遥感技术在阿尔金贝壳滩地区矿产资源综合调查中的应用
易欢, 李健强, 韩海辉, 高婷, 杨敏, 任广利
中国地质调查局西安地质调查中心,西安 710054

第一作者简介: 易欢(1985—),女,工程师,主要从事遥感地质研究。Email: joy200299@163.com

摘要

阿尔金成矿带具有较大的金、铜、铅、锌等矿种找矿潜力,但因其自然环境恶劣,常规地质手段较难顺利开展野外调查工作。中国地质调查局“阿尔金成矿带矿产资源遥感综合调查”项目,以遥感技术为手段,综合利用高空间分辨率、多(高)光谱分辨率遥感数据,制作了高分辨率遥感影像图; 完成了不同尺度地层-构造遥感解译; 开展了Fe3+、Al—OH、Mg—OH和CO32-等蚀变异常信息的提取与筛选; 基于野外调查验证和典型矿床研究,实现了遥感找矿预测,在阿尔金贝壳滩地区的恰什坎·萨依河中游及下游发现2处构造蚀变岩型金矿化线索; 总结了该地区构造蚀变岩型金矿的成矿机理,指明了该类矿床的有利找矿方向。

关键词: 阿尔金贝壳滩; 构造蚀变岩型金矿; 遥感综合调查
中图分类号:TP79 文献标志码:A 文章编号:2095-8706(2016)04-0001-05
Application of remote sensing in integrated survey on mineral exploration in Beketan, Altyn
YI Huan, LI Jianqiang, HAN Haihui, GAO Ting, YANG Min, REN Guangli
Xi’an Center of Geological Survey, China Geological Survey, Xi’an 710054, China
Abstract

Altyn area is a potential area of exploration for gold, copper, lead, zinc and other minerals. However, conventional geological survey is difficult in this area, because the natural environment is harsh. In the “remote sensing integrated survey on mineral exploration in Altyn Metallogenic Belt ”project, high spatial resolution and multi (high) spectral resolution remote sensing data are used to make high resolution remote sensing image map. And abnormal information about Fe3+, Al—OH, Mg—OH and CO32-, has been extracted and selected. Also remote sensing interpretations of lithology and structure have been completed in different scales. Based on field investigation and typical deposit research, remote sensing is applied to ore prediction, and two structural altered gold mineralization clues are found in Beketan, Altyn. In this paper, the mineralization mechanism of structural altered gold deposit has been summarized, and prospecting direction in this area has been pointed out.

Keyword: Beketan in Altyn; structural altered gold deposit; remote sensing integrated survey
0 引言

阿尔金成矿带地处青藏高原北缘, 横跨塔里木地块、柴达木地块和昆仑褶皱系[1], 大地构造复杂, 地质演化历史漫长, 是重要的金、铜、铅、锌多金属成矿带[2, 3]。然而, 由于该地区的自然环境恶劣, 大比例尺地质调查工作程度相对较低, 目前仅覆盖1∶ 20万区域地质调查, 尚未全面开展1∶ 5万区域地质及矿产调查工作。1994―2005年间, 中国科学院新疆地理研究所、中国国土资源航空物探遥感中心和中国地质调查局西安地质调查中心等单位先后在该地区开展了遥感找矿、1∶ 25万遥感地质填图和遥感找矿异常信息提取等研究工作, 但上述工作多采用中低分辨率遥感数据, 对地形切割强烈地区的重点地质体展布及断裂延伸情况控制程度较低。随着遥感数据空间分辨率和光谱分辨率的不断提高, 利用不同遥感数据进行详细地质解译, 可以提供不同尺度的地质信息, 精确解译地质体形态、空间结构特征, 易于识别各类岩性、小型构造及蚀变异常信息, 能有效指导找矿工作[4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11]

2013年起, 中国地质调查局部署开展了阿尔金成矿带矿产资源遥感综合调查工作, 旨在运用遥感技术方法实现该区矿产资源综合调查。通过制作高分辨率遥感影像图、提取并筛选矿化蚀变异常信息、进行成/控矿地质要素地质解译、实现遥感找矿预测及优选找矿靶区, 为下一步详细的区域地质调查和矿产勘查奠定工作基础。本文基于上述工作, 总结概括了该项目的主要进展与成果, 为进一步找矿工作提供参考。

1 区域地质概况

阿尔金贝壳滩地区区域构造单元隶属于阿尔金造山带的红柳沟— 拉配泉(蛇绿)构造混杂岩带, 从成矿带划分, 该地区属于阿尔金铁、铜、镍、金成矿带的红柳沟— 喀腊大湾铁、铅锌、金铜镍成矿亚带。贝壳滩一带已知矿点主要为构造蚀变岩脉型金矿、石英脉型金矿、中低温岩浆热液型铅锌矿、沉积变质型铁矿以及结晶分异型铬矿[13], 其中金矿主要产于浅海-半深海相的碎屑岩-碳酸盐岩-硅质岩建造中, 矿体赋存于破碎蚀变糜棱岩带中。

2 主要技术方法
2.1 遥感影像图制作

经遥感数据收集和图像预处理, 制作了1∶ 10万ETM遥感影像图、1∶ 5万WorldView-2遥感影像图及重点区1∶ 1万WorldView-2遥感影像图。选择信息量最丰富的WorldView-2 B8(R)B4(G)B3(B)波段组合为高分辨率遥感影像底图。

2.2 成/控矿地层-构造地质解译

运用ETM、WorldView-2等多源多尺度卫星遥感数据对阿尔金贝壳滩地区进行地质解译(图1)。

图1 阿尔金贝壳滩地区遥感地质解译图Fig.1 Remote sensing interpretation map of Beketan in Altyn area

图1可以看出, 区内主要地层为寒武―奥陶系拉配泉组、蓟县系塔昔大坂群金雁山组、志留系阔什布拉克组和长城系巴什库尔干岩群红柳沟组、贝壳滩组等。其中, 寒武―奥陶系拉配泉组基性火山岩、石英质碎屑岩为区内的主要赋矿地层。该区断裂构造发育, 红柳沟— 拉配泉构造混杂岩带近EW向北缘断裂及近NWW向南缘断裂将该区划分为阿北— 敦煌地块、红柳沟— 拉配泉构造混杂岩带及阿中地块3个构造单元。受区域构造控制, 区内构造主要为NW向, 其次为NE向、NNW向。

2.3 矿化蚀变异常信息提取

根据Fe3+、Al— OH、Mg— OH和C O32-在ASTER数据中对应的吸收特征, 分别利用B2/B1、PCA1346、PCA1348和PCA1345等波段比值和主成分分析方法进行了铁染、铝羟基、镁羟基以及碳酸盐岩蚀变异常信息提取[14, 15, 16, 17, 18], 并通过区域成矿分析剔除伪异常, 制作出阿尔金贝壳滩地区遥感蚀变异常图(图2)。

图2 阿尔金贝壳滩地区遥感蚀变异常图Fig.2 Remote sensing anomaly map of Beketan in Altyn area

图2可以看出, 铁染异常呈散点状分布于该区中部, 与拉配泉组第一岩性段地层分布大体一致, 局部与已知金矿点位置吻合; 铝羟基异常呈条带状分布于断裂构造边缘; 镁羟基异常、碳酸盐岩异常呈面状、条带状分布于该区北部, 其中碳酸盐岩异常分布与解译的灰岩、白云岩等碳酸盐岩地层分布相对吻合, 与野外验证结果也基本相符。

3 遥感找矿预测

综合已有地质资料、上述遥感地质解译以及遥感蚀变异常信息提取结果, 对野外找矿工作进行了部署。通过野外路线验证, 基本控制了区内主要地层展布特征, 将区内11个地层共划分了57个不同的岩性及岩性组合。其中, 寒武―奥陶系拉配泉组一段玄武岩、凝灰岩和二段岩屑砂岩、蓟县系塔昔大坂群金燕山组灰岩和大理岩为区内最主要的岩性, 且均与成矿关系密切。在此基础上, 发现恰什坎· 萨依河中游及下游存在2处构造蚀变岩型金矿化线索。经野外查证, 该线索多与断裂破碎带有关, 特别是发育于主干构造(近EW向和NWW向断裂)附近的次级构造(NW向或NE向断裂)。其中一些次级构造具有明显的热液蚀变特征, 是有利的构造蚀变成矿条件。

通过采样分析(图2中的验证点即为采样点)。分析测试结果如表1所示。

表1 阿尔金贝壳滩地区样品化学分析结果 Tab.1 Chemical analysis results of samples collected at Beketan in Altyn area

表1可知, 该区含金品位一般, 但显示出较高的金元素富集, 具有一定的金矿化找矿潜力。

3.1 恰什坎· 萨依河中游金矿化蚀变带特征

该蚀变带位于若羌县巴什库尔干乡东北部的恰什坎· 萨依河中游东侧(验证点4-20向东约100 m), 处于阿中地块拉配泉组第一、二岩性段结合部, 产于拉配泉组第一岩性段灰绿色糜棱岩化凝灰岩与糜棱岩化灰岩的层间破碎带内(图3)。

图3 恰什坎· 萨依中游金矿化破碎蚀变带解译图Fig.3 Interpretation map of gold mineralized fractured altered zone in middle Qiashikansayi

该蚀变带呈NW向展布, 该矿化体也沿NW向(310° )延伸, 初步控制延伸200 m, 矿脉总体宽度为3~5 m, 样品分析Au品位为0.09~0.11 g/t。

在ASTER遥感蚀变异常信息提取结果中, 镁羟基异常和铁染异常比较发育; 在高光谱遥感蚀变信息提取结果中, 低铝绢云母化和褐铁矿化较发育。经实际验证, 区内黄钾铁矾化、硅化与金矿化关系最为紧密, 围岩蚀变主要为褐铁矿化、黄钾铁矾化和硅化等(图4), 与提取结果吻合较好。

图4 恰什坎· 萨依河中游金矿化破碎蚀变带野外照片Fig.4 Field photo of gold mineralized fractured altered zone in middle Qiashikansayi

3.2 构造蚀变岩型金矿成矿机理及其找矿标志

经初步分析认为, 恰什坎· 萨依河中游金矿化蚀变带为构造蚀变岩型金矿化。通过韧性剪切构造作用, 含金矿质在热液作用下析出、运移并在剪切带中发生作用, 其后经历了后期构造的叠加改造, 进一步富集。矿物质沿破碎带等薄弱部位产出于层间破碎带中, 出露于地表, 形成金矿化。

该类型金矿化的找矿标志包括以下4个方面:

(1) 地层标志。拉配泉组第一岩性段(Ol1)糜棱岩化凝灰岩中的灰岩透镜体或夹层是重要的赋矿层位。

(2) 构造标志。地层发生韧性剪切变形形成的NW向构造破碎带为含金矿质热液的运移提供了通道, 为金元素的富集提供了空间。

(3) 遥感影像标志。高分辨率遥感影像图(WorldView-2 B8(R)B4(G)B3(B)假彩色合成)中金矿化蚀变带存在明显色调差异, 表现为黄褐色NW向稳定延伸的异常条带, 是寻找金矿化的直接遥感标志之一。

(4) 蚀变异常标志。由于热液及动力变质作用, 破碎带及其两侧发生明显的褐铁矿化、黄钾铁矾化和硅化等蚀变异常。ASTER遥感蚀变异常信息提取结果中表现为铁染和镁羟基异常显著发育, 呈条带状展布, 与断裂存在一定相关性。

上述成矿机理及其找矿标志不仅有助于在具有一定金矿化找矿潜力的阿尔金贝壳滩地区明确找矿方向, 而且为在类似自然条件恶劣的地区运用遥感手段进行地质找矿工作奠定基础。

4 结论

(1) 在对阿尔金贝壳滩地区典型金矿床特征分析的基础上, 通过遥感地质解译、遥感蚀变异常信息提取与筛选, 经野外调查验证, 在阿尔金贝壳滩地区恰什坎· 萨依河中游及下游发现2处构造蚀变岩型金矿化线索。

(2) 结合已知资料和调查结果, 总结了构造蚀变岩型金矿的成矿机理。研究表明, 在调查区内寒武―奥陶系拉配泉组糜棱岩化凝灰岩地层为主要赋矿地层; NW和NNW向构造破碎带为重要的成矿构造; WorldView-2 B8(R)B4(G)B3(B)假彩色合成图像中的黄褐色条带为金矿化直接遥感标志; ASTER遥感影像中条带状铁染异常和镁羟基异常发育区为有利找矿部位。

(3) 阿尔金贝壳滩地区具有一定的金矿化找矿潜力, 限于时间原因, 未能对新发现矿化线索的矿体、矿化(蚀变)带规模进行详细的追索和圈闭, 后续可针对该地区金矿化线索进一步开展详细的研究。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 陈毓川. 中国主要成矿区带矿产资源远景评价——全国成矿远景区划综合研究[M]. 北京: 地质出版社, 1999. [本文引用:1]
[2] 毛德宝, 王克卓, 钟长汀, . 阿尔金成矿带主要成矿系列及其地质特征[J]. 地质与勘探, 2003, 39(5): 1-5. [本文引用:1]
[3] 高晓峰, 校培喜, 康磊, . 新疆南部阿尔金东段喀腊大湾铁矿区火山岩成因及地质矿产意义[J]. 地质通报, 2012, 31(12): 2070-2075. [本文引用:1]
[4] 付长亮, 杨清华, 姜琦刚, . 遥感技术在境外地质调查中的应用——以津巴布韦大岩墙为例[J]. 国土资源遥感, 2015, 27(4): 85-92. [本文引用:1]
[5] 金谋顺, 王辉, 乔耿彪, . 利用高分遥感技术发现西昆仑黑恰铁矿矿化带及其地质意义[J]. 西北地质, 2014, 47(4): 221-226. [本文引用:1]
[6] 张焜, 李宗仁, 马世斌. 基于ZY-102C星数据的遥感地质解译——以塔吉克斯坦帕米尔地区为例[J]. 国土资源遥感, 2015, 27(3): 144-153. [本文引用:1]
[7] 陈玲, 梁树能, 周艳, . 国产高分卫星数据在高海拔地区地质调查中的应用潜力分析[J]. 国土资源遥感, 2015, 27(1): 140-145. [本文引用:1]
[8] 刘德长, 童勤龙, 林子喻, . 欧洲大陆遥感地质解译、诠释与矿产勘查战略选区[J]. 国土资源遥感, 2015, 27(3): 136-143. [本文引用:1]
[9] 金谋顺, 王辉, 张微, . 高分辨率遥感数据铁染异常提取方法及其应用[J]. 国土资源遥感, 2015, 27(3): 122-127. [本文引用:1]
[10] 张微, 杨金中, 方洪宾, . 东昆仑-阿尔金地区遥感地质解译与成矿预测[J]. 西北地质, 2010, 43(4): 288-294. [本文引用:1]
[11] 王頔, 赵志芳, 王瑞雪, . 遥感矿化蚀变分带弱信息增强提取方法研究——以普朗斑岩型铜矿区为例[J]. 国土资源遥感, 2015, 27(2): 146-153. [本文引用:1]
[12] 校培喜, 高晓峰, 胡云绪, . 昆仑-阿尔金成矿带基础地质综合研究报告[R]. 西安: 中国地质调查局西安地质调查中心, 2012. [本文引用:1]
[13] 王晓鹏, 杨志强, 康高峰, . WorldView-2高分辨率卫星数据在西昆仑塔什库尔干地区遥感地质调查中的应用[J]. 地质找矿论丛, 2014, 29(3): 428-432. [本文引用:1]
[14] 吕凤军, 郝跃生, 石静, . ASTER遥感数据蚀变遥感异常提取研究[J]. 地球学报, 2009, 30(2): 271-276. [本文引用:1]
[15] 王润生, 熊盛青, 聂洪峰, . 遥感地质勘查技术与应用研究[J]. 地质学报, 2011, 85(11): 1699-1743. [本文引用:1]
[16] 甘甫平, 王润生. 遥感岩矿信息提取基础与技术方法研究[M]. 北京: 地质出版社, 2004. [本文引用:1]
[17] 甘甫平, 王润生, 马蔼乃, . 光谱遥感岩矿识别基础与技术研究进展[J]. 遥感技术与应用, 2002, 17(3): 140-147. [本文引用:1]
[18] 甘甫平, 王润生, 马蔼乃, . 遥感地质信息提取集成与矿物遥感地质分析模型[J]. 遥感学报, 2003, 7(4): 207-213. [本文引用:1]