意义。海相生物沉积成因这类矿床的矿石矿物，其沉积分异不好，其矿物的嵌布粒度很细并且较均匀。因而用物理方法很难提取较纯的单矿物，而单矿物的纯度不好，其分析数据，往往会导致赋存状态误判。物相分析是赋存状态研究的重要手段，它是应用选择溶解来分离各矿物相的，矿物的嵌布粒度很细，常要求磨矿较细，而粒度越细越易溶解，这将使物相分析结果产生串相，例如使原应在第二相的矿物进入了第一相。物相分析方法的研究制订，就是基于用某一特定粒度范围（例如0.075mm）的基准矿物来试验制订的。对矿物嵌布粒度很细的试样，如果没有选择性很好的物相分析方法，则必须认真测定第二相矿物在第一相的溶解率，并据以进行校正，否则，也会使赋存状态误判。

图3.22 矿石稀土元素分配模式图

（2）稀土元素间的一些规律。稀土元素赋存状态研究过程中，要测定大量的REE数据，为减少测定的工作量根据本项目研究对象同一成因的特点，分析了REE之间的内在联系。曾选择其中四个含量较高元素（La、Ce、Nd和Y）求计算系数，最后选用测定Y（因为用ICPMS测定REE时，Y的精密度最高），或同时测定Y和Ce（选Ce是考虑它对轻REE的代表性、可作检查用）代替测定REE总量。经分析计算为每10^-6的Y相当3.85×10^-6的RE₂O₃，每10^-6的Ce相当9.471×10^-6的RE₂O₃。见表3.57。

表3.57 用Y和Ce计算REE总量系数依据

注：最大相对误差系指三个样分别的比值与平均比值间的相对误差而言。

（三）矿物组成分析

本节主要是应用物相分析方法测定大样中各种矿物的矿物量。它是通过多个元素的物相分析，测得各矿物相中某个特征元素的质量，然后根据绝大多数的矿物具有一定的化学组成或有规律的化学组成，（特殊情况下得用取自同一矿体的单矿物测定其化学组成）计算得各矿物的矿物量。根据岩矿鉴定提出的矿物种类和大样全分析中具有相当质量的元素，设计了REE、P、Si、Al、K、C、碳酸盐等多个元素（组分）的物相分析方法。可基本上解决本项目需要测定的各矿物的矿物量。

（1）稀土元素物相分析之一。方法可测定REE的离子吸附相、胶磷矿相、独居石相和磷钇矿相，各相溶液中均测定了Y和Ce，结果见表3.58。

表3.58 稀土元素物相分析之一（w_B/10^-6）（占有率）

把三个样四个相测定Y和Ce计算得的占有率取平均值列如下：

离子吸附相分别为0.3%、0.2%、0.4%，平均为0.3%。

胶磷矿相分别为99.2%、99.2%、98.8%，平均为99.1%。

独居石相分别为0.4%、0.4%、0.6%，平均为0.5%。

磷钇矿相分别为0.2%、0.2%、0.2%，平均为0.2%。

（2）稀土元素物相分析之二。方法可测定REE的粘土质（本项目中主要是水云母和高岭石，褐铁矿吸附相也含在内）吸附相、胶磷矿相、独居石相和磷钇矿相，各相溶液中均测定了Y和Ce，结果见表3.59。

表3.59 稀土元素物相分析之二（w_B/10^-6）（占有率）

在本实验中，粘土质吸附相的浸取条件对胶磷矿相有一定的溶解率，而胶磷矿相的含量很高，应该作串相校正，否则将误使粘土质吸附相高判。经试验溶解率约为3%，表列数据已经过校正。

把三个大样四个矿物相用测定Y和Ce计算得的占有率取平均值列如下：

粘土质吸附相分别为0.5%、0.9%、2.0%，平均为1.1%。

胶磷矿相分别为98.9%、98.4%、97.1%，平均为98.2%。

独居石相分别为0.5%、0.5%、0.6%，平均为0.5%。

磷钇矿相分别为0.1%、0.2%、0.3%，平均为0.2%。

从两套稀土元素的物相分析结果可见，赋存在胶磷矿中的REE占REE总量的97%以上；呈独立矿物、离子交换和粘土吸附状态的REE只占∑REE的3%以下，其中以粘土吸附状态为主。

（3）磷的物相分析。在本项目中，磷的赋存状态有下述几种，胶磷矿（磷灰石），化学组成［Ca₅（PO₄）₃（F，Cl，CO₂）］有关资料介绍，在本矿区主要为氟碳磷灰石，其中P约占19%，Ca约占41%。独居石［（Ce、La）PO₄］、磷钇矿（YPO₄）、粘土质和褐铁矿吸附磷（表中简称吸附磷）。根据矿物的化学性质，选用文献的方法稍作调整，测得结果列于表3.60。

表3.60 磷的物相分析（w（P）/%）和各矿物相（占有率）

从表列结果可见，除有少量的独居石、粘土质和褐铁矿吸附磷外，P几乎均呈胶磷矿状态存在。

（4）硅酸盐类矿物矿物量的定量。本项目中的硅酸盐类矿物主要有石英（含玉髓，化学组成SiO₂）、水云母（又名伊利石，化学组成SiO₂21.54%、Al₂O₃57.69%、K₂O 12.05%、H₂O 8.72%）。高岭石（Al₄［Si₄O₁₀］（OH）₄，其中SiO₂46.54%、Al₂O₃39.50%、H₂O 13.96%）、绢云母（KAl₂［AlSi₃O₁₀］（OH）₂，其中K₂O 11.8%、SiO₂45.2%、Al₂O₃33.5%），绿泥石主要由Si、Al、Fe、Mg的氧化物和H₂O组成，无一定化学式（必要时用取自同一矿体的单矿物求其化学组成），其矿物量的确定只好用差减法，当矿物量较低时常误差较大。上述矿物的矿物量测定，通过Si的物相分析确定石英的矿物量和其他硅酸盐矿物的Si的总量。通过K的物相分析计算得水云母和绢云母的矿物量。通过Al的物相分析计算获得高岭石的矿物量。绿泥石的矿物量放到最后用差减法确定。

硅酸盐类矿物的矿物量测定结果列于表3.61～表3.64。

表3.61 水云母的矿物量（w_B/%）

表3.62 绢云母的矿物量（w_B/%）

表3.63 高岭石的矿物量（w_B/%）

表3.64 绿泥石的矿物量（w_B/%）

（5）胶磷矿矿物量的定量。胶磷矿的化学组成为（Ca）₅（PO₄）₃（F，Cl，CO₂），从化学式的正负离子电荷的平衡可见，正负各为10。从前述已知，P基本上为胶磷矿，因此可以以P的结果为基准按化学式来计算其矿物量。5CaO相当于10，3/2（P₂O₅）相当于9，（F，Cl，CO₂）相当于1。因此可以计算得三个大样的矿物量列于表3.65。

表3.65 胶磷矿的矿物量（w_B/%）

注：把Na₂O和RE₂O₃列入胶磷矿中是根据后面的研究证明，Na和RE是以：RE³⁺+Na⁺=2Ca²⁺关系式呈类质同象状态置换Ca赋存在胶磷矿中的（为何不进入碳酸盐类矿物中的Ca呢？这是由于化合物溶度积关系，在有磷酸盐类存在时RE难以进入碳酸盐类矿物）。计算时本应扣除相应的Ca，鉴于其量很低（0.0n%）不影响结论，未作校正。

（6）碳酸盐类矿物矿物量的定量。本项目的三个大样中碳酸盐矿物只有白云石和方解石两种，白云石的化学组成为 CaCO₃·（Mg，Mn，Fe）CO₃，方解石的化学组成为CaCO₃。工作后发现胶磷矿严重干扰碳酸盐矿物的测定，根据具体情况，采用首先把Ca满足胶磷矿的需要，继而以MgO、MnO和FeO的质量按白云石化学式计算得白云石的矿物量，最后把剩余的CaO配上CO₂计算得方解石的矿物量。见表3.66。

表3.66 白云石和方解石的矿物量（w_B/%）

三个大样的矿物组成明细表列于表3.67～表3.69。

表3.67 Gl-6（白云质稀土磷块岩）矿物组成明细表（w_B/%）

表3.68 Gl-7（白云质稀土磷块岩）矿物组成明细表（w_B/%）

（四）赋存状态分析

上面已经查明，97%以上的REE赋存在胶磷矿中，只有不到3%的REE主要呈粘土质吸附状态等存在。这97%以上的REE究竟是呈微细粒的独立矿物呢？还是呈类质同象状态存在？在REE和P的物相分析中，都曾把独居石和磷钇矿作为主要研究对象查定，这是因为三个大样均为磷块岩，REE中La、Ce、Y的含量均较高，如有REE独立矿物，则独居石和磷钇矿应是最重要的。由于胶磷矿、独居石和磷钇矿三者的化学性质非常悬殊，因此，物相分析的结论，即两者呈独立矿物状态存在的量均极微应是可信的。那么是否有可能REE的独立矿物是呈超显微状态，又是高度分散弥散在胶磷矿中呢？在确定REE是呈类质同象状态赋存在胶磷矿中以前，应该用实验来回答这个问题。

表3.69 Mj（硅质稀土磷块岩）矿物组成明细表（w_B/%）

元素呈独立矿物还是呈类质同象两者本质的差别在于它们是两种不同的矿物。REE是独居石或磷钇矿（独立矿物），它就具有独居石或磷钇矿的物理化学性质，它们很难溶于稀酸中，尽管其粒度极细，在稀酸中会稍为好溶一些，但它不可能溶很多，最多溶解n%。REE在胶磷矿中呈类质同象状态时，则它的物理化学性质，完全与胶磷矿一样，它能全溶于稀酸。应用控制溶解分析法，选用能溶解胶磷矿而使独居石和磷钇矿不溶的条件，在室温处理，控制胶磷矿溶解不同的量，然后测定各份溶液中的P、Y、Ce的质量，这里P是代表胶磷矿，Y和Ce代表轻、重REE，作三个元素的溶解率图，看它是否具有同步、同速率溶解的特征。如有，则证明REE是呈类质同象状态赋存在胶磷矿中。三个大样的控制溶解分析数据见表3.70。

表3.70 胶磷矿控制溶解分析数据

上述分析数据绘得P、Y、Ce的溶解率图见图3.23～图3.25。

图3.23 Gl⁃6控制溶解曲线

图3.24 Gl⁃7控制溶解曲线

图3.25 Mj控制溶解曲线

从图可见，三个大样的三个元素P、Y、Ce的溶解率曲线均呈重合状态，这有力地证明了Y和Ce在胶磷矿中是呈类质同象状态存在。根据REE在胶磷矿中呈类质同象的置换规律，主要是按：RE³⁺+Na⁺=2Ca²⁺关系式进行，在选择溶解胶磷矿的溶液中检出了Na⁺（在此条件下硅酸盐状态的钠是不溶解的）也证明了这一点。

另外又设计了确保独居石和磷钇矿不溶解，而在经过多次浸取后能完全浸取胶磷矿的条件，连续浸取直到浸取液中已不再有胶磷矿（用测Ce和Y控制）出现后，然后测定残渣中的Y和Ce，来证明是否存在独立矿物。

实验数据见表3.71。

表3.71 连续控制溶解REE的分布（双样平均）（10^-6）

从表3.71结果可见，经过6次浸取后，胶磷矿中的Ce和Y已定量溶解，残渣中的量应是REE呈独立矿物状态存在的最大量。因此，可以计算得，即使存在REE 的独立矿物，其量也在总REE的1%以下。

（五）结论

（1）查明了三个大样的基本化学组成，提供了主元素、REE和重要微量元素43个（项），为全矿物量定量和REE的赋存状态研究奠定了基础。

（2）通过对三个大样的RE、P、Si、Al、K、C和碳酸盐7个元素（组分）8个物相分析方法的研究工作，完成了全部主次矿物的矿物量定量。并做到了矿物的化学组成规范化；多种矿物中同一元素之和与该元素的单测值基本吻合；各矿物量的总和符合全量要求。

（3）三个大样的赋存状态分析结论是：97%以上的稀土元素呈类质同象状态部分置换磷灰石晶格中的Ca²⁺存在，置换方式按反应式：RE³⁺+Na⁺=2Ca²⁺进行。只有不到3%的稀土元素呈被粘土质和褐铁矿吸附状态或离子交换（吸附状态存在。至于呈独立矿物如独居石和磷钇矿等状态存在的，即使有，其量也在REE总量的1%以下。

❻ K线组合形态共有几种

K线图组合可以分为三种类型：推进型、平衡型、转势型下面是典型的K线组合：
1.T型线(蜻蜓) 应用法则：
底部看涨，顶部看跌的变盘线。 2.V型反转应用法则：
底部见底，反转上升。 3.长上影线应用法则：
1、长上影线出现在上升趋势的高位，若成交量放大，则意味着多头追高积极，但高位抛压沉重，股价向上攀越艰难，行情很可能调头回档或反转。
2、长上影线出现在下降趋势的低位，若成交量放大，则意味着多头抄底盘介入，但不能有效遏制抛压，多空双方已逐渐转向势均力敌。 4.长十字线应用法则：
1、十字线可能构成重要的警告信号。原趋势停顿或反转。
2、只有在一个市场不经常出现十字线的条件下，十字线才具有重要意义。
3、如果具有很长的上影线，或者具有很长的下影线则更加意味着市场犹豫不决，较普通的十字线更具有预示着原趋势停顿或反转的研判意义。底部见底，反转上升。 5.长下影线应用法则：
1、长下影线出现在上升趋势的高位，若成交量放大，则意味着抛压加重，承接踊跃，但有多头力竭之感。
2、长下影线出现在下降趋势的低位，若成交量放大，则意味着有恐慌性筹码抛出，但低位接盘踊跃，有大量多头抄底盘介入。
6.出水芙蓉应用法则：
一根大的阳线上穿三条均线，改变均线为多头排列，后势看涨。 7.大阳线应用法则：
1、大阳线在上升行情中出现，则意味着行情剧烈地向上攀升。
2、大阳线在下跌行情中出现，则意味着行情剧烈地向上反弹。 8.大阴线应用法则：
1、大阴线在上升行情中出现，则意味着行情深幅地向下回挡。
2、大阴线在下跌行情中出现，则意味着行情加速地向下惨跌。 9.倒V型反转应用法则：
反转形态，后势看跌。 10.倒锤子应用法则：
如果倒锤子线出现在下降趋势之后，则构成一个看涨的K线图形态，这一点与普通的锤子线同出一辙。在分析倒锤子线时，有一点非常重要：当倒锤子线出现后，必须等待下一个时间单位的看涨信号对它加以验证。倒锤子线的验证信号可能采取下面这样的形式：倒锤子线次日的开市价向上跳空，超过了倒锤子线的实体。向上跳空的距离越大，验证信号就越强烈。还可能采取另外一种形式：倒锤子线次日是一根白色K线，并且它的价格均处在较高的水平，则完成了看涨的验证信号
11.吊颈线应用法则：
1、如果吊颈线出现在上升趋势之后，则构成一个看跌的K线图形态。
2、在分析吊颈线时，有一点非常重要：当吊颈线出现后，必须等待下一个时间单位的看跌信号对它加以验证。吊颈线的验证信号可能采取下面这样的形式：吊颈线次日的开市价向下跳空缺口越大，验证信号就越强烈。
3、还可能采取另外一种形式：吊颈线次日是一根黑色K线，并且它的收盘价格低于上吊线的实体，则完成了看跌的验证信号。 12.叠叠多方炮应用法则：
重叠多方炮，后势极端看涨。 13.叠叠空方炮应用法则：
空方炮的重复，短期下跌走势的可能性极大。 14.顶部十字架应用法则：
短期见顶，后势看跌。 15.东方红大阳升应用法则：
连续拉阳线，如果配合均线金叉，后势将看涨。 16.断头铡刀应用法则：
一根大阴线切断了三根均线，改变了均线的排列为空头排列，后势看空。 17.多方炮应用法则：
多方强势，短期看涨。 18.曙光初现(反击线、刺透形态）应用法则：
1、反击线形态出现于一轮由缓跌到急跌的下降趋势中，行情将演化为V型反转或止跌横盘趋势。
2、反击线形态跟据其后一个阳线切入阴线实体的深入程度不同而决定其反击力度的大小。即阳线切入阴线实体的深度越大，则行情将演化为反转或止跌横盘趋势的可能性越高。 19.光头阳线应用法则：
光头阳线形态说明多方积极上攻态势，具体力度的的大小要根据阳线实体的大小来定。 20.光头阴线应用法则：
光头阴线形态说明空方抛压的坚决势态，具体力度的的大小要根据阴线实体的大小来定。
21.黄昏十字星应用法则：
1、黄昏十字星的判断法则与黄昏之星相同。
2、黄昏十字星比黄昏之星更具有趋势停顿或反转的研判意义。 22.黄昏之星应用法则：
本形态的关键之处在于第三天的黑色实体向下穿入第一天的白色实体的深浅程度。
下面开列了一些参考性因素，如果黄昏星形态具这样的特征，则有助于增加它们构成反转信号的机会。这些因素包括：
（1）、如果在第一根K线的实体与星线的实体之间存在价格跳空，并且在星线的实体与第三根K线的实体之间也存在价格跳空；
（2）、如果第三根K线的收市价深深地向下扎入第一根K线的实体之内（一般应大于50%）；
（3）、如果第一根K线的交易量较轻，而第三根K线的交易量较重。 23.金蜘蛛应用法则：
长，中，短期的均线金叉，后势看多。 24.九阴白股爪应用法则：
连续的阴线和均线死叉一同出现，预示着后期的走势凶多吉少。 25.剧涨并排红应用法则：
剧涨并排红(并列阳线)--也称为"并列阳线K线、两阳线跳空平底"。
本形态是由两根相邻的阳线K组成的，它们具有相同的开市价。它们的实体也具有差不多相同的高度。
在上升趋势中，如果出现了一组向上跳空的并列阳线，则构成了一个看涨的持续形态。 26.均价金叉应用法则：
均价金叉，后势看涨 27.均价死叉应用法则：
表明后势看跌。 28.看跌提腰带线应用法则：
1、看跌捉腰带线又名"尖兵线"或"试盘线"，预示行情看跌。
2、在上升趋势中的看跌捉腰带线，表明行情将停滞或反转。
3、在盘档中的看跌捉腰带线，以试盘线居多，多头尖兵线的出现意味着行情向上突破盘整失败，抛压太重，趋势以继续横盘居多。
4、在下降趋势中的看跌捉腰带线，表明多头反弹微弱，空头抛压力量强大，行情将继续下跌。 29.看跌吞没形态应用法则：
1、看跌吞没形态出现在一轮明显的上升趋势中，如果吞没形态具有下面列出了这样的一些参考性要素和特征，那么它们构成重要反转信号的可能性将大大地增强：
2、在看跌吞没形态中，第一天的实体非常小，而第二天的实体非常大。这种情况可能说明原有趋势的驱动力正在消退，而新趋势的潜在力量正在壮大。
3、看跌吞没形态出现在超长期的或非常急剧的市场运动之后。如果存在超长期的上升趋势，则增加了以下这种可能性：潜在的买家已经入市买进，持有多头。在这种情况下，市场可能缺少足够的新的多头头寸的供应，无力继续推动市场上升。如果存在非常急剧的市场运动，则市场可能已经朝一个方向走得太远，容易遭受获利盘空头的抛盘打击。
4、在看跌吞没形态中，第二个实体伴有超额的交易量。这种情形可能属于巨量出货爆跌现象。
5、在看跌吞没形态中，第二天的实体向前吞没的实体不止一个。 30.看涨提腰带线应用法则：
1、看涨捉腰带线又名"尖兵线"或"试盘线"，预示行情看涨。
2、在上升趋势中的看涨捉腰带线，表明行情将继续上涨。
3、在盘档中的看涨捉腰带线，以试盘线居多，多头尖兵线的出现将意味着行情向上突破盘整上涨。
4、在下降趋势中的看涨捉腰带线，极易构成一根当日反转K线，但趋势的反转有待于下一根K线的收盘价高于看涨捉腰带线的最高价的验证。
31.看涨吞没形态应用法则：
1、看涨吞没形态出现在一轮明显的下跌趋势中，如果吞没形态具有下面列出了这样的一些参考性要素和特征，那么它们构成重要反转信号的可能性将大大地增强;
2、在看涨吞没形态中，第一天的实体非常小，而第二天的实体非常大。这种情况可能说明原有趋势的驱动力正在消退，而新趋势的潜在力量正在壮大
3、看涨吞没形态出现在超长期的或非常急剧的市场运动之后。如果存在超长期的下降趋势，则增加了以下这种可能性：最后的空头已接近抛出，股价无力下行，只要有多头入市买进，这种情况下，市场可能缺少足够的新的空头头寸的供应，无力继续打压股价下行。如果存在非常急剧的市场运动，则市场可能已经朝一个方向走得太远，容易遭受到抄底多头将股价迅速拉抬推高。
4、在看涨吞没形态中，第二个实体伴有超额的交易量。这种情形可能属于巨量买入爆胀现象。
5、在看涨吞没形态中，第二天的实体向前吞没的实体不止一个。 32.空方炮应用法则：
空方炮后一般是空方力量的爆发式的出现，短期下跌的可能性极大，又称空方开炮。 33.两阳夹一阴应用法则：
意义同多方炮，短线看涨。 34.两阴夹一阳应用法则：
意义如同空方炮，后势看空。 35.末路红三兵应用法则：
虽然末路红三兵形态在一般情况下不属于顶部反转形态，但是有时候，它也能引出不容忽视的下跌行情。特别是若末路红三兵形态出现在一段上升行情的后期，当紧接着出现一个巨大的阴线时，很容易构成乌云盖顶Ｋ线形态，被线形态，或黄昏之星形态，从而变成了典型的反转看跌的K线组合形态。故当末路红三兵形态出现时，应谨慎从事，静观其变，不应冒然追高。 36.平底(镊子线) 应用法则：
1、平底形态出现于一轮短暂的下降趋势中，两根K线有相同的最低价，意味行情探低见底，股价行将反转上升。
2、平底形态反转上升的力度较小。
37.平顶(镊子线) 应用法则：
1、平顶形态出现于一轮短暂的上升趋势中，两根K线有相同的最高价，意味行情摸高见顶，股价行将反转。
2、平顶形态反转下跌的力度较小。 38.前进红三兵应用法则：
1、上升持续形态的前进红三兵形态出现在长期盘整形态的后期，且处于一段时间行情的相对低价区域，则行情将脱离盘档区域，在大成交量的配合下，走出一段持续上升的行情。
2、前进红三兵形态出现在一段上升的行情，经过盘档区域整理后时，则行情将脱离盘档区域，在大成交量的配合下，走出一段新的持续上升的行情。
3、若前进红三兵形态出现在一段上升行情的后期，即处于一段时间行情的相对高价区域，（如：曾出现过突破缺口，中继缺口，竭尽缺口等特征），则该形态不再具有上升持续形态的研判意义。 39.三十字线应用法则：
短期变盘在即，或原来的趋势将停止。 40.三只乌鸦应用法则：
在扬升的走势中，第一个大阳线显示多头上攻力量强大，然而，第二，第三，第四日连续的阴线与前日形成三只乌鸦形态，表示行情开始疲软，并且将逐渐更趋加速下降的象征。
41.上升三法应用法则：
1、我们可以作这样的理解：由于这群较小的K线均处于第一天的价格范围之内，它们与最前面的长阳线一道，构成了一种类似于三日孕线形态的价格形态（在本形态中，所谓处于最前面的K线的价格范围之内），指的是这群小K线均处于该K线的上下影线的范围之内；而在真正的孕线形态中，仅仅是小K线的实体包含在前面那根线的实体之内）。小K线既可以是白色的，也可以是黑色的，不过，黑色K线最常见。连续数个阴线都无法将股价推到第一根K线的开盘价之下，而后的一个大阳线与前数个小K线形成包抱线，意味者行情的涨势开始。
2、在三法形态中，下面这项因素可能加强其预测意义：如果头、尾两根白色K线的交易量超过了中间那群小K线的交易量，那么，该形态的分量就更重了。 42.上跳空缺口应用法则：
1、突破缺口：股价突破长期盘整，产生向上跳空缺口，则预示着一轮上涨行情开始。
2、中继缺口：又名"测量缺口"，标志着上涨行情走到了中间途中。
3、竭尽缺口：意味着行情日薄西山，很可能是向高价圈的最后冲刺。 43.上涨分离线应用法则：
分离线形态暗市场的当前上升趋势仍将继续，第一个实体的阴线颜色说明了牛方目前处于持续状态。第二根K线是阳线的，但最低价开市价只到昨日的开市价，表明强势未改。
分离线形态出现前必须有一段明显的上升趋势，无论这段上升趋势是长或短，在此之后出现该形态才较为有效。
分离线形态如果出现在前期的形态支撑位附近，则其企稳或反转的可能性进产生。
如果分离线形态的K线越长，则处于持续状态的可靠性进一步增强，对行情的研判更具意义。 44.上涨会合线应用法则：
会合线形态表示市场的当前上升趋势仍将继续，第一个实体的阳线颜色说明了多方目前处于持续状态。第二根K线是阴线，但最低价只收到昨日的收盘价，表明强势未改。
会合线形态出现前必须有一段明显的上升趋势，无论这段下降趋势是长或短，在此之后出现该形态才较为有效。
会合线形态如果出现在前期的形态支撑位附近，则其上升的可能性将加强。
如果会合线形态的K线越长，则处于持续状态的可靠性进一步增强，对行情的研判更具意义。 45.射击之星(流星) 应用法则：
1、射击之星形态出现在短期的上升趋势，它发出警告信号，表明市场顶部就在眼前。本形态的技术意义不如黄昏星形态强，通常不构成主要反转信号。但常和其它K线组合构成更有研判意义的形态。
2、如果在射击之星形态出现时，带有巨大成交量，则因短期多头资金短缺，空头将大量筹码抛出，股价先扬后抑，完成了一个由多转空的心理过程，故行情可能短期见顶而走疲。
46.十字星应用法则：
1、十字线可能构成重要的警告信号。原趋势停顿或反转。
2、只有在一个市场不经常出现十字线的条件下，十字线才具有重要意义。 47.十字孕线应用法则：
十字孕线形态所蕴含的技术意义，比普通的孕线形态重要得多。一般的孕线形态并不属于主要反转形态，但是，十字孕线形态恰恰是一种主要反转形态。。
十字孕线形态常可能引发底部过程，不过，当这类形态出现在市场顶部时比在底部更有效力。 48.石塔线(墓碑) 应用法则：
1、墓碑十字线最突出的长处是在于昭示市场顶部，即在市场顶部的墓碑十字线比在市场底部的墓碑十字线的意义更重要。
2、位于上涨行情之后的墓碑十字线具有疲软的意义：当日股价剧烈地向上攻击，表明多头力量强大；然而好景不长，空头立即还以颜色，当日就把股价在收盘时打回到今天的开盘价为止，多空双方不再拉升或抛售，暂时处于一种平衡和休战状态。 49.曙光初现(反击线) 应用法则：
1、反击线形态出现于一轮由缓跌到急跌的下降趋势中，行情将演化为V型反转或止跌横盘趋势。
2、反击线形态跟据其后一个阳线切入阴线实体的深入程度不同而决定其反击力度的大小。即阳线切入阴线实体的深度越大，则行情将演化为反转或止跌横盘趋势的可能性越高。 50.双飞乌鸦应用法则：
在扬升的走势中，第一个大阳线显示多头全力攀升模样，第二个小阴线虽跳空高开，但上涨乏力，反而以小阴线收盘，第三日重复此致种走势，强化并证实说明：行情仍居高不下表明多头竭尽全力奋战，渴望行情再度呈现多头天下的意愿，而此阴线与前日形成两只乌鸦形态，表示行情开始疲软的象征.

❼ 试用主分量分析方法提取澜沧江兰坪地区铜矿化蚀变遥感信息

李昌国张玉君

（地矿部航空物探遥感中心，北京）

摘要：通过图像影像特征分析，并经地面调查证实，澜沧江兰坪地区铜矿化蚀变与围岩存在反射波谱特性差异，即在TM5（近红外）波段（1.55μm～1.75μm）蚀变岩呈高反射率。以此为依据，进行了提取与铜矿化蚀变相关的TM遥感信息的计算机图像处理技术方法研究。实践证明，该区主分量分析处理图像效果最佳。图像上显示的色调异常，通过与红土涧矿区地质勘查资料对比和根据兰坪地区图像上典型地物样区色调理论分析。评价了遥感异常的地质意义。由于图像预处理（几何校正、亮度拉伸、多元统计，最佳波段组合选择等）是针对澜沧江兰坪全区的特征进行的，故处理方法在全区内均有一定适用性。本文综合公式2、图4、表4、彩版附图11（5）等实际材料较详细地介绍了有关提取铜矿化蚀变遥感色调异常信息的方法技术。

关键词：主分量分析澜沧江兰坪地区铜矿化蚀变遥感信息

一、问题的提出

随着航天遥感资料在地学领域应用的逐步深入，根据内生金属矿床热液蚀变产物的光谱特征，通过TM数据计算机图像处理，提取与矿化蚀变相关的遥感色调异常信息，引导勘查金属矿床，在国内外已引起极为广泛的关注^[1][5]。1992年春，李昌国同志在进行部直科定91—39号云南省兰坪—云龙找钾研究项目的野外考察时，对该地一些铜矿点周围的特殊地质地貌特征产生了浓厚兴趣，如彩版附图11（1）摄于红土涧地区，在该彩片上左下角和右上角部位均依稀可辨出民采铜矿硐，其周围植被稀疏，残坡积物和土壤颜色较外围地区变浅、变黄、变红，而且规模甚大，景观特征明显，肉眼即能观察到，但该区山高、坡陡、谷深，交通不便，地质工作程度较低，因而萌生了研究从TM数据提取与铜矿化蚀变相关的遥感信息（可简称铜矿化蚀变遥感信息）的想法。

为此，根据该区22件岩矿标本波谱曲线，研究了铜矿化蚀变岩矿的波谱特性；选用1990年12月20日收录的TM7数据进行了图像处理，在图像上选择典型地物样区，分析了典型地物反射波谱特征，并以此为依据，通过多次试验，对用主分量分析法提取铜矿化蚀变遥感信息进行了探讨；对澜沧江流域兰坪盆地西缘从小格拉至金满一带面积约944km²的区域及宝丰、温井、乔后、顺荡井、师井、红土涧等子区TM图像进行了以主成分分析为主的图像处理，获得了可供参考的反映矿化蚀变的异常图像，其中红土涧子区得到814队同期地质工作的证实。

李昌国同志对此工作十分投入，在1993年置数次咯血而不顾，坚持野外考察，无情的癌魔迫使他于1994年春中断了这项正在进行的卓有成效的研究，除红土涧子区外，其他子区均未来得及实地验证。李昌国同志不幸谢世后，笔者根据他遗留下来的大量记录、图像及未竟的报告手稿，以红土涧子区为例，整理成本文，供交流参考，其他子区所获得图像不能一一刊载，但可通信交流。该区图像的地质解译尽管还有待深化，但所研究的十分珍贵的方法经验若能被借鉴，将是对亡灵的告慰。

二、地质背景

试验区位于云南澜沧江流域兰坪盆地西缘小格拉至金满一带。本区构造上属三江构造带，西侧有一条古板块缝合线——长期活动的澜沧江深断裂，纵贯南北。本区曾经历了华力西、印支、燕山、喜山多期构造运动，致使褶皱、断裂、岩浆岩十分发育，并形成一批沉积、内生金属矿床^[2]。特别是中晚三叠纪时，沿澜沧江断裂发生大规模中性岩浆（安山岩）喷发，与该区铜矿的形成具有密切的关系。

目前发现的铜矿化主要集中分布于中三叠统上兰组、中侏罗统花开左组及下白垩统南新组层位中。铜矿体呈脉状、透镜状、似层状，大部分矿化均伴有硅化、铁白云石化等热液蚀变。该区由于山陡谷深，地表切割严重，基岩出露良好，矿化蚀变带广泛分布，其残坡积物分布更广，植被又常较稀疏，给开展遥感地质勘查创造了一定条件。

该区地质工作程度较低，目前仅评价完一处中型铜矿床（金满），因此，利用遥感信息圈定找矿靶区，对缩小勘查范围、加速勘查进程具有十分重要意义。

三、岩矿样品采集及反射波谱测定

为了研究利用TM数据提取铜矿化蚀变遥感色调异常信息的可能性和依据，在区内采集了岩矿石标本22件，用IRIS型波谱测试仪测定了这些标本的反射波谱，并按TM波段计算平均反射率。现将有代表性的7种岩性标本的反射率数据列入表1，并绘成曲线图1。

表1典型岩矿石TM各波段平均反射率统计表（单位：%）

续表

注：

平均反射率；δ—方差

图1区内典型岩矿石波谱平均反射率曲线（曲线编号及其标本岩性均见表1）

根据反射波谱特征，该区岩矿石反射波谱曲线大体上可分为三大类：第一类（波谱曲线编号1、2、3）为含铜矿化岩石（铜矿石）反射波谱曲线，其特征是：在TM1—TM4波段反射率变化不大，在TM5波段反射率最高，而在TM7又下降了约1/4，许多文献^[1]均将此现象解释为由于羟基（OH^－）、

在矿化带及蚀变带中广泛存在，而OH^－、

对TM7（2.08μm一2.35μm）波段电磁波有较强吸收，故矿化蚀变带的TM7亮度值较低。第二类为火成岩或沉积岩的反射波谱，其特征表现为反射率较低，且无明显反射峰，与矿化岩石标本反射波谱区别鲜明。第三类为铁染或硅化石英砂岩的反射波谱曲线（图1中4、5号曲线），特征是反射率从TMI至TM5逐渐增高，TM7波段略有下降，其TM1反射率较第一类为低，可能是由于Fe离子对0.45μm波段电磁波的强收吸所造成。

以上三类岩矿石反射波谱曲线特征说明，铜矿化蚀变岩与正常岩石反射光谱有一定差异，这就是利用遥感数据来提取铜矿化蚀变信息，并指导寻找铜矿的依据。

四、TM图像预处理

为有效地对图像上代表性地类样区进行波谱分析和找矿信息提取，图像首先需进行一系列预处理，如几何校正、亮度值动态范围拉伸、合成图像波段最优组合选择、比例尺计算等。而且为了便于对兰坪—云龙全区进行拼图和各地类亮度值对比以及重复某些数值运算，预处理是针对全区特征进行的。

从北京卫星地面站1990年12月20日收录的七个波段TM数据选取了兰坪—云龙全区范围（约3072×4096像素，相当于6×8帧512像素×512像素的子区范围）的图像。以地形图作为控制，对图像进行几何校正。然后统计全区图像范围内每一波段像元亮度的最小值和最大值，将各波段的亮度值分别进行线性扩展，拉伸到0～255；再将经过几何校正和扩展拉伸的七个独立波段TM数据，形成七个波段TM图像数据文件。以此为源，再截取出1个兰坪幅（1024像素×1024像素）七波段基础图像文件，做为重点研究图像。

为了获得一幅含有最大信息量、波段之间信息相关性最小、显示效果最佳的三波段彩色合成图像，利用式（1）中的组合相关因子Q做为选择最优波段组合的尺度和依据，通过求出组合相关因子Q的最大值来进行最优波段组合选择。

张玉君地质勘查新方法研究论文集

式中，Si为i波段方差或离差，也称为变异；r_i为波段间的相关系数。

利用式（1）计算，选择的澜沧江兰坪幅TM彩色合成图像最优三波段组合为TM5、TM4、TM3或TM4、TM5、TM7两种方案。

本工作采取逐步提高研究详细程度的方法，逐级截取并放大图像，从澜沧江兰坪全区图像（彩版附图11（5））截取兰坪幅子区图像（彩版附图11（3））；从兰坪幅子区截取拉井幅亚子区：再从拉井幅亚子区图像中截取红土涧幅小子区（彩版附图11（4））。其比例尺也逐级增大。

五、主要地类影像亮度值特征分析

从比例尺为1∶20万的兰坪幅TM4（R）、TM5（G）、TM7（B）彩色合成图像上，选取了11个地类影像样区（其位置见彩版附图11（3））。每一地类样区像元亮度值，按样区内全部像元亮度值平均求得，并做成图2。

从图2可见，其中4号、5号、6号曲线，形态与图1中的第一类岩矿石反射光谱曲线十分相似，即TM5呈反射峰，TM7略下降，这三条曲线样区对应地面岩石均有不同程度的矿化蚀变，所不同的是在TM4处形态有所变化，如曲线6样区对应于地面红土涧铜矿点，且地表有一定植被覆盖（见彩版附图11（1）左下角），由于植被的近红外波段“陡坡效应”引起TM4亮度值变化，且TM4亮度值较4、5号曲线高，而TM3亮度值则较5号曲线低，这就是植被干扰所致。图2中9号和11号曲线，呈现十分典型的植物反射波谱特征，这两条曲线样区对应于地面稠密茂盛的植被区，但是两条曲线各波段亮度值高低仍有差别，可能植被类型尚有一定差别。图2中10号和3号曲线，其影像样区对应地面均为泥灰岩，但分别处于地面的阴坡和阳坡部位，故亮度值有高低之分，但在

图2兰坪地区几种岩石及植被样区的TM亮度值曲线（亮度值是经过拉伸的）

1—白村—羊村附近J₃泥岩；2—松登附近K₂泥岩、粉砂岩；3—羊村附近J₂泥灰岩；4—裸露红层，无植被覆盖；5—浅色矿化石英砂岩；6—红土涧矿区铜矿化蚀变白云质灰岩，有少量植被；7—拉井ZK2附近的Ey红层；8—洋芋山附近T₃火山碎屑岩；9—茂盛植被覆盖区；10—吉祥附近J₂泥灰岩；11—茂盛植被覆盖区

TM4处均呈弱反射峰。图2中1号和2号曲线呈高亮度值特征，TM3呈反射峰，TM4呈吸收谷，该曲线样区对应地面岩类为泥岩、粉砂岩。图2中8号和7号曲线亮度值偏低，曲线平缓，这两条曲线样区对应地面岩类为火山碎屑岩和红色含盐地层。以上特征构成提取铜矿化蚀变信息的依据。

六、铜矿化蚀变遥感信息提取

遥感技术虽然具有获取信息宏观概括性强，且覆盖面积大和可定期重复观测等优点。但是，直接指示矿床或矿体产出的例子却非常罕见。这首先因为地质成矿过程是极其复杂的，其次由于当前遥感技术的空间和波谱分辨率还有限。以致遥感数据反映的矿产信息常常十分微弱，背景地质信息却非常强，因此提取矿产信息就成为遥感地质的首要任务和难题，而且试图建立一种数学公式（简单的或复杂的），通过计算机对遥感图像进行处理，达到提取矿化信息的目的，常常亦不能奏效。我们曾采用图像处理技术中常用的累试法，通过比值法、彩色座标系变换、非监督分类、六个波段或七个波段KL转换（即主分量分析）等^[4]试图突山TM数据中所包含的微弱矿化遥感信息，效果均不佳。最后较成功地利用四波段（TM1-TM4-TM5-TM7及TM1-TM3-TM4-TM5两种组合）主分量分析方法提取了铜矿化蚀变遥感信息。

6.1KL变换

主分量分析在图像处理技术中，即是通过KL变换来实现的。众所周知，通常几乎每一种多元分析法都要求对复杂的问题进行简化，即以牺牲一些信息为代价，来降低复杂集合的维数，或者说通过变换，舍弃一些次要参数，达到“从树木看森林”的目的^[3]。尽管在数学上，主分量分析的定义及运算是严格的，但TM数据KL转换结果反映的地质意义却是十分复杂的，排列在前面的主分量反映的是广泛分布的地层、岩性、构造、植被等地物信息，而序号大的主分量则反映某些宏观上较次要的信息。通过研究发现数个地区矿化蚀变信息常常包含在这些次要信息之中。因此本文采用的主分量分析方法不同于常规的以压缩维数来突出主要信息为目的的主分量分析；而是采取避开主要信息，利用微弱的次要分量信息的途径，并探究其特殊的地质含义的方法，因此不是采用“从树木看森林”的思路，而采用“从树叶变化看虫害”的思路。

表2KL变换特征值及特征向量

具体做法是对图像进行KL变换。各主分量与原波段像元亮度值的线性相关系数就是统计所得本征向量的各分量，各主分量的相对变异即是统计所得之本征值，对澜沧江兰坪地区两幅1024像元×1024像元四波段图像，TM1、TM4、TM5、TM7和TM1、TM3、TM4、TM5分别进行了 KL变换，以TM1、TM3、TM4、TM5数据的变换结果之地质意义更易阐明，虽然从最优组合角度来看，TM1、TM4、TM5、TM7组合所包含的信息量更大，但这一组合中没有TM3，而TM3对于压制植被影响有特殊意义。澜沧江兰坪地区TM1、TM3、TM4、TM5四个波段像元亮度值KL变换统计结果见表2，第一至第四主分量所含信息量分别为：87%、9.7%、2.8%和0.5%。

6.2异常图像成图

由于本次研究目的主要是研究在主分量分析结果中那些序号大，而信息量占次要地位的分量之地质意义，一般异常信息多包含在第四（KL P₄）、第三（KL P₃）分量中，它们与各TM波段像元亮度值的线性函数关系如式（2）：

张玉君地质勘查新方法研究论文集

故异常图像采用彩色合成方法形成，即采用KL P₄（R）、KL P₃（G）与TM3/TM4（B）进行彩色合成。彩版附图11（3）即是从澜沧江兰坪异常图像中截取出的兰坪幅子区图像。TM3/TM4（R34）比值的意义在于减少地形影响及压制植被干扰，彩色合成时将其赋予蓝色，对衬托地质总背景有利。KL P₄、KL P₃信息构成虽明确，但其地质意义却并不直观，根据各地类影像样区彩色合成的色彩理论计算，可以判断各类色调的地质意义，并进一步结合实地查证结果，对异常图像的各色调作出定性评价。

6.3典型地物样区彩色合成色调理论计算

按（2）式计算兰坪地区各典型地物样区TM1、TM3、TM4、TM5四个波段像元亮度值的KL P₄、KL P₃,KL P₂（见表3）。

根据表3列出的P₄（R）、P₃（G）、R34（B）的数据，可以大致估计各样区在彩色合成图像上应呈现的色调。再将以上样区在1:20万兰坪地区遥感色调异常图像（彩版附图11（3））上标出，正如预计的那样，其色调基本与表3中理论推测的色调吻合，因此可以判断该图上，红色、紫红色调可解译为铜矿化蚀变异常区；黄、绿色调主要属植被和泥灰岩分布区，其他各岩性呈现白、青、蓝色调（表3）。

表3各样区TM图像KL变换主分量值和TM3/TM4一览表

6.4红土涧子区的初步地质验证

从彩版附图11（3）图像上截取红土涧子区（128像素×128像素）并放大四倍，获1∶5万红土涧子区异常图像（彩版附图11（4））。经对比研究，云南814队填制的1∶5万地质简图（图3）中的Ⅲ、Ⅳ、V号浅色铜矿化层均落入彩版附图11（4）的深红色区，其中Ⅳ号浅色铜矿化层为本矿区主要矿层，长约1000m，平均厚2.34m，平均品位2.14%，最高达6.12%，地表可见孔雀石、蓝铜矿、黑铜矿、斑铜矿、辉铜矿等矿物，以浸染状、晕散状、薄膜状和细脉状产于浅色石英砂岩粒间及裂隙中，含矿层内矿化连续性较好。Ⅳ号浅色铜矿化层长度、厚度均大于Ⅲ号，但铜矿化差，品位低，仅为0.02%～0.04%，地表局部可见少量蓝铜矿、孔雀石等。V号铜矿化层处于层间破碎带中，长650m，宽40m左右，品位在2.08%～12.77%之间。深部主要铜矿物以辉铜矿为主，地表则以孔雀石、蓝铜矿、黑铜矿为主，矿体呈脉状、豆荚状、串珠状及似层状。

表4异常吻合率

图3云南省兰坪县拉井（红土涧）铜矿地质简圈

点划线方框为红土涧子区铜矿化、蚀变遥感色调异常图像（彩版附图11（4））对应位置（据814队资料）

1—古新统果郎组；2—始新统云龙组；3—上白垩统曼宽河组；4—下白垩统南新组；5—上侏罗统坝注路组；6—中侏罗统花开左组；7—背斜轴；8—正断层；9—逆断层；10—性质不明断层；11—铜矿层；12—浅色层（铜矿化）

Ⅰ号浅色铜矿化层部分与异常图像上的淡玫瑰色调区吻合，该矿化层品位较低，为0.27%～0.8%，且矿化不连续，地表断续可见孔雀石、蓝铜矿等铜矿物。

Ⅱ号浅色调矿化层及部分I号矿化层在彩版附图11（4）上无紫红色调异常显示，可能是受到山体阴影掩盖，尚待进一步研究。

此外，在彩版附图11（3）黄色方框内的东北角有一块三角形深玫瑰色调区，对应地质图为拉马山北（已超出图3范围）地区，814队追踪到含铜浅色层两层，共长2400m，厚4m～4.2m，品位为0.31%～1.71%，该矿化层在异常图像上也有玫瑰红色色调异常反映。

根据色调异常分布与铜矿化层面积对比统计，两者吻合率见表4。

从表4可知，红土涧矿区地质勘查结果与遥感色调异常的吻合率为89.3%。但对有异常而无矿化的问题未进行统计研究，显然异常范围是大于矿化范围的，此问题十分复杂，目前由于未能对异常逐一查证和研究，故两者吻合程度尚有待进一步探讨。但一般地说，对于预测不能像勘查那样要求，期待预测结果完全准确，正如任何一种物探信息的多解性一样。

综上所述，可以有依据地认为，利用主分量分析在澜沧江兰坪地区提取铜矿化蚀变遥感信息是可行的，有效性甚高。

七澜沧江兰坪异常图像的改进

在制作1024像素×1024像素澜沧江兰坪地区异常改进图像（彩版附图11（5））时，进行了双重KL变换，目的是为了进一步减少第一次KL变换P₃、P₄分量间的相关性，起到“提纯”异常的作用，取TM6的负值做为地质背景的衬托。即分别对TM1、TM3、TM4、TM5四个波段和TM1、TM4、TM5、TM7四个波段进行KL变换，然后分别从获得的主分量中选取P₃、P₄两个主分量再进行KL变换，各又获得两个主分量（PP₁、PP₂），从TM1、TM3、TM4、TM5双重KL变换获得的两个主分量中选取PP₂，从TM1、TM4、TM5、TM7双重 KL变换获得的两个主分量中选取PP₁，和TM6一起分别赋予R、B、G，进行假彩色合成，生成澜沧江地区兰坪异常图像（彩版附图11（5），其处理流程如下图：

图4澜沧江兰坪地区TM异常图像处理流程图

两种波段组合双重KL变换所得主分量本征值及本征向量见表2、表5、表6、表7。

表5TM1、TM3、TM4、TM5二次KL变换特征值

表6KL变换特征值及特征向量

表7TM1、TM4、TM5、TM7二次KL变换特征值

彩版附图11（5）上的红色调的地质意义在6.4和6.3节中已有详细讨论。它也是铜矿化蚀变遥感信息。彩版附图11（5）上黄色调是PP_：与TM6取负后的高值区的合成色调，也就是与低温区有关的色调，主要反映山的阴坡信息，由于6.4一节讨论山体阴坡铜矿化异常实例较少，故尚不能充分肯定黄色调也是铜矿化蚀变信息的显示。彩版附图11（5）上绿色背景（－TM6）色调衬托地质地形概貌，由于彩色合成将TM1、TM4、TM5、TM7 KL变换后的第三、四分量，再做二次KL变换，获得的第一主分量（PP₁），赋于蓝色，故判断彩版附图11（5）上蓝色调主要反映泥岩信息（根据6.4、6.3节阐述的原理）。

通过以上讨论，我们感兴趣的主要是异常图像上的红色调异常。这些红色调异常主要反映铜矿化蚀变信息，它们主要沿澜沧江横断裂延伸呈羽状集群展布。这些异常直观地显示了铜矿化蚀变区面积的大小，它与矿脉或矿层出露规模成正相关。彩版附图11（5）上还标出了一些地名代号，便于与地理、地质图对比。由于该图是压缩显示，零散的异常点也有所丢失，若以四幅拼接或放大扫描输出就更清晰了。除金满（彩版附图11（5）上代号11，下同）和红土涧（15）为已知矿床外，在象鼻村（3）、科登涧（4）、岩头（5）、温登（6）、下屋罗—新华（8）、萤娥（10）、计夺鸡（12）、元宝山—孝金窝（13）、羊村—白村（16）等地附近所显现的红色调异常，也可能预示有铜矿化存在。

地质研究对象无比复杂、变化无穷，矿化蚀变信息相对又十分微弱；试想用某一种或几种数学（图像处理技术）方法进行运算，从而得出充分的具普遍意义的解，是超越当前科技水平的。但是我们仍然可以针对某些特定的地区，简化问题，寻找出一组适当的图像处理技术（数学工具）将微弱的矿化蚀变信息相对纯净地提取出米。

本文得到本中心丁群同志的宝贵意见，云南遥感站张昕、814地质队李金星和刘基富等同志曾参与图片解译、计沦，特此致谢。

参考文献

[1]刘燕君等.东坪式金矿盲矿矿体的多元信息预测研究，国土资源遥感，1994,（1）:15～22

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[3]M.肯德尔等.多元分析.北京：科学出版社，1983

[4]Zhang Yu-Jun.Digital inaage processing of airborne radiometric and magnetic datafrom central Chaidamu Basin.UAS:Tulsa,An Overview of Exploration Geophysics in China.American Society of Exploration Geophysics,1989,517-535

[5]M.P.Ekstrom.Digital Image Processing Techniques.USA:Academic Press,Inc,1984

A STUDY FOR EXTRACTION OF THE Cu-MINERALIZA-TION ALTERATION INFORMATION IN LANCANGJIANG-LANPING REGION BY PRINCIPLE COMPONENT ANALYSIS OF REMOTE SENSING DATA

Li Chang guo,Zhang Yu jun

（MGMR,Centerfor Aero Geophysics ond Remote Sensing,Beijing,100083）

Abstract It was confirmed by sampling in site and on image, that there are anomalous characteristics of spectra（high reflection in NIR TM51.55μm-1.75um）in the Lancangjiang Lanping Region.It provides the scientific basis for the experimental research of image processing techniques for extraction of the TM RS information,related to the Cu-mineralization and alteration.The best results were got by the principle component analysis.The geologic nature of the anomalies was evaluated by comparison with the geological work in Hong tujian area and by the theoretical calculation of the image sampling.Becuse of the fact, that the image preprocessing（the geometric restoration, the brightness scaling, the multivariate statistics, the optimized choice of TM channels etc.）was accomplished for the whole region uniformly.So it is reasonable to consider, that the obtained processing technique is also applicable for the whole region.And this paper describes it withfull and accurate table（4）,formulas（2）, graphics（4）and colour images（5）.

Key words Principle component analysis,Lancangjiang Lanping region, Cu mineralization alteration Remote sensing information

原载《国土资源遥感》，1997,No.1。

❽ 专业的进~~~~统计学名词解释 *变异*的解释

用来比较多个母群平均数间差异显著性的一种统计分析方法.
用来分析多个群体中的计量型数据，以便比较变异的意义和分析其来源。
数理统计学及其应用领域
数理统计学是“数学的一个分支学科。研究怎样去有效地收集、整理和分析带有随机性的数据，以对所考察问题作出推断或预

测，直至为采取一定的决策和行动提供依据和建议。” 此一定义明确了数理统计学的研究对象与研究目的。

数理统计学是应用性很强的学科，它已被应用于各种专门领域（如物理、化学、工程、生物、经济、社会等），但只涉及其中有关带随机性的数据的分析问题，而不是以任何一种专门的知识领域为研究对象。但是，在应用数理统计方法分析带有随机性数据时，从统计模型的选择、实验方案的制定、统计方法的正确使用以至所得结论的恰当解释，都离不开所论问题的专门知识。

数理统计学内容庞杂，分支学科很多，难以作出一个周密而无懈可击的分类。这些分支学科大体可以划分为以下三类：

第一类分支学科包括抽样调查和试验设计，主要涉及与数据收集有关的理论和方法问题。

第二类分支学科主要涉及统计推断的原理与方法，包括：（1）与特定的统计推断形式有关的参数估计和假设检验，（2）与特定的统计观点有关的贝叶斯统计和统计决策理论，（3）与特定的理论模型或样本结构有关的非参数统计、多元统计分析、相关分析、回归分析、方差分析、序贯分析、时间序列分析和随机过程统计。

第三类分支学科是一些针对特殊的应用问题而发展起来的分支学科，如产品抽样检验、可靠性统计、统计质量管理等。这类分支学科都不涉及或很少涉及任何一种专门学科的知识，但一般需要考虑数据的收集和统计推断两方面的问题。例如，产品抽样检验的任务是制定从一批产品中作随机抽样的方案，并依据由此获得的样本去决定是否接受该批产品。这里，有抽样方案的统计问题，也有使用数据作统计假设检验的问题。

除以上三类分支学科之外，还有一类称之为边缘学科分支，如生物统计学、医学统计学、气象统计学、地质统计学、教育统计学、经济计量学、社会计量学、政治计量学、语言计量学、历史计量学等。这类分支学科所讨论的是统计方法在某一特定学科中的应用，涉及大量有关学科的专门知识，故不适宜当作数理统计学的分支。

从上面对数理统计学的分支学科的划分，我们大致可以看出数理统计学的应用领域与范围。数理统计方法在工农业生产、自然科学和技术科学以及社会经济领域中都有广泛的应用。数理统计方法的恰当应用依赖于所论问题的专门知识、经验，以至良好的组织工作，故从本质上来说，数理统计方法基本上是一种辅助性的工具。

1．在农业中的应用。数理统计方法在农业中应用的一个主要方面，是对田间试验进行适当的设计和统计分析。试验设计的基本思想和方法，就是从田间试验开始发展起来的。数理统计方法在农业中应用的另一领域就是数量遗传学。例如，在培育高产优质农产品的研究中，其数据分析就需要使用多种统计方法，如应用很复杂的回归和方差分量分析的方法来计算遗传力。

2．在工业中的应用。数理统计方法在工业中的应用，主要有二方面。一是应用正交设计、回归设计、回归分析、方差分析、多元统计分析等统计方法来解决以下一系列问题：试制新产品和改进老产品，改革工艺流程，使用代用原材料和寻找适当的配方，判定影响产品质量的重要因素、次要因素，决定一组最优的生产条件。二是应用统计质量管理的统计方法，通过种种形式的质量控制图、抽样检验、可靠性统计分析以解决下面一些与工业中大批量及连续生产有关的问题：工序控制，制定成批产品的抽样验收方案，对大批生产的元件的可靠性及包含大量各种元件的系统的可靠性。

3．在医、药学中的应用。医、药学是较早使用数理统计方法的领域之一。在医学研究中，为防治一种疾病，统计方法常被作为重要的研究工具，用来发现和验证导致这种疾病的种种因素。例如，应用统计方法证实肺癌与吸烟的关系。数理统计方法在医学中的应用，就形成了医学统计学、生存分析等边缘分支学科，也构成了理论流行病学。临床流行病学的主要内容。在药学研究中，通过临床试验，应用正交设计、交叉设计、回归分析、方差分析、列联表分析等统计方法，来确定一种药物对治疗某种疾病是否有效，用处多大，以及比较几种药物或治疗方案的效力。

4．在自然科学和技术科学中的应用。在基础理论研究中，一方面，一种学说或假说是否正确，或在多大程度上正确，要诉诸于大规模的实验验证，其中就有实验的设计和数据的统计分析问题；另一方面，统计分析也有助于发现某种规律性，并在寻求理论上的解释中可以形成新的理论。一个著名的例子就是孟德尔的遗传定律的发现。孟德尔在豌豆试验中发现了此一定律，以后由许多人通过进一步的试验，并用数理统计学的拟合优度检验法验证了该定律。在寻求该定律的理论解释的过程中，便诞生了“基因学说”。

在应用性研究中，由于对所研究现象的规律性认识不充分，人们不得不依靠对实验和观测数据进行统计分析（统计推断与统计预测），以提出解决问题的办法。例如，统计方法用于地震、气象和水文方面的预报，都有一定的效果；在地质勘探中，人们在一个地区的若干点（点的选择也有统计上的考虑）进行观察，对其结果用种种统计方法，如趋势面分析、对应分析等进行处理，以建立某种经验性质的规律，用以指导找矿。

数理统计方法在自然科学和技术科学中，已得到很广泛的应用，随之便产生了许多诸如统计物理学、计量化学、地质统计学、气象统计学、数量遗传学、生物统计学、水文统计学、技术计量学等边缘分支学科。一般而言，无论是自然科学还是技术科学，都离不开实验观察，都有处理数据的问题，因此也就有统计方法的用武之地。可以这样说，凡是有数据的地方，都是数理统计方法的应用去向。

5．在社会、经济领域中的应用。数理统计方法在社会、经济领域中，有着重要的应用。在西方发达国家，数理统计方法在这些领域中的应用，要比其在自然科学和技术领域中的应用更早且更广泛。例如，社会学中的抽样调查、列联表分析，人口学中的人口发展动态模型、随机过程统计，经济学中的经济计量模型等使对社会现象研究的定量化发展趋势日益彰显。在经济科学中，定量化的趋势要比其他人文社会科学部门更早且程度更深，如早在本世纪的二、三十年代，时间序列分析方法就已经用于市场预测，继之一门边缘分支学科——经济计量学便应运而生。值得注意的是，自1969年设立诺贝尔经济学奖以来，其得主三分之二以上的都是经济计量学家，曾担任过“经济计量学会”这一国际性学术团体的会长。

如教育统计学、人口统计学、经济计量学、社会计量学、政治计量学、语言计量学、历史计量学等边缘分支学科正是数理统计方法在社会、经济领域中的应用结晶。

6．在企业经营管理中的应用。

①市场研究。在市场经济的今天，开展市场研究尤其重要。市场研究是为某一特定的市场营销问题的决策而开发和提供其所需的信息的一种系统的、有目的的活动或过程。这里所说的信息，不仅是市场调查所得的数据资料，还包括市场研究人员对资料进行分析所得的结果（如结论、建议等）。市场研究的范围包括：产品研究、销售研究、市场与销售潜量的估计、价格研究、购买行为研究、竞争分析、广告及促销研究、销售成本和利润分析、营销环境研究。这些研究又可归结为四类：

（1）探测性研究，适用于需要研究的问题和范围不是很明确，无法确定调查内容，引起问题的原因不很清楚的情形。通常的做法：收集与分析第二手资料，集中专家或相关人员的意见，进行小规模的试点调查、定性研究、实例分析。

（2）描述性研究，回答事先计划好的问题，如“什么”、“何时”、“怎样”。通常的做法是：给出统计图；计算基本统计量（如相对指标、平均指标、变异指标等）；进行相关分析，确定市场营销中有关问题的相关因素、相关关系及关联程度。

（3）因果关系研究，用于寻找问题的原因，或确定变量之间有无因果关系。通常的做法是先确定分析对象及其影响因素，然后建立具有单方程或联立方程形式的经济计量模型，应用回归分析方法进行测定。

（4）预测性研究，用于对市场潜力、企业产品前景等进行预测，以此作为市场营销决策的依据。通常的方法包括：专家意见法，移动平均法，指数平滑法，Box－Jenk－ins法，经济计量模型法，投人产出模型法等。

在市场研究中，常用且有效的方法就是应用数理统计方法，比较基本的有列联表分析、相关分析、方差分析；比较高级的有多元统计分析中的聚类分析、判别分析、主成份分析、因子分析、多特性模型等。

聚类分析的目的在于辨别在某些特性上相似的事物，并按这些特性将样本划分成若干类（群），使在同一类内的事物具有高度的同质性，而不同类的事物则有高度的异质性。在市场研究中，聚类分析主要用于对消费者群进行市场细分，对产品进行分类，选择试验市场，确定分层抽样的层次，分析消费者的性格特征和行为形态等方面。

判别分析的原理是：依据样本的某些特性，以判别样本所属类型。与聚类分析不同的是，判别分析是在已知研究对象用某种方法分成若干类的情况下，建立判别函数，用以判定未知对象属于已知分类中的那一类。在市场研究中，判别分析主要用于对一个企业进行市场细分，以选择目标市场，有针对性地进行广告、促销等活动。

主成份分析是把多个指标化为少数几个综合指标的一种多元统计方法。它采用一种降维的方法，即通过适当的变换，找出几个综合因子来代表原来众多的变量，使这些综合因子能尽可能地反映原来变量的信息量，而且彼此之间互不相关。在市场研究中，主成份分析主要用于分析消费者的嗜好，以此对消费品进行分类。

因子分析是这样的一种多元统计技术：从众多变量中提取出少数共同“因子”，用最少的因素综合解释大量资料，简化变量间的关系，从而分析影响变量、支配变量的共同因素（又称公共因子）有几个，各因素的本质如何，以由表及里地探索事物之间的本质联系。在市场研究中，因子分析常用来分析消费者对各种消费品的态度，研究消费者选择消费品的因素，以对制定营销策略和拟定广告宣传主题提供参考依据。

多特性模型就是利用与产品有关的多种特性来选择产品的一种统计模型，是一种总合所有消费者意见的多元统计分析方法。

②经济活动分析。多元统计分析中的聚类分析、判别分析、主成份分析，因子分析等方法除了应用于市场研究之外，还可用于进行企业或部门的经济活动分析。例如应用聚类分析方法按经营状况对企业或部门进行分类；根据已有的关于企业经营状况的分类

及某一企业的一些经济效益指标，应用判别分析方法确定该企业的经营状况的类属；根据一些经济效益指标，应用主成份分析方法进行综合评价，确定企业的排名；根据反映企业经营状况的大量指标，应用因子分析方法确定影响经济效益的潜在因素。

经济活动分析本质上是事后分析，或称为影响因素分析，即在明确分析对象的影响因素的基础上，要确定各因素影响的显著性及影响程度，并从中找出主要的影响因素。此时，有统计软件包帮忙，经济计量学的经济计量模型就可以使经济活动分析变得容易得多了。

❾ 中大的生物统计学怎么样

❿ 钾盐勘查的综合方法技术

张玉君李昌国

（地矿部航空物探遥感中心，北京100083）

摘要中国由于钾肥的短缺，故而在近30多年中对于钾盐勘察的各种新方法研究，给予了巨大关注。这些新方法包括：伽马能谱测井、航空伽马能谱、遥感、重力等。本文简要总结我们在此领域所做研究工作的主要成绩。1963年提出并研究了伽马能谱测井方法和井中伽马能谱仪，80年代前该仪器经过了数次改型，伽马能谱测井仪器和方法在6个省得到成功使用。1995年开发了井中放射性能谱交互解释软件系统（HRSIS），该软件系统包括五组功能程序：预处理、定量解释、趋势分析、图形显示、综合解释。自1984年开始进行高灵敏度航空测量在中国西部勘察蒸发型钾盐矿产，通常测量4个参数：K、Th、U和磁场。为了对数据进行预处理、处理、稳谱及图像处理研制开发了航空多道伽马能处理软件包（AMGPSP）和航空物探数据图像处理软件包（AGIP-SP）。自80年代中期开始应用数字图像处理技术进行地球物理和遥感数据（MSS和TM）的综合解译，用以研究中国西部蒸发型含钾盐盆地。在1993年初开发了专门的重力场三维图像化软件包（3DIG），首先建立重力场的三维数据阵列，然后以各种形式进行显示，以揭示该重力场的内部特征。

关键词钾盐井中伽马能谱仪航空伽马能谱测量遥感重力场三维图像化

1伽马能谱测井方法

据统计世界钾盐总储量中50%是在钻孔中发现的。为了发现钾盐并区分含钍、铀泥质岩石对钾盐的干扰，在1963年研究了伽马能谱测井方法并研制了井中伽马能谱仪，80年代前该仪器经历了五次改型。

该方法的基础是自然放射性同位素⁴⁰K。⁴⁰K的同位素丰度为0.0119%，其伽马量子的辐射系数为11.6%，能量适中为1.46MeV，适合探测和能谱分析。

所研制的四道井中伽马能谱仪用圆柱状碘化钠晶体探测伽马射线谱。这四道是（图1）：PK道（⁴⁰K的1.46MeV峰的微分道，其能量阈为1.40～1.52MeV）；LI道（左积分道，其能量阈为≥1.30MeV）；RI道（右积分道，其能量阈为≥1.60MeV）；及TC道（总计数道，其能量阈为≥0.2MeV）。在制作井中伽马能谱仪过程中研究了下述技术要点：

1.1灵敏度

由于⁴⁰K的同位素丰度和伽马辐射系数都很低，必须提高井中伽马能谱仪的灵敏度，为此将Nal晶体的长度加大到100～150mm，其直径由于受钻孔内径的限制而不能超过50mm。

图1四道井中伽马能谱仪用圆柱状碘化钠晶体探测伽马射线谱

4道是：PK道（⁴⁰K的1.46MeV峰的微分道，其能量阈为1.40～1.52MeV）；LI道（左积分道，其能量阈为≥1.30MeV）；RI道（右积分道，其能量阈为≥1.60MeV）；及TC道（总计数值，其能量阈为≥0.2MeV）

1.2脉冲传输

为了保持仪器的分辨率，从光电倍增管输出的脉冲经前置放大器之后，必须在波形和幅度上无畸变地从井下仪器经3600多米长的电缆传至地面仪器。选用了电压—电流型传输方案。对137Cs的分辨率经3600m电缆传输之后保持了无长电缆的分辨率水平（10%）。

1.3稳定性

地壳的垂直温度梯度约为每33m升高1℃，因此在钻孔中3500m深处的环境温度可能高达100℃。为了使能谱仪达到可靠的稳定性，采取了以下三个措施：选用高温NaI晶体和光电倍增管；用供给光电倍增管高压源的正温度系数补偿光电倍增管增益的负温度系数；采用137Cs的自动稳谱线路以保持谱峰位置的稳定。

某一同位素的任一光电峰叠加在更高能量光电峰的康普顿延续线上。⁴⁰K光电峰下的本底正比于右积分RI（图1），这是对于K的剥谱法和主分量分析的理论基础。我们研究了利用主分量分析和剥谱法压制U、Th干扰以得到更纯的钾异常。方程组（1）展示了主分量分析的数学过程。其本征向量通过统计得到。

第30届国际地质大会论文集第20卷地球物理

式中：X为原变量；E为新变量，它们是原变量的线性函数；I为单位矩阵。

1995年研制成功井中放射性能谱解释软件系统（HRSIS），它由五组功能程序组成：预处理，定量解释，趋势分析，图形显示，及综合解释。第六组是HELPs（求助功能）。HRSIS系统在微机上用C语言写成。图2所示为青海省昆特依盆地位于沉积活动中心的一口钻孔测井结果的图像实例。在图2上KCl层表现为左积分（LI）高、峰顶微分（PK）高、总计数（TC）高、但右积分（RI）低，除了KCl层外还可以清晰地看到湖相沉积的三个阶段。

图2测井图像实例

此钻孔位于青海省昆特依盆地沉积活动中心

*最左边为原始伽马能谱测井曲线，经用本征向量调正了比例尺。

*中部为PK、LI及RI的合成三色图像。石盐层由于其放射性元素含量低而表现为暗色调，相反钾盐层或含杂卤石层为亮色调，泥质岩层由于含U、Th和K偏高也为亮色调。

*K趋势曲线及Th-U趋势曲线呈现出Th、U的递减及K的递增，反映出盆地演变的三个阶段：半咸水湖阶段；超咸水湖阶段；干盐湖与超咸水湖交替阶段。

*经主分量分析所获K曲线展现出在60m和130m深处的富含杂卤石层。

伽马能谱测井方法成功地在6个省（云南、湖北、四川、山东、新疆及青海）得到推广应用。厚度≥0.5m、KCl含量≥2%的含钾盐层在勐野井及其它矿区均可测出。石油部曾制定了“油盐兼探”的技术政策，在此政策的鼓舞下在江汉油田利用伽马能谱测并发现了一层厚0.8m的钾芒硝层，其KCl含量高达16.8%。在四川省发现一层厚度≥0.2m的杂卤石。在1991年云南省某新勘探区，第一口钻孔岩心全部丢失，唯有依靠伽马能谱测井才补救了钻孔资料，找到了数层含钾盐层，避免了重新打钻的经济损失。

2航空伽马能谱测量

自1984年起在中国西部开始进行以寻找蒸发型钾盐矿床为主的高灵敏度航空物探测量。通常记录四个参数：K、Th、U及磁场。可用多道（512道）或4道航空伽马能谱仪，所用方柱型碘化钠晶体的总体积可达50dm³，飞行高度约为90m，线距1～2km，测量比例尺1∶100000～1∶200000。

80年代曾开发了航空多道伽马能谱处理软件包（AMGPSP）及航空物探图像处理软件包（AGIPSP），皆用FORIRAN语言编写，使用这两个软件包可进行伽马能谱软件稳谱、预处理、处理以及航空物探数据的图像处理^[1,2]。中国西部寻找钾盐的地区植被稀疏、地形平坦，是开展航放的理想地区。数据动态范围通常如下：K——0～8%,Th——（0～40）×10^-6,U——（0～15）×10^-6。

数字图像处理技术十分有助于提取下述各方面的地质信息：岩性填图；直接找钾；钾盐矿产沉积的研究；提取构造形迹；以及在某些情况下还能判断油气异常^[3,4]。航空伽马能谱是少数几种可以直接探测某些元素的方法之一。

例如，做为航空伽马能谱测量结果的K、Th、U数据合成三元图像，实际上是一幅三元素区域地球化学图，与陆地卫星图像（TM或MSS）综合，K、Th、U三元素图像可借用监督或非监督分类方法达到岩性填图的目的。

含泥质岩石（砂岩、泥岩等）由于富含氧化钾，成为对直接找钾盐的主要干扰。通过分析K、Th双元素图像及其散布图发现，泥质岩石中K和Th含量之间存在一定线性相关性。为了直接确定KCl试用了一系列图像处理技术，如：主分量分析、彩色坐标系的转换、植被提取等。

据上述现象和试验成功地区分了KCl和第三纪砂岩中的氧化钾，这种砂岩富存于柴达木盆地测区的东北角。对此测区圈定了十处新KCl异常，其中一处经地面验证，固体KCl储量增加了3245000t。KCl卤水对于勘察据有特殊的重要性，将含K≥0.6%的地面水通过图像圈定为KCl卤水。

通过监督分类对原14种岩性分类的岩性图又增加了两类。不仅成功地区分了KCl与氧化钾，还成功地区分了KCl与含泥质KCl。

3遥感测量

7个波段的TM数据由于其更高的能谱和空间分辨率，对研究含钾蒸发盆地更为有用。

虽然为了提取地质信息总是希望使用尽可能多的波段，但是仍离不开一幅最佳显示的三元图像。最佳三元图像应包含信息量最多，而三个波段间相关性最低。利用组合相关因子Q做为最优化组合的量度和基础。

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式中：S_i为i波段的变异；R_i是相关系数。

最佳三元图像应具有最大的Q值。例如昆特依盆地TM数据中以1、4、7三波段组合为最佳。昆特依盆地是一个现代盐湖，对于勘察钾盐有一定重要性，它位于青海省柴达木盆地的西北方向。图3a是一幅黑白图像，它清晰地展示出昆特依盆地的总体地貌景观，它是一个长80km、宽30km的菱形封闭干盐湖，一条公路横穿而过，干盐湖的北部有阿尔金山、东、西和南部有两组背斜环绕，有的背斜含具工业价值的油田。

图3昆特依盆地景观

a—TM数据的1、4、7波段组成的合成图像清晰地展现出中国西部昆特依盆地的总地貌景观，它是一个长80km宽30km的菱形封闭干盐湖；b—通过1、4、5、6、7波段数据的KL转换，得到一幅宝贵的异常图像，在其上KCl表现为白色亮斑

为了建立固体钾盐的异常标志进行了图像采样，在图像上选了14个地质目标，统计了它们各自的TM七个波段的亮度值。图像采样结果示于图4。固体KCl（编号12和13）具有明显的可分辨的波谱特征，为解译提供了基础。

基于波谱分析，通过KL转换（主分量分析）及分段切割拉伸提取了固体钾盐异常（图3b），这两种方法的结果十分接近。除了探测KCl，还进行了构造形迹研究、盐矿特征分析、盐盆物质来源的揭示研究等。

图4图像采样结果

曲线为14个地质目标TM7个波段的亮度值。固体KCl（编号12和13）具有明显的可分辨波谱特征，提供了建立固体钾盐异常标志的基础

图53DIG软件包解释结果之实例

a—云南省勐腊重力场第20号局部负异常的似“CT”图像；b—第20号负异常沿长轴方向的10个断面，它们揭示出该异常的内部形态，具体描绘出岩层变形情况及其与盆地断裂的立体关系

图6云南省物探人员手工计算的第20号局部负异常的解释结果

a—半径为r₁、r₂、r₃、r₄、r₅的圆周上平均剩余重力差平面图；b—解释剖面；c—所获解释结果——石盐岩体；d—剖面之断面

图7勐腊重力场剖面

从北向南再经东南纵贯勐腊重力场全区的主切割剖面图像，并标有等值线。由于显示的限制将全剖面切成4段

4重力场三维图像化

盐层与周围介质的密度差通常均大于0.3g/cm³，而NaCl与KCl的密度差约为0.15g/cm³，所以重力勘探传统地用于盐类矿床勘察。

云南省物探人员经常用不同半径圆周上平均剩余重力之差来估价盐矿体的形状和大小（公式3）。

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式中：g_r1、g_r2为在半径为r₁、r₂的圆周上剩余重力场数据。n₁、n₂为半径为r₁、r₂圆周上供平均计算的点数。

原则上讲，此平均剩余重力差接近于重力一阶垂向导数。有数个利用此方法所解释的实例得到了钻探的验证。

我们工作的贡献在于对重力数据进行了三维图像化，以获得更好的可视性及更快的解释。在1993年用FORTRAN语言开发了一个专门用于重力场三维图像化的软件包（3DIG）。它利用上延、不同半径圆周平均剩余重力差分及其它方法建立重力场三维数据阵列，然后以不同形式加以显示。

利用此软件包对中国西南部含盐勐腊重力场进行了评价。该重力场动态范围为－3.5×10^-5～2.9×10^-5m/s²。有20个局部负异常。对每一个局部异常都进行了研究，其结果以断面组形式及似“CT”形式表示，可以揭示出剖面内部与周围介质的关系并具体描绘出岩层变形及其与盆地断裂的立体关系。图5为第20号局部负异常的此类图像的实例，对此异常还进行了手工计算，以进行对比。图6即为手工计算结果。图5及图6均揭示出第20号局部负异常的内部特征。图7展示出该重力场从北往南再到东南纵贯全区的主切割剖面，并标有等值线，由于显示的限制，全剖面切为4段。

利用钻探结果及断面数据通过相关分析（如最小二乘拟合）可以获得深度比例尺，一旦得到近似深度比例尺，此软件便可容易地算出钾盐或钠盐层的埋深、厚度及储量。

致谢感谢米双杰、李寿田、张明伦、陈云龙、李淑仪、陈显尧等同志参加了研制井中伽马能谱仪及方法研究。同样感谢云南省物探工作者在测量盐矿重力方面的努力。我们感谢朱月娥、史殿林和谢欣同志在软件开发方面的工作，以及徐东宸同志负责完成青海航空物探测量。同样感激高荣锦同志对于S600图像处理系统的支持。此外应感谢杨星虹和李毅同志对于本文文字和图件的排版打印。

参考文献

[1]Zhang Yu-Jun,Wang Nai-Dong and Zhang Zhi-Min.A software package for processing of data of airborne gamma-ray multichannel spectrometer.Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration,1989,11:11～21.

[2]Zhang Yu-Jun.The study of image restoration techniques for aerial radiometric data.Chinese Journal of Geophysics,1990,33:405～412.

[3]Zhang Yu-Jun.A study of aero-magnetic and radiometric anomalies in some oil-gas field by image processing techniques.Chinese Journal of Geophysics,1994,37:505～515.

[4]Zhang Yu-Jun.Digital image processing of airborne radiometric and magnetic data from central Chai DaMu Basin.In:An Overview of Exploration Geophysics in China.Tulsa,American Society of Exploration Geophysicists.1989,517～535．

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