蚀变是热液型矿床重要的找矿要素,长期以来,针对深部蚀变信息的精细探测和反演仍缺少有效的新技术支撑。成像光谱技术是对地观测领域的前沿,在蚀变矿物填图方面具有独特优势。本研究将其引入深部钻孔岩心蚀变信息识别和探测方面,以我国最大的火山热液型铀矿田——江西相山铀矿田西部的河元背、邹家山两个重要矿床为研究对象,通过开展岩心成像光谱扫描、数据处理和分析,建立了岩心成像光谱蚀变信息提取、编录和三维建模等一整套技术方法,实现了深部高光谱蚀变信息半定量二维、三维可视化。在此基础上,综合成矿动力学、成因矿物学及X衍射分析等手段,探讨了相山深部热液蚀变过程及其与铀成矿的联系,为深部蚀变信息精细探测提供了新的应用示范,也为铀矿勘探提供了参考。本次研究主要取得的成果和认识如下:(1)基于HySpex地面成像光谱数据处理方法、光谱相似性匹配方法、蚀变信息相对含量统计方法,建立了“图谱合一”高分辨率岩心成像光谱数据蚀变信息半定量编录技术,能够弥补传统地质编录在精细化和定量化程度方面的不足,提高了深部蚀变信息分带的客观性和可靠性,为地质矿产勘探钻孔岩心编录提供了一种新的思路和手段。(2)结合地质统计学理论,以连续型随机变量描述深部蚀变发育,以序贯高斯随机模拟为手段,建立了基于岩心成像光谱编录的深部蚀变信息三维建模技术,构建了相山西部河元背矿床和邹家山矿床5类高光谱蚀变信息三维模型,实现了深部蚀变信息三维精细反演和可视化,为深部蚀变空间特征和成矿环境综合研究提供了全新的技术支撑。(3)钻孔岩心成像光谱蚀变信息的三维建模反映了河元背矿床和邹家山矿床具有不同的蚀变规模和蚀变类型,河元背矿床可能处于相山西部的另一个火山通道附近。与铀矿密切相关的伊利石化具有Al-OH吸收峰波长偏短波和偏长波的两种亚型,短波伊利石与高岭石-地开石空间相关,空间上具有上-短波伊利石、下-长波伊利石的分带特征。与水云母-萤石型铀矿化相关的伊利石主要是短波伊利石。(4)结合相山火山盆地晚中生代成矿动力学背景、成因矿物学理论、XRD分析和碱交代成矿机制,分析和预测了火盆结构形成之后的相山深部一系列蚀变矿物形成环境和演化进程,建立了钠交代期→钾交代期→酸交代期3阶段铀成矿蚀变演化模式。相山深部碱交代作用具有先钠后钾、先碱后酸、下碱上酸的演化特征。