В настоящее время в Институте Карпинского проводятся опытно-методические исследования по выявлению и локализации участков гидротермально-метасоматических пород с целью прогнозирования потенциально перспективных площадей на поиски твердых полезных ископаемых.
Работы основаны на применении спектрального анализа данных гиперспектральной аэросъёмки с использованием библиотеки спектров горных пород и минералов, созданной с применением полевого спектрорадиометра.
Для проведения исследований в Институте применяется программно-аппаратный комплекс, включающий:
авиационный гиперспектрометр, позволяющий получать аэроснимки в 625 каналах в спектральных диапазонах - видимом, ближнем и среднем инфракрасном (380 – 2500 нм) и, спектральное разрешение составляет - видимый и ближний инфракрасный диапазоны VNIR 3,5 нм, и средний инфракрасный диапазон SWIR – 13 нм, с пространственным разрешением – 1 м.
полевой полнодиапазонный портативный спектрорадиометр PSR+ (спектральный диапазон 350 - 2500 нм, спектральное разрешение 0,3 – 0,8 нм, 1024 канала), для создания библиотеки спектров минералов и горных пород.
Исследования выполнялись на Попигайской площади, в пределах листов R-49-IX, X, с проведением Норильским филиалом Института Карпинского гиперспектральной аэросъемки.
Технологическая цепочка включает ряд последовательных работ: проведение площадной аэросъемки аэрогиперспектрометром; предварительная обработка материалов аэросъемки; создание гиперспектральной дистанционной основы (ГДО) по материалам аэросъемки на площадь работ; полевое спектрометрирование горных пород с использованием спектрорадиометра PSR+; создание библиотеки спектров пород; отбор образцов горных пород для создания шлифов; анализ шлифов для уточнения минералогического состава пород; спектральный анализ ГДО с использованием библиотеки спектров для выявления гидротермально-метасоматических пород; создание схемы пространственного распространения гидротермально-метасоматических пород как индикаторов полезных ископаемых; анализ схемы с привлечением геологических, геохимических, минералогических и геофизических данных, для выявления (локализации) потенциально перспективных площадей на твердые полезные ископаемые.
Геологическое строение Попигайской площади характеризуется глубоко метаморфизованными образованиями архейского возраста (верхнеанабарская и хапчанская серии) – различного петрографического состава гнейсами, кристаллическими сланцами, гранитогнейсами, испытавшими ультраметаморфические преобразования от умеренных до интенсивных (мигматизация, гранитизация). На севере участка они перекрыты терригенными породами мукунской свиты протерозоя. В породах также проявлены процессы катаклаза, милонитизации, бластокатаклаза и бластомилонитизации. К этим зонам приурочены кварц-хлорит- полевошпатовые метасоматиты с сульфидами, с которыми связаны повышенные концентрации золота (и ряда других элементов). Локально распространены рыхлые четвертичные отложения.
Наиболее эффективными для извлечения информации содержащейся в гиперспектральных изображениях являются специально разработанные алгоритмы и методы, которые предполагают сравнение спектра пиксела изображения с эталонным спектром минерала. Лучшие результаты достигаются за счет многоступенчатой схемы обработки информации, с каскадным использованием различных алгоритмов.
Разрабатывались алгоритмы, направленные на решение следующих задач: выделение минералов-индикаторов и их отображение в виде фигуративных точек и ореолов; выделение спектрометрических ореолов по комплексу минералов как поисковых признаков для выявления полезных ископаемых; обнаружение гидротермально-метасоматических пород по спектрам, полученным в результате спектрометрирования образцов пород, отобранных в пределах рудных полей и/или месторождений; выделение конкретной ассоциации минералов-индикаторов на определенный тип полезных ископаемых; выявление гидротермально-метасоматических пород по минеральным ассоциациям.
В качестве минералов-индикаторов выбраны сульфиды (пирит, пирротин), окислы и гидроокислы железа (лимонит, магнетит) и ассоциация нерудных минералов метасоматитов (кварц, хлорит, щелочные полевые шпаты). Ассоциации нерудных минералов соответствуют высокотемпературным кварц-микроклиновым и более низкотемпературным альбит-хлоритовым метасоматитам (и те, и другие с сульфидами и повышенным содержанием золота). По результатам спектрального анализа гиперспектральных данных составлена схема ореолов распространения этих минералов (в градации min-max), которая приведена на рисунке.
Специализированная компьютерная обработка изображения позволила получить ореолы вероятного распространения высоко- и низкотемпературных метасоматитов (в градации min-max), которые развиты среди катаклазированных архейско-протерозойских в той или иной степени мигматизированных породах, гранитогнейсах, нижнепротерозойских диафторитах (салтан-билляхскаий к-с), а также в архейских и раннепротерозойских гранитах Ореолы метасоматических преобразований пород отмечаются в средней части и на востоке участка.
Для повышения достоверности прогнозной интерпретации результатов спектрального анализа гиперспектральной дистанционной основы, представленных в виде схем распространения минералов, индикаторных пород и спектрометрических аномалий, целесообразно привлекать геохимические и геофизические данные, которые представлены широким спектром специализированных карт.
Экспериментальные работы продемонстрировали возможность использования аэрогиперспектральных данных, дальнейшей специализированной обработки и анализа получаемых данных, для выявления зон и ореолов околорудных гидротермально-метасоматических преобразований пород (пропилитизации, березитизации, окварцевания, сульфидизации и проч.).
Эффективность внедрения в практику прогнозно-поисковых работ технологий спектрального анализа гиперспектральной дистанционной основы, созданным по гиперспектральным аэроснимкам, достигается за счет повышения детальности и точности при выявлении минералов-индикаторов и их ассоциаций, а также высокого пространственного (1 м) и спектрального (10 нм) разрешения.
