蔣校，路云閣，孫昂，李勇志，連錚

(中國自然資源航空物探遙感中心，北京 100083)

0 引言

遙感技術一直以來都是地質礦產調查工作中的重要技術手段，尤其在地形復雜、環(huán)境惡劣等難以開展地面實地調查的地區(qū)，遙感技術更能很好地發(fā)揮其優(yōu)勢。近10 a來，國產衛(wèi)星研發(fā)持續(xù)發(fā)力，高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項、《國家民用空間基礎設施中長期發(fā)展規(guī)劃(2015—2025年)》的實施，大幅推動了我國衛(wèi)星研制水平的提升。高分系列衛(wèi)星和資源系列衛(wèi)星相繼發(fā)射，使境外資源環(huán)境調查工作的需求得以保障。

“一帶一路”倡議是我國提升綜合國力，在更高層次上統(tǒng)籌國內國際局勢的重要機遇，但也面臨著諸多困難與挑戰(zhàn)。對于地質調查工作，突出體現(xiàn)為資料較少或者難以獲取，敏感的地緣政治關系、民族宗教矛盾引發(fā)的局部沖突等也往往造成難以通過野外工作獲取第一手資料。

本文依托地質調查二級項目“‘一帶一路’資源環(huán)境衛(wèi)星遙感解譯與應用”及“地質調查標準化與標準制修訂”，分別利用中、高空間分辨率國產衛(wèi)星數(shù)據(jù)，在伊朗南部鉻鐵礦富集地區(qū)開展不同尺度的地質礦產調查示范應用，旨在為基于國產衛(wèi)星數(shù)據(jù)的境外地質礦產調查技術體系建立提供技術支撐，同時也為國內礦業(yè)企業(yè)的境外找礦工作提供一定的建議。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)源

1.1 研究區(qū)概況

伊朗地理位置優(yōu)越，自然資源稟賦優(yōu)勢明顯，是“一帶一路”西線具有重要戰(zhàn)略位置的國家。研究區(qū)位于伊朗南部地區(qū)，面積約3.5萬km2，緊鄰霍爾木茲海峽，處于霍爾木茲甘省、科爾曼省及錫斯坦—俾路支斯坦省的交界部位。區(qū)內有橫跨上述3個行政區(qū)的高等級公路，西通伊朗最大的港口阿巴斯港，交通運輸較為便利。

研究區(qū)處于伊朗南部，區(qū)內東北部地區(qū)為盆地，占研究區(qū)面積的三分之一以上； 西南部主要是綿延的山脈，為扎格羅斯山脈向東的延伸部分。研究區(qū)內干旱少雨，從地表覆被類型上來看，絕大部分地區(qū)屬稀疏無植被地，僅在沖積地貌附近和溝谷中分布少量的農田或濕地。

1.2 研究區(qū)地質概況

研究區(qū)在大地構造單元上屬于扎格羅斯構造區(qū)、薩南達季—錫爾詹構造區(qū)以及馬克蘭構造區(qū)的交匯部位(圖1)，主體位于馬克蘭構造區(qū)內。研究區(qū)北東部地區(qū)地勢較低，為Jazmourian坳陷； 南西部為地勢隆起的山脈，為扎格羅斯褶皺帶的向東延伸部分，由于其沉積類型、形成環(huán)境及成礦特征的不同，因此將該區(qū)域劃分到馬克蘭構造區(qū)內。研究區(qū)以大面積出露第四系為特征，占研究區(qū)面積一半以上，主要包括沖積物堆積、河流階地堆積以及黏土、砂土，還包括少量的小沙丘。出露的巖石類型主要包括新生代的陸源碎屑巖、古生代的基性變質巖、少量上新統(tǒng)—第四系玄武質火山巖。區(qū)內最重要的特征是沿北西—南東向分布著一系列的蛇綠混雜巖，主要由層狀-塊狀超基性-基性巖、晚白堊世沉積巖塊體、新生代沉積巖組成，這套巖石組合受到區(qū)域內2條主要的斷裂和一系列小型斷裂控制，其中發(fā)現(xiàn)了重要的層狀鉻鐵礦礦層[1]。

圖1 伊朗大地構造單元劃分簡圖[2]Fig.1 Geotectonic unit division sketch of Iran

1.3 數(shù)據(jù)源

研究區(qū)面積約3.5萬km2，1∶25萬的解譯工作主要是劃分主要的巖石組合單元和區(qū)域性斷裂構造，重點提取與成礦相關的蛇綠混雜巖堆積體，因此地質礦產解譯工作選用高分一號WFV數(shù)據(jù)(圖2)為數(shù)據(jù)源，空間分辨率為16 m。圖像采用真彩色合成方法，經(jīng)正射校正、鑲嵌等處理形成了符合解譯要求的影像。影像層次清晰，無云覆蓋，能夠較好地區(qū)分巖石組合單元，提取線性構造，能夠滿足工作區(qū)1∶25萬地質礦產解譯的要求。詳細的研究工作選用高分一號PMS數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，對重點區(qū)開展1∶5萬的地質礦產解譯工作，遙感影像經(jīng)融合后的空間分辨率為2 m，無云覆蓋，影像質量良好，可以滿足調查工作的需求。

圖2 研究區(qū)高分一號WFV遙感影像Fig.2 GF-1 WFV image of study area

2 解譯技術路線

本次研究采用高分一號WFV數(shù)據(jù)對整個研究區(qū)開展1∶25萬尺度的解譯工作，劃分主要巖石組合，提取主要的斷裂構造，結合區(qū)域地質背景、成礦特征圈定成礦有利地段； 在重點成礦有利地段采用高分一號PMS數(shù)據(jù)開展1∶5萬的解譯工作，劃分與成礦相關的巖石類型，并通過成礦條件的分析，建立找礦模型，從而對進一步的找礦研究工作提供建議。技術流程如圖3所示。

圖3 解譯技術流程Fig.3 Technical flowchart of interpreting

3 研究區(qū)1∶25萬地質礦產解譯

3.1 沉積巖解譯

研究區(qū)內第四系分布廣泛，約占研究區(qū)面積的50%以上，出露的沉積巖主要為中生代和新生代的陸源碎屑巖、石灰?guī)r，其中夾雜著少量的火山巖、變質火山巖、千枚巖、片巖。圖4中可見，區(qū)內沉積巖都呈帶狀，展現(xiàn)出北西—南東向的分布特征，大部分發(fā)生了形變。

圖4 沉積巖高分一號WFV遙感影像Fig.4 GF-1 WFV image of sedimentary rocks

3.1.1 第四系

研究區(qū)中第四系(Qf,t2)分布在山間盆地或山體的溝谷之中，為低矮的沖積平原及河流階地，成分主要為砂、黏土。從影像圖(圖4)上可見，第四系主要為棕灰色，條帶狀紋理，地勢較低，水系發(fā)育，部分地區(qū)植被發(fā)育。

3.1.2 中新統(tǒng)碎屑巖

3.1.3 始新統(tǒng)復理石沉積組合

始新統(tǒng)復理石沉積組合(Ef)主要由砂巖、泥巖和部分鈣化的頁巖組成，其中砂巖為主要成分，泥巖和頁巖以夾層的形式存在。從影像圖(圖4)上可見，該巖石組合呈灰黑色，無明顯的紋理，局部可見細微的巖石層理，整體地勢偏低，略高于第四系地貌。

3.1.4 白堊系沉積-火山-變質巖組合

白堊系(KPedu)主要以石灰?guī)r為主體，伴有部分中基性熔巖、變質火山巖、千枚巖和片巖，含有少量的凝灰?guī)r和侵入巖。從影像圖(圖4)上可見，該巖石組合整體為灰白色，局部可見灰綠色、黑色斑塊，呈連續(xù)的帶狀山體，局部發(fā)生輕微的形變。

3.2 巖漿巖解譯

區(qū)內巖漿巖出露較少，僅在該區(qū)北偏西部出露大面積的輝長巖，呈南北向帶狀分布。輝長巖(gb)在影像上(圖5)呈深灰色，地形上為隆起的山體，節(jié)理發(fā)育，巖體受風化程度較高，大部分發(fā)生了輕微的蝕變。

圖5 巖漿巖高分一號WFV遙感影像Fig.5 GF-1 WFV image of magmatic rocks

3.3 變質巖解譯

大面積出露的變質巖分布于研究區(qū)北西部，為一套前寒武系的變質巖組合(Pzkb)，是研究區(qū)內最古老的巖石，主要包括基性片巖、泥質片巖、角閃巖、重結晶的灰?guī)r、大理巖、千枚巖等。該巖石組合在影像上(圖6)呈灰色，局部見灰白色斑塊，整體為隆起棱角狀的山體，風化程度較高。

圖6 變質巖高分一號WFV遙感影像Fig.6 GF-1 WFV image of metamorphic rocks

3.4 蛇綠混雜巖解譯

蛇綠混雜巖(om)是區(qū)內分布較為廣泛的巖石類型，主要包括超基性-基性巖、上白堊統(tǒng)的遠洋沉積巖，局部含有始新統(tǒng)的沉積巖。通過解譯可見(圖7)其整體上呈帶狀山系，北西—南東向展布，灰黑色，表面風化強烈。蛇綠混雜巖是研究區(qū)內最重要的巖石類型，蘊含著豐富的鉻鐵礦資源，同時也發(fā)現(xiàn)了少量的鉑礦資源[1,3]。

圖7 蛇綠混雜巖高分一號WFV遙感影像Fig.7 GF-1 WFV image of ophiolite melange

3.5 構造解譯

由于研究區(qū)處于特提斯構造帶內，受板塊作用的影響十分強烈，整體構造線的方向為北西—南東向，區(qū)內的地層與構造線的方向一致，且基本都發(fā)生形變現(xiàn)象，尤其在南部的中新統(tǒng)碎屑巖中，發(fā)生了強烈的褶皺現(xiàn)象。

研究區(qū)內的斷裂構造(圖8)發(fā)育，整體上看，可以分為北西—南東向和北東—南西向2組，以前者為主。北西—南東向斷裂控制了研究區(qū)內的整體構造格局和巖性分布。

圖8 斷裂構造高分一號WFV影像Fig.8 GF-1 WFV image of fault structures

4 找礦模型建立

4.1 成礦有利地段圈定

綜上所述，針對研究區(qū)地質礦產的解譯成果，初步總結出鉻鐵礦的成礦條件和特征如下：

1)受區(qū)域構造控制。鉻鐵礦均賦存在蛇綠混雜巖之中，而蛇綠混雜巖嚴格受區(qū)內一組近北西—南東向的斷裂控制，這些斷裂構成了一個綿延的斷裂帶。

2)成礦專屬性。鉻鐵礦賦存在蛇綠混雜巖中，與蛇綠巖相關的超基性巖密切相關，主要是橄欖巖和輝石巖。

3)礦體空間展布特征。鉻鐵礦礦體呈層狀或豆莢狀[1]，空間上延伸性強，對于圍繞已有礦點進一步開展找礦工作具有很好的指示意義。

根據(jù)上述3個成礦條件，在研究區(qū)內圈定出找礦遠景區(qū)5處(圖9)，巖性均為蛇綠混雜巖，其中包含的超基性-基性巖均有找礦前景。

圖9 研究區(qū)成礦有利地段分布Fig.9 Distribution of regions favorable for mineration

4.2 成礦條件分析

伊朗的蛇綠巖按年齡可劃分為古生代和中生代2組，相比之下，較少的古生代蛇綠巖被認為是古特提斯洋的殘余，是歐亞板塊與岡瓦納板塊作用的結果，主要位于伊朗的北部和北東部地區(qū)[4-6]； 相對較多的中生代蛇綠巖則是新特提斯洋的殘余物質，是阿拉伯板塊與伊朗板塊的作用結果，研究區(qū)內的蛇綠巖均為這一時期的產物[7-8]。

據(jù)伊朗地質調查局2015年統(tǒng)計，伊朗鉻鐵礦探明儲量為1 000萬t，鉻鐵礦完全受控于伊朗境內的板塊構造帶及相關的深斷裂帶，產出于上述構造帶內的蛇綠混雜巖之中[9]。研究區(qū)為伊朗重要的礦集區(qū)之一，已有一處大型的鉻鐵礦開采區(qū)，由數(shù)個小礦山構成，由于其位于法爾亞地區(qū)附近，統(tǒng)稱為法爾亞礦區(qū)[1]，除鉻鐵礦外，還伴生少量的鉑族資源[10-11]。

法爾亞鉻鐵礦位于研究區(qū)西部(圖9)，賦礦圍巖為蛇綠混雜巖中的Sorkhband超基性雜巖體。該雜巖體根據(jù)巖石組合和成礦特征可分為南、北2個部分： 北部主要由層狀的純橄欖巖(占總體積的70%)、輝石巖組成，含少量方輝橄欖巖、二輝巖和異剝橄欖巖； 南部為塊狀的超基性巖，主要為純橄欖巖和方輝橄欖巖及極少量的單斜輝石巖。大多數(shù)的鉻鐵礦存在于北部的層狀超基性巖中，南部的巖體中，鉻鐵礦主要沿北部的邊界分布[11]。

4.3 重點成礦有利地段解譯及研究

根據(jù)上述總結的研究區(qū)地質背景和鉻鐵礦的成礦特征，作者認為位于已有礦點附近的1和2這2個成礦有利地段具有較好的找礦勘探前景，分析原因如下：

1)1和2這2個區(qū)與法爾亞鉻鐵礦產出的巖體空間位置十分接近，且?guī)r性一致，均為蛇綠混雜巖，其中含有大量的超基性巖體，鑒于鉻鐵礦礦層的延續(xù)性較強，因此鉻鐵礦存在的可能性較大。

2)該區(qū)域與研究區(qū)東部的其他成礦有利地區(qū)相比，政治相對穩(wěn)定，交通運輸?shù)然A設施良好，對于進一步開展調查工作十分有利。

因此，本文將1和2這2個區(qū)周邊地區(qū)作為重點成礦有利地段進行詳細研究，以劃分具體的基性巖石類型為主要目的。

本次解譯工作，針對與成礦有關的蛇綠混雜巖和斷裂構造開展，尤其是與成礦直接相關的超基性巖體，通過解譯工作將層狀超基性巖、塊狀超基性巖及其他類型的巖石組合進行了劃分(圖10)。

圖10 重點成礦有利地段解譯Fig.10 Interpretation of importantregions favorable for mineration

1)層狀超基性巖。層狀超基性巖為鉻鐵礦賦礦巖石，主要由層狀純橄欖巖(70%)、單斜輝石巖，少量方輝橄欖巖、二輝石巖、異剝輝石橄欖巖組成。在影像圖中可見其受2條平行斷裂控制，地形呈微凸起狀，色調為深墨綠色，蛇紋石化強烈。

2)塊狀超基性巖。塊狀超基性巖含少量鉻鐵礦，且大部分礦化均位于其與層狀超基性巖的交界部位，主要由塊狀純橄欖巖、方輝橄欖巖和少量單斜輝石巖組成。影像上呈團塊狀，凸起明顯，色調為深黑綠色。

3)輝長巖。為不含礦化的單元，位于層狀超基性巖西南部，受斷裂控制，與層狀超基性巖界限明顯。

4)其他巖石。主要為蛇綠巖中除基性-超基性巖以外的其他類型巖石，主要包括深海沉積巖、構造塊體、基性巖墻等，這些巖石與成礦無關，因此未進行詳細劃分。

5)斷裂構造。區(qū)域內斷裂構造可以分為2組： 北西向斷裂和北東向斷裂，其中北西向斷裂為鉻鐵礦控礦構造，北東向斷裂切斷了北西向斷裂，為后期構造，將區(qū)內礦體錯動。

通過解譯和文獻資料分析，Sorkband雜巖體北西側的巖體中也同樣存在著與Sorkband雜巖體相似的巖石組合，而且區(qū)域上受到2條平行斷裂的的控制，這2條斷裂與控制Sorkband雜巖體的斷裂應為同一組斷裂，后期受到北東向斷裂的切割從而被第四系所覆蓋，因此推測上述的2個雜巖體最初可能為同一個巖體，后期受斷裂構造而導致了分離。法爾亞鉻鐵礦礦層呈層狀產出，具有很好的延伸性，可以認為Sorkband雜巖體北西側的巖體中仍然具有找礦前景。

5 結論

1)國產高分一號衛(wèi)星數(shù)據(jù)質量良好，能夠保障境外遙感調查研究工作的順利開展，可以為我國“一帶一路”倡議提供優(yōu)質的信息資料。WFV數(shù)據(jù)在劃分巖石單元組合、提取主要構造方面具有良好的應用效果，能夠滿足1∶25萬地質礦產解譯的需求； PMS數(shù)據(jù)空間分辨率較高，對巖性的進一步識別能夠起到良好的指導作用，可以滿足1∶5萬地質礦產的解譯工作。

2)通過國產高分一號數(shù)據(jù)解譯發(fā)現(xiàn)伊朗南部地區(qū)具有大量的中生代蛇綠混雜巖堆積體。Sorkband雜巖體北西側的雜巖體與Sorkband雜巖體應為同一個巖體，前者中蘊含的層狀超基性巖中具有較好的鉻鐵礦找礦前景。