王俊虎，張杰林，劉德長

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，遙感信息與圖像分析技術(shù)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029）

熱紅外遙感技術(shù)在鈾礦勘查中的應(yīng)用潛力探討

王俊虎，張杰林，劉德長

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，遙感信息與圖像分析技術(shù)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029）

隨著新型熱紅外傳感器的相繼問世及熱輻射相關(guān)理論的不斷發(fā)展，熱紅外遙感在資源勘查尤其是鈾礦勘查領(lǐng)域呈現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。從地表溫度、熱慣量和熱紅外光譜3個(gè)方面對熱紅外遙感在資源勘查應(yīng)用中的理論依據(jù)、研究現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，對其在鈾礦勘查應(yīng)用中的研究目標(biāo)、研究內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)論述，并以ASTER熱紅外波段為數(shù)據(jù)源在華南某花崗巖鈾礦區(qū)進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用，取得了良好的效果。實(shí)踐表明，熱紅外遙感技術(shù)在鈾礦勘查領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景和獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值，必將在鈾礦找礦工作中發(fā)揮重要的指導(dǎo)作用。

熱紅外遙感；地表溫度；熱慣量；熱紅外光譜；鈾礦勘查

2010 年是我國核電發(fā)展新的上升期，其裝機(jī)量將達(dá)到2008年的4倍，隨著我國核電站的迅速發(fā)展，鈾資源供給的缺口將越來越大，再加上境外對我國鈾礦石出口的諸多限制，這就對我國立足國內(nèi)的鈾礦找礦工作提出了更高的要求［1］。為了提高鈾資源對核電可持續(xù)發(fā)展的保障能力，不斷提高鈾資源勘查的應(yīng)用水平，進(jìn)一步挖掘鈾礦地質(zhì)遙感的應(yīng)用潛力，探索熱紅外遙感在鈾礦勘查領(lǐng)域的應(yīng)用將成為遙感新技術(shù)應(yīng)用的研究熱點(diǎn)。

熱紅外遙感技術(shù)在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用已有數(shù)十年的歷史。早期的熱紅外遙感影像均是寬譜帶的單波段影像，如TM6等，由于影像空間分辨率較低，較多應(yīng)用于大區(qū)域的地?zé)豳Y源調(diào)查、水文地質(zhì)調(diào)查和火山與地震預(yù)報(bào)等方面［2］。而在巖性識(shí)別與找礦領(lǐng)域，理論上依據(jù)巖石自身熱慣量及發(fā)射率的不同，具有進(jìn)行巖性或熱量散出礦種（如煤礦和鈾礦）識(shí)別的可能性，但由于熱紅外傳感器成像光譜精度不高，以及遙感估算熱慣量算法實(shí)用性較差，造成其應(yīng)用程度大大降低，在地礦領(lǐng)域的應(yīng)用效果也不理想。20世紀(jì)80年代初，美國國家宇航局成功研制了熱紅外多光譜掃描儀（TIMS）。90年代末，美國NASA成功發(fā)射了Terra衛(wèi)星，星上裝載的ASTER熱紅外傳感器涵蓋了8～12 μm的5個(gè)熱紅外波段。近年來，隨著高光譜成像光譜技術(shù)的發(fā)展，加拿大研制的TASI航空熱紅外成像光譜測量系統(tǒng)，在8～12 μm的光譜范圍內(nèi)波段數(shù)可達(dá)32個(gè)，從而開創(chuàng)了熱紅外多-高光譜遙感地質(zhì)應(yīng)用的新時(shí)代。目前，常用的熱紅外傳感器又增加了AVHRR、MODIS、 TM6、 MASTER、 SEBASS、 ASTER和TASI等種類，而且隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，熱紅外波段的空間和波譜分辨率不斷提高，必將受到地學(xué)專家的青睞。

基于上述背景，筆者針對核工業(yè)北京地質(zhì)研究院國家級(jí)遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室剛引進(jìn)的TASI航空熱紅外成像光譜測量系統(tǒng)，可分別就熱紅外溫度、熱慣量和熱紅外光譜在地質(zhì)應(yīng)用領(lǐng)域，特別是鈾礦勘查中的應(yīng)用潛力進(jìn)行預(yù)先研究，并以華南某花崗巖鈾礦田為試驗(yàn)樣區(qū)，對熱紅外光譜進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果。這表明熱紅外遙感技術(shù)在鈾礦勘查領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用潛力，它必將為鈾礦找礦工作提供新的技術(shù)支持。

1 熱紅外溫度地質(zhì)應(yīng)用

1.1 理論依據(jù)

地球是一個(gè)熱的球體，由地表向深處逐漸增溫，研究表明，不同地質(zhì)構(gòu)造單元具有不同的熱流值，隨著構(gòu)造單元的年齡由老至新，構(gòu)造活動(dòng)由弱至強(qiáng)，熱流值有依次增高的趨勢（Lee，1970）。一般說來，古老而穩(wěn)定的地盾或地臺(tái)區(qū)具有較低而均一的熱流值，而年輕的造山區(qū)和裂谷帶則具有較高而分散的熱流值，深大斷裂作為深部熱源的上升通道，斷裂活動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦熱，張開的斷裂帶沿線勢必在地表形成一定熱異常［3］。因此，大地?zé)崃髦岛蛶r石的生熱率與地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)的相關(guān)性，奠定了據(jù)地溫異常判釋地質(zhì)構(gòu)造的基礎(chǔ)。另外，按地球理論熱模型估計(jì)，來自地球內(nèi)部的熱流有4/5是由放射性熱所提供的［4］，因此，巖石中放射性元素的衰變熱也是地殼內(nèi)熱的一個(gè)重要來源，是地表熱流的一個(gè)重要組成部分，而鈾（釷）礦化使得鈾、釷等放射性元素大量富集，更加對當(dāng)?shù)氐拇蟮責(zé)崃鳟a(chǎn)生明顯的影響，這就為鈾礦床周圍有明顯的熱異常提供了依據(jù)。

熱液型鈾礦床是特定地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境中古水熱系統(tǒng)活動(dòng)的產(chǎn)物，它們的形成不僅需要豐富鈾源和遷移富集的介質(zhì) （水源），而且還應(yīng)具有良好的熱源條件。但在過去的研究中，熱源條件往往被忽略。20世紀(jì)80年代中后期，李學(xué)禮提出 “鈾、水、熱”三源結(jié)合研究鈾礦成因的思路，大地?zé)崃魇欠从车厍騼?nèi)部熱狀態(tài)的一個(gè)重要的地球物理參數(shù)，大地?zé)崃髋c鈾礦的關(guān)系則是應(yīng)當(dāng)解決的基礎(chǔ)課題之一［5］，熱液鈾礦床不僅在形成時(shí)與地?zé)岙惓Ｓ嘘P(guān)，而且在形成后還會(huì)對其附近的大地?zé)崃鳟a(chǎn)生一定的影響，即在地表勢必造成一定程度的熱異常。這就為地表熱異常值高的溫泉等地?zé)狳c(diǎn)與鈾礦在空間上分布的一致性提供了理論基礎(chǔ)。

熱紅外遙感是獲取地表熱狀況信息的一種非常重要的手段，分析熱紅外遙感反演出的地表溫度可以解譯區(qū)域基底隆起、凹陷、斷裂和火山等區(qū)域構(gòu)造特征［6］。用熱紅外遙感探測地?zé)豳Y源則能克服傳統(tǒng)物探方法的周期長、投資大、盲目勘探和投資風(fēng)險(xiǎn)過大等缺點(diǎn)，有利于地?zé)豳Y源的可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)過遙感地質(zhì)學(xué)家多年的研究實(shí)踐得出，熱紅外遙感解譯的地質(zhì)構(gòu)造單元?jiǎng)澐峙c傳統(tǒng)地質(zhì)方法劃分的構(gòu)造單元往往是吻合的，在地?zé)峒八植嫉奶綔y中優(yōu)勢也是突出的。隨著熱紅外遙感技術(shù)的發(fā)展，將在尋找地?zé)豳Y源、熱源散出型礦產(chǎn)（如鈾礦）中發(fā)揮更大的作用。

1.2 國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀及存在問題

國外地表溫度反演算法的研究是從20世紀(jì)80年代開始的。按照使用的熱紅外通道，反演算法可以分為：單窗算法、劈窗算法和多波段算法。比較經(jīng)典的單窗算法是覃志豪等針對只有一個(gè)熱紅外波段的TM/ETM數(shù)據(jù)提出來的地表溫度反演方法［7］，Sobrino等也提出了一種普適性單通道算法［8］。相對而言，劈窗算法比較成熟，到目前為止，已經(jīng)提出了至少有18種劈窗算法。在應(yīng)用實(shí)踐方面，M.F.Coolbaugh等利用ASTER熱紅外數(shù)據(jù)對美國內(nèi)華達(dá)州布雷迪斯地區(qū)的溫泉進(jìn)行了地?zé)岙惓Ｌ綔y，并預(yù)測了該區(qū)的地?zé)徇h(yuǎn)景區(qū)［9］。Melanie J.Hellman等人利用ASTER熱紅外數(shù)據(jù)對黃石公園的溫泉及其沉積物進(jìn)行了探測，這為地球和火星上已經(jīng)滅絕了的地?zé)岬V化沉積物的研究提供了途徑。

我國在熱紅外溫度定量反演上的研究比較多，李小文對熱紅外的遙感機(jī)理作了比較深入的研究［10］，討論了地表非同溫像元的發(fā)射率的定義問題及對分離真實(shí)溫度和發(fā)射率的影響，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了先驗(yàn)知識(shí)在反演中的作用。毛克彪等針對地觀測衛(wèi)星（TERRA）多傳感器的特點(diǎn)提出了適合于MODIS和ASTER數(shù)據(jù)的地表溫度的反演方法［11］。在應(yīng)用實(shí)踐方面，傅碧宏等利用NOAA-11的熱紅外通道數(shù)據(jù)計(jì)算了地面的溫度場，依據(jù)各構(gòu)造層的地?zé)崽卣鹘庾g鄂爾多斯高原第四系覆蓋下的隱伏地質(zhì)構(gòu)造［12］；戴文晗等（2004）從西安地區(qū)多波段和熱紅外波段遙感圖像上提取了隱伏構(gòu)造及熱異常信息，結(jié)合地質(zhì)解譯，為該區(qū)活動(dòng)構(gòu)造的分析和地?zé)岬目辈煅芯刻峁┝艘罁?jù)［13］。

雖然熱紅外遙感技術(shù)的發(fā)展為快速獲取區(qū)域地表溫度空間差異信息提供了新的途徑，但熱紅外地表溫度的反演受大氣影響非常大。從美國國家航空和航天管理局（NASA）提供的溫度產(chǎn)品分析可知，大部分溫度產(chǎn)品60%以上的地區(qū)受云的影響，這對實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)生了很大的影響。目前，熱紅外應(yīng)用研究在運(yùn)用Modtran 4等大氣糾正模型進(jìn)行大氣校正時(shí)，多以標(biāo)準(zhǔn)大氣剖面為基礎(chǔ)，依據(jù)研究區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整，或者是通過與遙感平臺(tái)上遙感器的同步觀測試驗(yàn)來獲得各種同步的大氣探測資料和地面輻射值。即使如此，在通常情況下，熱紅外數(shù)據(jù)的大氣糾正都無法真正得以實(shí)現(xiàn)，都只是盡可能地逼近現(xiàn)實(shí)。因此，最大限度地消除大氣影響是近年來獲取較高溫度反演精度一直研究的問題。

在鈾礦領(lǐng)域，李學(xué)禮［14］于1982年對江西省溫泉的成生分布規(guī)律與鈾礦化富集的成生分布做了詳細(xì)研究，指出地表具有熱異常信息的溫泉等地?zé)豳Y源與鈾礦的產(chǎn)出有著緊密關(guān)系，但當(dāng)時(shí)由于技術(shù)的限制，地表的地溫異常只能靠人工實(shí)地探測，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且容易造成地?zé)岙惓｜c(diǎn)的疏漏，不能從宏觀上對地表的地?zé)岙惓｜c(diǎn)與鈾成礦要素的熱異常信息進(jìn)行綜合分析。近年來，許多學(xué)者利用熱紅外影像的輻射亮度值對控礦構(gòu)造的熱異常進(jìn)行解譯分析取得了一定的效果，如黃賢芳等［15］利用ETM熱紅外影像解譯出了鄂爾多斯盆地西南部隴縣地區(qū)隆起和坳陷構(gòu)造格局。但上述研究沒有考慮到地物發(fā)射率對熱紅外影像光譜輻射亮度的影響，而在某些特定條件下，這一因素的影響十分明顯。因此，如果直接利用熱紅外影像的輻射亮度值進(jìn)行熱異常解譯很可能會(huì)漏掉某些重要的異常信息，而某些直觀反映出的熱異常信息也可能是偽信息。

因此，筆者開展地表溫度熱紅外遙感定量反演及其在鈾礦找礦應(yīng)用中的研究顯得愈加重要。

1.3 熱紅外溫度應(yīng)用于鈾礦勘查中的研究目標(biāo)

（1）基于最新的TASI高空間、高光譜熱紅外數(shù)據(jù)，選取典型鈾成礦區(qū)為研究區(qū)，開展熱紅外輻射定標(biāo)、大氣校正和地表溫度定量反演研究；

（2）采用密度分割、彩色增強(qiáng)和影像分類等技術(shù)對研究區(qū)的鈾成礦要素進(jìn)行熱異常信息的提取及分析；

（3）結(jié)合野外實(shí)際及已知鈾礦（溫泉）點(diǎn)的成礦（泉）點(diǎn)位、成礦（泉）機(jī)理，研究上述熱異常信息的分布規(guī)律，探討其與鈾礦化富集的關(guān)系，為優(yōu)選找礦靶區(qū)提供依據(jù)。

1.4 熱紅外溫度應(yīng)用于鈾礦勘查中的研究內(nèi)容

（1）熱紅外數(shù)據(jù)的獲取及預(yù)處理

獲取研究區(qū)的晝夜熱紅外數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行輻射校正、幾何校正和鑲嵌處理，利用定標(biāo)參數(shù)進(jìn)行輻射定標(biāo)，為下一步溫度反演奠定良好基礎(chǔ)。

（2）熱紅外數(shù)據(jù)大氣校正

收集熱紅外傳感器成像時(shí)研究區(qū)的大氣參數(shù)，代入Modtran 4大氣糾正模型模擬大氣透過率及大氣程輻射，代入大氣輻射傳輸方程進(jìn)行計(jì)算，獲取近真實(shí)的地面輻射影像。

（3）熱紅外數(shù)據(jù)地表溫度反演

針對不同熱紅外數(shù)據(jù)的波譜特點(diǎn)，開展像元平均溫度的遙感定量反演研究，優(yōu)選反演精度較高的算法并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行算法改進(jìn)，獲取滿足研究區(qū)實(shí)際應(yīng)用的溫度影像數(shù)據(jù)。

（4）地表溫度影像增強(qiáng)及熱異常信息提取分析技術(shù)

對溫度影像進(jìn)行密度分割、彩色增強(qiáng)，并對像元溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督分類，劃分新（老）斷裂構(gòu)造、各構(gòu)造層、成礦巖體、溫泉和鈾礦區(qū)等鈾成礦要素的溫度異常級(jí)次，初步提取研究區(qū)內(nèi)鈾成礦要素的熱異常信息，并對其所反映的地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行野外驗(yàn)證。

（5）多源地學(xué)數(shù)據(jù)集成分析及地溫?zé)岙惓Ｐ畔⒌拟櫟V找礦應(yīng)用

結(jié)合地質(zhì)、物化探和水文等地學(xué)數(shù)據(jù)，分析控巖、控盆、控泉和控礦構(gòu)造的熱異常特征，綜合已知鈾礦（溫泉）點(diǎn)的成礦（泉）點(diǎn)位、成礦（泉）機(jī)理，研究熱異常信息的分布規(guī)律，探討其與鈾礦化富集的關(guān)系，為優(yōu)選找礦靶區(qū)提供依據(jù)。

2 熱慣量地質(zhì)應(yīng)用

2.1 理論依據(jù)

巖石中出現(xiàn)的熱輻射差異的機(jī)理之一是物體的熱學(xué)性質(zhì)，這種熱學(xué)性質(zhì)便可用物體的熱慣量加以表述。熱慣量（P）是物體對環(huán)境溫度變化的熱反應(yīng)靈敏性的一種量度，熱慣量越大，對環(huán)境溫度變化的熱反應(yīng)越遲鈍［16］。它是物體的體內(nèi)特征，是描述物體熱特性的一個(gè)宏觀物理量。對于質(zhì)地均勻的地物，熱慣量與物體的密度及熱學(xué)參量的關(guān)系定義如下：

式中：P——熱慣量，J·m-2··K-1； κ——熱導(dǎo)率 ，J·（m·s·K）-1； ρ——密 度 ，kg·m-3；c——比熱容，J·（kg·K）-1。

熱慣量是一個(gè)體參量，確定了物體溫度變化的阻抗。對于相同的熱量交換，低熱慣量的物體溫度變化大于高熱慣量的物體。由（1）式也可看出，當(dāng)巖石的密度、熱傳導(dǎo)率和熱容量各不相同時(shí)，其積的方根也就不同。因此，不同巖性的巖石的熱慣量也就不同。對熱慣量量測最最原始的方法就是采集巖石樣品，測出其熱傳導(dǎo)率、密度和熱容量，再根據(jù)（1）式計(jì)算出巖石的熱慣量。顯然，這種做法耗費(fèi)的時(shí)間、人力和物力都大，而且存在樣點(diǎn)稀疏，代表范圍有限，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性及動(dòng)態(tài)性較差等缺點(diǎn)，在現(xiàn)實(shí)中大范圍開展工作不切實(shí)際。

在熱紅外波段，巖石性質(zhì)、熱慣量和反射率對巖石熱輻射有重要的影響，對于反射率相同的巖石來說，那些具有高熱慣量的巖石比那些具有低熱慣量的巖石溫度變化要小些。對于具有相同熱慣量但反射率不同的巖石而言，最大的熱反差出現(xiàn)在中午前后，最小的熱反差在黎明，另外深色巖石 （低反射率）比淺色巖石（高反射率）有較高的溫度和較大的溫度范圍。因此，黎明前后的熱紅外圖像反映出各種物體的熱特性，熱慣量大的物體在圖像中顯示出 “暖”特征，熱慣量小的物體則顯示出冷特征；中午的圖像反映出地物的反射特征，并且顯示出地形特征，用上述兩種圖像的信息特征，便可以達(dá)到鑒別、區(qū)分巖性的目的。因此，從20世紀(jì)70年代開始，隨著熱紅外遙感獲取地表溫度技術(shù)的不斷提高，利用遙感手段反演區(qū)域熱慣量的方法被人們提出并得到了發(fā)展，從而在一定程度上克服了地面測量的局限性。這樣，快速、大面積地獲取巖石的熱慣量，進(jìn)行巖性識(shí)別成為可能。隨著遙感估算熱慣量研究的深入，熱慣量的作用越來越受到地質(zhì)工作者的重視，在探測土壤濕度、圈定含水帶，識(shí)別巖性、斷層和褶皺的描繪等方面取得了很大的進(jìn)展，特別是對于識(shí)別一些地表露頭較少或差異不明顯的巖性時(shí)，熱慣量更有獨(dú)到的優(yōu)勢，甚至可以依據(jù)地表巖石熱慣量晝夜的變化規(guī)律來預(yù)測石油和放射性礦產(chǎn) （如鈾礦）。

2.2 國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀及存在問題

Watson（1973）［17］最先開展了將熱慣量估計(jì)模型應(yīng)用于地質(zhì)領(lǐng)域的研究；Kahle等（1975）［18］基于熱紅外和可見光波段生成了第1幅熱慣量影像。 接著，Kahle于1977年［19］修改了最早的熱慣量模型，除熱輻射轉(zhuǎn)換模型外，還引入了在大氣-地面之間潛在的可感知的熱能量轉(zhuǎn)換。 Gillespie 和 Kahle （1977）［20］利用這個(gè)模型生成了Pisgah Crater地區(qū)的熱慣量影像。1978年NASA發(fā)射熱容量制圖衛(wèi)星（HCMM）開始獲取500 m分辨率的熱紅外數(shù)據(jù)，并研究解釋這些數(shù)據(jù)的方法。HCMM數(shù)據(jù)的獲取為利用紅外溫度數(shù)據(jù)計(jì)算地表熱慣量提供了可能，并且顯示出熱慣量是進(jìn)行地質(zhì)填圖的一種有效工具［21］。而后不斷更新?lián)Q代到NOAA衛(wèi)星數(shù)據(jù)、Terra衛(wèi)星數(shù)據(jù)、新型熱紅外傳感器 AVHRR、ASTER、MODIS和SEBASS等數(shù)據(jù)的應(yīng)用，為熱慣量的應(yīng)用研究開拓了新的局面。 之后， Nasipuri等（2005）［22］利用古吉拉特地區(qū)的AVHRR晝夜數(shù)據(jù)生成了熱慣量影像圖，分析了熱慣量變化的特點(diǎn)，并對該區(qū)的主要巖性和斷裂構(gòu)造進(jìn)行了地質(zhì)填圖； Nasipuri等人（2006）［23］利用較高分辨率的ASTER數(shù)據(jù)生成的印度西部古吉拉特地區(qū)的熱慣量影像圖，對坎貝山谷的含油性進(jìn)行了研究，圈出了儲(chǔ)油遠(yuǎn)景區(qū)。

我國在熱慣量方面的研究起步較晚，可查的文獻(xiàn)不多。張向前等（1986）［24］對熱慣量的制圖原理及方法進(jìn)行了研究，并利用航空數(shù)據(jù)對研究區(qū)的土壤含水量進(jìn)行了探測；崔承禹（1994）［16］闡述了熱慣量的物理意義及其在地質(zhì)遙感中的作用前景，在測得23種巖石熱物理性質(zhì)的有關(guān)參數(shù)——熱傳導(dǎo)率、熱容量和密度的基礎(chǔ)上，計(jì)算并列表給出了巖石的熱慣量值和熱擴(kuò)散系數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分析討論了沉積巖、變質(zhì)巖和巖漿巖巖石的熱慣量變化由高到低的規(guī)律，取得了碳酸鹽巖和砂巖類等沉積巖及沉積淺變質(zhì)巖的熱慣量差異的結(jié)果； 張霄羽（2008）等［25］對遙感估算熱慣量的3種方法進(jìn)行了評(píng)述，提出從加強(qiáng)機(jī)理研究、尺度轉(zhuǎn)換及采用多時(shí)相多光譜數(shù)據(jù)等角度進(jìn)一步完善遙感估算熱慣量方法，提高其估算精度的設(shè)想。

熱慣量在現(xiàn)實(shí)中發(fā)揮的作用毋庸置疑，但由于我國民用熱紅外傳感器的研發(fā)較晚，數(shù)據(jù)質(zhì)量較差等原因，我國將熱慣量應(yīng)用于地質(zhì)領(lǐng)域方面的研究很少。在鈾礦領(lǐng)域，更未見相關(guān)報(bào)道。但是，鈾礦是一種放射性礦產(chǎn)，經(jīng)過長年累月的放射性衰變，必然會(huì)對上覆至地表的巖石蓋層產(chǎn)生一定熱度影響，造成地表熱慣量異常。隨著核工業(yè)北京地質(zhì)研究院國家級(jí)遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高分辨率的TASI航空熱紅外成像儀器的引進(jìn)，通過對鈾成礦區(qū)地表熱慣量進(jìn)行細(xì)致研究，找出其中的相關(guān)規(guī)律，便可為鈾成礦預(yù)測提供一種新的技術(shù)。

2.3 熱慣量應(yīng)用于鈾礦勘查中的研究目標(biāo)

熱慣量制圖是熱紅外成像光譜技術(shù)中一門極具發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用科學(xué)技術(shù)，以ASTER、TASI等熱紅外數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，選取典型鈾成礦區(qū)開展地表熱慣量制圖研究；對該區(qū)地表巖石熱慣量的變化進(jìn)行定量分析，提取與鈾礦有關(guān)的地層、構(gòu)造和蝕變等成礦要素信息；分析鈾礦點(diǎn)或礦化高值區(qū)與地表熱慣量值對應(yīng)的關(guān)系；探討熱慣量信息的分布規(guī)律與鈾礦化富集的關(guān)系，為成礦遠(yuǎn)景區(qū)的預(yù)測提供依據(jù)。

2.4 熱慣量應(yīng)用于鈾礦勘查中的研究內(nèi)容

2.4.1 熱紅外數(shù)據(jù)的獲取、預(yù)處理、大氣校正及地表溫度反演

收集研究區(qū)實(shí)時(shí)、實(shí)地的大氣參數(shù)，代入大氣輻射傳輸方程進(jìn)行計(jì)算，獲取地表近真實(shí)的熱輻射影像。

2.4.2 熱紅外晝夜溫差數(shù)據(jù)及地表反照率計(jì)算技術(shù)

對上述得到的熱紅外晝夜溫度影像進(jìn)行幾何配準(zhǔn)，對其進(jìn)行差值運(yùn)算，得到研究區(qū)的晝夜溫差圖。利用其不同波段，不同權(quán)重因子的反照率計(jì)算公式，對其可見光—近紅外多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，形成研究區(qū)的地表反照率圖。

2.4.3 熱慣量制圖技術(shù)

采用地表溫度日較差法熱慣量制圖技術(shù)，依據(jù)反照率、日夜溫差值對應(yīng)熱慣量所建立的查找表計(jì)算出研究區(qū)的熱慣量影像，并根據(jù)研究區(qū)實(shí)地的地形、地貌進(jìn)行DEM的疊加及對熱慣量查找表進(jìn)行改進(jìn)，繪制研究區(qū)熱慣量圖。

2.4.4 基于熱慣量的巖礦信息提取及定量統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)

對地表熱慣量進(jìn)行野外驗(yàn)證，將典型樣品的熱慣量值與熱慣量影像進(jìn)行對比分析，評(píng)價(jià)熱慣量制圖精度；對熱慣量影像數(shù)值的變化差異進(jìn)行定量分析，提取與鈾成礦有關(guān)的地層、構(gòu)造、蝕變等成礦要素信息；熱慣量圖上疊合研究區(qū)已知的鈾礦點(diǎn)或礦化高值點(diǎn)，并對其熱慣量值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，找出內(nèi)在規(guī)律，分析其與鈾成礦的關(guān)系；結(jié)合已知鈾礦點(diǎn)的成礦背景及其他地學(xué)數(shù)據(jù)，探討熱慣量的變化規(guī)律與鈾礦化富集的關(guān)系，為進(jìn)一步遴選預(yù)測區(qū)提供依據(jù)。

3 熱紅外光譜地質(zhì)應(yīng)用

3.1 理論依據(jù)

在遙感對地觀測的波段范圍，熱紅外波段（8.0～14.0 μm）作為重要的大氣窗口，可以探測 Si—O鍵、C—O鍵的振動(dòng)光譜以及SinOk、 SO42-、 CO32-和 PO43-等原子基團(tuán)基頻振動(dòng)及其微小變化，可以識(shí)別出硅酸鹽（包括不含水造巖礦物）、硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、氧化物和氫氧化物等礦物種類［26］，從而大大拓寬了遙感礦物識(shí)別的廣度（礦物大類）與深度（礦物種屬）。此外，礦物在該波段區(qū)間的發(fā)射光譜更接近于線性混合，可以對礦物混合光譜進(jìn)行線性解混，從而確定礦物的體積分?jǐn)?shù)。因此，熱紅外遙感便可與可見光—反射紅外遙感相互補(bǔ)充，增加礦物識(shí)別的種類，提高識(shí)別的定量化程度及可靠性。

熱紅外遙感光譜地質(zhì)填圖主要是依靠地物熱紅外發(fā)射率光譜的診斷性特征，如組成巖石的礦物在熱紅外譜域具有選擇性發(fā)射的特征，同一礦物在不同譜域具有不同的發(fā)射率，不同礦物在同一譜域也可能具有不同的發(fā)射率，礦物的選擇發(fā)射特性在巖石發(fā)射光譜曲線上表現(xiàn)為礦物的特征發(fā)射谷等。典型硅酸鹽類礦物的發(fā)射率曲線如圖1所示。

由圖1可知，硅酸鹽礦物的低發(fā)射率帶出現(xiàn)在8～11 μm之間，低發(fā)射率帶的深度和位置與組成礦物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)有關(guān)；低發(fā)射率帶的中心波長顯示出隨石英體積分?jǐn)?shù)的降低以及鐵鎂質(zhì)礦物體積分?jǐn)?shù)的增加而向長波方向移動(dòng)，并且呈現(xiàn)出低發(fā)射率帶強(qiáng)度降低的特點(diǎn)。這些具有診斷特征的低發(fā)射率帶是利用熱紅外光譜技術(shù)提取和識(shí)別巖石和礦物信息的光譜基礎(chǔ)。

隨著野外常見巖類，礦物熱紅外光譜庫的建立及不斷完善，許多光譜庫如ASU、ASTER等在提供多種礦物熱紅外發(fā)射率波譜的同時(shí)，還提供了礦物的化學(xué)成分即電子探針?biāo)鶞y氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的分析結(jié)果，這就為巖礦波譜特征與化學(xué)成分之間的定量分析提供了可能。

SiO2是地殼的主要成分，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是地質(zhì)體分類及分析其成因演化的重要化學(xué)參量。在鈾礦領(lǐng)域，硅化是熱液型鈾礦圍巖蝕變中一種重要的蝕變類型，硅酸鹽礦物熱紅外發(fā)射率光譜特征與其SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)也具有良好的對應(yīng)關(guān)系［27］，如果利用熱紅外發(fā)射率光譜建立表征硅酸鹽礦物SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SiO2指數(shù)與SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定量關(guān)系，再對研究區(qū)地表的SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行定量反演，進(jìn)而提取硅化斷裂帶、酸性巖、基性巖、紅層和礦化蝕變等重要的鈾成礦要素信息，這對于尋找熱液型鈾礦有著重要的價(jià)值。

3.2 國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀及存在問題

自1983年世界上第1臺(tái)可見光—近紅外成像光譜儀問世以來，成像光譜技術(shù)高速發(fā)展，許多國家投入巨資開發(fā)成像光譜儀及數(shù)據(jù)處理方法軟件?，F(xiàn)今，數(shù)據(jù)的獲取、處理和應(yīng)用各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)方法都比較成熟，在礦物填圖、資源勘查、環(huán)境污染監(jiān)測中發(fā)揮了重要作用［28］，但該技術(shù)最大的缺點(diǎn)是成像光譜的波長范圍大多在400～2 500 nm，只覆蓋一些含水礦物基頻振動(dòng)的合頻與倍頻，而對于熱紅外振動(dòng)強(qiáng)度更大的基頻振動(dòng)無法檢測。熱紅外遙感正好彌補(bǔ)這一缺陷，美國及歐美國家在這一領(lǐng)域投資最大，開發(fā)了一系列熱紅外傳感器，新型熱紅外傳感器的成功應(yīng)用為熱紅外光譜地質(zhì)找礦研究開拓了新的局面。Lawrence 等（2003）［29］利用 ASTER 數(shù)據(jù)在加利福尼亞地區(qū)進(jìn)行了巖性填圖，結(jié)果表明，ASTER熱紅外數(shù)據(jù)可以識(shí)別出AVIRIS數(shù)據(jù)無法識(shí)別的石英巖、碳酸巖、花崗閃長巖、中基性巖、碳酸巖與硅酸巖的混合巖等；Lawrence 等人（2005）［30］利用 ASTER 熱紅外數(shù)據(jù)在澳大利亞Mordor超鎂鐵質(zhì)雜巖地區(qū)進(jìn)行了巖性填圖，通過2個(gè)SAM分類識(shí)別出了該區(qū)的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石，以及4類由石英質(zhì)向中性巖過渡的巖石，區(qū)別出了3類沖積-洪積物沉積及一個(gè)重要的填圖更加完整的石英巖單元；丑曉偉等［31］利用TIMS數(shù)據(jù)在塔里木盆地進(jìn)行了地層分類識(shí)別試驗(yàn)，利用去相關(guān)拉伸技術(shù)壓制地表溫度信息，突出發(fā)射率信息來達(dá)到區(qū)分巖性的目的，區(qū)分出了灰?guī)r、黏土巖、泥灰?guī)r和鈣質(zhì)粉砂巖等不同巖性；陳江［32］等人基于ASTER熱紅外數(shù)據(jù)研究了ASU波譜庫礦物的發(fā)射率光譜與化學(xué)成分的數(shù)值關(guān)系，分別對SiO2、MgO、Al2O3和CaO等氧化物進(jìn)行了數(shù)值分析及公式模擬，模擬結(jié)果結(jié)合野外驗(yàn)證表明，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)定量反演精度較高，其他氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)反演的精度不足。

在鈾礦領(lǐng)域，目前，多偏重于可見光—近紅外—短波波段的應(yīng)用研究，極少有利用熱紅外發(fā)射率光譜進(jìn)行鈾成礦要素提取。但通過調(diào)研國內(nèi)、外相關(guān)文獻(xiàn)可知，地物發(fā)射率光譜在地礦領(lǐng)域已表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，尤其是地表SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定量反演研究對于提取鈾成礦要素信息有著重要的應(yīng)用價(jià)值。因此，開展熱紅外發(fā)射率光譜在鈾成礦領(lǐng)域的應(yīng)用研究具有廣闊的前景，將為研究區(qū)鈾成礦條件評(píng)價(jià)及遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測提供重要的依據(jù)。

3.3 熱紅外光譜應(yīng)用于鈾礦勘查中的研究目標(biāo)

以AVHRR、ASTER和TASI等熱紅外波段為數(shù)據(jù)源，選取典型鈾成礦區(qū)，利用高光譜遙感數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、弱信息提取技術(shù)、光譜建模及分類技術(shù)，開展熱紅外發(fā)射光譜巖石、礦物識(shí)別及SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)定量反演研究；提取研究區(qū)硅化斷裂帶、成礦巖體、含礦層和礦化蝕變等成礦要素信息，結(jié)合各種地學(xué)數(shù)據(jù)的集成分析與野外驗(yàn)證，分析上述信息提取的精確性，力爭有新的發(fā)現(xiàn)；綜合已知鈾礦點(diǎn)的成礦點(diǎn)位、成礦機(jī)理，探索上述成礦要素信息的分布規(guī)律與鈾礦化富集的關(guān)系，為圈定找礦靶區(qū)提供依據(jù)。

3.4 熱紅外光譜應(yīng)用于鈾礦勘查中的研究內(nèi)容

3.4.1 研究區(qū)熱紅外數(shù)據(jù)獲取

采用ASU、JHL和ASTER等發(fā)射率光譜庫結(jié)合地面熱紅外發(fā)射儀及航空、航天熱紅外高光譜數(shù)據(jù)，系統(tǒng)獲取研究區(qū)發(fā)射率光譜數(shù)據(jù)和空間結(jié)構(gòu)信息，建立與鈾成礦相關(guān)的巖石、礦物發(fā)射光譜數(shù)據(jù)庫。

3.4.2 熱紅外數(shù)據(jù)大氣校正（同2.4）

3.4.3 熱紅外數(shù)據(jù)溫度/發(fā)射率分離算法研究，獲取地物發(fā)射率影像

針對不同熱紅外數(shù)據(jù)的波譜特點(diǎn)，開展溫度/發(fā)射率分離算法研究，對現(xiàn)有各種算法的分離結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，優(yōu)選發(fā)射率反演精度較高的算法并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行改進(jìn)，獲取滿足研究區(qū)實(shí)際應(yīng)用的地物發(fā)射率影像數(shù)據(jù)。

3.4.4 熱紅外發(fā)射率數(shù)據(jù)挖掘及巖礦診斷光譜信息的提取

依據(jù)與鈾成礦作用相關(guān)巖礦發(fā)射光譜的不同吸收特征（吸收峰位置、深度，對稱性等），選取用于特征識(shí)別的診斷光譜參數(shù)；利用去相關(guān)拉伸、假彩色合成、比值分析和光譜建模等技術(shù)進(jìn)行蝕變信息的地質(zhì)填圖，提取硅化、石英巖化和碳酸鹽巖化等巖礦蝕變信息。

3.4.5 地表SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)定量反演及鈾成礦要素信息提取

研究SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)定量反演的新算法，結(jié)合野外定點(diǎn)的樣品分析結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，分析評(píng)價(jià)結(jié)果并對算法進(jìn)行改進(jìn)，獲取滿足實(shí)際應(yīng)用的地表SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)反演圖。依據(jù)SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相對多少結(jié)合經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，解譯研究區(qū)的硅化斷裂帶、成礦巖體、含礦層和礦化蝕變作用等鈾成礦要素信息，并對上述提取的信息進(jìn)行野外驗(yàn)證。

3.4.6 多源地學(xué)數(shù)據(jù)集成分析及熱紅外光譜鈾成礦要素信息的鈾礦找礦應(yīng)用

在上述工作基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)、物化探和水文等多源地學(xué)數(shù)據(jù)，綜合已知鈾礦點(diǎn)的成礦點(diǎn)位、成礦機(jī)理，分析上述成礦要素信息的分布規(guī)律與鈾礦化富集的關(guān)系，優(yōu)選找礦靶區(qū)。

3.5 熱紅外光譜在鈾礦勘查中的應(yīng)用實(shí)例

本文以華南某花崗巖鈾礦田為例，基于ASTER熱紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、溫度/發(fā)射率分離獲取發(fā)射率影像。利用ASTER不同波段比值組合模擬的反演公式〔SiO2%＝28.76×log（6.56×B13×B14/（B10×B12））〕［32］對發(fā)射率進(jìn)行SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定量反演，得到了研究區(qū)地表SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)圖（圖2A），依據(jù)SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相對多少并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)知識(shí)在反演圖上識(shí)別出了研究區(qū)內(nèi)明顯的硅化斷裂帶、酸性巖和紅層分布信息（圖2B）。

為了驗(yàn)證圖中信息提取的準(zhǔn)確性，將地質(zhì)圖中提取的斷裂構(gòu)造（深斷裂、大斷裂、一般斷裂）、紅層和花崗巖分布區(qū)疊加到SiO2反演圖中進(jìn)行比較分析，得出以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

（1）圖2B編號(hào)①～⑨斷裂帶為SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)圖，圖2A中能夠明顯解譯出的硅化斷裂帶，尤其是與控巖、控盆和控礦緊密相關(guān)的3條深大斷裂（圖2B中編號(hào)為①、②和③）的硅化信息在SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)圖2A中表現(xiàn)非常明顯，斷裂出露的位置與SiO2高值帶也非常吻合。據(jù)江西省區(qū)域地質(zhì)志［32］記載，圖2B中3條深大斷裂延長均在120 km以上，且均為硅化破碎發(fā)育帶，對鈾成礦起著極其重要的作用。

（2）圖2B黃色線圈圈出的區(qū)域?yàn)榛◢弾r分布區(qū)，分布區(qū)內(nèi)SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為65%～70%，兩者取得了較好的吻合。這些花崗巖為鈾成礦母巖，在其內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有多個(gè)鈾礦點(diǎn)，說明SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)圖可以用來提取酸性巖信息，這對于識(shí)別華南地區(qū)與鈾成礦密切相關(guān)的花崗巖與酸性火山巖起著積極的作用。

（3）據(jù)黃世杰（2006）研究，我國華南鈾礦省鈾礦分布明顯受晚白堊世至古近紀(jì)的裂隙紅盆帶控制，所以圈定紅盆區(qū)的范圍尤其是紅盆的延伸邊界對于鈾礦找礦工作有著重要的意義。圖2B藍(lán)黑色線圈圈出的區(qū)域?yàn)檠芯繀^(qū)已知的紅層區(qū)，紅層均為紅色或雜色碎屑巖、砂巖和粉砂巖建造，硅質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，從圖中圈出紅層區(qū)的SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)來看，除了東南角的瑞金紅層與已知紅層區(qū)不一致外，其他均吻合，而且SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)高值的邊界與紅層的邊界范圍有很好的對應(yīng)。所以，利用SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)圖基本可以圈定紅層的分布范圍尤其是紅層的邊界走勢。

4 結(jié)論與探討

本文從地表溫度、熱慣量和熱紅外光譜3個(gè)方面對熱紅外遙感在資源勘查中應(yīng)用的進(jìn)展進(jìn)行了潛力分析，對其在鈾礦勘查中應(yīng)用的目標(biāo)、研究內(nèi)容進(jìn)行了論述，并以華南某花崗巖鈾礦田為例進(jìn)行了試驗(yàn)研究。研究表明，盡管目前熱紅外遙感在這些方面的應(yīng)用還存在諸多不確定性，但已有的實(shí)例表明，定量反演的地表溫度可以突出研究區(qū)深大斷裂、一般斷裂和紅層區(qū)的地溫異常；本文反演的SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)反演圖可以解譯出硅化斷裂帶、酸性巖和紅層的分布范圍及邊界走勢。另外，通過鈾礦上覆地表巖石的熱慣量異常來預(yù)測鈾礦遠(yuǎn)景區(qū)具有極大的誘惑力與應(yīng)用前景。所以，隨著熱紅外成像技術(shù)的發(fā)展及研究的不斷深化，熱紅外遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦特別是鈾礦找礦工作中將發(fā)揮常規(guī)遙感不可替代的作用。

［1］ 李子穎.科技興院 再鑄輝煌：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院李子穎院長致辭［J］.鈾礦地質(zhì)，2009，25（2）:扉頁.

［2］ 丑曉偉，傅碧宏，鄭建京.沉積巖石信息的熱紅外多光譜遙感探測及有效性評(píng)價(jià)［J］.遙感技術(shù)與應(yīng)用， 1996， 11（1）:7-8.

［3］ 葛碧如，滕吉文，鄭新江，等.諾阿衛(wèi)星探查隱伏構(gòu)造、地?zé)峒捌渌植迹跰］.北京：氣象出版社，1998:1-2.

［4］ 劉時(shí)彬.地?zé)豳Y源及其開發(fā)利用和保護(hù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005:78-80.

［5］ 李學(xué)禮，周文斌，張衛(wèi)民.江西省大地?zé)崃髋c鈾礦關(guān)系的初步研究 ［J］.鈾礦地質(zhì)， 1999， 9（4）:23-25.

［6］ 田國梁，柳欽火，李小文，等.熱紅外遙感［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2007：408-409.

［7］ 覃志豪，Zhang Minghua，Arnon Karnieli.用NOAA-AVHRR熱通道數(shù)據(jù)演算地表溫度的劈窗算法［J］.國土資源遙感， 2001（2）:33-42.

［8］Jiménez-Mu?ozJuan C， Sobrino José A.A generalized single-channel method for retrieving land surface temperature from remote sensing data［J］.J.Geophys.Res.， 2003， 108:ACL 2-1.

［9］Coolbaugh M F， Kratt C， Fallacaro A， et al.Detection of geothermal anomalies using advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer （ASTER） thermal infrared images at Bradys Hot Springs， Nevada， USA［J］.Remote Sensing of Environment， 2007， 106（3）:350-359.

［10］李小文，王錦地.地表非同溫像元發(fā)射率的定義問題［J］.科學(xué)通報(bào)， 1999， 44（15）:1 612-1 617.

［11］毛克彪.基于熱紅外和微波數(shù)據(jù)的地表溫度和土壤水分反演算法研究［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2007:79-81.

［12］傅碧宏，滕吉文.熱紅外遙感鄂爾多斯高原隱伏地質(zhì)構(gòu)造［J］. 地球物理學(xué)進(jìn)展， 1996，11（2）:17-25.

［13］戴文晗.西安地區(qū)隱伏構(gòu)造-熱紅外場遙感信息及三維建模與應(yīng)用［J］.遙感信息， 2005（1）:40-43.

［14］李學(xué)禮.江西溫泉成生分布規(guī)律與鈾礦關(guān)系研究報(bào)告［R］.撫州：華東地質(zhì)學(xué)院，1983.

［15］黃賢芳，劉德長，董秀珍，等.覆蓋區(qū)光-能譜數(shù)據(jù)歸一化集成的鈾資源勘查技術(shù)研究（國防科學(xué)技術(shù)報(bào)告）［R］.北京：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，2004：15-18.

［16］崔承禹.巖石的熱慣量研究 ［J］.遙感學(xué)報(bào)，1994， 9（3）:177-183.

［17］Watson K.Periodic heating of a layer over semiinfinite solid［J］. J. Geophys.Res.， 1973， 78:5 904-5 910.

［18］Kahle A B， Gillespie A R， Goetz A F H， et al.Thermal inertia mapping［C］//Proceedings of the tenth International Symposiums on Remote Sensing of Environment.London： IEEE， 1975:985-994.

［19］Kahle A B.A simple thermal model of the earth's surface for geologic mapping by remote sensing［J］.J.Geophys.Res.， 1977， 82:1 673-1 680.

［20］Gillespie A R， Kahle A B.Construction and interpretation of digital thermal inertia image ［J］.Photogramm.Eng.Rem.Sens.， 1977， 43:983-1000.

［21］Short N M， Stuart Jr L M.The heat capacity mapping mission（HCMM）anthology（NASA SP-565）［R］.Washington， DC:US Government Printing Office，1982.

［22］Nasipuria P， Mitra D S， Majumdar T J.Generation of thermal inertia image over a part of Gujarat:A new tool for geological mapping ［J］.International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation， 2005， 7（2）:129-139.

［23］Nasipuria P， Majumdar T J， Mitra D S.Study of high-resolution thermal inertia over western India oil fields using ASTER data［J］.Acta Astronautica，2006， 58（5）:270-278.

［24］張向前，馬藹乃，崔承禹.熱慣量成像研究［J］.遙感信息， 1986（2）:19-24.

［25］張霄羽，畢于運(yùn)，李召良.遙感估算熱慣量研究的回顧與展望［J］. 地理科學(xué)進(jìn)展， 2008，27（3）:166-172.

［26］Christensen P R， Bandfield J L， Hamilton V E.A thermal emission spectral library of rock-forming minerals ［J］.Journal of Geophysical Research，2000， 105（E4）:9 735-9 739.

［27］閆柏琨，劉圣偉，王潤生，等.熱紅外遙感定量反演地表SiO2含量研究 ［J］.地質(zhì)通報(bào)，2006，25（5）:639-643.

［28］閆柏琨，王潤生，甘甫平，等.熱紅外遙感巖礦信息提取研究進(jìn)展［J］.地球科學(xué)進(jìn)展，2005，20（10）:1 116-1 125.

［29］Rowan L C，Mars J C.Lithologic mapping in the Mountain Pass， California area using advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer（ASTER） data［J］.Remote Sensing of Environment， 2003， 84（3）:350-366.

［30］Rowan L C， Mars J C， Simpson C J.Lithologic mapping of the Mordor， NT， australia ultramafic complex by using the advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer（ASTER）［J］.Remote Sensing of Environment， 2005， 99 （1-2）:105-126.

［31］丑曉偉，傅碧宏，鄭建京.干旱區(qū)熱紅外遙感多光譜遙感巖石地層信息提取與分析方法研究［J］.科學(xué)通報(bào)， 1994， 39（18）:1 693-1 695.

［32］陳 江，王安建.利用ASTER熱紅外遙感數(shù)據(jù)開展巖石化學(xué)成分填圖的初步研究［J］.遙感學(xué)報(bào)，2007， 11（4）:601.

［33］江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局.江西省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京:地質(zhì)出版社，1984:286-357.

Discussion on the application potential of thermal infrared remote sensing technology in uranium deposits exploration

WANG Jun-hu， ZHANG Jie-lin，LIU De-chang
（National Key Laboratory of Remote Sensing Information and Image Analysis Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

With the continual development of new thermal infrared sensors and thermal radiation theory，the technology of thermal infrared remote sensing has shown great potential for applications in resources exploration，especially in the field of uranium exploration.The paper makes a systemic summary of the theoretical basis and research status of the thermal infrared remote sensing applications in resources exploration from the surface temperature，thermal inertia and thermal infrared spectrum.What’s more， the research objective and the research content of thermal infrared remote sensing in the uranium deposits exploration applications are discussed in detail.Besides，based on the thermal infrared ASTER data，the paper applies this technology to the granite-type uranium deposits in South China and achieves good result.Above all，the practice proves that the thermal infrared remote sensing technology has a good application prospects and particular value in the field of uranium prospecting and will play an important role in the prospecting target of the uranium deposits.

thermal infrared remote sensing； land surface temperature； thermal inertia； thermal infrared spectrum；uranium deposits exploration

TP79

A

1672-0636（2011）01-0032-10

10.3969/j.issn.1672-0636.2011.01.007

國家 “十一五”部級(jí)科研項(xiàng)目，鈾資源勘查遙感信息提取技術(shù)研究 （項(xiàng)目編號(hào)：2005040107）.

2010-08-18；

2010-12-02

王俊虎（1982—），男，山西陽泉人，碩士，工程師，主要從事遙感與GIS在鈾成礦研究及預(yù)測方面的應(yīng)用。E-mail:tcwjh2001@163.com