徐云峰 唐菊興 鄭文寶 陳 明 林 彬 汪重午

(1.成都理工大學地球科學學院，四川成都610059;2.中國地質科學院礦產資源研究所，北京10037)

圍巖蝕變是重要找礦標志，因蝕變圍巖與正常圍巖的礦物成分、化學成分、巖石組構和顏色上有所不同，所以在多光譜遙感圖像上表現(xiàn)為不同顏色、色調和紋理差異［1］。國外對遙感圖像的礦化蝕變信息和構造地質特征信息提取較早，早在1974年，Johnsom分析了俄亥俄州里奇蘭縣謝爾比地區(qū)影像線性體的方位頻率，并統(tǒng)計編制了線性體方位偏差響應面圖。Hunt等利用羥基在可見光到近紅外的波譜相應特征確定特定的礦物來圈定蝕變巖石［2］。國內相關研究起步相對較晚，主要開始于20世紀80年代，劉燕君利用MSS圖像采用波段比值方法在北京密云水庫附近的變質鐵礦實驗區(qū)，成功地解譯出了多個礦化點［3］;郭娜等采用主成分分析、比值分析、MNF變換，通過蒙賽爾變換，形成HLS圖像，從而提取遙感礦化蝕變信息［4］。目前，國內應用的遙感礦化蝕變信息提取方法主要有比值變換法、主成分分析法、光譜角填圖法、對應分析法、混合像元分解法和MPH技術等。

1 區(qū)域構造背景

研究區(qū)位于藏南拆離系，大地構造單元屬喜馬拉雅地塊—拉軌崗日被動陸緣盆地。區(qū)域構造線總體呈EW向展布，近EW向斷裂具壓性兼剪切性質，主要表現(xiàn)為一系列的擠壓破碎帶和沖斷層，并伴隨強烈的動力變質，對區(qū)內巖漿活動及內生成礦作用起著主要控制作用［5］。該區(qū)具有多類型、多層次、多期次、多體制、高強度的構造變形和頻繁的巖漿活動，從而構成復雜的地質構造。該成礦帶分布多處金、銻礦床(點)，多數受次級斷層構造控制［6］。這一背景是此次依據地質構造信息和蝕變信息圈定成礦遠景區(qū)的前提和理論依據。

2 礦區(qū)地質概況

扎西康鋅多金屬礦床位于西藏隆子縣，距離隆子縣縣城約48 km處。礦床位于東經91°59'43″～92° 00'19″、北緯28°22'15″～28°22'47″。其構造上位于北喜馬拉雅銻金多金屬成礦帶的羊卓雍—拿日雍錯復式向斜東南端北翼，日當大斷裂南西側，屬于喜馬拉雅陸塊與岡底斯陸塊的強烈碰撞造山階段構造－巖漿熱液環(huán)境［7］。

礦區(qū)及鄰近區(qū)域的地層主要有上三疊統(tǒng)修康群(T3x)、下侏羅統(tǒng)日當組(J1r)、中上侏羅統(tǒng)遮拉組(J2－3z)和下白堊統(tǒng)甲不拉組(K1j)。其中下侏羅統(tǒng)日當組(J1r)是礦區(qū)出露的主要地層，也是礦區(qū)主要的容礦、賦礦巖層［8］。其大致可劃分為5個巖性段，各巖性段之間為連續(xù)整合接觸關系。其中第四巖性段(J1r4)是礦區(qū)最主要含礦巖段。

區(qū)域內巖漿活動頻繁、種類繁多，噴出巖主要發(fā)育流紋(斑)巖，侵入巖則發(fā)育輝綠巖和少量基性—酸性脈巖。礦區(qū)內構造活動十分發(fā)育，構造層次、構造相、構造樣式、構造組合復雜多樣。其中礦區(qū)中普遍發(fā)育的近南北向的高角度斷裂構造是礦區(qū)主要的控礦構造。扎西康礦床礦體產出嚴格受構造破碎帶控制，以南北向張扭性構造破碎帶為主。目前礦區(qū)主要的控礦斷層為F7(張性正斷層，傾向西，傾角為45°～70°)、F2(張性正斷層，傾向西，傾角為50°～70°)，分別控制Ⅴ#鉛鋅主礦體和Ⅵ#鉛鋅礦體的產出。

礦區(qū)圍巖主要為日當組的黑色板巖夾少量的凝灰?guī)r、鈣質砂巖。其蝕變主要有硅化、綠泥石化、絹云母化、黃鐵礦化、褐鐵礦和方解石化。

3 遙感數據源選取及數據預處理

本次遙感地質解譯工作選用一景具有中等空間分辨率和光譜分辨率的裝載于美國陸地衛(wèi)星Landsat－7的ETM+圖像，圖幅號為137/40，成像日期為2000年12月28日。圖像云量少，色調對比度好，基本能滿足本次遙感地質特征解譯提取工作的要求，見圖1。

圖1 研究區(qū)ETM+融合圖像Fig.1 The ETM+fusion image in research area

首先對遙感圖像進行波段組合、輻射校正和幾何校正。研究區(qū)范圍設定為北緯28°17'～28°27'、東經91°55'～92°05'，對校正后的遙感影像進行裁剪，并掩模裁剪后的影像。掩模的主要方法為:①利用B3波段對云、雪被、第四系進行掩模;②利用B3、B7波段比值對水體和陰影進行掩模;③利用B4、B3波段比值對植被進行掩模;④利用各掩模同時對裁剪影像進行掩模處理。

4 遙感礦化蝕變信息提取

藏南扎西康鋅多金屬礦床熱液蝕變類型主要為硅化、綠泥石化、絹云母化、黃鐵礦化、褐鐵礦和方解石化。依據研究經驗，將礦區(qū)蝕變礦物劃分為與羥基有關的蝕變礦物和與鐵離子有關的蝕變礦物，分別進行羥基蝕變異常信息和鐵染蝕變異常信息的提取。

4.1 羥基蝕變信息提取

礦區(qū)內含羥基的蝕變礦物主要有綠泥石和云母類礦物，此類礦物在ETM+7波段附近有較強的光譜吸收谷，在ETM+5波段附近為較強的光譜反射峰［9］。故選取ETM+1、4、5、7波段組合進行主成分分析，用TM+5/TM+7取代了TM7，以增強羥基異常。主成分變換特征向量矩陣見表1。選取PC4作為羥基化物的主分量，并對遙感影像蝕變信息進行3 ×3低通濾波處理，依據主成分分析結果的特征向量矩陣，選取PC4進行密度分割，以平均值加1.5倍方差作為異常下限進行羥基信息提取，得到羥基蝕變異常圖像，見圖2。

表1 第1、4、5、7波段主成分變換特征向量矩陣Table1 Eigenvector matrix of principal component analysis of band 1，4，5，7

圖2 研究區(qū)遙感羥基礦化蝕變信息分布Fig.2 Distribution of the remote sensing hydroxyl m ineralized alteration information in the research area

4.2 鐵染蝕變信息提取

礦區(qū)內與鐵離子有關的蝕變礦物多為黃鐵礦和褐鐵礦等礦物，它們在ETM+1和ETM+4波段為吸收谷，在ETM+3波段表現(xiàn)為相對高反峰。本次選取ETM+1、3、4、5波段組合進行主成分分析，用TM+5/TM+1替換TM+5，以增強鐵染蝕變信息。主成分變換特征向量矩陣見表2。選取PC4作為羥基化物的主分量，并對遙感影像蝕變信息進行3×3低通濾波處理，依據主成分分析結果的特征向量矩陣，選取PC4進行密度分割，以平均值加1.5倍方差作為異常下限進行鐵染信息提取，得到鐵染蝕變異常圖像，見圖3。

5 遙感礦產地質特征解譯

本次構造信息的提取，依據741波段的RGB波段假彩色合成所得遙感影像圖，結合成礦要素進行目視解譯。通過目視解譯，得到了與成礦關系密切的遙感線要素、環(huán)要素及帶要素。線要素是指與成礦、控礦、導礦和容礦作用相關的構造信息，主要包括斷裂構造，脆、韌性變形構造，逆沖推覆構造，褶皺軸等線性構造;環(huán)要素是指包括小巖株/斑巖體、與花崗巖侵入體或侵入作用相關的環(huán)形體、與火山作用相關的環(huán)形構造、與圍巖蝕變相關的環(huán)形封閉狀影像、與沉積巖層及環(huán)狀褶皺相關的穹隆構造;帶要素是指賦礦地層、巖層［10］。解譯成果整體分布見圖4。

表2 第1、3、4、5波段主成分變換特征向量矩陣Table2 Eigenvector matrix of principal component analysis of band 1，3，4，5

圖3 研究區(qū)遙感鐵染礦化蝕變信息分布Fig.3 Distribution of the remote sensing m ineralized iron alteration information in the research area

圖4 研究區(qū)遙感構造解譯Fig.4 Remote sensing structure interpretation in the research area

6 找礦遠景區(qū)圈定

通過對比研究發(fā)現(xiàn)，扎西康鋅多金屬礦床類型與湖南香花嶺錫多金屬礦床頗為相似，均為巖漿熱液成因，礦體均受次級斷裂構造控制。湖南香花嶺錫多金屬礦床礦化垂直縱向分帶:次級斷裂上部主要為鉛鋅硫化物礦體，次級斷裂下部靠近巖體部位主要產出錫石硫化物礦體。而扎西康鋅多金屬礦床次級斷裂上部也主要分布鉛鋅硫化物礦體，所以有希望在其深部找到錫礦化體。

結合區(qū)域內已有的地質資料，對扎西康礦區(qū)及外圍遙感蝕變信息和遙感礦產地質特征信息進行了分析和驗證。遙感蝕變信息分布范圍廣泛，尤其在環(huán)形構造內側及邊緣比較發(fā)育，與線性構造也有良好的疊合性。由于藏南地區(qū)鉛－鋅－銻礦床(點)多受次級斷層控制，此次圈定的遠景區(qū)主要分布于次級斷裂構造及環(huán)形構造附近。次級斷裂構造附近找礦遠景區(qū)主要找礦目標為淺部鉛鋅礦，環(huán)形構造附近找礦遠景區(qū)主要找礦目標為深部錫礦。根據遙感蝕變信息和地質特征解譯成果，結合區(qū)域地質信息，在扎西康外圍共圈定了5個找礦遠景區(qū)，見圖5。

圖5 找礦遠景區(qū)圈定Fig.5 Schematic diagram of ore prospecting areas

找礦遠景區(qū)1位于扎西康礦床北北東向約6 km處，在下侏羅統(tǒng)陸熱組地層內，主要巖性為泥晶灰?guī)r、變質粉砂巖及粉砂質絹云板巖。遠景區(qū)處于2個環(huán)形構造邊緣的交接部位，并發(fā)育次級斷層，發(fā)育強烈的鐵染蝕變異常，為淺部鉛鋅礦找礦遠景區(qū)。

找礦遠景區(qū)2位于扎西康礦床正北方向約3.5 km處，在下侏羅統(tǒng)日當組地層內，主要巖性為鈣質砂巖、石英砂巖及頁巖。遠景區(qū)處于環(huán)形構造與線性構造交叉部位，發(fā)育強烈的鐵染礦化蝕變異常及相對較弱的羥基蝕變異常，為淺部鉛鋅礦找礦遠景區(qū)。

找礦遠景區(qū)3位于扎西康礦床正北方向約5 km處，在上侏羅統(tǒng)維美組地層內，主要巖性為細粒石英砂巖，粉砂質板巖及復成分礫巖。遠景區(qū)處于環(huán)形構造內側及邊緣，廣泛發(fā)育強烈的鐵染礦化蝕變異常及相對較弱的羥基蝕變異常，為深部錫礦找礦遠景區(qū)。

找礦遠景區(qū)4位于扎西康礦床南西西向約4 km處，在上侏羅統(tǒng)維美組地層內，主要巖性為粉砂質絹云板巖及變質粉砂巖。遠景區(qū)處于環(huán)形構造邊緣的相切部位和環(huán)形構造邊緣的交接部位，發(fā)育強烈的羥基蝕變異常和鐵染蝕變異常，為深部錫礦找礦遠景區(qū)。

找礦遠景區(qū)5位于扎西康礦床南西西向約5.5 km處，在上侏羅統(tǒng)維美組地層內，主要巖性為粉砂質絹云板巖及變質粉砂巖。遠景區(qū)處于環(huán)形構造與線性構造交叉部位，發(fā)育強烈的羥基蝕變異常和鐵染蝕變異常，為淺部鉛鋅礦找礦遠景區(qū)。

7 結論

遙感礦化蝕變多出現(xiàn)于斷裂構造、環(huán)形構造及地層邊界附近，多集中于兩個環(huán)形構造相交或相切部位、環(huán)形構造與線性構造交叉部位、環(huán)形構造的內側及邊緣部位。

通過對扎西康及其外圍遙感圖像的解譯分析，提取了礦化蝕變信息和礦產地質特征信息，結合區(qū)域已有地質資料，圈定了5個找礦遠景區(qū)。研究成果可為扎西康礦床及外圍地區(qū)進一步的礦產勘查提供有利的科學依據。

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