新疆若羌县红柳沟南部地区遥感地质解译与成矿预测

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摘要： 研究区位于阿尔金山脉北缘金雁山支脉的北坡，地处塔里木地块与柴达木地块接合部位，具有优越的成矿地质背景和巨大成矿潜力。研究区属于高山区，野外地质工作难于开展，因此在该地区开展遥感找矿的研究是一种经济、便捷、有效的勘查手段。通过运用影像纠正与配准、彩色合成处理、图像增强处理、数据融合以及遥感异常信息多层次筛选技术、地质信息综合分析等方法，提取与成（控）矿作用相关的蚀变异常信息和构造信息，确定了基于蚀变异常与断裂构造、环形构造信息的典型矿物遥感找矿模型并进行了成矿预测。

Abstract： The research area is located in the north slope of the Jinyan Mountain offset on the north margin of Altun Mountains， which is the joint position of Tarim block and Qaidam block， so it has superior metallogenic geological background and great metallogenetic potentiality. Because the research area is in the mountainous area， it is difficult to carry out field geological work. So it is an economic and effective way to do RS prospecting research in the area. Through image correction and registration， color composite processing， image enhancement processing， data fusion， multilevel RS anomaly information filtering technology and comprehensive analysis of geological information， the alteration anomaly information and construction information related to mineralization and ore control is obtained and the typical mineral RS prospecting model based on alteration anomalies and fracture structure， circular structure is determined and metallogenic prediction is carried out.

关键词： 阿尔金；遥感地质解译；成矿预测；遥感蚀变信息提取

Key words： Alkin；remote sensing geology interpretation；metallogenic prediction；remote sensing alteration information extraction

中图分类号：P627 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）11-0118-04

0 引言

遥感作为现阶段的一种高新手段，应用领域广泛，用在军事、环境、国土等各个领域。尤其是应用到矿产勘查方面；可以降低成本、缩短周期、提高效率以及不受任何限制等优势。最近几十年，遥感在地学方面的优势日益扩大：不仅可以进行岩性识别；而且可以进行构造解译和蚀变信息提取，现已成为地质调查中不可或缺的技术[1-3]。目前遥感技术正在向“多尺度、高分辨率、高精度”的目标前进。随着传感器以及通讯设备的快速发展。遥感已进入了高分辨率、多时相、全天候对地观测数据的新时代。这为构造的重新厘定、岩性细分、蚀变带的圈定等提供了可靠的依据。本文以ETM多光谱遥感数据，针对研究区需要解决的关键问题，在充分收集和分析已有的研究成果资料的基础上，开展遥感地质和岩性—构造解译、矿化蚀变信息提取与筛选评价，获取与研究区成/控矿作用有关的地层、构造、岩浆岩、矿产等信息；通过野外调查与验证工作，通过对各类地质信息的综合分析，开展遥感成矿预测。

1 区域地质概况

研究区位于阿尔金山脉北缘金雁山支脉的北坡，属于青藏高原的北部边缘。区域上介于茫崖—库牙克构造混杂岩带与红柳沟—拉配泉构造混杂岩带之间。北面和红柳沟—拉配泉构造混杂岩带接触；南面与茫崖构造混杂岩带接触。主要表现为一个前寒武系隆起带，进一步划分为南北两个中新元古界浅变质岩隆起带和其间的阿尔金杂岩带。北部隆起带近东西向分布于研究区北部阿斯腾塔格一带，北部被新生代阿尔金山前盆地沉积所盖，南部以卡尔恰尔—阔实区域性大型复合断裂带与阿尔金杂岩带接触。南部隆起带呈向北突出的透镜状，东西向展布于盖吉勒克达坂—库木塔什力克一带，向东构造尖灭于帕夏力克，北与阿尔金杂岩带以红旗达坂—帕夏力克复合型韧性剪切带接触，其南被阿尔金南缘主断裂截失。阿尔金杂岩是经历了前寒武纪基底构造奠基—新元古末-早古生代早期形成—早奥陶世末主造山期再次活化而铸就的。形成之后又经受了阿尔金断裂系等陆内复杂变形的再次改造。它是阿中地块南部沿阿尔金南缘主断裂北侧呈北东东向展布的大型复合型构造带。在东部邻区已发现红柳沟铬矿、红柳沟铜金矿、盘龙沟金矿、祥云金矿、大平沟金矿、塔什铁矿、喀拉大湾铜多金属矿、索尔库里北山铜多金属矿、喀腊达坂铅锌矿、索拉克铜多金属矿床等（图1），说明本区具有寻找铜金铁铅锌等矿产的巨大潜力和找矿空间。区域地层分布属于塔南地层分区阿尔金地层小区，出露地层以中上元古界蓟县系为主，奥陶系及第三系出露面积小，零星分布，第四系广泛分布于山前戈壁、平原沙漠、河谷及山间现代凹陷中。

2 遥感矿化蚀变信息提取

随着空间遥感技术以及处理技术的飞速发展。遥感与地、物、化相结合的综合找矿方法成为现代找矿技术的主流[4，5]。遥感在地质找矿中的核心问题是蚀变信息提取，对地质找矿起着指导作用。近年来，遥感技术在地学方面的应用越来越广。尤其是在我国北方已取得显著的效果。蚀变信息的提取主要是针对与矿化有关的蚀变，即考虑影像的波谱特征[6]。由于本区矿化蚀变产物与围岩相比，具有较明显的蚀变矿物的特征波谱，为开展矿化蚀变信息提取奠定了基础 [7]。因此，可根据蚀变矿物特定反射光谱特征进行识别（吴昀昭等，2004），并通过一系列遥感数字图像处理，进而圈划蚀变范围，指导找矿。本次研究分别采用了Crosta主成分分析法和波段比值法等方法，分别增强图像的构造和异常等信息。突出含矿岩体的特征信息，圈定容矿构造，并提取与成矿作用有关的异常等相关信息。

研究区中与金属矿化有关的蚀变可分为铁化（如褐铁矿化、赤铁矿化）、泥化（如绿帘石化、绿泥石化）、硅化等不同蚀变类型。可通过不同波段的组合得以增强识别。利用ETM卫星遥感数据（即140/33，时相为1999.08.25），并结合地质矿产资料与遥感地质解译成果的综合分析，先进行数据的预处理，再采用Crosta主成分分析法和波段比值法、均值滤波、彩色密度分割等方法，量化圈定出铁染（Fe）和羟基矿物（OH-）遥感蚀变异常。

2.1 铁染（Fe）遥感蚀变异常提取 铁的氧化物在ETM3表现为强反射，ETM1、ETM2、ETM4表现为不同程度的吸收特征。针对不同波段所反映的波谱特征，选取ETM1、3、4、5这4个波段作为组合波段做Crosta主成分分析，表1是ETM1、3、4、5波段进行主成分分析的结果，其中PC4特征向量中ETM3特征值较大且为正值，ETM1和ETM4特征值小且为负值，与含铁蚀变矿物在ETM3高反射和ETM1强吸收一致。

因此，取PC4为“铁染异常主分量”获得铁染遥感异常分布图（图2）。

2.2 羟基矿物（OH-）遥感蚀变异常提取 经过热液蚀变作用，在围岩与蚀变带的接触部位形成了粘土矿物蚀变。粘土类矿物如绿泥石、绿帘石、高岭石等。大多为羟基（OH-）。含羟基类矿物在第七波段具有很强吸收峰，在第五波段具有强反峰。针对所反映的波普特征，选取ETM（1、4、5、7）这4个波段作为组合波段做Crosta主成分分析，表2是ETM（1、4、5、7）波段进行Crosta主成分分析的结果；其中PC4特征向量的绝对值较大的是ETM5和ETM7，分别为0.671374和-0.644741，二者符号相反；而ETM1和ETM4绝对值较小，说明PC4的信息以ETM5和ETM7居多，而且两者的符号相反，与羟基矿物在ETM5 高反射和ETM7强吸收一致。因此，取PC4为“羟基异常主分量”。获得羟基遥感异常分布图（图3）。

3 地质解译

在充分收集已有资料的基础上，首先以ETM遥感图像为信息源，进行区域1∶5万地质矿产遥感初步解译，形成全区的构造格架；然后在影像解译标志建立工作基础上，进行重点地区1∶1万岩性—构造与成/控矿要素解译，以人机交互解译方式和目视立体观测相结合的方法进行解译。

3.1 岩性解译。大致以北东向雅拉克萨伊—马勒滚萨伊断裂为界。将研究区分为两个不同的影像分区，各影像区的影像特征差异显著，反映各自具有不同景观特征：①北部山区为变质程度较高的岩层分布区，大面积分布蓟县系木孜萨依组（Jxmz）片岩、片麻岩、千枚岩、板岩、石英岩、混合杂岩、中基性熔岩以及变质砂岩，少量分布有大理岩。影像色调复杂，呈棕褐色、褐红色、黄褐色、灰紫色等条带状、团块状、透镜状纹理，山脊尖棱，平行状河流发育；②南部山区为变质程度较低的碎屑岩、碳酸盐岩地层，主要是蓟县系金雁山组（Jxj）白云岩、灰岩和大理岩等，局部夹有厚层状砂岩。影像色调较简单，呈黄绿色、兰灰色、浅褐色等，细密带状、麻布状、块状纹理，山脊较圆滑，树枝状、羽状河流发育。

3.2 构造解译。主要针对的是隐伏构造提取。可通过水系、地形、植被发育情况、岩性差异等特征进行识别，反映在图像上就是影纹的差异、颜色色调的变化与异常[8]。从遥感影像上分析，区内的线性构造具有成带分布且密集排列等特点。其中以NNE向、NE向、近EW向的线性构造最为突出，其次为NW向构造（图4）。本区的环形构造都是沿沟谷、山脊，多表现为环内外色调差异，其轮廓较模糊或呈晕环状，而且环的不同部分的色调也有变化。

4 野外检查验证

在研究区对蚀变异常区进行了野外地质检查，并结合该地区的地质图对室内提取的遥感异常点进行野外验证和样品采集，发现和检查了多处矿化点。根据靶区圈定原则与方法，对提取的35处铁染（Fe）和羟基矿物（OH-）遥感蚀变异常进行了18处遥感异常野外实地查证，发现了多处矿化蚀变地段。同时，该地区遥感异常特征明显，呈串珠状分布，而且呈北东向定向排列，说明受构造因素控制明显。结果表明，所发现的遥感异常区域具有较好的铜、黄铁等多金属矿化显示（图5、图6），证明了利用遥感技术在该地区获取的蚀变信息以及遥感找矿预测的可行性和有效性，显示该地区具有较好的找矿远景。

5 成矿预测

遥感成矿预测是在对研究区地质、矿产、物化探和遥感等资料的系统收集、整理和分析的基础上，以遥感地质研究为先导，结合野外地质调查成果，综合分析多源找矿信息，依据不同的成矿地质环境、成矿条件和成矿规律，在现代成矿理论指导下，进行成矿预测。本次工作共圈定了阿孜阿拉克石头房子、尤勒滚萨伊、尤勒滚萨伊南、特里木萨伊、塔什萨伊等5处成矿远景区（图7）。尤其是特里木萨伊成矿远景区，岩性组合主要为千枚岩及薄层状的绿泥石片岩、片麻岩，局部可见出露的闪长岩体；在构造破碎带及岩石裂隙中石英脉较发育，可见长约1km，宽1.5-2m的硅化蚀变带，带内见有粒径3-8mm的黄铜矿颗粒及其氧化矿物孔雀石，此处围岩中均有较强矿化。北东向、北西向以及近东西向的断裂构造发育；经遥感提取出直径约6km的环形构造，附近可见呈放射状分布的小型断裂，环形构造反映该预测区内很可能存在着与成矿有关的隐伏岩体。经铁染、羟基遥感蚀变信息提取，预测区内显示出中值级～低值级蚀变异常，综合分析认为，该区具有寻找热液石英脉及蚀变岩有关的铜多金属矿床的前景。灰线编号为野外调查路线；波线框为优选遥感找矿靶区；黑色圆点为铜矿化点；浅灰点为黄铁矿化点；深灰点为赤铁矿化点。

6 结论

①通过对新疆若羌县红柳沟南部地区遥感找矿异常提取、地质解译等方法的研究，认为在交通受阻、自然条件恶劣、找矿难度较大的地区，利用遥感数据进行蚀变信息提取进而圈定矿化蚀变异常、圈定成矿远景区，为常规找矿方法指明找矿方向，缩小工作范围。

②研究区内近EW向、NE向构造＼控制了该地区的地层的展布；也控制了铜多金属矿的产出部位，即构造破碎带及其次级构造交汇处是主要的赋矿部位。

③蓟县纪木孜萨依组（Jxmz）千枚岩-片岩/片麻岩-大理岩的岩石组合是本区铜多金属矿的主要矿源层。岩石受到变质作用，不仅为成矿提供了热液来源，而且还提供了赋存空间。

参考文献：

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