楊金中， 陳薇， 王輝

(1.中國國土資源航空物探遙感中心,北京100083； 2.中國煤炭地質(zhì)總局航測遙感局遙感院,西安 710054)

西昆侖成礦帶黑恰達坂溫泉溝群含鐵層位的圈定

楊金中1， 陳薇1， 王輝2

(1.中國國土資源航空物探遙感中心,北京100083； 2.中國煤炭地質(zhì)總局航測遙感局遙感院,西安 710054)

為了更好地發(fā)揮遙感技術(shù)在我國西部艱險復雜地區(qū)地質(zhì)找礦工作中的作用，利用WorldView2,QuickBird,IKONOS,ASTER和ETM+等多元遙感數(shù)據(jù)，采取去相關(guān)、比值計算、主成分分析和圖像融合等圖像處理方法，在西昆侖成礦帶黑恰達坂一帶開展了1∶50 000遙感地質(zhì)解譯和遙感異常提取研究，對黑恰達坂附近的菱鐵赤鐵礦礦化帶分布情況進行了調(diào)查，并通過野外驗證快速圈定了溫泉溝群的含鐵層位。該礦化帶賦存在下志留統(tǒng)溫泉溝群，延伸長約120 km，其西北部被巖體侵蝕，東南部被喀拉塔格斷裂截切，具有層位穩(wěn)定、沿走向傾向連續(xù)性好、規(guī)模大的特征，是開展礦產(chǎn)資源調(diào)查工作的有利地區(qū)。調(diào)查結(jié)果表明，遙感技術(shù)已經(jīng)成為地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作不可或缺的手段之一，必將在地質(zhì)找礦工作中發(fā)揮重要作用，加速區(qū)域找礦突破進程。

遙感地質(zhì)調(diào)查； 菱鐵赤鐵礦礦化帶； 西昆侖成礦帶； 黑恰達坂

0 引言

為滿足當前經(jīng)濟建設和人民生活對礦產(chǎn)資源的需求，以遙感數(shù)據(jù)為信息源，利用地質(zhì)體、地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)現(xiàn)象等對電磁波譜的響應特征，通過數(shù)字圖像處理和遙感地質(zhì)解譯，測量或獲取(肉眼難以發(fā)現(xiàn)的)地質(zhì)參數(shù)、填繪地質(zhì)圖件、研究地質(zhì)問題、開展成礦預測、間接或直接發(fā)現(xiàn)礦體，已經(jīng)成為遙感地質(zhì)工作者的一項重要工作[1-5]。本文利用WorldView2,QuickBird,IKONOS,ASTER和ETM+等多元遙感數(shù)據(jù)，采取去相關(guān)、比值計算、主成分分析和圖像融合等圖像處理方法，在西昆侖成礦帶黑恰達坂一帶開展了1∶50 000遙感地質(zhì)解譯和遙感異常提取研究，對黑恰達坂附近的菱鐵赤鐵礦礦化帶情況進行了調(diào)查，并通過野外驗證快速圈定了溫泉溝群的含鐵層位，加速了區(qū)域找礦突破進程。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)麻扎以東黑恰達坂，西北端起于219國道麻扎以東40 km的黑恰道班東側(cè)，沿喀拉塔格山展布； 地理范圍在E36°20′～36°25′，N77°32′～77°37′之間，面積約3 600 km2； 區(qū)域平均海拔4 800 m，為典型高原高山區(qū)。該區(qū)位于青藏高原西北緣，占據(jù)了西昆侖和喀喇昆侖中段，西鄰帕米爾構(gòu)造結(jié)，向東與康西瓦和蘇巴什構(gòu)造帶相連。麻扎構(gòu)造混雜巖帶橫穿該區(qū)。

已有的地質(zhì)礦床調(diào)查揭示，區(qū)內(nèi)地層發(fā)育齊全，長城系賽圖拉巖群、薊縣系桑株塔格群、奧陶系冬瓜山群、志留系溫泉溝群和達坂溝群、泥盆系落石溝組和天神達坂組、石炭系帕斯群和恰提爾群、二疊系黃羊嶺群、神仙灣群和溫泉山組、三疊系巴顏喀拉山群和賽力亞克達坂群、侏羅系龍山組、白堊系鐵隆灘群、新近系帕卡布拉克組和阿圖什組雜布其間。區(qū)域含礦地層為下志留統(tǒng)溫泉溝群，巖性為一套淺變質(zhì)巖夾碳酸鹽巖，由灰色白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、泥灰?guī)r夾細砂巖、絹云砂質(zhì)板巖及千枚巖構(gòu)成。容礦建造為一套深棕褐色的淺海相細碎屑巖-碳酸鹽巖沉積，空間上呈NW―SE向展布，與一套灰白色(風化色為灰白色，新鮮面呈深灰色)含黃鐵礦的斑點狀千枚巖、絹云母板巖共生。區(qū)內(nèi)已知的黑黑孜站干中型鐵礦即賦存在溫泉溝群地層中。

2 典型礦床剖析

李榮社等[6]于2008年以分布在康西瓦大斷裂南側(cè)的黑恰達坂、呈EW向展布的銅礦和含銅鉛鋅多金屬的菱鐵礦床、點為原型，總結(jié)出的黑黑孜站干式礦床是本區(qū)重要的典型礦床。它是一種容礦于志留統(tǒng)溫泉溝群淺海相細碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造中的沉積變質(zhì)、熱液疊加層控型礦床。2012年中國地質(zhì)調(diào)查局“西部重要成礦區(qū)帶高分遙感地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查技術(shù)研發(fā)與應用示范”項目對黑恰達坂地區(qū)進行野外查證時，發(fā)現(xiàn)2個正在開采的菱鐵礦點(圖1)。通過遙感解譯和與已有地質(zhì)資料的綜合分析，確定這2個礦點的礦化發(fā)生在下志留統(tǒng)溫泉溝群中，正是區(qū)域典型礦床研究的原型。

(圖中數(shù)字為已知礦點編號，底圖為IKONOS B3(R)，B2(G)，B1(B)融合圖像)

從圖1可以看出，1號和2號礦點處于下志留統(tǒng)溫泉溝群同一層位上，并產(chǎn)在菱鐵赤鐵礦化帶中。據(jù)此建立如下找礦標志： ①含礦地層下志留統(tǒng)溫泉溝群,礦體空間分布嚴格受地層控制，容礦建造為一套深棕褐色的淺海相細碎屑巖-碳酸鹽巖沉積(以粉砂質(zhì)板巖為主)，該套地層可作為黑恰達坂菱鐵礦的直接找礦標志層； ②地層中的菱鐵礦和赤鐵礦富集，亦是較為直接的找礦標志； ③與容礦建造伴生的含黃鐵礦的斑點狀千枚巖和絹云母板巖也可作為黑恰達坂間接找礦標志。

3 礦化帶遙感調(diào)查

通過對黑恰達坂菱鐵礦礦床特征的分析和建立的找礦標志可知，容礦建造為下志留統(tǒng)溫泉溝群中深棕褐色的淺海相細碎屑巖-碳酸鹽巖沉積(以粉砂質(zhì)板巖為主)； 對容礦建造的跟蹤和空間范圍的圈定，對區(qū)域遙感找礦和成礦預測具有重大意義。

3.1 遙感數(shù)據(jù)源

本文使用的衛(wèi)星數(shù)據(jù)包括WorldView2,QuickBird,IKONOS等高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和ASTER,ETM+等中等分辨率遙感數(shù)據(jù)。前者的地面分辨率多優(yōu)于1m，但缺乏地質(zhì)調(diào)查常用的近紅外和短波紅外波段； 后者的地面分辨率分別為15 m和30 m，覆蓋的波段范圍較廣，波段數(shù)較多。

3.2 高分辨率遙感數(shù)據(jù)處理

高分辨率遙感數(shù)據(jù)可用于準確識別(礦化)地質(zhì)體和地質(zhì)構(gòu)造的邊界[7-9]。根據(jù)已知的礦化實況，利用IKONOS的B3(R)，B2(G)，B1(B)組合數(shù)據(jù)進行圖像融合和去相關(guān)處理。在該融合圖像中，已知礦化區(qū)內(nèi)的菱鐵-赤鐵礦礦化帶表現(xiàn)為不同深淺的褐色，呈規(guī)則條帶狀影紋圖案，礦化帶呈層狀，與地層走向一致； 底板圍巖色調(diào)以暗灰藍―暗褐黑色為主，間紅褐色； 頂板圍巖色調(diào)為藍色―淺藍灰―灰黃灰色，呈帶狀延伸，礦化帶與圍巖界線清楚； 菱鐵-赤鐵礦礦體色調(diào)呈暗紅褐色，沿礦化帶呈窄條帶狀斷續(xù)延伸(圖1)。

采用IKONOS的B1,3,4,2數(shù)據(jù)進行主成分分析，取第三主分量與原始B1,3數(shù)據(jù)組合得到新圖像，進一步突出了菱鐵-赤鐵礦化帶(紅色條帶)及伴生圍巖(淺紅色條帶)(圖2)。

圖2 菱鐵-赤鐵礦化帶增強效果

3.3 中等分辨率遙感數(shù)據(jù)處理

利用多光譜遙感數(shù)據(jù)，對特定巖性或巖性組合進行提取，已經(jīng)成為遙感地質(zhì)調(diào)查工作的重要手段[7-12]。對區(qū)內(nèi)的ETM+遙感數(shù)據(jù)進行了B7(R)，B3(G)，B1(B)圖像融合處理，已知的菱鐵-赤鐵礦化帶在融合圖像中表現(xiàn)為淺土黃色調(diào)異常帶，呈NW―SE向展布(圖3(a))。通過波段比值計算和主成分分析，將B5/B7,B4/B2和B 1,4,5,7這4個波段經(jīng)主成分分析得到的第4主分量進行融合，在Photoshop軟件中進行反向拉伸后，得到如圖3(b)所示的圖像。該菱鐵-赤鐵礦化帶在該融合圖像中表現(xiàn)為淺紅褐色異常帶，延伸形跡清楚，寬窄變化一目了然。在利用B1,4,5,7這4個波段經(jīng)主成分分析得到的第4,3,2主分量進行融合的圖像中，該菱鐵-赤鐵礦化帶表現(xiàn)為淺灰色異常帶(圖3(c))。在利用B5/B7和B 1,3,4,5這4個波段經(jīng)主成分分析得到的第4,3主分量進行融合的圖像中，該菱鐵-赤鐵礦化帶表現(xiàn)為淺紅色異常帶(圖3(d))。

(a) ETM+B7(R)，B3(G)，B1(B)融合圖像(b) B5/7,B 4/2和PC4融合圖像

(c) PC4,3,2融合圖像 (d) B5/7和PC4,3融合圖像

圖3中等分辨率遙感數(shù)據(jù)處理效果

Fig.3Processingeffectofmediumresolutionremotesensingdata

在利用多種方法進行處理后的圖像中，該菱鐵赤鐵礦化帶的影像表現(xiàn)穩(wěn)定，各種遙感色調(diào)異常的分布位置、長度和寬度等變化不大。據(jù)此，利用ETM+遙感數(shù)據(jù)對該異常帶的兩側(cè)延伸位置進行了數(shù)據(jù)處理和遙感解譯，對黑恰達坂附近的菱鐵-赤鐵礦化帶分布情況進行了初步確定(圖4)。

圖4菱鐵赤鐵礦化帶分布示意圖

Fig.4Distributionofsiderite-hematitemineralizationbelt

3.4 野外查證

對遙感解譯及菱鐵-赤鐵礦化帶信息提取的帶狀影像單元進行了野外驗證。調(diào)查結(jié)果表明，礦化帶呈紅色，產(chǎn)在志留系溫泉溝群頂部，巖性為深灰色絹云千枚巖、變絹云母粉砂巖、細砂巖及灰?guī)r，產(chǎn)狀為50°～60°，容礦建造為一套含礦碳酸巖夾碎屑巖沉積。礦化帶產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，延伸方向320°，傾角50°～70°，寬度200～500 m。礦體多賦存于礦化帶下部，產(chǎn)狀與礦化帶產(chǎn)狀基本一致，厚度40～70 m，一般厚約50 m。礦體多呈層狀、似層狀或扁豆狀，層控特征明顯。礦石礦物以菱鐵礦和赤鐵礦為主，礦石全鐵含量50%左右。在構(gòu)造節(jié)理旁側(cè)或小斷層帶內(nèi)，因構(gòu)造擠壓作用，赤鐵礦含量明顯增加。

選取代表性強的菱鐵-赤鐵礦化帶中的菱鐵礦樣品進行化學分析，測定結(jié)果顯示，單個樣品最高全鐵品位55.00%，最低品位44.30%，平均品位50.45%，遠高于菱鐵礦工業(yè)品位(20.00%)。礦石主要發(fā)育粗晶自形-半自形結(jié)構(gòu)，主要為塊狀構(gòu)造和條帶狀構(gòu)造。菱鐵礦礦石成分單一，主要礦石礦物為原生菱鐵礦，含量占礦石總量的70%以上，部分已氧化成赤鐵礦。脈石礦物主要為石英(10%～20%)、白云母(3%～5%)和鐵白云石，其次為少量黃鐵礦和黃銅礦，偶見石墨、電氣石和磷灰石等。菱鐵礦呈半自形-自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒度變化較大。

1號和2號礦點位于區(qū)域大紅柳灘―巴顏喀拉邊緣裂陷造山帶和甜水海微陸塊之間的斷裂帶(下文統(tǒng)稱“大紅柳灘―甜水海斷裂”)的東北側(cè)，空間上位于同一地層，容礦建造呈NW―SE向展布，地表出露寬度為西北段稍窄、東南段稍寬，而與之共生的間接標志層西北段窄、東南段寬的特征更為典型。5號礦點(野外驗證中發(fā)現(xiàn)其正在建設采礦道路)則位于大紅柳灘―甜水海斷裂之西南側(cè)，在區(qū)域上因受到該斷裂帶的影響，巖石地層極其破碎，容礦建造呈透鏡狀出露，空間延伸方向大致與大紅柳灘―甜水海斷裂方向一致。3,4,6號礦點均為礦化點，礦石品位相對較低。

4 找礦建議

如圖4所示，該菱鐵-赤鐵礦礦化帶延伸長約120 km，其西北部被巖體所侵蝕，東南部被喀拉塔格斷裂截切； 受區(qū)域地層褶皺影響，與容礦建造一起變形產(chǎn)出。其成因?qū)儆跓崴练e-構(gòu)造改造型，具層位穩(wěn)定、沿走向傾向連續(xù)性好、規(guī)模大的特征。野外驗證表明，該菱鐵-赤鐵礦礦化帶規(guī)模巨大，部分地段礦石品位較高，具有很好的找礦前景。

目前，針對該礦化帶的勘查工作相對較少。建議對該礦化帶進行詳細的地面地質(zhì)調(diào)查，進一步查明該帶的變形變質(zhì)特征、礦化層富集及分布特征以及礦化與區(qū)域巖漿活動、構(gòu)造活動的關(guān)系，尤其加強對該帶東部在喀拉塔格斷裂附近出露情況的驗證。在1,2,5號礦點附近宜部署1∶50 000礦產(chǎn)調(diào)查甚至礦產(chǎn)普查工作，以查明富礦體的三維空間分布特征，圈定工業(yè)礦體，評價其資源量。對3,4,6號礦化點附近地區(qū)應優(yōu)先開展區(qū)域剝蝕深度調(diào)查，查明該類礦化體的保存條件和構(gòu)造改造情況，再根據(jù)調(diào)查結(jié)果部署后續(xù)工作。

從遙感影像形跡分析來看，區(qū)域菱鐵-赤鐵礦礦化帶在延伸方向上有局部增厚的跡象； 富礦體多分布在NW向礦化帶與NE向斷裂(40°左右)交匯部位，可能是后期熱液沿斷裂帶對礦體有過疊加成礦作用的緣故； NW向斷裂和近EW向斷裂多錯斷礦帶，使礦帶在走向上不連續(xù)，故應注意對其構(gòu)造運動方向的調(diào)查和研究； 礦帶在西北部被巖體所侵蝕，存在越靠近巖體、礦石品位越高的現(xiàn)象，應優(yōu)先安排對礦化帶西北部的調(diào)查工作。

5 結(jié)論

1)西昆侖黑恰達坂附近的菱鐵-赤鐵礦化帶延伸長約120 km，其西北部被巖體所侵蝕，東南部被喀拉塔格斷裂截切，具有層位穩(wěn)定、沿走向傾向連續(xù)性好、規(guī)模大的特征，是開展礦產(chǎn)資源調(diào)查工作的有利地區(qū)。

2)遙感技術(shù)是地質(zhì)找礦工作不可或缺的手段之一，在已知礦化帶延伸方向研究、礦化空間圈定、成礦/控礦條件研究等方面具有技術(shù)優(yōu)勢，必將在我國西部艱險復雜地區(qū)的地質(zhì)找礦工作中發(fā)揮重要作用[3-4]。綜合應用多源、多尺度遙感數(shù)據(jù)，可以準確圈定地質(zhì)體的界線； 利用多光譜遙感數(shù)據(jù)進行遙感蝕變異常提取，可以獲取與礦化蝕變相關(guān)的找礦信息。在典型礦床或礦(化)點剖析和遙感找礦模型研究等基礎上，通過對成礦地質(zhì)背景、成礦地質(zhì)條件和成礦地質(zhì)形跡等與成礦地質(zhì)作用有關(guān)的成礦、控礦和找礦信息的遙感圖像解譯和提取，預測新的找礦有利地段，甚至直接發(fā)現(xiàn)含礦地質(zhì)體，為地質(zhì)找礦提供可靠的基礎信息，是遙感地質(zhì)找礦工作的重要意義所在。

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(責任編輯：劉心季)

DelineationofironformationinWenquangouGroupalongHeiqiaPassinWestKunlunmetallogenicbelt

YANG Jinzhong1， CHEN Wei1， WANG Hui2

(1.ChinaAeroGeophysicalSurveyandRemoteSensingCenterforLandandResources，Beijing100083，China；2.RemoteSensingApplicationInstituteofARSC，Xi’an710054，China)

Using middle and high resolution remote sensing data such as WorldView2, IKONOS, QuickBird, ASTER and ETM+, and their processing methods such as de-relatedcalculation, ratio calculation, principal component analysis and image fusion, the authors delineated a siderite-hematite mineralization belt along Heiqia Pass in West Kunlun metallogenic belt on the basis of the field survey. The belt occurs in the Lower Silurian Wenquangou Group and stretches 120 km long northwestward, and has been eroded by the rock mass in the northwest part and truncated by Kalatage fault in the southeast part. Its ore-bearing layers remain stable, and its continuity in formation strike and dip direction is very good, so the belt is favorable for mineral resources investigation. The results of the survey show that geological survey with remote sensing technology is one of indispensable methods in regional geological and mineral resources survey, and will play an important role in the geological prospecting in western metallogenic belts, especially in the complex and dangerous regions.

geological survey with remote sensing method； siderite-hematite mineralization belt； West Kunlun metallogenic belt； Heiqia Pass

10.6046/gtzyyg.2017.03.28

楊金中,陳薇,王輝.西昆侖成礦帶黑恰達坂溫泉溝群含鐵層位的圈定[J].國土資源遙感,2017,29(3)：191-195.(Yang J Z,ChenW,Wang H.Delineation of iron formation in Wenquangou Group along Heiqia Pass in West Kunlun metallogenic belt[J].Remote Sensing for Land and Resources,2017,29(3)：191-195.)

2016-02-18；

2016-03-17

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目“西部重要成礦區(qū)帶高分遙感地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查技術(shù)研發(fā)與應用示范”(編號： 12120113100100)和“重要成礦帶遙感地質(zhì)調(diào)查綜合研究”(編號： 1212011087106)共同資助。

楊金中(1970-)，男，博士，研究員，主要從事礦產(chǎn)資源遙感調(diào)查、礦山遙感監(jiān)測等工作。Email： 67786808@qq.com。

TP 79

： A

： 1001-070X(2017)03-0191-05