王欽元 劉世英 青海省地質(zhì)調(diào)查院

遙感蝕變信息在青海省雪水河地區(qū)成礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

王欽元 劉世英 青海省地質(zhì)調(diào)查院

遙感蝕變信息采用了美國(guó)ETM多光譜遙感數(shù)據(jù)，提取采用“去干擾—主成分分析—閾值處理技術(shù)”（DPT），提取與含羥基熱液蝕變礦物相關(guān)的蝕變信息—OH—遙感異常，和含F(xiàn)e3+礦物相關(guān)的鐵染遙感異常。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)及礦產(chǎn)特征取得一處礦化點(diǎn)，這種方法為在青藏高原地區(qū)尋找礦產(chǎn)提供了一種重要的找礦方法及線索。

雪水河；遙感蝕變信息；找礦靶區(qū)

引言

隨著空間技術(shù)和信息處理技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)與物探、化探、航磁等多源技術(shù)疊加，綜合評(píng)價(jià)找礦信息已成為現(xiàn)代社會(huì)地質(zhì)找礦的技術(shù)主流。提取遙感信息蝕變雖然處于起步階段，但已經(jīng)顯示出在找礦領(lǐng)域的強(qiáng)大潛力。

1 地質(zhì)概況

通過對(duì)該地區(qū)遙感信息的提取，圈定了異常靶區(qū)（圖1），靶區(qū)位于青海省格爾木市雪水河兩岸，呈北東向展布的不規(guī)則長(zhǎng)方形，面積約為25.54km2。屬東昆侖南華力西—印支期鈷、金、銅、玉石成礦帶內(nèi)，前人在1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中僅在駝路溝溝口對(duì)面發(fā)現(xiàn)1處銅礦化線索，出露地層較為復(fù)雜，以早中三疊世鬧倉(cāng)堅(jiān)溝組四巖段（T1-2n4）為主，廣布于靶區(qū)中、南部地區(qū)，占據(jù)近2/3的面積，呈東西向延展，巖性為粘板巖、砂質(zhì)板巖、石英長(zhǎng)石質(zhì)粉砂巖夾石英長(zhǎng)石砂巖及灰?guī)r透鏡；次為萬(wàn)保溝巖群碳酸鹽巖組（Pt2-3W2）的淺灰色白云質(zhì)大理巖、條帶狀硅質(zhì)白云巖、大理巖化灰?guī)r、納赤臺(tái)巖群哈拉巴依溝組（OSh）一套下部為火山巖、上部為碳酸鹽巖的地層以及晚三疊世八寶山組（T3bb）一套粗碎屑巖組合，巖性主要為復(fù)成分礫巖、含礫砂巖夾粉砂巖、火山巖等，呈北西西向斷塊鑲嵌。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，以近東西向斷裂為主，次為北東向斷裂。前者多傾向南，常平行展布，構(gòu)成斷層組。

2 遙感蝕變信息提取

研究區(qū)區(qū)主要采用了美國(guó)ETM多光譜遙感數(shù)據(jù)。

遙感蝕變信息提取采用“去干擾—主成分分析—閾值處理技術(shù)”（DPT），提取與含羥基熱液蝕變礦物相關(guān)的蝕變信息—OH—遙感異常，和含F(xiàn)e3+礦物相關(guān)的鐵染遙感異常。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)為：數(shù)據(jù)源采用ETM+B1，B3，B4，B5，B7波段；提取系統(tǒng)為PCI。工作流程包括預(yù)處理和信息提取兩大部分。

預(yù)處理包括數(shù)據(jù)檢查評(píng)價(jià)、去干擾和無損失拉伸等過程。遙感異常提取工作的初始階段需要對(duì)ETM+數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，一般要求ETM+數(shù)據(jù)的時(shí)相盡可能地選擇在植被發(fā)育不好、冰雪覆蓋較少的季節(jié)，同時(shí)要求數(shù)據(jù)云量較少。在進(jìn)行異常提取時(shí)，數(shù)據(jù)覆蓋范圍內(nèi)的干擾地物，如干河道、沖積扇、雪、云、結(jié)冰的湖水、雪域周邊濕地、河道兩側(cè)的濕地、沼澤以及陰影等經(jīng)常產(chǎn)生干擾異?；騻萎惓?。因此必須通過波譜特征觀察，選用不同的數(shù)學(xué)方法，將其經(jīng)數(shù)字處理歸入干擾窗，以便獲得基礎(chǔ)圖像，同時(shí)形成掩模，以便進(jìn)行掩模主分量分析，盡可能地減少干擾物對(duì)異常提取工作產(chǎn)生的影響。無損失拉伸目的是消除大氣層輻射影響及探測(cè)線路的偏置和擴(kuò)大各波段動(dòng)態(tài)范圍。

圖1 雪水河構(gòu)造地質(zhì)及遙感找礦靶區(qū)遙感異常分布圖

ETM+遙感異常信息的提取以整景數(shù)據(jù)Crosta主分量分析為主要方法，輔以比值方法。其中含羥基熱液蝕變礦物相關(guān)的信息系用TM1、4、5、7波段做掩模主分量分析，以數(shù)倍σ（標(biāo)準(zhǔn)離差）做為主分量輸出的動(dòng)態(tài)范圍，獲得蝕變遙感異常主分量。含鐵離子礦物相關(guān)的信息系用TM1、3、4、5波段做掩模主分量分析，同樣以數(shù)倍σ作為主分量輸出的動(dòng)態(tài)范圍。有條件的地區(qū)利用光譜角填圖法對(duì)獲得主分量異常進(jìn)行篩選。異常提取后尚需進(jìn)行后處理及閾值處理分級(jí)。

3 遙感異常特征

靶區(qū)內(nèi)遙感異常顯示良好，已圈定4處遙感異常包（編號(hào)14、16、17、18），雖以單一的羥基異常為主，但其強(qiáng)度較高，并與斷裂構(gòu)造關(guān)系密切，或緊密沿?cái)嗔褬?gòu)造線展布，或呈斑狀分布于幾組斷層交切部位，強(qiáng)弱異常間套合完整（表1、圖1）。

表1 雪水河遙感找礦靶區(qū)遙感異常包特征簡(jiǎn)表

4 遙感異常查證成果

4.1 14號(hào)遙感異常包的查證及形成原因推斷

通過穿越路線的調(diào)查工作，大體垂直于遙感異常包強(qiáng)度中心進(jìn)行了重點(diǎn)查證，其中，在該異常包北側(cè)強(qiáng)度中心位置為雜色片理化礫巖，礫巖中礫石含量20%，磨圓度較好，呈渾圓—次渾圓狀，具砂質(zhì)膠結(jié)，基底膠結(jié)；礫石的主要成分為片麻巖、花崗巖、安山巖、脈石英等；巖石強(qiáng)烈片理化，表面鐵染現(xiàn)象明顯，風(fēng)化面皆呈褐黃色。沿該強(qiáng)度中心向南至中部的異常強(qiáng)度中心處，NE向斷裂破碎帶明顯可見，帶內(nèi)巖石破碎，斷層泥具明顯的高嶺土化蝕變現(xiàn)象。

綜合分析認(rèn)為，14號(hào)遙感異常包的異常主要是大理巖以及片理化礫巖巖石表面的風(fēng)化現(xiàn)象引起，局部與斷裂帶內(nèi)的高嶺土化蝕變現(xiàn)象有關(guān)。雖然目前未見其他礦化現(xiàn)象，但異常分布與斷裂構(gòu)造有一帶的相關(guān)性，所以通過進(jìn)一步工作，也不排除斷裂深部存在有價(jià)值礦化的可能。

4.2 16號(hào)遙感異常包的查證及形成原因推斷

沿該異常包近東西向軸線方向穿越路線的地表踏勘查證，遙感異常主體沿近東西向斷裂帶展布，該斷層屬南傾逆沖斷層，斷層傾角約45°，斷層帶寬20～40m，可見斷層角礫巖和不規(guī)則狀石英脈分布，其中石英脈脈體寬5～20cm，長(zhǎng)度大于10m，脈體較為破碎，未見礦化蝕變現(xiàn)象；斷裂帶兩側(cè)巖性為灰綠色中粗粒巖屑長(zhǎng)石砂巖夾灰綠色含礫粗砂巖，巖石較為破碎，鐵染現(xiàn)象及片理化明顯，風(fēng)化面普遍呈褐黃色。

經(jīng)實(shí)地查證后綜合分析認(rèn)為，遙感異常與巖性相關(guān)，可以推測(cè)基本為非找礦信息。

4.3 17號(hào)遙感異常包的查證及形成原因推斷

通過穿越路線的地表踏勘查證：異常包內(nèi)有一條斷層通過，斷層走向?yàn)?80°，斷層屬南傾逆沖斷層，斷層傾角40～50°。異常包所處位置巖性主要為灰綠色中粗粒含礫巖屑長(zhǎng)石砂巖夾微細(xì)粒凝灰?guī)r和淺灰色薄層狀細(xì)砂巖，巖層具水平層理。巖石風(fēng)化面呈灰褐色，鐵染明顯。沿巖石節(jié)理普遍可見石英脈呈網(wǎng)格狀穿插，脈體細(xì)小，較為干凈。

經(jīng)實(shí)地查證后綜合分析認(rèn)為，該異常包與其東側(cè)16號(hào)異常包均同處于灰綠色中粗粒含礫巖屑長(zhǎng)石砂巖中，巖石表面普遍具鐵染現(xiàn)象，石英細(xì)脈較為發(fā)育，未見其他礦化現(xiàn)象。一套地層內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)如此強(qiáng)烈的遙感異常，可能與地層巖性有直接因果關(guān)系，但鑒于異常地處斷裂帶附近，因此仍不排除蝕變信息的可能。

4.4 18號(hào)遙感異常包的查證及形成原因推斷

通過路線的地表踏勘查證，多處可見明顯的構(gòu)造破碎帶，帶內(nèi)普遍具褐鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化、黃鉀鐵礬化等蝕變現(xiàn)象，并見有不規(guī)則狀石英脈、方解石脈貫入其中，脈體具弱綠泥石化、褐鐵礦化蝕變現(xiàn)象。異常包內(nèi)有一走向近東西向斷層通過，斷層屬南傾逆沖斷層，斷層產(chǎn)狀185°∠55°。斷層破碎帶寬100m左右，帶內(nèi)巖石較為破碎，可見明顯的褐鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化等蝕變。異常包所處位置巖性為灰綠色中粗粒巖屑長(zhǎng)石砂巖夾灰綠色含礫粗砂巖。含礫粗砂巖中礫石所占含量在5%～7%之間，礫徑在0.2～0.5cm，礫石主要成分為石英，礫石的磨圓度較差，呈次棱角狀。巖石中見有石香腸構(gòu)造發(fā)育。

由于18號(hào)遙感異常包及其東側(cè)斷層帶一線均發(fā)現(xiàn)不同程度的蝕變現(xiàn)象，有成礦可能性，為此，進(jìn)行了剝土工程及樣品采集工作。通過剝土的揭露，進(jìn)一步確定遙感異常與斷層帶中強(qiáng)烈的褐鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化、黃鉀鐵礬化等蝕變密切相關(guān)，為礦致異常。

通過對(duì)18號(hào)遙感異常包查證過程中通過剝土及采樣，新發(fā)現(xiàn)了一處金礦化點(diǎn)，含金構(gòu)造蝕變帶由近于平行的不等間距展布的3條斷裂破碎帶組成，由北向南依次排列，含金蝕變帶的展布嚴(yán)格受斷裂破碎帶控制，呈近東西向展布，產(chǎn)狀185°∠55°，呈長(zhǎng)帶狀，局部呈弓形彎曲，帶內(nèi)巖石破碎，具片理化、糜棱巖化。石英脈、方解石脈較發(fā)育，蝕變強(qiáng)烈，可見褐鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化等蝕變。礦石含金為0.03-0.06×10-6，平均0.043×10-6（表2）。

表2 雪水河南金礦化點(diǎn)分析結(jié)果表

5 靶區(qū)找礦遠(yuǎn)景分析

靶區(qū)內(nèi)沿鬧倉(cāng)堅(jiān)溝組地層中斷裂帶分布的遙感異常強(qiáng)度較高，雖然目前區(qū)內(nèi)14、16、17號(hào)遙感異常包查證地帶未發(fā)現(xiàn)明顯的礦化蝕變現(xiàn)象，但在18號(hào)遙感異常包分布的斷裂帶一線發(fā)現(xiàn)與礦化關(guān)系密切的強(qiáng)蝕變現(xiàn)象及礦化線索，遙感異常為構(gòu)造帶內(nèi)有價(jià)值蝕變的反映。因此綜合分析認(rèn)為，該區(qū)斷裂構(gòu)造破碎帶應(yīng)為本區(qū)重要的控礦因素，遙感異常也主要分布在Cu、Au、Zn、Ba、Pb等含量明顯高于地殼豐度值的鬧倉(cāng)堅(jiān)溝組地層中，區(qū)域上該地層中已有明顯的金、銅等成礦事實(shí)存在，因此本區(qū)仍然具備尋找與近EW向斷裂關(guān)系密切的構(gòu)造熱液型銅多金屬礦產(chǎn)的找礦潛力，在褐鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化、黃鉀鐵礬化等蝕變強(qiáng)烈地段，往往預(yù)示著銅金礦化體的存在，可作為找礦的間接標(biāo)志。

6 總結(jié)

1）、 通過野外查證取得的實(shí)際調(diào)查資料顯示，ETM+遙感異常信息調(diào)查資料具備較高的可信度，遙感解譯的地質(zhì)內(nèi)容與實(shí)地地質(zhì)情況吻合度較高，除局部地區(qū)因基巖出露程度受限及數(shù)據(jù)影響，

2）、篩選的遙感異常能夠指明具有參考意義的找礦方向，無論是巖石表面或裂隙面普遍存在的各類蝕變還是礦化蝕變信息，均有一定程度的遙感異常反映；而且，說明靶區(qū)圈定的依據(jù)和范圍等均具備較高的可信度。

3）、應(yīng)用遙感影像進(jìn)行地質(zhì)解譯，從宏觀上了解區(qū)域構(gòu)造信息，并通過相應(yīng)的技術(shù)方法提取礦化蝕變信息，從而圈定找礦靶區(qū)，是找礦前期工作中的一種有效手段。通過對(duì)部分遙感找礦靶區(qū)的查證結(jié)果顯示，遙感異常的篩選工作還欠深度，異常中包含一定的非礦致異常，但篩選結(jié)果仍然能夠指明具有參考意義的找礦方向。

因此，建議在該項(xiàng)目成果基礎(chǔ)上，選取找礦遠(yuǎn)景較好的靶區(qū)利用高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)深入調(diào)查研究，以不同數(shù)據(jù)源提取的遙感異常疊合區(qū)再次進(jìn)行遙感異常的篩選；同時(shí)，對(duì)各成礦帶主要靶區(qū)以遙感異常為基礎(chǔ)進(jìn)行全面的實(shí)地野外查證工作，加大地面實(shí)地調(diào)查研究的力度，對(duì)遙感異常的特征、形成原因以及成礦地質(zhì)環(huán)境及成控礦因素等進(jìn)行更加深入的了解，相信會(huì)在找礦領(lǐng)域取得一定突破，使理論研究成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力，推動(dòng)地質(zhì)找礦工作。

致謝：參加本項(xiàng)目野外工作的有王瑾、劉世英、談生祥等同志。在此致謝。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.012