李志龍 向 媚 張 灑

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

新疆甜水海地區(qū)海拔較高，干旱少雨，植被不發(fā)育，基巖出露較好，地質(zhì)標(biāo)志較清析，利用遙感技術(shù)開展地質(zhì)填圖并進(jìn)行蝕變信息提取具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。該地區(qū)是重要的銅、金等礦床富集區(qū)，分布有世界級(jí)的科翁蠟德、阿克斗卡斑巖銅礦[1]。本研究結(jié)合ETM+數(shù)據(jù)，通過遙感數(shù)據(jù)解譯，對(duì)蝕變異常信息進(jìn)行提取，并進(jìn)行找礦遠(yuǎn)景分析。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

新疆甜水海地區(qū)位于青藏高原北西緣喀喇昆侖造山帶東部，區(qū)域總體構(gòu)造線呈NW—SE向展布，主要斷裂有肖爾克谷地?cái)嗔癣?、岔路口斷裂?圖1)。區(qū)內(nèi)地層分布廣泛，發(fā)育較齊全，沉積類型多樣，特別是晚古生代至中生代地層發(fā)育較好，古生物豐富，各時(shí)代地層沿走向延伸較穩(wěn)定，巖性組合變化較大。 該區(qū)位于特提斯成礦域之巴顏喀拉—北羌塘—甘孜Fe-Au-Cu-Pb-Zn(稀有金屬)成礦區(qū)(帶)，橫跨玉龍塔格—巴顏喀拉金、銅、銻汞、稀有金屬成礦亞帶和塔什庫爾干—北羌塘鐵、銅、金、多金屬成礦亞帶。外圍礦產(chǎn)資源豐富，北與康西瓦—大紅柳灘鉛、鋅多金屬、稀有金屬成礦帶相接；南側(cè)有神仙灣Pb、Zn、Cd、Hg異常帶，伴生Cu、Sn、W、As、Sb、Cr、Ni等元素異常；西與向陽山鐵礦成礦帶相鄰。區(qū)內(nèi)自然環(huán)境惡劣和交通條件十分困難，研究區(qū)一帶礦產(chǎn)勘查工作程度很低，礦產(chǎn)資源總體面貌不清。

圖1 新疆甜水海地區(qū)大地構(gòu)造位置[2]

2 遙感地質(zhì)解譯

本研究以甜水海地區(qū)的2景ETM+圖像為數(shù)據(jù)源，軌道號(hào)為147/35、148/35，獲取時(shí)間為2011年8月25日。遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理步驟為幾何校正、數(shù)據(jù)輻射校正、不同分辨率數(shù)據(jù)融合、圖像裁剪等[3-7]。

2.1 地 層

地層信息的解譯在遙感圖像中表現(xiàn)為遙感五要素，即線、帶、環(huán)、色、塊[8-12]。首先對(duì)易于識(shí)別的地層單元進(jìn)行解譯，建立巖石局部地層單元的解譯標(biāo)志，再將已建立的地層解譯標(biāo)志類推至全區(qū)其他地層[12]，全區(qū)地層的解譯結(jié)果見圖2。

2.2 構(gòu) 造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以線性構(gòu)造為主[13]，構(gòu)造解譯標(biāo)志為：①地質(zhì)特征，線性構(gòu)造一般會(huì)呈現(xiàn)沿地層走向或傾向的突變特征，會(huì)出現(xiàn)斷層三角面、陡崖地貌等地質(zhì)現(xiàn)象；②地貌特征，不同地貌單元會(huì)因線性構(gòu)造使其邊界呈線狀展布，直線狀負(fù)地形、深切河谷以及沖溝等是常見的表現(xiàn)形式；③線性構(gòu)造影像強(qiáng)弱特征，隱伏斷裂或埋藏深且斷裂活動(dòng)弱的線性斷裂構(gòu)造在遙感影像一般表現(xiàn)出較弱的特征，另外，對(duì)因植被或陰影等因素干擾造成的線性構(gòu)造也不易識(shí)別，尤其是第四紀(jì)后期人類活動(dòng)對(duì)地表的改造，嚴(yán)重影響到部分構(gòu)造信息的判別，因此應(yīng)綜合區(qū)內(nèi)的多類背景信息進(jìn)行綜合分析。根據(jù)上述標(biāo)志，解譯出了9條(F1～F9)斷裂構(gòu)造(圖2)，均呈NW向展布，展現(xiàn)了區(qū)內(nèi)的基本構(gòu)造格架。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)不強(qiáng)，巖漿巖分布范圍小，總面積約13 km2，約占研究區(qū)總面積的0.6%。侵入巖與火山巖均有出露，侵入巖以中酸性—基性為主，火山巖以中—基性為主，在SPOT6影像上晚石炭世基性侵入巖呈青灰色、深灰色，色調(diào)不均勻，飽和度和亮度一般；圍巖呈黃褐色、層狀影紋的影像，兩者界線清晰。在SPOT6影像上二長(zhǎng)花崗巖主要分布于調(diào)查區(qū)東北部苦水海東西兩側(cè)，岀露面積約7.4 km2，共有2個(gè)侵入體，呈NWW向展布，呈淺灰色、灰色，色調(diào)不均勻，飽和度和亮度一般；圍巖為深灰色影像單元，兩者界線清晰。

3 遙感蝕變異常信息提取與分級(jí)

3.1 蝕變異常信息提取

3.1.1 羥基蝕變信息

整景ETM影像的蝕變信息提取方法以Crosta主分量分析[10-11,13]為主，輔以比值方法。采用TM1、TM4、TM5、TM7 4個(gè)波段進(jìn)行主成分變換(PCA)，目的是提取與含羥基OH-的熱液蝕變礦物相關(guān)的蝕變遙感信息。用TM1、TM4、TM5、TM7波段進(jìn)行掩模主分量分析，以±4σ作為主分量輸出的動(dòng)態(tài)范圍，獲得蝕變遙感異常主分量[14]。異常主分量的本征向量特點(diǎn)為TM7和TM4的貢獻(xiàn)系數(shù)與TM5的貢獻(xiàn)系數(shù)符號(hào)相反，絕大多數(shù)情況下，PC4分量符合該條件(表1)。

3.1.2 鐵染蝕變信息

采用TM1、TM3、TM4、TM5 4個(gè)波段進(jìn)行主成分變換(PCA)，目的是提取與含F(xiàn)e3+的礦物相關(guān)的鐵染遙感異常主分量。用TM1、TM3、TM4、TM5波段進(jìn)行掩模主分量分析，以±4σ作為主分量輸出的動(dòng)態(tài)范圍。異常主分量的本征向量特點(diǎn)為TM1和TM4的貢獻(xiàn)系數(shù)與TM3的貢獻(xiàn)系數(shù)符號(hào)相反，通常只有PC4分量符合該條件(表2)[15]。

圖2 甜水海地區(qū)遙感地質(zhì)解譯結(jié)果

表1 TM1、4、5、7主成分分析特征矩陣

分量TM1TM4TM5TM7PC10.425 4080.421 5420.582 4210.564 881PC20.154 5170.835 545-0.247 765-0.446 551PC3-0.887 9650.342 5620.295 4110.123 545PC4-0.081 7650.150 423-0.716 4590.622 157

表2 TM 1、3、4、5主成分分析特征矩陣

3.2 蝕變信息濾波與分級(jí)

4 找礦遠(yuǎn)景

(1)苦水?！柨斯鹊爻傻V遠(yuǎn)景區(qū)。位于研究區(qū)東北部，面積約400 km2，總體呈NW—SE向展布，羥基異常和鐵染異常信息均集中且規(guī)模較大。區(qū)內(nèi)出露地層為長(zhǎng)城系甜水海巖群、青白口系肖爾克谷地巖組和三疊系巴顏喀拉山巖群下組一段。區(qū)內(nèi)整體線性構(gòu)造呈NWW向和NEE向，橫穿成礦帶，斷裂帶內(nèi)熱液石英脈發(fā)育。該區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的礦(化)點(diǎn)有4處，均為構(gòu)造熱液型，分別為苦水湖東7 km金礦化點(diǎn)和苦水海東9#銅礦化點(diǎn)。礦化主要受喜山期NWW向斷裂和NEE向斷裂控制，斷裂內(nèi)發(fā)育熱液石英脈、孔雀石化、褐鐵礦化和綠泥石化等。根據(jù)該區(qū)礦產(chǎn)形成的構(gòu)造環(huán)境、地層中元素富集和分異情況，認(rèn)為該成礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)構(gòu)造熱液活動(dòng)較強(qiáng)，具有強(qiáng)烈的后期疊加富集特征，具有地球化學(xué)成礦的基礎(chǔ)，是尋找Au、Ag、Cu、Pb、Zn等金屬礦的有利地段。本研究對(duì)區(qū)內(nèi)化探、遙感異常中心進(jìn)行了地質(zhì)化探綜合剖面測(cè)量，剖面部署于苦水海西5454高地，長(zhǎng)度2.7 km。通過地化綜合剖面對(duì)異常進(jìn)行了查證，初步認(rèn)為甜水海巖群為Cu、Au、Mo高背景區(qū)，肖爾克谷地巖組地層為Pb、As高背景區(qū)，由于后期熱液使其產(chǎn)生了局部運(yùn)移富集，成礦地質(zhì)地球化學(xué)條件較差，故找礦潛力不大。

(2)紅山湖—肖爾克谷地成礦遠(yuǎn)景區(qū)。位于研究區(qū)中部紅山湖東北—肖爾克谷地西，面積約210 km2，整體呈EW向分布。區(qū)內(nèi)羥基異常和鐵染異常信息集中分布，出露地層主要為志留系溫泉溝組砂巖段，侵入巖主要有輝綠巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈。礦化主要受NEE向和NW向斷裂控制，斷裂帶內(nèi)發(fā)育孔雀石化、黃銅礦化、褐鐵礦化、硅化。該成礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有銅礦(化)點(diǎn)、銅金多金屬礦(化)點(diǎn)、銅銀多金屬礦(化)點(diǎn)共12處，均為構(gòu)造—熱液型，礦化主要發(fā)育于NEE向和NW向斷裂帶內(nèi)，局部圍巖片理面內(nèi)也可含礦。該區(qū)賦礦地層為溫泉溝組砂巖段，地層中多元素相對(duì)含量較高、分異能力較強(qiáng)，其中Sb、Mo、Ag、Pb、Sr、As等為強(qiáng)分異元素，Cu、Au富集能力較強(qiáng)且具有一定的分異能力。該成礦遠(yuǎn)景區(qū)局部位于1∶50萬Li、V、Sb化探異常內(nèi)，元素顯示出存在強(qiáng)烈的后期疊加富集特征，礦化點(diǎn)較密集，是尋找Au、Ag、Cu等金屬礦的有利地段。本研究對(duì)該遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行了踏勘工作，在紅山湖東南5146高地異常中心發(fā)現(xiàn)了1處銅礦化點(diǎn)，并在該處部署了地化綜合剖面，長(zhǎng)度為2.65 km。該異常中心地層主要為志留系下統(tǒng)溫泉溝組板巖段和石炭系上統(tǒng)恰提爾組，巖性主要為絹云石英千枚巖、細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖和粉砂質(zhì)板巖。通過對(duì)該剖面進(jìn)行異常查證，初步認(rèn)為溫泉溝組板巖段為Cu、Mo高背景區(qū)，恰提爾組為Pb、Ag、Au、As高背景區(qū)，整體顯示Pb富集分異相對(duì)較好，其余元素富集分異交差，該區(qū)Au、Ag、Cu、Pb等金屬礦產(chǎn)找礦潛力較好。

(3)長(zhǎng)紅山—通天橋成礦遠(yuǎn)景區(qū)。位于研究區(qū)西南長(zhǎng)紅山—通天橋一帶，面積約160 km2，呈NWW向展布，區(qū)內(nèi)羥基異常信息非常豐富，且異常等級(jí)高。區(qū)內(nèi)出露地層有泥盆系落石溝組、二疊系神仙灣組、侏羅系龍山組、白堊系鐵隆灘組。侵入巖主要有輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)巖脈、輝綠巖墻及云煌巖脈。線性構(gòu)造主要為NWW向斷裂。區(qū)內(nèi)有局部的Pb、Zn、Hg化探異常。該成礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了銅礦點(diǎn)1處，銅礦化點(diǎn)2處，銅銀多金屬礦點(diǎn)1處和銀礦化點(diǎn)1處，礦化主要受NWW向斷裂內(nèi)的次級(jí)斷裂控制，在次級(jí)斷裂內(nèi)發(fā)育孔雀石、硅化、強(qiáng)褐鐵礦化等，成礦物源與龍山組關(guān)系最密切，礦化點(diǎn)均發(fā)育于龍山組灰?guī)r區(qū)。本研究對(duì)該遠(yuǎn)景區(qū)的異常中心進(jìn)行了路線調(diào)查，在巴顏喀拉山群下組發(fā)現(xiàn)有孔雀石化信息，發(fā)育于近EW向斷層內(nèi)，礦化較弱，僅有少量孔雀石化現(xiàn)象；在地質(zhì)剖面測(cè)制中發(fā)現(xiàn)了金礦化點(diǎn)，地層為巴顏喀拉山群下組，發(fā)育NE向斷裂，斷裂規(guī)模較小，長(zhǎng)約5 m，寬約30 cm，產(chǎn)狀300°∠32°，發(fā)育石英脈和褐鐵礦化，礦化發(fā)育于斷裂內(nèi)，w(Au)為0.16×10-6。針對(duì)化探和遙感異常、礦產(chǎn)信息，在苦水海東5309高地部署了1∶1萬地化綜合剖面，長(zhǎng)度為3.23 km，地層主要為巴顏喀拉山群下組，NEE和NE向斷裂發(fā)育。通過對(duì)該剖面進(jìn)行異常查證，初步認(rèn)為巴顏喀拉山群下組地層元素由于后期熱液使其產(chǎn)生了局部運(yùn)移集，表現(xiàn)為較好的Au、Cu、Bi、Mo、W、Sb、As峰值組合，但峰值主要集中于NEE向斷裂內(nèi)，通過路線檢查，礦化較弱，認(rèn)為該遠(yuǎn)景區(qū)遠(yuǎn)期找礦潛力不大。

5 結(jié) 語

結(jié)合ETM+數(shù)據(jù)，對(duì)新疆甜水海地區(qū)進(jìn)行了遙感地層、構(gòu)造解譯，對(duì)蝕變異常信息進(jìn)行了提取，并對(duì)找礦遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行了圈定，對(duì)于該區(qū)后續(xù)找礦工作有一定的借鑒價(jià)值。