CN112666096B - 一种砂岩型铀矿土壤找矿信息高光谱提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铀矿勘查技术，具体涉及一种砂岩型铀矿土壤找矿信息高光谱提取方法，矿区土壤样品采集及光谱反射率测量，土壤铀矿指示元素活动态含量测定，元素活动态含量高光谱反演确定元素活动态含量，砂岩型铀矿土壤成矿信息提取。本方法改善了元素全量高光谱反演造成的成矿信息微弱的不足，能够提升高光谱技术提取土壤找矿信息的精度。发挥了高光谱方法操作简便、时效性强等优势，改进了传统地球化学勘查方法工期长、操作繁琐等不足。
Description
技术领域
本发明属于铀矿勘查技术，具体涉及一种砂岩型铀矿土壤找矿信息高光谱提取方法。
背景技术
砂岩型铀矿属于隐伏型铀矿床，矿体上方被较厚的第四系所覆盖，矿体埋深通常超过500米，传统勘探方法多是采用地表的物化探方法，例如伽玛能谱测量、氡气测量、土壤元素测量等。高光谱技术在找矿领域应用较多的是矿物识别、蚀变信息提取等方面，而对于砂岩型铀矿，地表基本被第四系所覆盖，几乎无法提取蚀变矿物信息，因此高光谱技术在砂岩型铀矿找矿中的应用受到了限制。
为了在砂岩型铀矿勘查中充分发挥高光谱技术时效性强、无破坏等优势，需要建立一种方法，其能够提升高光谱技术提取土壤找矿信息的精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种砂岩型铀矿土壤找矿信息高光谱提取方法，能够提升高光谱技术提取土壤找矿信息的精度。
本发明的技术方案如下：
本发明的显著效果如下：在砂岩型铀矿勘查中，利用高光谱技术进行成矿指示元素活动态含量的反演，改善了元素全量高光谱反演造成的成矿信息微弱的不足，具有明显的进步性。本发明提取的元素活动态含量是元素水溶态、粘土吸附态和碳酸盐结合态含量的总和，通过多个砂岩型铀矿区的研究，该部分活动态组分的迁移能力较强，对深部砂岩型铀成矿信息具有较好的指示作用，而元素全量除了深部迁移的部分之外，更多的是地表原生组分。因此本发明提取的信息对找矿工作更具有指示意义。
基于砂岩型铀矿的成矿特征，将高光谱技术与地球化学勘查方法进行有机结合，发挥了高光谱方法操作简便、时效性强等优势，改进了传统地球化学勘查方法工期长、操作繁琐等不足。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步说明。
步骤一：矿区土壤样品采集及光谱测量
在砂岩型铀矿调查区内采集土壤样品，采集密度控制在3-4点/Km2，需要保证采样点覆盖到调查区内所有的土壤类型。在采样点利用ASD地物光谱仪同步测量土壤光谱反射率。根据调查比例尺要求，在采样点之外按照一定网度进行土壤光谱反射率测量。
本实施例中，新疆某砂岩型铀矿区内采集土壤样品，采集密度为4点/Km2，保证采样点覆盖到调查区内所有的土壤类型。在采样点利用ASD地物光谱仪同步测量土壤光谱反射率。根据1:5万调查比例尺要求，在采样点之外按照点距300米的正方形网格进行土壤光谱反射率测量。
步骤二：土壤铀矿指示元素活动态含量测定
该步骤提取的元素活动态含量包括元素水溶态、粘土吸附态和碳酸盐结合态含量的总和。将土壤样品筛至200目粒度后选取2g作为待测样本。提取试剂为柠檬酸胺、盐酸羟胺、乙酸铵、氟化铵的混合溶液，其中柠檬酸胺、盐酸羟胺的浓度为0.2mol/L，乙酸铵、氟化铵的浓度为0.1mol/L。溶液总体积为100ml。
土壤样本加入溶液后用离心机以5000rpm的速度进行分离，时间为2小时，分离完成后用滤纸对溶液进行过滤，采用ICP-MS等离子体质谱仪对过滤后的上清液进行元素分析。
测试元素种类包括U、Mo、V、Be四种。
步骤三：元素活动态含量高光谱反演
将步骤二测试得到的四种元素的活动态含量作为因变量，将步骤一中得到的土壤样品光谱反射率作为自变量，利用支持向量机(SVM)法建立反演模型，然后将步骤一中采样点之外测量的土壤光谱反射率加入模型中，计算得到对应点位的元素活动态含量。
本实施例中，核函数类型选择高斯核函数，2/3样本进行建模，1/3样本进行模型验证。模型通过验证后，将步骤一中采样点之外测量的土壤光谱反射率加入模型中，计算得到对应点位的元素活动态含量。
步骤四：砂岩型铀矿土壤成矿信息提取
将步骤三得到的元素活动态含量进行归一化处理后进行插值，获得U、Mo、V、Be四种元素的栅格等值图，并按不同的权重系数进行栅格叠加后获得综合等值图，其中U元素权重为0.5，Mo元素权重为0.3，V和Be元素的权重均为0.1。将叠加后的综合等值图由栅格转换为矢量格式，含量分级方案采用累频分级，共分10级，每级间隔为10％的累频。将累频≥70％并呈封闭形态的异常区划为成矿远景区。
Claims (7)
1.一种砂岩型铀矿土壤找矿信息高光谱提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、矿区土壤样品采集及光谱反射率测量；
步骤二、土壤铀矿指示元素活动态含量测定；
元素活动态含量包括元素水溶态、粘土吸附态和碳酸盐结合态；
并对元素的所有活动态含量求和；
测试元素种类包括U、Mo、V、Be四种；
提取试剂为柠檬酸胺、盐酸羟胺、乙酸铵、氟化铵的混合溶液；
步骤三、元素活动态含量高光谱反演确定元素活动态含量；
步骤四、砂岩型铀矿土壤成矿信息提取；
确定U、Mo、V、Be四种元素的栅格等值图；并按不同的权重系数进行栅格叠加后获得综合等值图；采用累频分级，异常区划为成矿远景区；
所述的步骤三中，将四种元素的活动态含量作为因变量，土壤样品光谱反射率作为自变量，利用支持向量机(SVM)法建立反演模型，将步骤一中采样点之外测量的土壤光谱反射率加入模型中，计算得到对应点位的元素活动态含量。
2.如权利要求1所述的一种砂岩型铀矿土壤找矿信息高光谱提取方法，其特征在于：所述的步骤一中样品采集密度控制在3-4点/Km2，根据1:5万调查比例尺要求，在采样点之外按照点距300米的正方形网格进行土壤光谱反射率测量。
3.如权利要求2所述的一种砂岩型铀矿土壤找矿信息高光谱提取方法，其特征在于：所述的步骤二中，将土壤样品筛至200目粒度后选取2g作为待测样本。
4.如权利要求3所述的一种砂岩型铀矿土壤找矿信息高光谱提取方法，其特征在于：所述的步骤二中，提取试剂中柠檬酸胺、盐酸羟胺的浓度均为0.2mol/L，乙酸铵、氟化铵的浓度均为0.1mol/L。
5.如权利要求3所述的一种砂岩型铀矿土壤找矿信息高光谱提取方法，其特征在于：所述的步骤二中，土壤样本加入溶液后离心分离，时间为2小时，分离完成后用滤纸对溶液进行过滤。
6.如权利要求1所述的一种砂岩型铀矿土壤找矿信息高光谱提取方法，其特征在于：核函数类型选择高斯核函数，2/3样本进行建模，1/3样本进行模型验证。
7.如权利要求1所述的一种砂岩型铀矿土壤找矿信息高光谱提取方法，其特征在于：所述的步骤四中，U元素权重为0.5，Mo元素权重为0.3，V和Be元素的权重均为0.1；将叠加后的综合等值图由栅格转换为矢量格式，含量分级方案采用累频分级，共分10级，每级间隔为10％的累频；将累频≥70％并呈封闭形态的异常区划为成矿远景区。
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