王文博+牛寶如+王輝

摘 要：通過分析巴爾喀什湖地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)資料，結(jié)合遙感解譯，總結(jié)出區(qū)內(nèi)主要優(yōu)勢(shì)礦種-斑巖型銅鉬礦的成礦地質(zhì)類型及主要礦化蝕變類型、成礦規(guī)律、成礦條件及其遙感特征，對(duì)指示斑巖型銅鉬礦的指標(biāo)之一鐵染和羥基異常進(jìn)行了礦化信息提取，解剖了已知大型礦床-科翁臘德銅礦，運(yùn)用類比推理法，從已知到未知，圈定了3處斑巖型銅鉬礦成礦預(yù)測(cè)區(qū)。

關(guān)鍵詞：斑巖型銅礦；遙感；成礦預(yù)測(cè)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.073

中亞地區(qū)產(chǎn)出許多世界級(jí)特大型礦床，如穆龍?zhí)?、?kù)木托爾、科翁臘德、卡利馬克爾、熱茲甘茲甘等。礦種涵蓋有色金屬、貴金屬、油氣資源等。中亞地區(qū)賦存的儲(chǔ)量巨大的礦產(chǎn)資源與我國(guó)目前急缺的礦產(chǎn)資源具有明顯的互補(bǔ)性，如金、銅、鈾、鉛鋅等。

巴爾喀什成礦亞區(qū)指哈薩克斯坦巴爾喀什湖以北、東北和西北濱巴爾喀什地區(qū)，北部為烏斯品成礦帶，西部和東部分別與楚-伊犁和成吉思-塔爾巴哈臺(tái)成礦帶相鄰，為一近東西向的菱形地帶，也是一個(gè)具格狀的構(gòu)造單元。斑巖銅礦是該區(qū)也是哈薩克薩克斯坦地區(qū)最重要的銅礦類型，區(qū)內(nèi)科翁臘德銅礦是前蘇聯(lián)最大的斑巖銅礦床，世界十大斑巖型銅礦床之一。

1 技術(shù)路線

通過分析巴爾喀什湖地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)資料，結(jié)合遙感解譯，總結(jié)區(qū)內(nèi)主要優(yōu)勢(shì)礦種的成礦地質(zhì)類型及主要礦化蝕變類型、成礦規(guī)律、成礦條件及其遙感特征，開展礦化蝕變信息提取，解剖已知大型礦床，運(yùn)用類比推理法，從已知到未知，圈定成礦預(yù)測(cè)區(qū)。

2 巴爾喀什地區(qū)斑巖型礦床區(qū)域控礦要素

斑巖型礦床是指在時(shí)間上、空間上、成因上均與斑狀結(jié)構(gòu)的中酸性淺成或超淺成的小侵入體（花崗閃長(zhǎng)斑巖、石英二長(zhǎng)斑巖、石英斑巖、花崗斑巖等）有關(guān)，并具有鉀、氫蝕變礦物暈和銅、鉬、銀、鉛等地球化學(xué)暈的巖漿期后中-高溫?zé)嵋盒纬傻募?xì)脈浸染型硫化物銅（鉬）礦床?？梢?，斑巖體是形成斑巖型礦床的必要條件。

巴爾喀什地區(qū)的斑巖銅礦位于巴爾喀什-阿拉湖褶皺帶，主要由石炭紀(jì)-二疊紀(jì)火山-侵入雜巖組成，基底為隱伏的前寒武紀(jì)地塊，外側(cè)為泥盆紀(jì)造山期火山巖帶。石炭紀(jì)-二疊紀(jì)火山巖的分布受SN向、EW向基底斷裂構(gòu)造控制，火山盆地的基底斷塊構(gòu)造發(fā)育。火山巖帶內(nèi)北西向、北東向斷裂發(fā)育。該區(qū)的斑巖銅礦化主要分布在石炭紀(jì)-二疊紀(jì)火山-深成巖外緣與泥盆紀(jì)火山-深成巖帶的接觸帶及石炭紀(jì)-二疊紀(jì)火山-深成巖帶的內(nèi)側(cè)，以后者最為重要。已知的大部分銅礦均集中在這個(gè)帶內(nèi)（如科翁臘德、博爾雷、阿克斗卡、科克賽等礦床）。

與斑巖銅礦成礦有關(guān)的是一些規(guī)模不大的巖株（科翁臘德、阿克托蓋）、巖墻（科克賽）和巖枝，少數(shù)為一些形態(tài)不規(guī)則的巖體（博爾雷）或是巖墻（卡斯卡爾卡茲甘、肯克杜克等）。這些巖株的面積變化較大，由1～10km2。等軸狀或卵圓形巖株對(duì)成礦最有利。這些斑巖體又往往是環(huán)形構(gòu)造的中心（科翁臘德、卡拉科伊塔斯、努爾拜等）。在剖面上斑巖體具筒狀（阿克托蓋、科翁臘德）、滴狀或蘑菇狀（博爾雷），由于巖體形成在相當(dāng)寬的深度范圍，即由近地表到深成，因此其內(nèi)部構(gòu)造亦各種各樣，斑巖相與顯晶質(zhì)花崗巖類巖石呈漸變過渡（阿爾馬雷、奧澤爾諾耶等礦床）。

巴爾喀什地區(qū)與斑巖銅礦有關(guān)的侵入體為閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖-花崗巖-斜長(zhǎng)花崗巖建造，具有復(fù)雜多相多期次侵入特點(diǎn)，如科翁臘德礦床的巖體就有三次侵入，第一期為輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖，第二期為石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、英云閃長(zhǎng)巖，第三期為斑巖相的花崗閃長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖，礦化主要與第三期斑巖相巖石有關(guān)。

斷裂構(gòu)造對(duì)斑巖型礦床的形成起著巨大作用。斑巖型銅礦化賦存于北西向斷裂帶內(nèi)，科翁臘德-博爾雷帶北東向區(qū)域性斷裂帶對(duì)控礦區(qū)起著不小的作用。北西向和北東向斷裂的交叉地段對(duì)斑巖型銅礦化的富集最為有利，巴爾喀什地區(qū)最大的礦床就出在這一位置。斷裂交匯部位可能是巖漿、深部流體和熱液長(zhǎng)期滲入的地方，從而導(dǎo)致銅、鉬和其它元素的富集。

除斷裂構(gòu)造外，環(huán)形構(gòu)造對(duì)斑巖型礦床的分布和富集也起著控制作用。在北西向和北東向區(qū)域性斷裂交叉處所產(chǎn)生的火山構(gòu)造表現(xiàn)比較清楚，放射狀和環(huán)狀斷裂、裂隙、角礫巖化帶乃是這些構(gòu)造最重要的單元。不同成分和時(shí)代的礦石建造的出現(xiàn)，均與他們的形成有關(guān)。環(huán)形和弧形斷裂以及環(huán)形構(gòu)造的邊緣帶與區(qū)域性斷裂系的交叉點(diǎn)，對(duì)斑巖型銅礦的富集均起著重大作用。

3 巴爾喀什地區(qū)遙感信息提取

在遙感圖像上，斑巖體主要呈環(huán)形色調(diào)或結(jié)構(gòu)特征分布的影像特征，其形態(tài)有圓形、橢圓形、半圓形、弧形及不規(guī)則多邊形等，其色調(diào)略深或略淺于背景色調(diào)。目前，我國(guó)所發(fā)現(xiàn)的斑巖型銅礦區(qū)在遙感圖像上均有較好的環(huán)形影像及組合，只是環(huán)形影像組合特征不同，賦礦位置及含礦構(gòu)造的表現(xiàn)形式各異而已，就拿與斑巖銅礦有關(guān)的火成環(huán)塊來說，其表現(xiàn)形式有幾下幾種：

（1）以反映巖基和隱伏小巖體為主的多層環(huán)形影像組合：斑巖銅礦多產(chǎn)于多層狀構(gòu)造環(huán)塊的層環(huán)界面上或中心。

（2）以反映火山口及隱爆角礫巖筒為主的多層狀環(huán)形影像組合：斑巖銅礦多產(chǎn)在環(huán)帶中或環(huán)形構(gòu)造邊部。在遙感圖像上，如果顯示礦床位于寄生式環(huán)塊影像的邊部，且大環(huán)套小環(huán)，則大環(huán)多顯示下部存在較大規(guī)模的中、酸性侵入巖基，而小環(huán)為上覆圍巖中的巖株群、火山口和蝕變巖暈圈的表現(xiàn)。

（3）反映巖體、火山機(jī)構(gòu)和蝕變信息的環(huán)形影像組合：多出現(xiàn)在火山巖發(fā)育地區(qū)，直徑較小，礦床常賦存在蝕變信息環(huán)帶內(nèi)。這種蝕變信息環(huán)帶常呈半環(huán)帶狀圍繞巖體分布或位于火山機(jī)構(gòu)旁，并受線形構(gòu)造控制。這種環(huán)形影像組合形式是大型礦床賦存的重要標(biāo)志。

3.1 蝕變巖光譜特征

近礦圍巖蝕變主要是不同類型的熱液與周圍巖石相互作用的產(chǎn)物，是成礦物質(zhì)逐步富集成礦過程中留下的印跡。熱液來源主要有：巖漿作用有關(guān)的熱液、變質(zhì)作用有關(guān)的熱液以及地下水環(huán)流熱液等。熱液流體在運(yùn)移過程中由于其溫度、物理化學(xué)條件以及圍巖組分差異，形成不同的蝕變礦物，按照圍巖組分可以分為三類：中酸性巖的蝕變（云英巖化、絹云母化、鈉長(zhǎng)石化、鉀長(zhǎng)石化）、基性超基性巖的蝕變（蛇紋石化、綠泥石化、青盤巖化、碳酸鹽化）、灰?guī)r及其它碳酸鹽類的蝕變（矽卡巖化、硅化、重晶石化、白云巖化）。并且不同類型的圍巖蝕變指示礦床存在的意義不同，這是由于各種蝕變和礦石同樣是成礦作用的產(chǎn)物，從而在時(shí)間空間上和有關(guān)的蝕變存在密切的聯(lián)系，并且不同類型的蝕變及其組合專屬一定的礦床（礦種或礦床類型）。endprint

從Hunt G.R（1978）和他領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室的研究成果以及閻積惠等（1995）依據(jù)礦物反射波譜特征吸收譜帶特點(diǎn)的定性分類研究中可知：主要造巖礦物在可見光-近紅外光譜（O.35～2.5μm）并不產(chǎn)生具有鑒定意義的反射譜帶，其光譜特征主要由巖石中為數(shù)不多的次要礦物決定：

一是含鐵（Fe2+、Fe3+）基團(tuán)產(chǎn)生，含鐵礦物主要有角閃石、赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦、磁鐵礦、黃鉀鐵礬等，他們?cè)赥Ml-TM4波段有強(qiáng)的吸收帶，若巖石中含多量的Fe3+，而含F(xiàn)e2+很少，這類巖石的主要吸收譜帶位于TM4和TMl波段，反射波長(zhǎng)相當(dāng)于TM3波段的電磁波。若含大量的Fe2+、含F(xiàn)e3+很少，則主要吸收譜帶位于TM1波段，對(duì)于波長(zhǎng)相當(dāng)于TM2波段的電磁波有某種程度的反射。

二是含羥基（OH-）、水（H20）或碳酸根（CO32-）基團(tuán)產(chǎn)生，羥基的吸收譜帶主要在2.2μm和2.3μm處，由于OH-在2.2～2.31μm附近存在強(qiáng)吸收谷（稱為羥基譜帶），使得TM7產(chǎn)生低值，TM5產(chǎn)生高值，含羥基礦物大多為次級(jí)蝕變礦物，如高嶺土、葉臘石、云母類礦物、綠泥石、綠簾石等，水在1.4μm和1.9μm處有特征吸收帶。含碳酸根礦物主要有五個(gè)特征吸收譜帶（1.9～2.55μm），較強(qiáng)的兩個(gè)在2.35μm和2.55μm波長(zhǎng)處（稱為碳酸根譜帶），相對(duì)較弱的在1.9μm、2.0μm、2.16μm三處。常見礦物包括方解石、白云石、石膏、菱鎂礦等。

因此鐵染異常和羥基異常是指示斑巖型銅鉬礦的指標(biāo)之一。

3.2 鐵染異常

鐵染異常主要分布的地層為晚泥盆世-早石炭世砂巖-粉砂巖（有時(shí)帶有酸性凝灰?guī)r夾層）沉積建造、早石炭世-中晚石炭世安山巖-英安巖-流紋巖火山建造、晚石炭世-晚二疊世酸性-次堿性火山建造。侵入巖體普遍富含鐵離子，鐵染異常多呈片狀分布在侵入巖體中。另外，鐵染異常的分布還受構(gòu)造控制，呈條帶狀展布，大致呈北西向，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致（見圖1）。

區(qū)內(nèi)已知的十個(gè)斑巖型銅礦床都分布在侵入巖巖體或者巖體與圍巖的接觸帶上。石炭紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖-花崗巖中分布3處、二疊紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖-花崗巖中分布6處，共有6個(gè)礦床對(duì)應(yīng)有鐵染異常（見圖3）。

3.3 羥基異常

羥基異常主要分布地層為晚泥盆世-早石炭世砂。

巖-粉砂巖（含酸性凝灰?guī)r夾層）、早石炭世-中晚石炭世安山巖-英安巖-流紋巖、晚石炭世-晚二疊世酸性-次堿性火山巖。侵入巖花崗巖-花崗閃長(zhǎng)巖體周邊羥基異常發(fā)育。羥基異常呈片狀、條帶狀在石炭系地層及侵入巖體周邊廣泛分布。另外，羥基異常的分布還受構(gòu)造控制，呈北西向展布，大致與區(qū)域構(gòu)造線走向一致，主要分布于石炭系地層及侵入巖體周邊（圖2）。

區(qū)內(nèi)已知的十個(gè)斑巖型銅礦床都分布在侵入巖巖體或者巖體與圍巖的接觸帶上。其中4處礦床對(duì)應(yīng)有羥基異常（圖3）。

區(qū)內(nèi)已知的十個(gè)斑巖型銅礦床都分布在侵入巖巖體或者巖體與圍巖的接觸帶上。其中4處礦床對(duì)應(yīng)有羥基異常（圖3）。

4 科翁臘德斑巖型銅鉬礦遙感地質(zhì)特征

大型特大型礦床不僅具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其成礦作用更具典型性和代表性，對(duì)于成礦作用的研究，總結(jié)成礦特征和成礦規(guī)律，指導(dǎo)找礦具有重要意義。

科翁臘德斑巖型銅鉬礦位于杰茲卡茲干州近巴爾喀什湖地區(qū)、巴爾喀什市北15km處。

礦區(qū)出露粉砂巖-泥巖建造夾法門期酸性凝灰?guī)r，其上不整合覆蓋安山玄武巖及安山英安巖。廣泛發(fā)育侵人巖，主要是具稀有金屬礦化（鎢、鉬等）的淡色花崗巖、侵入雜巖體的花崗巖類。主要含礦的巖相為石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)花崗巖、英云閃長(zhǎng)巖及花崗巖，具斑狀結(jié)構(gòu)。該組合的花崗閃長(zhǎng)巖類的特點(diǎn)是Al203增加、組成中Na大于K?？莆膛D德斑巖型銅鉬礦為露天采坑，在ETM遙感影像圖上特征明顯（圖4）。控制科翁臘德斑巖銅礦床形成的構(gòu)造在總體上是一套沉積-火山機(jī)構(gòu)。斷裂將礦床分割成一系列構(gòu)造塊體，主要分為兩組：一組是環(huán)狀的、放射狀的斷裂構(gòu)造，屬于火山噴發(fā)時(shí)期形成的；另一組是線型的，屬于斑巖侵入時(shí)期形成的，控制巖體的分布和斑巖型銅礦化?？莆膛D德銅礦床主要受環(huán)狀構(gòu)造的控制（見圖4）。北西和北東走向的斷裂控制了巖墻的分布和侵入體的邊界。

5 成礦有利地段預(yù)測(cè)

通過以上分析，巴爾喀什斑巖型銅鉬礦的分布具有以下特點(diǎn)：在石炭紀(jì)-二疊紀(jì)火山-深成巖帶內(nèi)，含礦侵入體為閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖-花崗巖-斜長(zhǎng)花崗巖建造；斑巖型銅鉬礦化賦存于北西向斷裂帶內(nèi)，北西向和北東向斷裂的交叉地段對(duì)斑巖型銅鉬礦化的富集最為有利；環(huán)形構(gòu)造對(duì)成礦有很好的指示作用。結(jié)合礦化異常信息中鐵染異常和羥基異常等要素分析，圈定了3個(gè)成礦預(yù)測(cè)區(qū)（見圖5），3個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)與科翁臘德斑巖型銅鉬礦遙感地質(zhì)特征對(duì)比見表1。

6 結(jié)束語

通過分析巴爾喀什湖地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)資料，結(jié)合遙感解譯，總結(jié)出了區(qū)內(nèi)主要優(yōu)勢(shì)礦種-斑巖型銅鉬礦的成礦地質(zhì)類型及主要礦化蝕變類型、成礦規(guī)律、成礦條件及其遙感特征，并對(duì)鐵染和羥基異常進(jìn)行了礦化信息提取，圈定了3處斑巖型銅鉬礦成礦預(yù)測(cè)區(qū)，為境外礦產(chǎn)勘查和礦業(yè)開發(fā)提供了依據(jù)。

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基金項(xiàng)目：本文由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（DD20160117）、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃“973”項(xiàng)目（2015CB453000）及陜西省第三批地勘基金項(xiàng)目（61201203093）聯(lián)合自助

作者簡(jiǎn)介：王文博（1983-），男，陜西寶雞人，碩士，工程師。endprint