青海五龙沟地区1：5万遥感信息找矿勘察与靶区预测研究.pdf

2 0 0 5 年第4 期 2 0 0 5 年8 月 秒卢 乌 也展 M I N E R A LR E S O U R C E SA N DG E O L O G Y 第1 9 卷 总第1 1 0 期 。前言 青海五龙沟地区1 5 万遥感信息 找矿勘查与靶区预测研究① 高香香1 ，邹林2 ，高光明1 ，杨自安2 “，张普斌2 1 ．中南大学，湖南长沙4 1 0 0 8 3 ；2 ．有色金属矿产地质调查中心，北京1 0 0 8 1 4 ；3 ．中国地质大学，北京1 0 0 0 8 3 摘要在青海五龙沟地区开展l 5 万遥感信息找矿勘查与靶区预测研究，是以矿化蚀变的遥感异常 提取为主线，结合成矿源场、成矿位场遥感信息的解译，通过遥感与地质、矿产、化探等多源信息的空间 集成和综合分析，进行l 5 万遥感岩石地层一构造一蚀变岩填编图与遥感找矿预测，优选出了1 3 处新 的找矿靶区。经有关地勘单位野外实地检查，取得了很好的应用效果，并证明了该方法的有效性。 关键词遥感信息处理；找矿勘查；靶区预测；1 5 万；五龙沟；青海 中图分类号v 5 5 3 ．3 T P 3 9 l文献标识码A文章编号l 0 0 1 5 6 6 3 2 0 0 5 0 4 一0 4 1 8 一0 4 五龙沟金矿集中区是东昆仑成矿带典型矿区之 一，自2 0 世纪9 0 年代以来，许多科研院所和青海省 有关地勘单位在该区进行了详细的评价研究，其地质 调查程度相对较高，对矿区的资源潜力评价也较充 分。本项工作以五龙沟金矿床所在的1 5 万标准图 幅五龙沟幅 1 0 一4 6 1 4 4 一乙 为研究区，以矿化 蚀变的遥感异常提取为主线，在充分分析成矿地质条 件及成矿规律的基础上，采用遥感找矿扫面技术，进 行1 5 万遥感岩石地层一构造一蚀变岩填编图和遥 感找矿预测研究，在该区优选出了1 3 处新的找矿靶 区。近期经有关地勘单位进行实地查验工作，在遥感 异常区内发现了较好的金矿 化 体。 1 研究区地质概况 五龙沟地区处于东昆仑中部断隆 花岗岩一变质 岩杂岩带 北部，是一个以金为主的铁、铜、钼、铅、锌 多金属矿化集中区。区内金矿化产于剪切构造带中或 其旁侧，直接赋存在碎裂岩、构造角砾岩、 糜棱岩或千糜岩等各种构造岩中，矿化体形态、规模 及空间展布严格受N W w 向断裂构造带 剪切带 控 制。 本区出露地层除第四系外，均为元古界青白口系 和长城系的黑云母斜长片麻岩、绢云岩、大理岩。有关 研究资料表明，这些前寒武纪变质基底岩系的A u 的 丰度普遍高于地壳克拉克值，其叫 A u 达几十 1 0 ～，甚至几千1 0 ～，且金矿化相对密集产出的空 间与这些元古界深变质的基底岩系相伴。由此认为， 它们是区域金矿化集中产出的重要前提，很可能是该 区金矿成矿作用重要的初始矿源层。 五龙沟地区金矿的成矿作用方式以热液交代作 用为主。矿床围岩蚀变十分强烈，围岩蚀变种类较多。 金矿体主要产于由强烈硅化、黄铁矿化、绢云母化形 成的黄铁绢英岩化构造岩中，尤其是硅化强烈地段， 矿石的金品位较富。围岩蚀变呈面型展布，但分带性 不明显。 五龙沟金矿床是该区典型的剪切带型金矿床。 在五龙沟金矿化集中区内，经化探扫面，圈出了 一个编号为A s1 8 的A u 异常，面积约为2 0 0k m 2 。除 A u 外，还有A s 、S b 、s n 、R b 、U 、P b 、B i 、Y 、C d 等异常。 ①收稿日期；2 0 0 5 一0 5 1 1 作者简介高香香 1 9 8 2 一 ，女，中南大学硕士研究生，主要从事遥感地质的研究与应用工作． 基金项目国家“十五”科技攻关课题 编号2 0 0 3 B A 6 1 2 A 0 4 资助． 4 1 8 万方数据 同时还有铅族矿物、铜族矿物、锡石矿物等重砂异常。 2 矿化蚀变的遥感异常的提取 矿化蚀变的遥感异常是矿产遥感勘查的重要标 志，在这里系指与金属矿化蚀变有关的遥感探测指标 的异常，其适用性是由T M 、E T M 数据的探测性能所 决定的。它们主要反映的是那些与金属矿化有关的含 铁离子类蚀变岩 蚀变矿物 的铁化蚀变、含羟基类蚀 变矿物的泥化蚀变、碳酸盐蚀变、硅化蚀变等蚀变岩 石的遥感异常。这种遥感异常通常是“弱信息”，且常 常被其它因素干扰，需要通过专门的、特殊的数据处 理方法，才能将它增强而被提取出来。这也是矿产遥 感勘查中的关键技术。 本次遥感异常提取采用“遥感信息多层次分离定 量提取技术”，该技术是以多元数据统计分析为基本 手段，以研究区地质矿产概念模型为基础，从陆地卫 星多光谱数据、岩 矿 石光谱数据、矿物组分和化学 组份等数据特征入手，采用“遥感多元数据分析 比 值 主成分分析 掩膜 分类 分割 ”等多方法有机 结合的图像数据分析、图像增强和图像分类的图像处 理技术方法。即把“多元数据分析”作为选择特征变量 主因素 的重要工具，运用比值运算、主成分分析等 技术，获取最佳变量集；通过“比值 主成分分析”，增 强微弱矿化信息；最后采用“图像掩膜 模式识别 分 类 或分割处理”的方法，逐步去除干扰信息，将与矿 化有关的蚀变遥感信息一步步地分离并定量提取出 来。 此外，为利于蚀变的遥感异常与多源地学信息进 行可视化空间分析和找矿预测，还需对蚀变异常图像 进行统计分析、均值滤波和彩色密度分割等优化处 理，并进行分类分级和定量化统计。本次研究根据研 究区的地质实际，通过对这些带有量化信息的蚀变的 遥感异常与区内金矿化关系进行综合分析，分别将它 们分为四级异常高值级 I 级 异常、中值级 Ⅱ级 异常、低值级 Ⅲ级 异常和高背景值级 Ⅳ级 异常。 同时根据其地质分布特点，所获取的蚀变的遥感异常 又可分为以下几种地质类型 1 分散于各时代岩层及岩体上，分布极不规则， 异常值级别高低不等的“区域性”蚀变的遥感异常； 2 沿岩体接触带分布的“岩体接触带型”蚀变 的遥感异常。 3 沿断裂分布的“断裂型”蚀变的遥感异常。 4 沿剪切带分布的“剪切带型”蚀变的遥感异 常。 5 与金属矿化 体 有关的“矿化型”蚀变的遥感 异常。 所提取的蚀变的遥感异常面积占基岩区面积的 7 ．3 4 ％，其中约6 0 ％的铁化蚀变的遥感异常和4 0 ％ 的泥化的蚀变遥感异常与已知金属矿床 点 相吻合， 这表明所提取的遥感异常是有效的。它们是十分直接 的找矿标志，对研究和寻找区内与内生金属矿化有关 的矿床 点 具有重要的指示意义。此外与已知矿上方 的遥感异常相类似的同类遥感异常的分布面积仍很 大，它们所指示部位可能会发现新的矿化。 3 遥感地质解译及遥感地质填编图 本次遥感地质解译主要针对成矿源场、成矿位场 遥感信息进行识别和分析。以1 5 万地质矿产图为 基础，在建立各种岩石地层、构造的解译标志后，对研 究区各时代地层、侵入岩、断裂构造、环形影像构造等 基本地质要素进行解译和分析。在此基础上，将重新 厘定的由遥感特征影像反映出来的时代地层、侵入岩 体、断裂构造、环形影像构造和“色彩异常”等遥感地 质要素，再加上提取出来的与 矿化 蚀变有关的遥感 异常填编在一起，形成新型的岩石地层一构造一蚀变 岩遥感地质图。 这种岩石地层一构造一蚀变岩填编图是遥感地 质信息综合表达的新形式，有效地表达了成矿源场、 成矿位场及成矿异常的遥感信息组合，能充分而清晰 地反映出成矿地质条件、环境及找矿标志，为矿产资 源综合矿产提供了新的信息。 4 遥感综合信息找矿预测 4 ．1 遥感找矿预测准则 1 遥感找矿预测以遥感找矿信息为基础，以蚀 变的遥感异常为重要标志，结合成矿源场、成矿位场 条件，优选最佳遥感成矿信息组合； 2 遥感找矿预测在充分分析研究区成矿环境条 件及其成矿规律，以及物化探成矿信息基础上，进行 综合预测。 4 ．2 遥感找矿预测标志 4 】9 万方数据 1 与控制金矿床、矿点分布的剪切带对应的主 要断裂构造 带 ，以及与前者相关的低序次的断裂构 造及其多组次级断裂构造汇聚地段或密集的破碎带 的影像； 2 可能反映岩浆活动中心或者隐伏岩体的环形 影像； 3 分布在控制金矿床、矿点分布的断裂构造带 或控制金矿床、矿点定位的低次序的断裂裂隙汇聚地 段或密集的破碎带上的铁化、泥化蚀变的遥感异常； 4 与金矿床、点对应的铁化、泥化蚀变的遥感异 常； 5 级值较高、成面性或成带性较好，与以A u 为 主的水系沉积物元素异常叠合的铁化、泥化蚀变的遥 感异常。 4 ．3 对找金有利的地质条件和环境 1 元古界青白口群和长城系深变质岩系分布 区。 2 华力西期一印支期中酸性侵入岩及浅成一超 浅成脉岩发育地段； 3 N w 二N w W 向韧性脆性剪切带及旁侧低次 序的断裂裂隙系统； 4 强烈的硅化、绢云母化、黄铁矿化、毒砂化、碳 酸盐化等蚀变围岩； 4 2 0 5 规模大、元素组合齐全、强度高、分带性好、浓 集中心明显的以A u 为主的A u A s S b 水系沉积 物综合异常，其中A s 是最重要的指示元素。 4 ．4 遥感综合信息找矿预测 根据以上预测准则及标志，本次研究采用G I S 空间分析技术，以遥感异常为基础，通过对本区地质、 矿产、物化探和遥感等综合找矿信息进行空间集成与 综合分析，进而优选出1 3 处新的找矿靶区 见图1 。 这些找矿靶区主要位于 1 与已知矿床点部位出现的类似的铁化、泥化 蚀变遥感异常且两种异常叠合的区段。 2 落在N W N W W 向断裂构造 带 上。 3 伴有A u 等元素化探异常的区段。 4 现暂未发现矿床、点又有遥感异常出现的 “空隙”地段。 在这1 3 处新的找矿靶区中，根据遥感异常的类 型和级别，综合各找矿因素的特点，选出3 处最佳找 矿靶区 I 类 岩金沟北、石灰沟上游、红旗岭东；8 处可行的找矿靶区 I 类 萤石沟南、五龙沟中下游 西、五龙沟中游西、五龙沟中游东、红旗岭南、五龙沟 上游北西、五龙沟上游南西、五龙沟上游东；2 处可能 的找矿靶区 Ⅲ类 石灰沟口西、三道梁北西。 在这里值得一提的是，近期有关地勘生产部门在 图l 青海五龙沟金矿区遥感成矿预测图 F i g ．1R e m o t es e n s i n go r ep r e d i c t i o nm a po fW u l o n g g o ug o l dm i n ei nQ i n g h a i 1 一金矿床 点 2 一泥化蚀变遥感异常3 一铁化蚀变遥感异常 4 一遥感找矿靶区及编号5 一遥感解译构造 万方数据 对部分找矿靶区的踏勘调查中，在红旗岭东 I 类 找 矿靶区的遥感异常带上发现了训 A u 达1 9 ／t 以上 的2 条破碎蚀变带，已成为新的找金线索。 5 结语 通过在五龙沟地区应用1 5 万遥感信息找矿勘 查技术进行靶区预测的实践，结果表明，在新的找矿 理论指导下，以蚀变的遥感异常为主线，结合地质、物 化探资料，按1 5 万图幅标准，进行岩石地层一构造 一蚀变岩填编图，制出新型的遥感地质图，进行成矿 预测。这种突破传统遥感地质方法的矿产遥感勘查评 价新技术具有明显的先进性和实用性，具体表现在以 下几方面 1 用于地质矿产调查的“遥感信息多层次分离 定量提取技术”所提取的蚀变遥感信息 异常 ，是十 分直接的找矿标志，对与寻找内生金属矿化有关的矿 床 点 具有重要的指示意义。 2 岩石地层一构造一蚀变岩填编图是遥感地质 信息综合表达的新形式，其有效地表达了成矿源场， 成矿位场及成矿异常的遥感信息组合，能充分而清晰 地反映出成矿地质条件、环境及找矿标志，为矿产资 源综合矿产提供了新的信息。 3 遥感找矿新方法技术与地质勘查、地球物理 和地球化学勘查密切相结合的综合找矿方法，能最大 限度地发挥遥感与地质、物探、化探资料整合的相互 效应，是矿产资源勘查的最优技术组合之一。它不仅 提供了丰富的地质矿产信息，改变过去传统地质工作 方法，减少野外工作量，缩短工作用期、降低成本，而 且还能加快勘查和评价速度，并取得良好效益。 4 应用1 5 万遥感地质填编图，具有标准化和 规范化的编制规程和工作程序。遥感地质图等系列图 件与同比例尺、同范围的地形图、地质图相匹配，使用 者用起来方便、看得懂、用得上，且准确、可靠、实用。 本次研究得到了有色金属矿产地质调查中心的 朱谷昌总工程师、植起汉教授的悉心指导，在此致以 衷心的谢意 参考文献 [ 1 ] 青海省地质矿产局．‘五龙沟1 2 0 万区域地质矿产调查报告 [ R ] ．内部资料，1 9 7 2 ． [ 2 ] 青海省地球物理勘查技术研究院．五龙沟幅1 5 万区域地质调 查说明书[ R ] ．内部资料，1 9 9 6 ． [ 3 ] 青海省有色地质矿产勘查局．青海省第三轮成矿远景区划研究 及找矿靶区预测报告[ R ] ．内部资料，2 0 0 3 ．9 1 ／50 0 0 0S C A L ER E M o T ES E N S I N GP R o S P E C T I N GA N D T A R G E TP R E D I C T I o NI NW U L o N G G o UA R E A ，Q I N G H A I G A OX i a n g x i a n 9 1 ，Z O UL i n 2 ，G A OG u a n g m i n 9 3 ，Y A N GZ i ’a n 2 ，Z H A N GP u - b i n 2 1 ．C k 挖f r n f ．S b “聃C 砌而P 巧i 砂，4 l 0 0 8 3 ；2 ．Ⅳo 挖一 ”D “5 肘≥f 口厶R 已s D ““ PG 已D 如g 拓“S “凡增yo ，c i ，l 口，1 0 0 8 1 4 A b s t r a c t Ar e m o t es e n s i n gp r o s p e c t i n ga n dt a r g e tp r e d i c t i o nr e s e a r c ha tas c a l eo f1t o5 0 0 0 0h a sb e e nc a r r i e d o u ti nW u l o n g g o ua r e ao fQ i n g h a ia n d1 3n e wt a r g e ta r e a sf o rf u r t h e rp r o s p e c t i n 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