李 嵩，李海鷹

(山西省地質(zhì)調(diào)查院遙感信息中心，太原 030006)

遙感在礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)中的綜合應(yīng)用研究
——以山西省為例

李 嵩，李海鷹

(山西省地質(zhì)調(diào)查院遙感信息中心，太原 030006)

以山西省遙感地質(zhì)找礦為例，以區(qū)域地質(zhì)和成礦理論為基礎(chǔ)，通過對(duì)ETM+遙感圖像進(jìn)行控礦構(gòu)造要素、控礦環(huán)形要素、色調(diào)異常、找礦標(biāo)志、蝕變礦化異常等遙感要素的解譯和研究，從宏觀上總結(jié)了區(qū)域性大型斷裂與成礦的關(guān)系，提出區(qū)域遙感地質(zhì)找礦模型;在微觀上圈定了遙感最小預(yù)測區(qū)，為礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)和找礦預(yù)測提供重要線索和依據(jù)。所取得的成果和經(jīng)驗(yàn)可為今后山西省的遙感地質(zhì)找礦工作打下基礎(chǔ)。

遙感解譯;礦產(chǎn)資源;成礦要素;最小預(yù)測區(qū)

0 引言

近年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求越來越大。山西省是礦產(chǎn)資源大省，為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了大量的礦產(chǎn)資源;但是，經(jīng)過幾十年的工作，地質(zhì)勘探程度已相對(duì)較高，常規(guī)找礦工作難度不斷加大，需要不斷創(chuàng)新，運(yùn)用新的技術(shù)手段和理論，繼續(xù)在礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)和找礦工作中尋找新的突破，以提高找礦工作的效果。

全國礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)是找礦的前期工作，是實(shí)現(xiàn)找礦突破的基礎(chǔ)。它運(yùn)用新技術(shù)、新方法科學(xué)地評(píng)估我國有望發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源量，具有重大意義。在這項(xiàng)工作中，山西省進(jìn)行了一次覆蓋全省的遙感地質(zhì)解譯，取得了一系列遙感成果，為全省的找礦預(yù)測提供了重要依據(jù)。

本文以全國礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目為依托，采用Landsat 7 ETM+遙感圖像，并對(duì)其進(jìn)行 ETM7(R)，ETM4(G)，ETM1(B)假彩色合成，通過對(duì)山西省遙感圖像的解譯和礦化蝕變信息等的研究，總結(jié)了山西省遙感地質(zhì)找礦綜合成果，為今后山西省的遙感地質(zhì)研究和礦產(chǎn)資源勘查提供依據(jù)和線索［1］。

1 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)概況

山西省位于華北板塊的中部，以山西地塊為主體，西與鄂爾多斯地塊、東與華北平原接壤，南北介于秦嶺、陰山造山帶之間。其中有著名的五臺(tái)山、恒山、太行山、呂梁山、中條山等山脈(圖1)。

圖1 山西省ETM影像圖(ETM7(R)，ETM4(G)，ETM1(B)假彩色合成)Fig.1 ETM image of Shanxi province

自呂梁運(yùn)動(dòng)形成華北統(tǒng)一克拉通之后，中元古代—古生代長期未發(fā)生過顯著的構(gòu)造變化;到中、新生代發(fā)生了強(qiáng)烈的造山作用，形成大興安嶺—太行山—武陵山重力梯度帶(中部太行山段)和山西的黃土高原—山脈系統(tǒng)。山西的總體構(gòu)造格架形成于中生代，構(gòu)造線方向在省中部山西地塊總體為北東(NE)向，南北兩端為北東東(NEE)向，呈“S”形展布。自新生代以來，由于喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈活動(dòng)，疊加形成了貫穿山西南北的汾渭裂谷帶，隆起與坳陷特征明顯。不同時(shí)代的巖漿巖發(fā)育，地層出露齊全(尤其是典型的下前寒武系五臺(tái)群、豆村群、東冶群、郭家寨群和石炭―二疊系煤系地層)，中、新生代構(gòu)造形跡更為世人所矚目［2］。各構(gòu)造旋回的大地構(gòu)造環(huán)境和構(gòu)造—巖漿活動(dòng)，控制了各礦床成礦系列的分布，除石炭—二疊紀(jì)形成煤及相關(guān)礦產(chǎn)外，還形成了五臺(tái)山鐵、鉬、金、多金屬、硫鐵礦和中條山銅、金、鈷、鉬、多金屬、磷成礦帶。

山西省遙感地質(zhì)構(gòu)造的總體格架如圖2所示:東部展布于太行山區(qū)的北北東(NNE)向太行山大斷裂帶和西部與鄂爾多斯地塊交接的南北(SN)向離石逆沖斷裂帶是山西的2條重要的控制山西地塊SN向展布的巖石圈深大斷裂帶;北部以東西(EW)向大同陽原斷裂為界，其北為華北板塊北緣活動(dòng)帶;北東側(cè)以北西(NW)向的唐河斷裂帶與冀魯斷塊為分界;南部以橫河斷裂和NEE向中條山斷裂帶組成南邊界;山西地塊內(nèi)部則主要縱貫一系列NE向雁行式排列的斷陷盆地山前斷裂帶。

圖2 山西省遙感地質(zhì)構(gòu)造格架Fig.2 The remote sensing geological structural pattern of Shanxi province

2 成礦理論研究

成礦理論是建立在現(xiàn)代地質(zhì)科學(xué)新理論基礎(chǔ)上的關(guān)于成礦物質(zhì)來源、礦床形成條件與控礦因素、礦床成因類型與礦床空間特征等問題學(xué)術(shù)認(rèn)知的系統(tǒng)總結(jié)。成礦理論研究是指導(dǎo)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的基礎(chǔ)。成礦模型決定了控礦要素，控礦要素又決定了找礦預(yù)測的方向［3］。如對(duì)構(gòu)造控礦而言，遙感主要解譯線性要素;對(duì)熱液控礦和巖漿控礦，主要解譯環(huán)形要素和色調(diào)異常;而對(duì)地層控礦，則主要解譯賦礦巖層——“帶”要素等等。

本文以山西省重要礦產(chǎn)為例，通過遙感地質(zhì)解譯對(duì)各預(yù)測工作區(qū)礦床的成礦要素和成礦模式進(jìn)行研究。

2.1 地層控礦

沉積型鋁土礦是典型的受地層控制的礦床，遙感解譯主要著眼于“帶”要素。山西省是我國的鋁土礦資源大省，鋁土礦成礦類型單一，所有礦床均產(chǎn)在上石炭統(tǒng)本溪組，含礦巖石為鋁土巖和鋁土頁巖，分布于石炭系與奧陶系分界面上［2］。石炭系與奧陶系分界面是鋁土礦最好的近礦找礦標(biāo)志層。圖3為寧武鋁土礦預(yù)測工作區(qū)范圍，根據(jù)鋁土礦受地層控礦的成礦理論和影像色調(diào)異常，在遙感圖像上解譯出賦礦巖層——“帶”要素。圖3中帶要素的解釋結(jié)果和遙感羥基異常信息的提取結(jié)果比較吻合。本次工作根據(jù)綜合分析圈定了最小預(yù)測區(qū)(圖3中的綠框圍限區(qū)域)。

圖3 寧武控礦要素遙感解譯圖Fig.3 The remote sensing interpretation of Ningwu metallogenic elements

2.2 構(gòu)造控礦

鞍山型沉積變質(zhì)鐵礦是受構(gòu)造控制的沉積變質(zhì)型鐵礦，在遙感地質(zhì)解譯中主要著眼于線性構(gòu)造(斷裂構(gòu)造)和“帶”要素。由于礦床賦存在上太古界五臺(tái)群柏枝巖組、文溪組或金剛庫組，受斷裂控制呈條帶狀分布。根據(jù)其遙感影像的影紋和色調(diào)異常(圖4(a))，桐峪預(yù)測工作區(qū)影像圖的中部色帶是解譯的帶要素(賦礦巖層)，其礦床分布在賦礦巖層中，且嚴(yán)格受NNE向斷裂及其次級(jí)斷裂控制，即賦礦巖層被斷裂切割的部分往往是成礦的有利部位。圖4(b)顯示，已知鐵礦床(點(diǎn))大多分布于帶要素中的線要素上或線要素相交部位。

圖4 桐峪預(yù)測工作區(qū)ETM影像及遙感解譯圖Fig.4 ETM image and remote sensing interpretation map of mineral prediction area of Tongyu

2.3 巖漿控礦

太白維山支家地式銀錳鉛鋅礦屬于火山巖型礦床，其成礦受巖漿控制，主要解譯環(huán)形要素(圖5)。太白維山位于燕山太行山北段陸緣火山巖漿弧，為太白維山火山構(gòu)造盆地。太白維山環(huán)形影像大多為火山機(jī)構(gòu)和中生代花崗巖引起的環(huán)形構(gòu)造，它們在某種意義上代表著花崗巖體及隱伏巖體的邊界。支家地銀礦主要產(chǎn)于次火山巖與碳酸鹽巖斷層接觸帶內(nèi)的熱液花崗巖內(nèi)，因此環(huán)形構(gòu)造對(duì)銀(錳)礦也有著控制作用。

圖5 太白維山支家地式銀錳鉛鋅礦ETM影像及遙感解譯圖Fig.5 ETM image and remote sensing interpretation map of Zhijiadi－type Ag－Mn－Pb－Zn deposits in Taibaiweishan

2.4 熱液控礦

接觸交代作用是一種熱液變質(zhì)作用。在遙感圖像上接觸帶通常出現(xiàn)角巖化或矽卡巖化色異常帶。例如分布在臨汾塔兒山—二峰山邯邢式矽卡巖型鐵礦是奧陶系馬家溝組碳酸鹽巖經(jīng)燕山期巖漿巖侵入接觸交代而形成矽卡巖型鐵礦。圖6中所示環(huán)形要素周圍深色調(diào)的色帶為侵入巖的圍巖——碳酸鹽巖，環(huán)形要素內(nèi)則是淺色的燕山期侵入巖，兩者接觸交代形成的矽卡巖帶正是礦床所處的部位，已知鐵礦點(diǎn)(紅色三角)大多分布于環(huán)形接觸帶的矽卡巖帶中。

圖6 塔兒山控礦要素ETM影像及遙感解譯圖Fig.6 ETM image and remote sensing interpretation map of Taershan metallogenic elements

3 控礦要素遙感解譯與綜合研究

3.1 大型斷裂與成礦的關(guān)系

3.1.1 南北向(SN)斷裂

SN向的離石斷裂(圖7)是山西地塊與鄂爾多斯地塊兩個(gè)Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元的分界斷裂(發(fā)育在離石附近由西盤向東逆沖的斷裂屬于燕山中晚期NE向斷裂系統(tǒng))，是控制鄂爾多斯中生代盆地形成發(fā)展的斷裂;北起與內(nèi)蒙古分界處的河曲劉家塔，向南經(jīng)興縣交樓申、臨縣程家塔—湍水頭、柳林寨東、石樓介板溝、隰縣紫荊山西側(cè)、臨汾靳家川，總體呈南北向縱貫山西西部，長度大于400 km［4］。

圖7 離石斷裂ETM影像及遙感解譯圖Fig.7 ETM image and remote sensing interpretation map of Lishi fault

在遙感圖像(圖7(a))上，斷裂的線性形跡非常明顯，其兩側(cè)在色調(diào)、影紋、地貌上都有明顯的差異。斷裂西側(cè)為第四系地層形成的黃土地貌，東側(cè)為典型的寒武系地層形成的陡坎。

山西省矽卡巖型金屬礦床礦化受SN向構(gòu)造和巖性的雙重控制，在遙感圖像上清晰地顯示出SN向斷裂帶與侵入巖形成的環(huán)形構(gòu)造呈線環(huán)交切的影像特征。燕山期堿性、偏堿性礦床常常產(chǎn)于區(qū)域性SN向線－環(huán)構(gòu)造的交切部位。

3.1.2 北東向(NE)斷裂

NE向的太行山斷裂，其北段伴隨有與其平行的牽引褶皺，在菠箕凹南山一帶主斷裂東側(cè)產(chǎn)生了一系列次級(jí)逆沖斷層，構(gòu)成典型的疊瓦狀構(gòu)造，在遙感圖像上顯示的一組多條相互平行的線性形跡非常明顯(圖8(a))。

太行山斷裂(圖8(b))規(guī)模較大，由一系列尖滅再現(xiàn)的逆沖斷層組成，黎城以北截切或遷就利用了印支期SN向構(gòu)造，以南是太行山復(fù)背斜與沁水復(fù)向斜的分界構(gòu)造，形成于燕山運(yùn)動(dòng)陸內(nèi)造山過程，控制了兩側(cè)地層及礦產(chǎn)的分布。太行山斷裂帶是山西斷裂構(gòu)造系統(tǒng)中重要的巖石圈斷裂，它與SN向的離石斷裂都是燕山期堿性、偏堿性侵入雜巖體巖漿活動(dòng)相關(guān)礦床的控制要素。

圖8 太行山斷裂ETM影像及遙感解譯圖Fig.8 ETM image and remote sensing interpretation map of Taihangshan fault

3.1.3 北西向(NW)斷裂

唐河斷裂呈NW走向，線性形跡明顯，寬溝水系地貌發(fā)育，控制著一串小型盆地的邊界，偶有陡崖地貌出現(xiàn)(圖9)。唐河斷裂控制了侏羅—白堊系和燕山期花崗巖的分布，在燕山期至少有兩期活動(dòng)。沿?cái)嗔堰€有湯頭溫泉出露，說明該斷裂至今仍在活動(dòng)。

圖9 唐河斷裂ETM影像Fig.9 ETM image of Tanghe fault

唐河斷裂以及與其平行的一組NW向斷裂共同控制著燕山期中酸性巖多金屬礦產(chǎn)的分布，刁泉銅礦、太白維山銀錳鉛鋅礦等都賦存于此。

3.1.4 東西向(EW)線性構(gòu)造

圖10 N38°帶EW向線性構(gòu)造ETM影像圖Fig.10 ETM image of the linear structure in EW dircction at 38°north latitude

總之，在宏觀上，山西省與燕山期巖漿巖有關(guān)的多金屬礦和部分非金屬礦床的形成和分布都受大型斷裂的影響，時(shí)代較新的NW向斷裂常常切割時(shí)代較老的NE向斷裂，形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)(五臺(tái)山和中條山網(wǎng)格狀斷裂還表現(xiàn)出等間距發(fā)育的特點(diǎn))。這樣的網(wǎng)格狀斷裂控制著燕山期中酸性淺成火山巖的分布，與五臺(tái)山鐵、鉬、金、多金屬、硫鐵礦和中條山銅、金、鈷、鉬、多金屬、磷成礦帶的形成有密切關(guān)系，網(wǎng)格的交叉部位往往是成礦的有利部位。圖11為五臺(tái)山的網(wǎng)格狀斷裂構(gòu)造［5］。

圖11 五臺(tái)山區(qū)網(wǎng)格狀斷裂遙感解譯圖Fig.11 The remote sensing interpretation map ofgrid faults in Wutai mountain

3.2 線－環(huán)結(jié)構(gòu)與成礦的關(guān)系

遙感圖像上的線性體、環(huán)形體等構(gòu)造要素在空間展布上都形成一定的組合關(guān)系。對(duì)具有一定地質(zhì)意義或礦產(chǎn)成因意義的特定線、環(huán)組合形式稱之為影像線－環(huán)結(jié)構(gòu)。研究與成礦作用相對(duì)應(yīng)的特定線－環(huán)結(jié)構(gòu)組合的特征是發(fā)掘和構(gòu)建遙感地質(zhì)找礦模式的重要基礎(chǔ)之一［6］。

3.2.1 線－環(huán)結(jié)構(gòu)與堿性偏堿性花崗巖礦床的關(guān)系

西安里矽卡巖型鐵礦是與燕山期堿性、偏堿性花崗巖有關(guān)的礦床類型。近SN向的西安里斷裂控制了該地區(qū)水系和山脊的走向。在遙感圖像上斷層跡象明顯，基本上沿著山脊邊緣分布，切割山體形成地槽;部分地段沿河谷分布，為兩種不同色調(diào)、影紋、地貌的分界線(圖12)。接觸交代型礦床常成群出現(xiàn)，多產(chǎn)在地槽及活動(dòng)性較強(qiáng)的地臺(tái)邊緣或坳陷帶，其中近SN向斷裂對(duì)矽卡巖型鐵礦具有重要的控制作用，鐵礦床恰好分布于線－環(huán)的交切部位，這為今后遙感找礦提供了重要線索。此外，近SN向的西安里斷裂帶交切于西安里環(huán)線構(gòu)造之上，反映出在環(huán)形構(gòu)造出現(xiàn)后SN向的斷裂構(gòu)造帶還有所活動(dòng)。

圖12 西安里線－環(huán)構(gòu)造ETM影像及遙感解釋圖Fig.12 ETM image and remote sensing interpretation map of the Xi’anli linear － circular elements

3.2.2 線－環(huán)結(jié)構(gòu)與淺成超淺成花崗巖礦床的關(guān)系

圖13 五臺(tái)山伯強(qiáng)線－環(huán)構(gòu)造ETM影像及遙感解釋圖Fig.13 ETM image and remote sensing interpretation map of the Boqiang linear－circular elements in Wutai mountain

圖13 是五臺(tái)山伯強(qiáng)線－環(huán)構(gòu)造解譯圖。從總體上看，短而密集的線性溝谷呈NEE向和NW向展布，兩組NEE向和NW向共軛菱形線性結(jié)構(gòu)和一組伯強(qiáng)套合環(huán)形構(gòu)造組成菱－環(huán)結(jié)構(gòu)。該區(qū)主要的燕山期超淺成次火山巖的分布以及強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)均受到菱－環(huán)構(gòu)造格局的制約。從圖13中可以看出，該區(qū)的金礦點(diǎn)主要分布在菱－環(huán)結(jié)構(gòu)之內(nèi)，其次是線－環(huán)交切部位和線－線交叉部位。

3.3 線要素、色異常、環(huán)要素組合與成礦的關(guān)系

圖14(a)是刁泉花崗閃長斑巖的遙感影像圖。矽卡巖型的刁泉式銅礦就產(chǎn)出于該區(qū)，其中刁泉花崗閃長斑巖為成礦母巖，呈復(fù)雜的巖株?duì)町a(chǎn)出。區(qū)內(nèi)斷層構(gòu)造發(fā)育，以NE向一組較發(fā)育，沿?cái)嗔褞秩氲笕◢弾r，形成了矽卡巖型銅礦。在影像圖上，大理巖化的色異常和環(huán)形構(gòu)造很好地顯示出了花崗閃長斑巖與灰?guī)r接觸交代的區(qū)域，成礦的有利部位應(yīng)該在環(huán)要素邊緣和色異常(蝕變帶)中。已知的銅礦點(diǎn)(圖14(b)中綠色點(diǎn))就分布在該區(qū)域。

圖14 刁泉花崗閃長斑巖ETM影像及遙感解譯圖Fig.14 ETM image and remote sensing interpretation map of Diaoquan granite

3.4 礦化蝕變異常與成礦的關(guān)系

3.4.1 鐵染異常與成礦的關(guān)系

因?yàn)轸~在中國傳統(tǒng)文化里有“年年有余”的吉利象征，所以老百姓們逢年過節(jié)都喜歡給親朋好友送魚。那次，佟慶富也用塑料袋包了幾條魚到朋友家串門，剛進(jìn)朋友家門，手中的塑料袋就被魚鰭扎了個(gè)破洞，水也灑了一地，看著地板上的水和活蹦亂跳的魚，佟慶富尷尬極了。但也就在這一刻，佟慶富突然涌出一個(gè)想法：把活魚裝在更牢固的氧氣袋里再放入包裝盒里當(dāng)禮品賣，這樣既更能顯喜慶，又能避免自己遭遇到的這類尷尬！

本次研究中，按照全國礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目統(tǒng)一規(guī)定的技術(shù)要求，在山西省范圍內(nèi)分別提取了遙感鐵染異常和遙感羥基異常。經(jīng)與已有的地質(zhì)礦產(chǎn)資料對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這些遙感異常對(duì)某些多金屬及相關(guān)礦產(chǎn)的蝕變帶有一定程度的指示意義。

例如，沿林場—寬坪斷裂的周圍廣泛分布有遙感鐵染異常(圖15)。在此位置附近，存在有一小型螢石礦床。螢石礦處于中生代火山巖與燕山期中酸性花崗巖接觸帶處，林場—寬坪斷裂為主要的控礦構(gòu)造，圍巖蝕變以硅化為主，伴有螢石化、黃鐵礦化、綠泥石化和絹云母化。這一熱液交代型螢石礦的存在，再次印證了遙感鐵染異常對(duì)找礦的指示作用。

圖15 遙感鐵染異常分布及斷裂構(gòu)造解釋圖Fig.15 Map of remote sensing iron alteration and interpretation of faults

3.4.2 羥基異常與成礦的關(guān)系

研究還發(fā)現(xiàn)，沿寧武向斜西翼傾角較大的NNE向展布的地層有遙感羥基異常分布(圖16)。這組鋁土礦賦礦巖層的巖性為中石炭統(tǒng)鋁土頁巖、砂質(zhì)頁巖。目前已知的某些鋁土礦點(diǎn)恰好處在遙感羥基異常的所在部位，說明遙感羥基異常對(duì)鋁土礦的找礦有較好的指示作用。本次工作中結(jié)合對(duì)其他遙感找礦要素的綜合分析，在該地區(qū)已經(jīng)把遙感羥基異常集中的部位圈定為鋁土礦遙感預(yù)測區(qū)，為山西省鋁土礦最小預(yù)測區(qū)的圈定和資源量估算提供了可靠依據(jù)。

圖16 遙感羥基異常與成礦關(guān)系解釋圖Fig.16 The remote sensing interpretation map of hydroxylate anomaly and metallogenic regularity

4 區(qū)域遙感地質(zhì)找礦模型的建立

隨著現(xiàn)代地質(zhì)找礦理論的發(fā)展和礦產(chǎn)勘查技術(shù)的日益完善，模型找礦已被地質(zhì)找礦實(shí)踐證明是科學(xué)而有效的方法［6］。遙感地質(zhì)找礦模型的研究與實(shí)踐方興未艾，在遙感地質(zhì)找礦工作中越來越顯示出其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢和顯著作用。基于地質(zhì)體的形態(tài)和波譜特性，從礦床模型的角度，在極為豐富的遙感圖像信息中去發(fā)掘與目標(biāo)礦產(chǎn)成礦作用、礦床空間分布等特征相對(duì)應(yīng)的遙感信息，獲取地質(zhì)找礦標(biāo)志、礦床定位依據(jù)及某些重要參數(shù)，乃是進(jìn)行礦床遙感地質(zhì)模型研究和建模的重要內(nèi)容。

本文以中條山區(qū)域遙感地質(zhì)模型的建立為例，對(duì)區(qū)域地質(zhì)找礦模型進(jìn)行研究，希望能對(duì)山西省今后的找礦預(yù)測工作提供遙感線索和依據(jù)。

4.1 中條山區(qū)域地質(zhì)背景研究

中條山銅多金屬成礦區(qū)帶位于華北與華南斷塊拼合帶的秦嶺褶皺帶最北端，并限于豫皖次級(jí)斷塊西部邊緣;受NE向中條山斷裂和NW向橫河斷裂控制，呈三叉“人”字型裂谷形態(tài)。從空間上講，中條裂谷三叉“人”字型構(gòu)造控制著該區(qū)域內(nèi)金屬成礦帶的展布。裂谷的西南支為中條山山前斷裂，控制著NNE向胡篦型銅礦、橫嶺關(guān)銅礦含礦層位的展布;東南支為NW向橫河斷裂，控制著產(chǎn)出于同善、落家河、王屋等構(gòu)造窗的銅礦床點(diǎn);北支向北延伸，穿過塔兒山，與太岳山—狐偃山斷裂呈現(xiàn)線性延續(xù)，在遙感圖像上有很好的宏觀顯示。從時(shí)間上講，中條裂谷銅礦床產(chǎn)于前長城系，主要為新太古界絳縣群和古元古界中條群地槽相火山—沉積巖系中。銅礦床形成于構(gòu)造變形較為激烈的古陸邊緣斷陷中，不同的銅礦床類型是裂陷槽各個(gè)發(fā)展階段的產(chǎn)物［7］。

4.2 中條山成礦理論研究

中條裂谷銅礦床主要為“雙模式”成礦作用，即裂谷環(huán)境對(duì)形成銅礦及多金屬礦床的控礦因素有3個(gè)方面:

1)地殼在拉張情況下，有利于上地幔及其派生的成礦元素運(yùn)移;

2)裂谷坳陷帶具有良好的沉積場所，下陷凹盆有利于成礦物質(zhì)集中;

3)具有不同深度的水盆及盆地?cái)嗔?，為噴氣熱液和成礦作用提供了先決條件［7］。

這就意味著，裂谷的成礦作用既有內(nèi)生的成礦因素，也有外生成礦作用特征，兩者兼而有之，即所謂“雙模式”成礦作用。中條裂谷內(nèi)銅礦峪型、落家河型、橫嶺關(guān)型和胡家峪—篦子溝型銅礦床等主要銅礦床類型，在成礦作用方面都表現(xiàn)出雙模式地質(zhì)特征。中條裂谷絳縣群的火山噴發(fā)和侵入巖性，為裂谷張性斷裂環(huán)境的產(chǎn)物;而中條群胡家峪—篦子溝褶皺邊部的緊閉說明了中條裂谷絳縣群后期的擠壓作用(圖17)。所以，遙感地質(zhì)解譯工作的重點(diǎn)是對(duì)環(huán)形構(gòu)造和線性構(gòu)造的解譯和研究。

圖17 中條山銅礦床地質(zhì)特征與成礦模型［7］Fig.17 The geological characters and metallogenic model of Zhongtiaoshan copper deposit［7］

4.3 中條山區(qū)域遙感地質(zhì)找礦模型建立

通過對(duì)中條裂谷遙感線、環(huán)、色、帶多要素的解譯及組合特征分析［8］，結(jié)合中條裂谷典型銅礦床類型、礦床分布規(guī)律和形成機(jī)制的綜合研究以及已知礦點(diǎn)的分布情況不難看出，中條山銅礦床的遙感地質(zhì)特征表現(xiàn)突出，遙感解譯成果與已知礦床分布特征吻合程度高。因此可以設(shè)想，如果能以遙感地質(zhì)特征的找礦新理論作指導(dǎo)，繼續(xù)在找礦遠(yuǎn)景有利地段重點(diǎn)進(jìn)行綜合地質(zhì)調(diào)查，則該區(qū)銅礦的找礦工作必將會(huì)有一個(gè)新的突破。因此，本次工作在遙感地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)該區(qū)銅礦進(jìn)行了遙感最小預(yù)測區(qū)圈定，為取得進(jìn)一步的找礦突破提供了依據(jù)。

4.3.1 三叉“人”字型構(gòu)造(整體模型)

三叉“人”字型線—線構(gòu)造形成了典型的“樹枝”狀分布，整體區(qū)域模型為大的三叉“人”字型結(jié)構(gòu)。在大的三叉“人”字型的內(nèi)部形成的次級(jí)三叉“人”字型結(jié)構(gòu)，其結(jié)點(diǎn)部位由于特殊構(gòu)造引起的沉積環(huán)境和巖漿活動(dòng)，往往是形成大型礦床的良好部位。這在已知開采礦區(qū)已經(jīng)得到很好的驗(yàn)證，可以為中條山銅礦最小預(yù)測區(qū)的定位提供線索和依據(jù)，并推廣到未開采區(qū)域(見表1)。

表1 中條山遙感地質(zhì)模型Tab.1 The remote sensing geological models of Zhongtiaoshan

4.3.2 X 型線性網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造(菱形)

X型兩組方向上的線性構(gòu)造具有等間距性(間距各約5～10 km)，延續(xù)性較好，將該地區(qū)地貌劃分成若干個(gè)菱形塊體。盡管在遙感圖像上其線性形跡的清晰度、延續(xù)性及規(guī)模強(qiáng)弱程度不如三叉“人”字型構(gòu)造，但其強(qiáng)烈的張扭性構(gòu)造特征在一定的區(qū)域內(nèi)同樣明顯地影響著銅礦床的分布(見表1)。

4.3.3 線 －環(huán)組合 φ型構(gòu)造

這是一種典型的線環(huán)二要素組合結(jié)構(gòu)［9］。區(qū)域內(nèi)環(huán)形構(gòu)造可以分為兩種，一種為嚴(yán)格受線性構(gòu)造控制和影響的環(huán)形盆地構(gòu)造以及古盆地褶皺形成的環(huán)形構(gòu)造;另一種為火山基性巖引起的環(huán)形構(gòu)造。這些環(huán)形構(gòu)造在區(qū)域內(nèi)往往呈串珠狀分布，并在區(qū)域性斷裂構(gòu)造的切割部位形成剝蝕天窗，出露絳縣群地層，成為找礦的有利部位，在遙感圖像上表現(xiàn)為典型的φ型線－環(huán)組合構(gòu)造特征［9］(見表 1)。

4.4 中條山遙感最小預(yù)測區(qū)圈定

根據(jù)中條山遙感地質(zhì)模型，本文在該區(qū)域圈定了7個(gè)遙感最小預(yù)測區(qū)(或稱找礦遠(yuǎn)景區(qū)，圖18):

1)沙洞溝—西桑池找礦遠(yuǎn)景區(qū);

圖18 中條山遙感最小預(yù)測區(qū)分布示意圖Fig.18 Sketch map of the minimum areas of mineral prediction by remote sensing interpretation in Zhong tiao shan

2)馬家河—關(guān)廟找礦遠(yuǎn)景區(qū);

3)望仙村找礦遠(yuǎn)景區(qū);

4)虎坪—三里腰找礦遠(yuǎn)景區(qū);

5)不落地找礦遠(yuǎn)景區(qū);

6)西支凹—板澗河找礦遠(yuǎn)景區(qū);

7)祁家山找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

5 結(jié)論

1)本次研究對(duì)山西全省基礎(chǔ)性遙感線、環(huán)、色、帶、塊“五要素”解譯工作進(jìn)行了較全面的總結(jié)，進(jìn)行了遙感找礦標(biāo)志的綜合研究，特別是對(duì)大型斷裂與成礦規(guī)律關(guān)系的分析。

2)在山西全省范圍內(nèi)進(jìn)行了遙感羥基異常和鐵染異常信息的提取，并篩選出與成礦關(guān)系密切的區(qū)域，進(jìn)行了遙感找礦預(yù)測的應(yīng)用研究。

3)在山西全省主要礦種預(yù)測工作區(qū)內(nèi)，在研究其區(qū)域地質(zhì)特征、成礦規(guī)律、遙感找礦要素的基礎(chǔ)上，圈定了若干遙感找礦最小預(yù)測區(qū)，為山西省今后找礦工作的深入開展提供了參考依據(jù)。

4)在對(duì)山西全省單礦種綜合分析研究的基礎(chǔ)上，以中條山銅礦床為例，總結(jié)了區(qū)域性的遙感找礦模式，為今后全省各類礦產(chǎn)的遙感找礦模式的研究提供了重要的理論依據(jù)和方法指導(dǎo)。

［1］ 于學(xué)政，曾朝銘，燕云鵬.遙感資料應(yīng)用技術(shù)要求［M］.北京:地質(zhì)出版社，2010.

［2］ 張瑞成.區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京:地質(zhì)出版社，1989.

［3］ 張瑞江.基于遙感技術(shù)的成礦預(yù)測方法和程序研究［J］.國土資源遙感，2010(3):58 －63.

［4］ 陳 平，陳俊明.山西主要成礦區(qū)帶成礦系列及成礦模式［M］.太原:山西科學(xué)技術(shù)出版社，1996.

［5］ 范海明.五臺(tái)山—恒山地區(qū)金礦多源信息綜合研究［D］.北京:中國地質(zhì)大學(xué)，2009:36.

［6］ 楊世瑜，王瑞雪.礦床遙感地質(zhì)問題［M］.昆明:云南大學(xué)出版社，2003.

［7］ 孫繼源，冀樹楷，真允慶.中條裂谷銅礦床［M］.北京:地質(zhì)出版社，1995.

［8］ 于學(xué)政，金玉聲，楊日玉，等.藏東遙感地質(zhì)與礦產(chǎn)資源［M］.北京:地質(zhì)出版社，2003.

［9］ 楊世瑜.影像線—環(huán)結(jié)構(gòu)與礦床定位——云南銅礦床遙感影像線—環(huán)結(jié)構(gòu)［M］.昆明:云南大學(xué)出版社，1999.

A Comprehensive Study of Applying Remote Sensing
in the Evaluation of Mineral Resource Potential:A Case Study of the Remote Sensing Application in Shanxi Province

LI Song，LI Hai－ying
(Remote Sensing Information Center of Shanxi Provincial Institute of Geological Survey，Taiyuan 030006，China)

With the theory of regional geology and mineralization as the basis，the authors summarized the relationship between large－ scale regional faults and mineralization，and put forward a regional prospecting model of remote sensing based on interpretation and study of remote sensing information composed of ore－controlling linear structure elements and circular structure elements，color tone anomalies，prospecting criteria and near－ ore wall rock alterations.On such a basis，the minimum areas of mineral prediction are delineated as the further prospecting targets.These results will provide important clues and basis for the potential assessment of mineral resources，and will lay a foundation for future remote sensing geological work in Shanxi Province.

remote sensing interpretation;mineral resources;ore－forming element;minimum area of mineral prediction

TP 79

A

1001－070X(2012)01－0111－09

10.6046/gtzyyg.2012.01.20

2011－09－30;

2011－11－10

中國地質(zhì)調(diào)查局全國礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)山西省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目(編碼:1212010633901)資助。

李 嵩(1965－)，女，高級(jí)工程師，主要從事遙感技術(shù)在礦產(chǎn)預(yù)測、地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)災(zāi)害等方面的應(yīng)用研究。E －mail:498905402@qq.com。

(責(zé)任編輯:劉心季)