王瑞軍, 閆柏琨， 李名松， 董雙發(fā)， 孫永彬， 汪 冰

(1.核工業(yè)航測(cè)遙感中心,石家莊 050002； 2.中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心,北京 100083)

0 引言

紅山地區(qū)位于北山成礦帶，處在甘肅省西北部緊鄰甘肅與新疆的交界地段。在該區(qū)及周邊區(qū)域分布有較多的鐵、銅、鎳、錳、金、磷、釩、鈾等礦床或礦點(diǎn)，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。在紅山地區(qū)開展重要控礦要素遙感解譯和調(diào)查，對(duì)該區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)資料完善和礦產(chǎn)勘查具有重要意義。

遙感技術(shù)可作為人類研究地球表層系統(tǒng)的有力工具，也是地質(zhì)研究和勘查不可缺少的技術(shù)手段，在地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)勘查、地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)和基礎(chǔ)地質(zhì)研究等方面都發(fā)揮了重要的作用[1-2]。目前，QuickBird和WorldView-2等國(guó)外高分衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)已在地質(zhì)勘查領(lǐng)域取得了良好的應(yīng)用效果[2-10]； 隨著我國(guó)國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星的快速發(fā)展，國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)在礦山遙感監(jiān)測(cè)、地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查和水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越重要[11-12]。高分一號(hào)(GF-1)衛(wèi)星是中國(guó)高空間分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的首發(fā)星，對(duì)推動(dòng)我國(guó)衛(wèi)星工程水平的提升和提高我國(guó)高空間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)自給率，具有重大意義。

為了更好地了解GF-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用效果，本文對(duì)GF-1數(shù)據(jù)的全色和多光譜波段進(jìn)行融合，制作正射遙感影像圖； 進(jìn)而開展重要控礦地質(zhì)單元遙感解譯，識(shí)別和解譯控礦地層、構(gòu)造和巖體，結(jié)果顯示解譯出的重要控礦地質(zhì)單元與區(qū)域物化探、遙感異常吻合程度較高，且大多數(shù)異常中心位于成礦有利的重要控礦地質(zhì)單元區(qū)； 在上述多源異常信息疊加地段，圈定找礦預(yù)測(cè)區(qū)。經(jīng)野外查證，新發(fā)現(xiàn)多處鐵、銅等多金屬礦化線索，取得了較為顯著的找礦效果，進(jìn)一步印證了GF-1數(shù)據(jù)可以為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查提供有利和豐富的遙感信息源。

1 研究區(qū)概況

紅山地區(qū)位于甘肅北山成礦帶，由NW—近EW向展布的山脈和沖溝構(gòu)成，屬于中低山地貌，地勢(shì)呈北高南低、中間高東西低的形態(tài)，地形坡度較小，相對(duì)起伏不大，切割較弱。區(qū)內(nèi)氣候干旱，常年少雨，植被稀疏，基巖出露好，有利于發(fā)揮遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，開展相關(guān)遙感地質(zhì)應(yīng)用和研究工作。

紅山地區(qū)地處塔里木—華北板塊的敦煌微地塊，跨及花牛山早古生代陸緣裂谷帶(裂陷槽)和磁?！t柳園—白山堂晚古生代陸內(nèi)裂谷帶2個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元[13-15]。區(qū)內(nèi)出露地層為新元古界—下古生界淺海相沉積變質(zhì)巖系，長(zhǎng)城系古硐井群巖性為石英片巖、石英巖和大理巖； 薊縣系平頭山群為一套碳酸鹽巖—陸源碎屑巖建造； 青白口系大豁落山群巖性為大理巖、透輝角閃巖、絹云綠泥千枚巖夾石英片巖及磁鐵礦； 南華系洗腸井群為一套冰水沉積含礫大理巖夾炭質(zhì)粉砂巖； 震旦系澤魯木群巖性為炭質(zhì)頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾鈣質(zhì)粉砂巖及錳礦層； 寒武系西雙鷹山群巖性為砂質(zhì)板巖和含磷結(jié)核硅質(zhì)巖、含釩鈾炭質(zhì)千枚巖； 奧陶系羅雅楚山群巖性為長(zhǎng)石石英砂巖、含炭硅質(zhì)巖、粉砂質(zhì)板巖； 奧陶系錫林柯博組巖性為凝灰質(zhì)砂巖和粉砂巖和細(xì)砂巖； 泥盆系三個(gè)井群巖性為礫巖及細(xì)礫巖夾英安質(zhì)凝灰?guī)r； 泥盆系墩墩山群巖性為流紋質(zhì)角礫凝灰熔巖及凝灰?guī)r。地層走向?yàn)?30°～150°。

區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，巖性從超基性巖—酸性巖均有，以中酸性巖為主，主要為志留紀(jì)基性—超基性巖體，泥盆紀(jì)黑云母二長(zhǎng)花崗巖和石英閃長(zhǎng)巖等，以及沿NE和NW向斷裂侵入的花崗巖脈、輝綠巖脈及石英脈。

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為復(fù)雜，褶皺和斷裂較為發(fā)育。褶皺表現(xiàn)為大型復(fù)式向斜，由青白口系、震旦系、寒武系及奧陶系構(gòu)成復(fù)式向斜主體。褶皺軸跡呈NWW向，北翼受斷裂破壞，地層缺失且破碎； 南翼受閃長(zhǎng)巖侵入影響，但保留完整，以致兩翼呈現(xiàn)不對(duì)稱性。紅山鐵礦床處在該復(fù)式向斜南翼的次級(jí)背斜翼部及轉(zhuǎn)折端部位，區(qū)內(nèi)斷裂主要為近EW向，其次為NE及NW向，但斷層對(duì)礦體的破壞作用不大。

2 技術(shù)方法

2.1 GF-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)

本文使用的GF-1原始數(shù)據(jù)的獲取時(shí)間為2014年6月26日，包括8 m空間分辨率的多光譜數(shù)據(jù)和2 m空間分辨率的全色數(shù)據(jù)，均為自帶有理函數(shù)模型(rational function model，RFM)的元數(shù)據(jù)文件。圖像中云雪覆蓋量少(小于1%)，輻射畸變、幾何畸變和噪聲均較小，圖像清晰，整體質(zhì)量較好，適用于進(jìn)行重要控礦要素遙感解譯。

2.2 遙感圖像處理

利用遙感專業(yè)處理軟件ERDAS中的LSP模塊，采用“數(shù)字高程模型+有理函數(shù)模型+地面控制點(diǎn)”(“DEM+RFM+GCP” )的方法，分別對(duì)GF-1多光譜和全色原始數(shù)據(jù)進(jìn)行正射糾正[16]。讀取RPC.XML文件中的內(nèi)、外定向參數(shù)作為GF-1的RFM模型參數(shù)； 選用由IRS-P5衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)作為正射糾正處理的輔助數(shù)據(jù)； 選擇GF-1多光譜圖像的B4(R)，B3(G)，B2(B)波段組合并采用Pansharp算法與全色波段進(jìn)行融合處理[16-18]； 最后根據(jù)本文研究的重要控礦要素對(duì)融合后的圖像進(jìn)行局部拉伸處理，制作完成GF-1正射影像圖(圖1)。

圖1紅山地區(qū)GF-1正射影像圖(GF-1 B4(R)，B3(G)，B2(B)假彩色合成圖像)

Fig.1GF-1orthophotomapofHongshanRegion

為進(jìn)一步改善GF-1圖像的視覺效果，提高各地質(zhì)單元的可解譯程度，采用高通濾波和比值拉伸等方法對(duì)融合后的圖像進(jìn)行了針對(duì)性的圖像增強(qiáng)處理，從而使重要控礦要素信息的提取效果更好。

2.3 遙感地質(zhì)解譯

在充分收集前人地質(zhì)、物探、化探、遙感、礦產(chǎn)和已知礦床等成果資料基礎(chǔ)上，以GF-1數(shù)據(jù)融合圖像為主要數(shù)據(jù)源，輔以其他衛(wèi)星數(shù)據(jù)，運(yùn)用圖斑色彩分析、紋理特征分析、地貌形態(tài)分析和野外驗(yàn)證等方法，建立各重要控礦地質(zhì)單元的遙感解譯標(biāo)志； 利用PhotoShop，ArcGIS和MapGIS等軟件平臺(tái)，以人機(jī)交互解譯為主要手段，采用直判法、對(duì)比法、鄰比法和綜合判斷法等方法，采取推演、擴(kuò)展和外延等技術(shù)，進(jìn)行控礦地層、構(gòu)造和巖體解譯，形成研究區(qū)的重要控礦地質(zhì)單元遙感解譯地質(zhì)圖。

重要控礦地質(zhì)單元遙感解譯分為2個(gè)階段： 第一階段為研究區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)遙感解譯； 第二階段為控礦地層、構(gòu)造和巖體等重要控礦地質(zhì)單元遙感解譯、識(shí)別提取、地質(zhì)單元整飾和分類標(biāo)識(shí)。

3 重要控礦地質(zhì)單元遙感解譯及分析

3.1 遙感解譯

3.1.1 重要控礦地質(zhì)單元梳理及提取

3.1.1.1 重要控礦地層

青白口系大豁落山群(Qbd)為研究區(qū)內(nèi)鐵礦的控礦地層。依據(jù)巖石組合可劃分為4個(gè)巖組，由下至上為： ①第一巖組(Qbd1)： 上部為大理巖夾石英片巖和石英巖； 中部為大理巖夾磁鐵礦； 下部為條帶狀透輝角閃巖、陽(yáng)起角巖和斜長(zhǎng)角閃片巖； ②第二巖組(Qbd2)： 微晶灰?guī)r與含炭質(zhì)微晶灰?guī)r互層，夾白云質(zhì)大理巖； ③第三巖組(Qbd3)： 白云質(zhì)大理巖、方解白云石大理巖夾內(nèi)碎屑礫巖及千枚狀板巖； ④第四巖組(Qbd4)： 頂部為絹云綠泥千枚巖和石英巖； 上部為陽(yáng)起石、透閃石、透輝石化磁鐵石英巖和磁鐵礦層； 中部為白云石大理巖和石英砂巖； 下部為黑云綠泥絹千枚巖。

震旦系澤魯木群(Z1-2z)為研究區(qū)內(nèi)錳礦的控礦地層。上部為硅化白云巖和大理巖； 下部巖性為炭質(zhì)頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾鈣質(zhì)粉砂巖，炭質(zhì)頁(yè)巖夾錳質(zhì)頁(yè)巖、錳帽及錳礦層。

寒武系西雙鷹山群(∈2-3x)為研究區(qū)內(nèi)磷、釩、鈾礦的控礦地層。上部巖性為砂質(zhì)板巖夾硅質(zhì)板巖； 中部為含磷結(jié)核硅質(zhì)巖和石英巖； 下部為含釩、鈾炭質(zhì)千枚巖、石英炭質(zhì)板巖和粉砂巖。

3.1.1.2 重要控礦巖體

志留紀(jì)基性—超基性巖體為研究區(qū)內(nèi)銅鎳礦的控礦巖體，呈巖墻產(chǎn)出，巖石組合為角閃輝長(zhǎng)巖—斜長(zhǎng)二輝橄欖巖—方輝橄欖巖—含云母橄欖二輝巖。巖石呈黑綠色、暗綠色或深綠色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石中橄欖石屬貴橄欖石，含量21.85%～78.53%，平均為48.93%； 斜方輝石屬古銅輝石，含量0.32%～35.85%，平均為19.14%； 單斜輝石屬透輝石，含量1.09%～10.82%，平均為4.45%； 斜長(zhǎng)石含量9.0%～38.81%，平均為22.89%，以拉—中長(zhǎng)石為主，少量更長(zhǎng)石。

志留紀(jì)輝長(zhǎng)—輝綠巖(S3ν-βμ)為銅及多金屬礦的控礦巖體，呈巖墻狀產(chǎn)出。巖石呈灰綠色，中粒輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為基性斜長(zhǎng)石、普通輝石、角閃石和黑云母?；孕遍L(zhǎng)石呈自形—半自形，長(zhǎng)板狀，多發(fā)育絹云母，含量50%～65%； 普通輝石呈半自形或他形，形狀不規(guī)則，含量15%～20%； 角閃石呈不規(guī)則形狀或殘缺不全的柱狀，部分已被纖維角閃石交代，含量20%～30%； 黑云母呈片狀，較破碎，且分布不均勻，發(fā)育綠泥石化，含量較少。

3.1.1.3 重要控礦構(gòu)造

羅雅楚山背斜為紅山鐵礦西礦區(qū)的控礦構(gòu)造。羅雅楚山背斜軸跡呈NWW向，出露長(zhǎng)22 km，平均寬4 km，向NW傾伏(傾伏角為25°～30°)，向SE向撒開； 背斜軸部由青白口系碳酸鹽巖組成，兩翼由南華系冰磧礫巖、震旦系大理巖和寒武系硅質(zhì)巖組成。南翼受斷裂構(gòu)造破壞，致使兩翼呈現(xiàn)不對(duì)稱，紅山鐵礦床西礦區(qū)的鐵礦體即產(chǎn)于該背斜中。

砂井子?xùn)|背斜為紅山鐵礦東礦區(qū)的控礦構(gòu)造。砂井子?xùn)|背斜軸部主要由青白口系微晶白云質(zhì)灰?guī)r夾大理巖(Qbd2)組成，兩翼由青白口系白云質(zhì)大理巖、方解白云質(zhì)大理巖(Qbd3)，絹云綠泥千枚巖夾石英巖(Qbd4)，寒武系砂質(zhì)板巖夾硅質(zhì)巖組成。紅山鐵礦床東礦區(qū)鐵礦層即賦存在該背斜的兩翼。

NEE向和近EW向斷裂是多金屬礦的控礦構(gòu)造。該組斷裂為區(qū)域性近EW向斷裂的次級(jí)斷裂，該斷裂帶內(nèi)糜棱巖片理化較發(fā)育，沿?cái)嗔褞Х植驾^多的中酸性小巖株、巖脈，且對(duì)其具有較明顯的控制作用。

3.1.2 重要控礦地質(zhì)單元解譯標(biāo)志

3.1.2.1 重要控礦地層解譯標(biāo)志

青白口系大豁落山群(Qbd)在研究區(qū)內(nèi)可劃分為4個(gè)巖組： ①第一巖組(Qbd1)在GF-1圖像(圖2(a))中，色調(diào)較暗，主要呈黑色、灰黑色、藍(lán)黑色等，局部夾黃色、褐黃色、灰藍(lán)色或淡紅色斑點(diǎn)狀、斑塊狀色斑，影紋多呈條塊狀、團(tuán)塊狀或團(tuán)狀，影像粗糙； 局部地段出露的片巖呈NW向展布的較清晰的平行狀紋形、色帶。該巖組內(nèi)水系、沖溝較發(fā)育，但分支較少，主要呈線狀、彎曲狀，山脊較平直，坡度較緩。②第二巖組(Qbd2)在GF-1圖像(圖2(b))中，色調(diào)較暗，主要呈灰黑色、灰藍(lán)色、藍(lán)黑色等，局部夾黃色、褐黃色、灰黃色等NW向展布的條塊狀彩色色調(diào)，影紋多呈條塊狀、條帶狀，影像較粗糙； 主要巖性為灰?guī)r，巖石性脆，硬度不大，其露頭多呈尖棱狀，水系較稀疏，坡度較緩。③第三巖組(Qbd3)在GF-1圖像(圖2(c))中，色調(diào)較亮，主要呈灰紅色、淡紅色與灰綠色、青綠色相間分布，影紋較粗糙，多呈塊狀、團(tuán)塊狀、條帶狀、碎塊狀，巖性主要為碳酸鹽巖，山脊多呈棱角狀，水系不發(fā)育，坡度整體較緩，局部地段較陡。④第四巖組(Qbd4)在GF-1圖像(圖2(d))中，色調(diào)和影紋較均勻，色調(diào)主要呈黃色、褐黃色，局部夾灰黑色條帶，影紋多呈細(xì)小條塊狀、條帶狀、碎塊狀等，水系或沖溝不發(fā)育，山脊線較平直，呈尖棱狀。

(a) 第一巖組(Qbd1) (b) 第二巖組(Qbd2)

(c) 第三巖組(Qbd3) (d) 第四巖組(Qbd4)

圖2青白口系大豁落山群(Qbd)GF-1影像特征

Fig.2GF-1imagecharacteristicsofDahuoluoMountainGroupinQingbaikouSystem(Qbd)

震旦系澤魯木群(Z1-2z)在GF-1圖像中，色調(diào)較亮，主要呈淡紅色、灰紅色、灰黃色等，局部夾灰黑色細(xì)小條塊，影紋多呈細(xì)紋狀、細(xì)絲狀，色調(diào)和影紋較均勻。該群巖性主要為頁(yè)巖，透水性較差，地表徑流較發(fā)育，水系或沖溝多呈樹枝狀、羽毛狀，地勢(shì)低緩渾圓、波狀起伏； 而局部的碳酸鹽巖區(qū)則水系不發(fā)育，山脊較陡，多呈棱角狀(圖3)。

圖3 震旦系澤魯木群(Z1-2z)GF-1影像特征

寒武系西雙鷹山群(∈2-3x)在GF-1圖像中，色調(diào)較暗，主要呈黑色、黑褐色等，影紋多呈條帶狀、條塊狀，色調(diào)和影紋較均勻； 該群巖性透水性差，地表徑流發(fā)育，水系或沖溝多呈樹枝狀，山脊較渾圓(圖4)。

圖4 寒武系西雙鷹山群(∈2-3x)GF-1影像特征

3.1.2.2 重要控礦巖體解譯標(biāo)志

志留紀(jì)基性—超基性巖體在GF-1圖像中，色調(diào)主要呈灰紅色、暗灰色、灰黑色、灰黃色等； 影紋多呈細(xì)紋狀、細(xì)絲狀、細(xì)小條帶狀等，色調(diào)和影紋較均勻?；浴詭r體的巖性堅(jiān)硬、節(jié)理不發(fā)育、抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，水系或沖溝不發(fā)育，地貌多表現(xiàn)為正地形，山脊較渾圓，地形較緩(圖5(a))。志留紀(jì)輝長(zhǎng)—輝綠巖體在GF-1圖像中，色調(diào)和影紋較均勻，色調(diào)較暗，主要呈深藍(lán)色、灰藍(lán)色等，局部夾灰黑色； 影紋多呈團(tuán)塊狀、塊狀等。輝長(zhǎng)—輝綠巖體的巖性也堅(jiān)硬、節(jié)理不發(fā)育、抗風(fēng)化能力強(qiáng)，水系或沖溝不發(fā)育，地貌表現(xiàn)為正地形，山脊較渾圓，地形較陡(圖5(b))。

(a) 基性—超基性巖 (b) 輝長(zhǎng)—輝綠巖

圖5志留紀(jì)巖體GF-1影像特征

Fig.5GF-1imagecharacteristicsofSilurianigneousrocks

3.1.2.3 重要控礦構(gòu)造解譯標(biāo)志

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，褶皺是鐵礦床重要的控礦構(gòu)造，斷裂則是銅、金等多金屬礦的賦礦構(gòu)造。褶皺構(gòu)造在GF-1圖像中，主要表現(xiàn)為組成褶皺的不同地層，以不同顏色和紋理沿軸部對(duì)稱分布。褶皺軸部多呈半圓形、半橢圓形，背斜兩翼地層的產(chǎn)狀相向，轉(zhuǎn)折端的地層傾向兩翼，兩翼地層對(duì)稱分布(圖6)。斷裂構(gòu)造在GF-1圖像中多表現(xiàn)為線性的色調(diào)異常及不同色調(diào)的差異分界面或異常帶，呈線狀穩(wěn)定延伸(圖7)。

1.第四系全新統(tǒng)； 2.羅雅楚山群下巖組； 3.寒武系西雙鷹山群； 4.震旦系澤魯木群； 5.南華系洗腸井組； 6.青白口系大豁落山群第四巖組； 7.大豁落山群第三巖組； 8.大豁落山群第二巖組； 9.大豁落山群第一巖組； 10.薊縣系平頭山群； 11.長(zhǎng)城系古硐井群； 12.石英閃長(zhǎng)巖； 13.英云閃長(zhǎng)巖； 14.韌性剪切帶； 15.正斷層； 16.性質(zhì)不明斷層； 17.地質(zhì)界線； 18.平行不整合界線； 19.角度不整合界線

圖6褶皺構(gòu)造GF-1影像特征

Fig.6GF-1imagecharacteristicsoffoldstructure

圖7 斷裂構(gòu)造GF-1影像特征

3.2 野外驗(yàn)證

針對(duì)前期對(duì)研究區(qū)內(nèi)控礦地層、巖體和構(gòu)造等重要控礦地質(zhì)單元進(jìn)行的遙感解譯，在研究區(qū)的大部分區(qū)域均進(jìn)行了實(shí)地檢驗(yàn)，共驗(yàn)證各類控礦地質(zhì)單元167處。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，室內(nèi)遙感解譯結(jié)果和野外實(shí)地驗(yàn)證結(jié)果比較接近，室內(nèi)解譯正確率為89.22%(表1)。對(duì)比本次利用GF-1數(shù)據(jù)進(jìn)行遙感解譯的成果與前人區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果，除細(xì)化了不同地層的巖性單元外，還解譯出新的控礦地層、巖體和構(gòu)造等重要控礦地質(zhì)單元。對(duì)遙感解譯成果均進(jìn)行了野外實(shí)地驗(yàn)證，且在后期找礦應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)了多處鐵、銅、鉬等多金屬礦化線索，取得了較好的找礦效果，進(jìn)一步顯示了GF-1數(shù)據(jù)在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查中所起的重要作用。

表1 重要控礦地質(zhì)單元野外驗(yàn)證結(jié)果Tab.1 Field verification results of important ore -controlling geological units

對(duì)GF-1圖像解譯的控礦地層、巖體和構(gòu)造等重要控礦地質(zhì)單元信息進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而選取遙感影像特征突出、綜合成礦地質(zhì)條件優(yōu)越的地區(qū)進(jìn)行了野外實(shí)地調(diào)查。在青白口系大豁落山群地層區(qū)驗(yàn)證了已知鐵礦床，同時(shí)還新發(fā)現(xiàn)了鐵及多金屬礦化線索； 在志留紀(jì)基性—超基性巖體區(qū)驗(yàn)證了已知銅鎳礦床，新發(fā)現(xiàn)了銅及多金屬礦化線索； 在NWW向構(gòu)造蝕變帶，新發(fā)現(xiàn)了鋅及多金屬礦化線索。

野外驗(yàn)證結(jié)果表明，與成礦密切相關(guān)的地層、巖體和構(gòu)造在GF-1圖像中影像特征較明顯，遙感解譯的重要控礦地質(zhì)單元區(qū)的確有較好的多金屬礦化顯示，進(jìn)一步證明了利用GF-1圖像在紅山地區(qū)開展遙感找礦預(yù)測(cè)的可行性。

3.3 綜合剖析

梳理和總結(jié)研究區(qū)內(nèi)與重要控礦地質(zhì)單元密切相關(guān)的多金屬礦床資料，分析研究重要控礦地質(zhì)單元區(qū)的成礦地質(zhì)特征和成礦規(guī)律，解析和挖掘典型礦床的各控礦地質(zhì)要素特征，總結(jié)不同礦種、不同成因類型的礦床賦存地段差異，整合典型礦床的所處地質(zhì)環(huán)境和控礦、賦礦要素信息，綜合剖析典型多金屬礦床的多源異常特征，構(gòu)建典型礦床找礦模型(表2)。

表2 紅山地區(qū)典型礦床找礦模型Tab.2 Prospecting models for typical ore deposits in Hongshan Area

4 遙感找礦應(yīng)用

在對(duì)研究區(qū)控礦地層、巖體和構(gòu)造等重要控礦地質(zhì)單元遙感解譯的基礎(chǔ)上，結(jié)合物探、化探、遙感等異常成果，綜合分析研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景、控礦條件和成礦規(guī)律，疊加和融合多元成礦有利異常信息，依據(jù)典型礦床找礦模型，選擇具有較好找礦前景的遙感異常區(qū)段，進(jìn)而圈定遙感找礦有利地段。經(jīng)野外查證，新發(fā)現(xiàn)3處銅、鉬、鐵、鋅等多金屬礦化線索，均位于GF-1圖像解譯的重要控礦地質(zhì)單元區(qū)(圖8)。

1.全新統(tǒng)： 砂礫土； 2.奧陶系錫林柯博組： 凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖； 3.奧陶系羅雅楚山群下巖組： 石英砂巖、粉砂巖； 4.寒武系西雙鷹山群： 砂質(zhì)板巖、石英巖； 5.震旦系澤魯木群： 大理巖、板巖； 6.南華系洗腸井群： 大理巖、粉砂巖； 7.青白口系大豁落山群第四巖組： 千枚巖、石英巖夾磁鐵礦層； 8.第三巖組： 大理巖、板巖； 9.第二巖組： 灰?guī)r、石英砂巖； 10.第一巖組： 大理巖、片巖； 11.薊縣系平頭山群： 大理巖、白云巖、石英巖； 12.泥盆紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖； 13.泥盆紀(jì)石英閃長(zhǎng)巖； 14.志留紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖； 15.志留紀(jì)英云閃長(zhǎng)巖； 16.志留紀(jì)斜長(zhǎng)角閃巖； 17.志留紀(jì)輝長(zhǎng)—輝綠巖； 18.志留紀(jì)角閃橄欖巖； 19.輝綠巖脈； 20.斷裂構(gòu)造； 21.韌性剪切帶； 22.地質(zhì)界線； 23.地層產(chǎn)狀； 24.與控礦地層密切相關(guān)的找礦有利地段； 25.與控礦構(gòu)造密切相關(guān)的找礦有利地段； 26.與控礦巖體密切相關(guān)的找礦有利地段

圖8紅山地區(qū)遙感找礦有利地段分布

Fig.8DistributionmapoffavorableareasforremotesensingprospectinginHongshanArea

4.1 巖漿巖型銅鉬礦化線索

與重要控礦巖體單元相關(guān)的巖漿巖型銅鉬礦化賦存于斜長(zhǎng)角閃巖控礦巖體中，礦化體寬約2 m，地表延伸長(zhǎng)度大于30 m。斜長(zhǎng)角閃巖體呈近EW向展布，巖體內(nèi)蝕變強(qiáng)烈發(fā)育，可見褐鐵礦化、赤鐵礦化、硅化、絹云母化、黃鉀鐵礬化、孔雀石化、碳酸鹽巖化和綠泥石化等； 且蝕變帶的分帶性較好，由北向南依次為絹云母化、碳酸鹽巖化、綠泥石化+褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化+褐鐵礦化、硅化+孔雀石化+褐鐵礦化+金屬礦化、綠泥石化、赤鐵礦化和絹云母化(圖9)。

圖9 銅鉬礦化線索區(qū)野外實(shí)地照片

樣品分析測(cè)試結(jié)果顯示： 銅元素含量0.11%～0.21%，鉬元素含量0.02%～0.03%，孔雀石化多呈浸染狀分布，鉬礦化多呈條塊狀、似層狀。

4.2 沉積—變質(zhì)型鐵礦化線索

與重要控礦地層單元相關(guān)的沉積—變質(zhì)型鐵礦化賦存在青白口系大豁落山群控礦地層區(qū)，賦礦巖性主要為含磁鐵礦石英巖和硅質(zhì)巖。磁鐵礦化帶呈NW向展布，寬為2～6 m，地表延伸長(zhǎng)度約300 m。帶內(nèi)蝕變較發(fā)育，多見綠泥石化、絹云母化、弱碳酸鹽巖化、硅化、黑云母化和透輝石化等。樣品分析測(cè)試結(jié)果顯示： 鐵元素含量9.8%～15.5%，磁鐵礦多呈團(tuán)塊狀、條帶狀展布。

4.3 構(gòu)造熱液型鋅礦化線索

與重要控礦構(gòu)造單元相關(guān)的構(gòu)造熱液型鋅礦化線索賦存在構(gòu)造蝕變帶中，構(gòu)造蝕變帶寬約8 m，地表延伸長(zhǎng)度大于100 m，走向近EW，傾向、傾角不明。帶內(nèi)巖石較破碎，可見碎裂巖和構(gòu)造角礫巖等。帶內(nèi)蝕變強(qiáng)烈，主要發(fā)育褐鐵礦化、赤鐵礦化、硅化和黃鉀鐵礬化等。樣品分析測(cè)試結(jié)果顯示： 鋅元素含量0.19%～0.29%。

GF-1數(shù)據(jù)具有高空間分辨率，色、影、形、紋等影像特征豐富而突出，可供對(duì)紅山地區(qū)有效開展針對(duì)性較強(qiáng)的遙感解譯，分析各專題性解譯要素的性質(zhì)和分布特征，進(jìn)而解析與區(qū)域地質(zhì)環(huán)境和已知礦床之間的內(nèi)在相互關(guān)系，識(shí)別和剖析成礦地質(zhì)環(huán)境——重要控礦地層、重要控礦巖體和重要控礦構(gòu)造匯聚地段，有效指出礦產(chǎn)勘查的目標(biāo)區(qū)段。

針對(duì)重要控礦地質(zhì)單元，GF-1數(shù)據(jù)在色調(diào)、紋理、形態(tài)和空間分布等方面具有較強(qiáng)的識(shí)別效果和突出的判讀能力，依據(jù)與成礦密切相關(guān)的遙感解譯重要控礦要素信息圈定的多金屬遙感找礦靶區(qū)，均為未開展任何揭露工程的“原始”地段。野外查證結(jié)果顯示，找礦有利地段內(nèi)多金屬礦化現(xiàn)象明顯，有效指導(dǎo)了后期地質(zhì)找礦工作?；贕F-1數(shù)據(jù)的專題性和針對(duì)性遙感解譯，“示礦”效果顯著。

5 結(jié)論

1)GF-1數(shù)據(jù)的融合影像對(duì)紅山地區(qū)重要控礦地質(zhì)單元的幾何特征和空間形態(tài)反映清晰、精細(xì)，具有較強(qiáng)的識(shí)別效果和突出的可解譯能力，可供有效解譯控礦地層、控礦巖體和控礦構(gòu)造等特征要素。

2)利用GF-1融合圖像識(shí)別和解譯出紅山地區(qū)的重要控礦地質(zhì)單元，綜合剖析了控礦地層、控礦巖體和控礦構(gòu)造與鐵、錳、磷、釩、鈾、銅鎳礦的內(nèi)在聯(lián)系，解析了各控礦地質(zhì)單元的成礦地質(zhì)環(huán)境，圈定了遙感找礦有利地段。野外查證新發(fā)現(xiàn)了銅、鉬、鐵、鋅等多金屬礦化線索，為紅山地區(qū)地質(zhì)找礦和其他類似區(qū)域礦產(chǎn)勘查提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

3)基于GF-1融合圖像的重要控礦地質(zhì)單元遙感解譯進(jìn)一步展示出GF-1數(shù)據(jù)在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用效果和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，表明國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域能夠取得較好的應(yīng)用效果。

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