馬鴻霖， 賈偉潔， 付長(zhǎng)亮， 李偉

(1.中國(guó)自然資源航空物探遙感中心，北京 100083； 2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083； 3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

0 引言

隨著遙感、地理信息系統(tǒng)以及衛(wèi)星成像等技術(shù)領(lǐng)域的不斷突破，通過(guò)航天飛行器所攜載的傳感器系統(tǒng)獲取地物反射、發(fā)射的電磁波譜信息，采用圖像處理、信息提取和遙感解譯等技術(shù)和方法，研究地質(zhì)體的空間分布、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦化蝕變等特征，已成為區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中的一種重要技術(shù)手段[1-3]。近年來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)高分衛(wèi)星影像的投入使用，可以對(duì)某些重點(diǎn)區(qū)域的地質(zhì)礦產(chǎn)進(jìn)行更深入的分析研究，更有利于快速開(kāi)展地質(zhì)找礦工作[4-7]。

沙特阿拉伯西部地區(qū)地質(zhì)背景極其復(fù)雜，但礦產(chǎn)資源十分豐富，在吉達(dá)東北部存在大面積的找礦空白區(qū)，現(xiàn)有資料已經(jīng)反映出該地區(qū)具有一定的多金屬礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)潛力； 但國(guó)內(nèi)關(guān)于該地區(qū)已有地質(zhì)背景資料較少，且這些資料年代久遠(yuǎn)、比例尺較小，外文資料信息不全，基礎(chǔ)地質(zhì)工作內(nèi)容較少。為響應(yīng)國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略號(hào)召，為國(guó)內(nèi)礦業(yè)公司境外投資項(xiàng)目提供沙特阿拉伯地區(qū)遙感地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，本文選取吉達(dá)東北部地區(qū)作為研究區(qū)，以Landsat8和高分二號(hào)(GF-2)等不同空間分辨率的衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型(digital elevation model，DEM)，運(yùn)用輻射定標(biāo)、大氣校正、假彩色合成、主成分分析和密度分割等方法對(duì)影像進(jìn)行處理； 基于該區(qū)域已有地質(zhì)資料分析，對(duì)全區(qū)內(nèi)的線性-環(huán)形構(gòu)造進(jìn)行遙感解譯，提取鐵化蝕變信息等礦化蝕變遙感異常； 綜合遙感解譯得到的構(gòu)造信息與蝕變信息來(lái)分析該地區(qū)已開(kāi)采礦床的礦產(chǎn)特征及其構(gòu)造環(huán)境，研究成礦部位與線性-環(huán)形構(gòu)造之間的關(guān)系，圈定研究區(qū)內(nèi)多金屬礦的找礦遠(yuǎn)景區(qū)； 通過(guò)高空間分辨率的GF-2和Google Earth影像數(shù)據(jù)對(duì)所圈定的找礦遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行驗(yàn)證，完成對(duì)找礦有利部位的預(yù)測(cè)[8-9]，旨在為該地區(qū)的進(jìn)一步找礦預(yù)測(cè)提供參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于沙特阿拉伯中西部地區(qū)，毗鄰紅海，處于非洲板塊北部邊緣(圖1)。

圖1 沙特阿拉伯吉達(dá)東北部研究區(qū)范圍示意圖Fig.1 Study area of northeast Jeddah，Saudi Arabia

研究區(qū)內(nèi)常規(guī)地質(zhì)找礦工作開(kāi)展較少，已有資料表明區(qū)內(nèi)裸露的基巖為前寒武紀(jì)變質(zhì)巖及侵入其中的花崗巖，還有大面積覆蓋的新近系和第四系玄武巖。泛非運(yùn)動(dòng)后，地殼伸展，導(dǎo)致地殼減薄、斷裂，巖漿活動(dòng)頻發(fā)，使地表覆蓋大量巖漿巖； 一些地區(qū)發(fā)生較為明顯的圍巖蝕變作用，變質(zhì)巖為尚保留著原巖結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的低變質(zhì)巖系。地質(zhì)反演過(guò)程表明，研究區(qū)內(nèi)銅、鉛、鋅、金、鐵等多金屬成礦作用主要與巖漿活動(dòng)有關(guān)，在已發(fā)現(xiàn)的部分礦點(diǎn)和礦化點(diǎn)中，有許多金屬礦床。已開(kāi)采的位于阿齊濟(jì)耶北部邁赫德宰海卜金礦伴生多金屬礦床，距該礦約40 km的賽伊德山島銅礦為熱液或火山噴發(fā)礦床，這些熱液蝕變型礦床一般都產(chǎn)在距原生礦床或礦源巖不遠(yuǎn)的范圍內(nèi)，是目前礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的主要對(duì)象[10]，也是可以通過(guò)提取鐵化蝕變信息來(lái)提取的熱液蝕變型多金屬礦床，為本文的重點(diǎn)研究對(duì)象。

該區(qū)氣候干旱、植被覆蓋率極低，非常有利于遙感調(diào)查，但目前國(guó)內(nèi)尚未對(duì)該區(qū)開(kāi)展過(guò)遙感解譯工作。受復(fù)雜地形條件限制，僅在吉達(dá)、麥加和伊塔夫等地形平坦且交通較為便利的地區(qū)有較多的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)活動(dòng)。因此，通過(guò)遙感影像對(duì)比分析已開(kāi)采礦點(diǎn)與周?chē)貙訋r性及構(gòu)造情況，有利于開(kāi)展研究區(qū)整體的遙感找礦研究。

2 數(shù)據(jù)源及其預(yù)處理

2.1 遙感數(shù)據(jù)源

2.1.1 Landsat8影像

Landsat8衛(wèi)星搭載有陸地成像儀和熱紅外傳感器2種傳感器，成像幅寬為185 km。本文主要應(yīng)用2017年9月獲取的吉達(dá)東北部地區(qū)4景Landsat8可見(jiàn)光—近紅外波段(空間分辨率為30 m)和全色波段(空間分辨率為15 m)影像進(jìn)行遙感線性-環(huán)形構(gòu)造解譯和礦化蝕變遙感信息提取。

2.1.2 DEM數(shù)據(jù)

本文應(yīng)用的DEM數(shù)據(jù)為2009年獲取的先進(jìn)星載熱發(fā)射和反射輻射儀全球數(shù)字高程模型(advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer global digital elevation model，ASTER GDEM)加工的6景產(chǎn)品，空間分辨率為30 m。通過(guò)DEM數(shù)據(jù)制作暈染圖，優(yōu)化視覺(jué)效果，減少視覺(jué)誤差對(duì)研究區(qū)內(nèi)線性-環(huán)形構(gòu)造解譯的干擾。

2.1.3 GF-2影像

GF-2衛(wèi)星搭載有2臺(tái)空間分辨率為1 m(全色)和4 m(多光譜)的相機(jī)，觀測(cè)幅寬達(dá)到45 km，可以很好地用于觀察地層影紋特征。本文應(yīng)用2016年1—3月獲取的吉達(dá)地區(qū)31景GF-2多光譜波段影像進(jìn)行礦點(diǎn)觀測(cè)及解譯結(jié)果驗(yàn)證。

2.1.4 Google Earth影像

Google Earth可以提供1～30 m空間分辨率的高精度影像。以Landsat衛(wèi)星數(shù)據(jù)居多，還包括IKONOS和SPOT衛(wèi)星影像等數(shù)據(jù)，本文通過(guò)該影像進(jìn)行模擬野外驗(yàn)證。

2.2 影像預(yù)處理

為了改善影像的清晰度、色彩和光譜信息的豐富度，獲取遙感信息更豐富、地理位置更準(zhǔn)確的基礎(chǔ)遙感影像，需對(duì)影像進(jìn)行預(yù)處理，影像預(yù)處理步驟如下： 首先，運(yùn)用ENVI5.1軟件對(duì)Landsat8可見(jiàn)光—近紅外波段影像進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正； 其次，對(duì)4景影像進(jìn)行鑲嵌； 然后，選取Landsat8 B7(R)，B5(G)，B2(B)波段組合進(jìn)行假彩色合成，該組合信息量大，具有兼容中紅外、近紅外及可見(jiàn)光波段信息的優(yōu)勢(shì)，層次感好，具有極為豐富的地質(zhì)構(gòu)造信息； 最后，運(yùn)用ArcGIS軟件對(duì)下載的30 m空間分辨率DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成DEM暈染圖。

3 線性-環(huán)形構(gòu)造解譯

3.1 線性構(gòu)造解譯

研究區(qū)內(nèi)線性斷裂構(gòu)造的走向大致分為NE，NEE，NNW及NW向。發(fā)育于太古界—古元古界地層裸露巖石中的斷裂構(gòu)造沿NE向展布，而NW向斷裂構(gòu)造則受非洲板塊與印度洋板塊的拉張控制[11]； 西部地區(qū)線性斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要沿NE向展布。根據(jù)對(duì)已有地質(zhì)構(gòu)造信息的研究，基于對(duì)Landsat8假彩色合成影像的目視解譯分析，建立線性構(gòu)造的遙感解譯標(biāo)志如下： ①在該假彩色合成影像中，斷裂構(gòu)造表現(xiàn)為線性構(gòu)造的不連續(xù)、地層界面走向斜交、地層沿走向被錯(cuò)移、界面兩側(cè)褶皺構(gòu)造發(fā)育以及構(gòu)造破碎帶直接出露(圖2(a))； ②標(biāo)志層缺失、重復(fù)、被錯(cuò)開(kāi)或者切斷，形成破碎帶的直線出露或被松散沉積物覆蓋的斷裂構(gòu)造呈線(帶)狀分布(圖2(b))。

(a) 地層界面走向斜交影像 (b) 松散沉積物覆蓋的斷裂構(gòu)造呈線狀分布影像

圖2 線性構(gòu)造遙感解譯圖

(Landsat8 B7(R)，B5(G)，B2(B)假彩色合成)

Fig.2Linearstructuresinremotesensinginterpretationmap

將研究區(qū)內(nèi)所解譯斷裂分為2級(jí)： 主斷裂和次級(jí)斷裂。主斷裂為該地區(qū)新發(fā)育的、深切地表的斷裂，共48條，其中1條具有代表性的斷裂為NNW向深切地表的深大斷裂，其余主斷裂為NE和NNW向擠壓斷裂或走滑斷裂。次級(jí)斷裂一般延伸不遠(yuǎn)或被主斷裂錯(cuò)斷，主要受擠壓應(yīng)力控制，共有247條，多為NNE和NW走向； NW向斷裂形成較早，NE向斷裂為后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成。

3.2 環(huán)形構(gòu)造解譯

研究區(qū)東北部和東南部環(huán)形構(gòu)造較為發(fā)育，通過(guò)對(duì)DEM暈渲圖的觀察發(fā)現(xiàn)，邊緣脊凸出的負(fù)地形環(huán)形構(gòu)造(圖3(a))是該地區(qū)環(huán)形構(gòu)造的主要特征，地表高差懸殊。前人對(duì)該地區(qū)環(huán)形構(gòu)造的研究結(jié)果表明，該地區(qū)發(fā)育的環(huán)形構(gòu)造與金屬礦產(chǎn)關(guān)系密切，尤其是侵入巖體形成的環(huán)形構(gòu)造是尋找多金屬礦床的重要線索[12]。本文共解譯出環(huán)形構(gòu)造55個(gè)，在研究區(qū)東北部的烏穆奧多姆地區(qū)巖漿侵入型環(huán)形構(gòu)造分布較為密集，表明該地區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈。根據(jù)環(huán)形構(gòu)造成因?qū)h(huán)形構(gòu)造解譯標(biāo)志分為地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的環(huán)形構(gòu)造和巖漿活動(dòng)形成的環(huán)形構(gòu)造2類，前者包括旋扭構(gòu)造形成的環(huán)形、橢圓形斷裂、隆起和拗陷盆地、褶皺構(gòu)造等成因形成的環(huán)形構(gòu)造； 后者包括火山機(jī)構(gòu)環(huán)形構(gòu)造、巖株和巖枝等中小型巖漿巖體、巖漿雜巖體及變質(zhì)巖區(qū)由混合巖化作用或古老侵入體反映的環(huán)形構(gòu)造[13-14]。對(duì)研究區(qū)內(nèi)典型環(huán)狀構(gòu)造進(jìn)行重點(diǎn)分析： ①在阿齊濟(jì)耶東南部出露的環(huán)形巖體，是在巖漿演化后期突入地表形成的火山口(圖3(b))； ②位于塔伊夫北部的拗陷盆地為地殼運(yùn)動(dòng)形成的環(huán)形構(gòu)造，周?chē)貙邮軘D壓構(gòu)造應(yīng)力形成拗陷盆地，內(nèi)部充填第四系覆蓋物，內(nèi)環(huán)與外環(huán)有明顯色差(圖3(c))； ③分布在研究區(qū)東部、由巖漿活動(dòng)形成的環(huán)形構(gòu)造，突出的環(huán)形巖體，色調(diào)、紋理與周?chē)貙硬煌纬梢环N嵌套模式，其形成與多金屬礦床關(guān)系比較密切(圖3(d))。

(a) 塔伊夫北部拗陷盆地DEM (b) 研究區(qū)東部火山機(jī)構(gòu)環(huán)形構(gòu)造

圖3-1 研究區(qū)典型環(huán)形構(gòu)造

Fig.3-1Typicalringstructureinthestudyarea

(c) 塔伊夫北部拗陷盆地 (d) 阿齊濟(jì)耶東南部環(huán)形巖體

圖3-2 研究區(qū)典型環(huán)形構(gòu)造

Fig.3-2Typicalringstructureinthestudyarea

4 蝕變信息提取

研究區(qū)成礦作用多種多樣，包括與活動(dòng)板塊邊緣共生的島弧型火山成因多金屬礦床、與增生作用和走滑構(gòu)造有關(guān)的剪切帶容礦的中溫鐵、銅、金礦化。在熱液成礦過(guò)程中，近礦圍巖與熱液在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而產(chǎn)生Fe2+和Fe3+的一系列物質(zhì)成分變化，通過(guò)提取鐵化蝕變信息可有效預(yù)測(cè)研究區(qū)內(nèi)的找礦有利部位[15-16]。

4.1 掩模處理

為了減少干擾信息的影響，在提取鐵化蝕變信息前，需要對(duì)影像中云霧覆蓋區(qū)、城市人工建筑區(qū)、農(nóng)田及植被覆蓋區(qū)、地形及云陰影覆蓋區(qū)、鹽堿地(白泥地)分布區(qū)和海洋等進(jìn)行必要的掩模處理，以防止影響提取結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.2 主成分分析

鐵化蝕變?cè)贚andsat8光譜區(qū)具有2個(gè)明顯的吸收帶和1個(gè)反射帶，第1個(gè)吸收帶位于0.4～0.5 μm，對(duì)應(yīng)于B2； 第2個(gè)吸收帶位于0.8～1.0 μm，對(duì)應(yīng)于B5； 反射帶位于0.63～0.69 μm附近，對(duì)應(yīng)于B3[17]； Fe3+在B7也具有一個(gè)明顯的反射帶。而在主要造巖礦物中，各主要化學(xué)成分(Si，Al，Mg和O)沒(méi)有像鐵化蝕變那樣明顯的反射帶和吸收帶，故可以將鐵化蝕變與未蝕變巖石區(qū)分開(kāi)來(lái)[18]。因此，最后選擇B2，B3，B5和B7這4個(gè)波段進(jìn)行主成分分析(表1)。

表1 Landsat8波段主成分分析特征向量Tab.1 Eigenvector of principal componentanalysis of Landsat8 band

根據(jù)含鐵礦物反射波譜特征，當(dāng)主成分分量滿足B3的系數(shù)符號(hào)與B7符號(hào)相同、且與B2和B5符號(hào)相反時(shí)[19]，該主成分分量可用來(lái)提取鐵化蝕變信息。從表1可以看出，PC3為提取鐵化蝕變信息的主成分分量。

4.3 最優(yōu)密度分割

PC3的數(shù)值在-192～185之間，滿足正態(tài)分布規(guī)律，但大部分值集中在3.13左右，為分割出信息量大、段內(nèi)含有的地物信息與段間距滿足最優(yōu)劃分關(guān)系，采用最優(yōu)密度分割法對(duì)PC3進(jìn)行密度分割，段內(nèi)離差平方和可以作為衡量段內(nèi)像元差異性的指標(biāo)，段內(nèi)離差平方和越小，表示段內(nèi)像元的差異性越小，反之則相反[20]。最優(yōu)密度分割將PC3的數(shù)值(最小值到最大值)作為有序量，利用費(fèi)歇爾準(zhǔn)則進(jìn)行分割[21]。

計(jì)算所有可能分割段的段內(nèi)離差平方和，設(shè)max為最大值，min為最小值，將max-min+1個(gè)數(shù)值分割成k段{2≤k≤(max-min+1)}，如[min，…，i2]，[i2+1，…，i3] … [ik+1，…，max]，則段內(nèi)的離差平方和為

(1)

式中：k為密度分割的段數(shù)；i為分割間斷點(diǎn)處的值；D(ik)為段內(nèi)的離差平方和。

取k為在[2，16]范圍內(nèi)的正整數(shù)，將數(shù)值平均分為2～16段，計(jì)算每次均分后D(ik)值的離差與離差平方和，發(fā)現(xiàn)將數(shù)值從小到大劃分為6段時(shí)，段內(nèi)離差平方和最小，段間離差最大。通過(guò)分析這6段數(shù)值代表的礦物信息，發(fā)現(xiàn)數(shù)值最大的第6段包含的礦物信息為鐵化蝕變信息(圖4)。

圖4 吉達(dá)東北部地區(qū)東南部礦區(qū)鐵化蝕變信息提取結(jié)果(GF-2 B3(R)，B2(G)，B1(B)彩色合成)Fig.4 Extraction of iron mineralization alteration insoutheast mining area of northeast of Jeddah

5 找礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)

5.1 遙感提取鐵化蝕變區(qū)及其構(gòu)造分析

通過(guò)觀察遙感影像中地層顏色的差異，分析礦點(diǎn)地質(zhì)構(gòu)造信息和所提取蝕變信息的關(guān)系，排除“假蝕變”信息，對(duì)整個(gè)研究區(qū)內(nèi)篩選的蝕變信息進(jìn)行劃分，將研究區(qū)內(nèi)鐵化蝕變信息集中部位劃分為7個(gè)鐵化蝕變區(qū)(圖5)。

圖5 研究區(qū)內(nèi)解譯的斷裂構(gòu)造、提取的蝕變信息與已知礦點(diǎn)分布Fig.5 Fault structure, alteration information and knownmineral points distribution in study area

1)哈杰爾西南地區(qū)。該區(qū)發(fā)育1條NNE向主斷裂構(gòu)造，5條NNE及NE向次級(jí)斷裂構(gòu)造，1個(gè)旋扭構(gòu)造形成的環(huán)狀構(gòu)造。主要巖性為新元古代超基性侵入巖； 在其南部2條主級(jí)斷裂之間有2個(gè)正在開(kāi)采的銅、鉛、鋅礦。

2)阿齊濟(jì)耶東部地區(qū)。該區(qū)地層巖性較為均一，發(fā)育有1個(gè)呈負(fù)地形和2個(gè)侵入體形成的環(huán)形構(gòu)造； 侵入體圍巖蝕變發(fā)育明顯，負(fù)地形環(huán)形構(gòu)造被一條NW向小斷裂切開(kāi)。從影像上看，該區(qū)所屬斷裂帶與其北部正在開(kāi)采的邁赫德宰海卜金礦為同一斷裂帶。

3)歐謝拉巖漿巖覆蓋區(qū)。該區(qū)有1條NE向主斷裂，若干條NE和NNW向次級(jí)斷裂，2個(gè)拗陷盆地和1個(gè)巖漿侵入體形成的環(huán)形構(gòu)造。該區(qū)東側(cè)被大面積新近紀(jì)和第四紀(jì)玄武巖覆蓋，地層缺失，被構(gòu)造運(yùn)動(dòng)擠壓抬高。

4)烏穆奧多姆東部地區(qū)。該區(qū)沒(méi)有明顯的斷裂構(gòu)造，有大量火山口及侵入體，地表大面積被玄武巖覆蓋； 在該區(qū)東部有3個(gè)正在開(kāi)采的銅、鋅、銀、金礦。

5)特班西南地區(qū)。該區(qū)環(huán)形構(gòu)造發(fā)育，有3個(gè)侵入巖體和1個(gè)由地層褶皺形成的環(huán)形構(gòu)造，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使地層呈S型彎曲，褶皺構(gòu)造較為發(fā)育。北部分布有大面積的基性火成巖，在其南部有1個(gè)大型鐵礦。

6)塔伊夫地區(qū)。該區(qū)發(fā)育有若干條NE，NNE，NNW和NW向次級(jí)斷裂構(gòu)造，地層缺失嚴(yán)重； 有4個(gè)旋扭構(gòu)造形成的環(huán)形構(gòu)造，2個(gè)巖漿侵入體形成的環(huán)形構(gòu)造，影紋結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

7)吉達(dá)東部地區(qū)。該區(qū)蝕變帶沿1條NE向主斷裂分布，周?chē)腥舾蒒NW，NW和NE向次級(jí)斷裂，1個(gè)褶皺構(gòu)造形成的環(huán)狀構(gòu)造； 北部被新近紀(jì)和第四紀(jì)玄武巖覆蓋。在該地區(qū)有2個(gè)正在開(kāi)采的多金屬礦(圖4)。

5.2 找礦遠(yuǎn)景區(qū)圈定

研究區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源多分布于構(gòu)造發(fā)育區(qū)，地層色調(diào)以紅色、淺黃色、綠色和粉色為主，紋理清晰，尤其是在研究區(qū)西部的已知金屬礦田密度之大、數(shù)量之多在世界其他成礦帶都是少見(jiàn)的[22]。對(duì)影像構(gòu)造解譯與蝕變提取信息進(jìn)行對(duì)比，分析9個(gè)已知多金屬礦點(diǎn)(圖5)，發(fā)現(xiàn)一些已知多金屬礦床與構(gòu)造活動(dòng)具有很好的擬合關(guān)系，尤其是那些附近具有斷裂構(gòu)造交匯的環(huán)形構(gòu)造與現(xiàn)有的礦床具有更好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表現(xiàn)為以下3個(gè)特點(diǎn)：

1)巖漿熱液活動(dòng)強(qiáng)烈，這些巖漿熱液往往攜帶有豐富的礦物質(zhì)沿著斷裂通道運(yùn)移，貯存并富集于侵入巖體的頂端、巖體邊緣、斷裂帶和構(gòu)造裂隙等部位，是尋找地下多金屬礦床的重要解譯標(biāo)志；

2)遙感解譯的環(huán)形構(gòu)造大多與巖漿侵入及其噴出活動(dòng)關(guān)系密切，尤其有些侵入體停留在地表下一定深度，對(duì)多金屬礦床的形成更加有利，也可能涌出地表形成各種特征的環(huán)形構(gòu)造；

3)各種線性斷裂構(gòu)造尤其是其交匯部位往往是地下巖漿上侵有利的通道，很多多金屬礦床往往與巖漿的多期次侵入作用關(guān)系密切，發(fā)生結(jié)晶分異作用形成礦床。

綜合上述地質(zhì)構(gòu)造遙感解譯及蝕變信息提取結(jié)果，并結(jié)合“沙特地區(qū)多金屬礦的形成主要是元古宙晚期洋陸交匯部位在大洋的閉合消失過(guò)程中，古大洋板塊向大陸板塊邊緣俯沖后重熔形成新的巖漿折返上侵，通過(guò)與陸殼混染、自身結(jié)晶分異等過(guò)程形成了Fe，Cu，Pb，Zn，Cr，Ni，Au等一系列多金屬礦床”這一特征[23]，在7個(gè)鐵化蝕變區(qū)內(nèi)根據(jù)遙感影像解譯出的巖漿成礦有利位置，劃分出3個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū)(圖6)。

(a) 找礦遠(yuǎn)景區(qū)位置(b) 烏穆奧多姆東北部找礦遠(yuǎn)景區(qū)

(c) 阿齊濟(jì)耶東部找礦遠(yuǎn)景區(qū) (d) 特班找礦遠(yuǎn)景區(qū)

圖6 研究區(qū)找礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)

(Landsat8 B7(R)，B5(G)，B2(B)假彩色合成)

Fig.6Predictionoforeprospectinginresearcharea

1)烏穆奧多姆東北部找礦遠(yuǎn)景區(qū)。該區(qū)內(nèi)有許多由巖漿噴發(fā)形成的環(huán)形構(gòu)造，部分呈線性排列，表明該地區(qū)地層被拉張變薄，深部有較多裂縫，是礦床形成的有利位置； 巖漿期后作用突入地表形成火山口，周?chē)膸r石含有許多熱液礦物，與圍巖發(fā)生交代作用產(chǎn)生礦床，這些都為找礦提供了有力證據(jù)(圖6(b))。

2)阿齊濟(jì)耶東部找礦遠(yuǎn)景區(qū)。該區(qū)南部靠近巖漿覆蓋區(qū)，地表被NE和NW向斷裂切斷，侵入巖的圍巖蝕變強(qiáng)烈，遙感蝕變信息異常明顯。地層巖性為新元古代超基性巖，盡管目前周?chē)形窗l(fā)現(xiàn)大型礦區(qū)，但可以列為找礦遠(yuǎn)景區(qū)(圖6(c))。

3)特班找礦遠(yuǎn)景區(qū)。該區(qū)地層破碎，處于斷裂交匯處，從遙感影像上看影紋雜亂，但地層層序界限較為明顯，大致呈平行狀排列，這表明該地區(qū)具有利于熱液存儲(chǔ)的空間； 而且在該區(qū)發(fā)育有3個(gè)侵入體，圍巖蝕變較為明顯，說(shuō)明蝕變作用較為發(fā)育，是一個(gè)很好的找礦場(chǎng)所(圖6(d))。

5.3 找礦遠(yuǎn)景區(qū)驗(yàn)證

因在境外開(kāi)展實(shí)地驗(yàn)證工作比較困難，故本文運(yùn)用對(duì)比驗(yàn)證方法，利用高空間分辨率的GF-2影像及Google Earth影像，分別分析烏穆奧多姆東北部、阿齊濟(jì)耶東部和特班等3個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)的構(gòu)造影紋特征和礦點(diǎn)開(kāi)采情況。驗(yàn)證結(jié)果如下：

1)在烏穆奧多姆東北部找礦遠(yuǎn)景區(qū)東南部有2個(gè)正在開(kāi)采的小礦區(qū)(圖7(a))；

2)在阿齊濟(jì)耶東部找礦遠(yuǎn)景區(qū)北部有邁赫德宰海卜金礦(圖7(b))，與該遠(yuǎn)景區(qū)所屬同一斷裂構(gòu)造帶；

3)在特班找礦遠(yuǎn)景區(qū)東部有1個(gè)正在開(kāi)采的小礦區(qū)，與該遠(yuǎn)景區(qū)所屬同一時(shí)期的侵入體，之后又被一條NNW向斷層錯(cuò)開(kāi)(圖7(c))。

(a) 烏穆奧多姆內(nèi)礦區(qū) (b) 邁赫德宰海卜西部礦區(qū) (c) 特班遠(yuǎn)景區(qū)東部礦區(qū)

圖7 找礦遠(yuǎn)景區(qū)驗(yàn)證(Google Earth影像)

Fig.7VerificationimagesfromGoogleEarthofprospectingperspectivearea

在吉達(dá)地區(qū)，通過(guò)GF-2影像可以清楚地看到礦床位于斷裂構(gòu)造特別發(fā)育的位置，地層影紋呈不協(xié)調(diào)接觸，在NNW向主斷裂西側(cè)呈雁列式組合分布，NNW向斷裂穿插于NNE向斷裂間； 在區(qū)內(nèi)的礦點(diǎn)開(kāi)采處，地層非常明顯地被交叉錯(cuò)斷(圖8)，斷層在地表破碎后被第四紀(jì)覆蓋物填充，形成了很好的熱液上升通道。通過(guò)礦點(diǎn)GF-2影像驗(yàn)證，所提取的蝕變信息和礦點(diǎn)構(gòu)造特征情況也說(shuō)明研究區(qū)內(nèi)礦床發(fā)育于斷裂交匯處，進(jìn)一步驗(yàn)證了礦床的形成特點(diǎn)。

圖8 吉達(dá)東南部地區(qū)構(gòu)造分布(GF-2 B3(R),B2(G),B1(B)彩色合成)Fig.8 Structural distribution map of Southeast Jeddah

6 結(jié)論

基于Landsat8影像，本文對(duì)研究區(qū)內(nèi)線性-環(huán)形構(gòu)造和蝕變遙感信息進(jìn)行了提取，并開(kāi)展找礦有利部位預(yù)測(cè)分析。研究得到如下結(jié)論：

1)總結(jié)出沙特中西部地區(qū)礦床的形成特點(diǎn)，礦床與成礦帶主要存在于環(huán)形構(gòu)造及斷層交錯(cuò)位置。

2)通過(guò)對(duì)比已有礦點(diǎn)的地質(zhì)構(gòu)造特征，在7個(gè)鐵化蝕變區(qū)內(nèi)找出了巖漿熱液礦化蝕變帶、巖漿侵入的環(huán)形構(gòu)造區(qū)及斷裂交匯處，圈定出3處找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

3)通過(guò)GF-2影像和Goolge Earth影像數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，進(jìn)一步證明了3處找礦遠(yuǎn)景區(qū)的找礦潛力。

4)本文的分析表明，預(yù)測(cè)的3處找礦遠(yuǎn)景區(qū)及總結(jié)出的研究區(qū)礦床形成特征對(duì)沙特阿拉伯中西部地區(qū)找礦工作具有一定的啟示作用。

建議下一步對(duì)本文提出的有利成礦部位進(jìn)行深入研究，加強(qiáng)對(duì)3個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查，以提高找礦工作的準(zhǔn)確性。