青藏鐵路沿線 (東昆侖—沱沱河段)遙感找礦遠景評價

劉世英,張 微

(1.青海省地質調查院遙感中心,西寧 810012;2.中國國土資源航空物探遙感中心,北京 100083)

青藏鐵路沿線 (東昆侖—沱沱河段)遙感找礦遠景評價

劉世英1,張 微2

(1.青海省地質調查院遙感中心,西寧 810012;2.中國國土資源航空物探遙感中心,北京 100083)

青藏鐵路沿線 (東昆侖—沱沱河段)是中國西部地質工作程度極低的地區之一,但成礦條件有利。以遙感技術為主要手段,對該區礦產資源進行了遙感綜合調查和礦物蝕變信息提取;以遙感異常為主、解譯信息為輔,結合已有地質、礦產及物、化探成果資料,通過綜合分析研究劃分出 7個找礦遠景區,并進行了找礦遠景評價。

青藏鐵路;遙感調查;成礦帶;找礦遠景及評價

0 引言

青藏鐵路沿線東昆侖—沱沱河段自然地理和交通條件差,屬中國西部地質工作程度較低地區之一,但成礦條件十分有利,其礦產資源前景一直倍受廣大地質工作者的關注。2008～2010年,中國地質調查局組織開展了青藏鐵路沿線礦產資源遙感調查,利用 ETM衛星數據對青藏鐵路沿線地區進行了礦產資源遙感綜合調查和礦物蝕變信息提取;通過遙感地質解譯、遙感異常篩選和綜合分析,對該地區的區域成礦規律和找礦方向取得初步認識,進而確定找礦遠景區,對幾個重要找礦遠景區的找礦評價工作取得了較好的階段性成果。本文在綜合分析上述成果基礎上,進一步開展了青藏鐵路沿線東昆侖—沱沱河段的找礦遠景評價,以期能為該區域的多金屬找礦工作提供更多線索。

1 區域成礦地質背景

1.1 區域構造體系

青藏鐵路位于青藏高原腹地,其東昆侖—沱沱河段跨越多個構造單元,由北向南分別以東昆中斷裂、東昆南斷裂、布青山南緣斷裂、昆侖山口—甘德斷裂、可可西里—金沙江斷裂以及烏蘭烏拉湖—玉樹斷裂劃分為東昆侖北坡巖漿島弧帶、東昆侖南坡俯沖碰撞雜巖帶、阿尼瑪卿洋內弧、巴顏喀拉晚古生代—中三疊世弧后盆地、西金烏蘭中生代弧后盆地和開心嶺島弧—弧間盆地等,不同的構造單元成礦地質環境各具特色,找礦潛力巨大。

1.2 區域地層

青藏鐵路沿線東昆侖—沱沱河段出露地層較為齊全,從下元古界到第四系均有出露,尤以三疊系碎屑巖、碳酸鹽巖夾火山巖和白堊系—第三系陸相碎屑巖最為發育。其中,東昆侖南北坡一帶元古界金水口巖群變質巖系、萬保溝巖群,奧陶系納赤臺群淺變質碎屑巖、火山巖和碳酸鹽巖建造和三疊系鬧倉堅溝組碳酸鹽巖、火山凝灰巖及碎屑巖等與成礦關系密切;中部巴顏喀拉山構造帶則以三疊系巴顏喀拉山群砂板巖為主要賦礦層位;南部西金烏蘭構造帶內白堊系風火山群雜色碎屑巖夾灰巖和含銅砂巖等是砂巖型銅 (金)礦的重要賦礦地層,與銅、多金屬成礦關系緊密;開心嶺一帶則以二疊系烏麗群含煤碎屑巖 -碳酸鹽巖系、開心嶺群碳酸鹽巖和碎屑巖夾火山巖為主要的含礦層位,與鐵、銅等金屬礦及煤礦有關。

1.3 區域巖漿作用

該段巖漿活動頻繁而強烈,受區域構造演化控制作用明顯。根據構造 -巖漿活動特點可劃分為古元古代、加里東期、華力西期、印支期、燕山期及喜山期等 6個巖漿旋迴;按其空間展布規律可劃分東昆侖、巴顏喀拉、西金烏蘭—玉樹及烏麗—雜多等 4個構造巖漿帶。巖石類型繁多,海、陸相火山噴發活動皆具,與構造環境緊密相關;侵入巖從超基性到酸性均有發育,以中酸性巖石為主,與銅、鈷、金、鐵等多金屬成礦關系密切,是主要的控礦巖石。

1.4 區域構造控礦作用

段內斷裂構造十分發育,多密集成束分布,按其走向延伸大致可分為北西—北西西、近東西、北東和近南北向 4組,具有區域構造分界意義的昆中、昆南、金沙江等深斷裂系統控制了構造和地層以及巖帶和區域礦化分帶;在深斷裂兩側及其附近發育的一系列大型剪切帶和與其配套的區域性次級斷裂則控制著礦帶、礦田的分布 (如:五龍溝金礦、駝路溝鈷金礦、開荒北金礦等);更次一級的斷裂及其破碎帶控制著礦體的產出部位。

環形構造也較發育,主要為 2組以上線性構造圍限而成的環形、地表出露的小侵入體、火山機構、隱伏巖體形成的穹狀隆起或其他熱源活動的地表環狀反映等,具有找礦線索意義,尤其是處于有利成礦地質構造環境中與斷裂構造交切的環形構造部位,與成礦有一定關系。

2 成礦區帶劃分及主要成礦特征

2.1 區域礦產分布

區內已知礦產以內生礦產為主,其次為外生礦產。主要礦產在各構造帶均有分布,但分布極不平衡,大部分集中于東昆侖及沱沱河地區。主要礦種有金、砂金、鐵、銅、鉛、汞、鉻、銻、石膏、煤及水晶等 ,有大型礦床 2處、中型礦床 8處、小型礦床 10處和礦 (化)點 208處。成礦時期主要為加里東期、華力西—印支期和燕山期。礦床類型有海相火山巖型、中低溫熱液型、構造蝕變巖型、接觸交代型、石英脈型、沉積變質型和沉積改造型等,且以多成因、多期次、多礦種復合型礦床為主。

2.2 成礦區帶劃分及成礦地質特征

青藏鐵路沿線東昆侖—沱沱河段自北向南可依次劃分為 6個Ⅲ級成礦帶 (圖 1),其中以東昆北(Ⅲ1)和東昆南 (Ⅲ2)成礦帶的地質勘查工作程度相對較高,已發現的金屬礦床數量也較多。

圖 1 青藏鐵路 (東昆侖—沱沱河)沿線成礦帶劃分Fig.1 The partition map of metallogenic belt in the East Kunlun-Tuotuohe along Qinghai-Tibetrail way

(1)東昆北印支期金、鉛、鋅、銅成礦帶 (Ⅲ1)。位于昆侖山北坡,介于昆北、昆中斷裂之間,與東昆北巖漿弧帶構造單位相對應。由元古代裂解殘塊(金水口群)、晚古生代裂陷槽沉積 (泥盆系—二疊系)和大量的多期次中 -酸性巖漿巖組成。已知礦產有鐵、錳、銅、鉛、鋅、鉬、鎢、銻、巖金和鈦等多個礦種,主要分布在成礦帶東段,多與北西—北西西向大型剪切帶關系密切,尤其金、銅等特色礦種更是如此。主要礦床有五龍溝金礦 (中型)、紅旗溝金礦(中型)、中支溝金礦 (小型)和打柴溝金礦 (小型)等,礦床類型以構造蝕變巖型為主。

(2)東昆南華力西—印支期鈷、金、銅、玉石成礦帶 (Ⅲ2)。位于昆侖山南坡,介于昆中斷裂與昆南斷裂之間,呈東西向延展,與東昆侖南坡俯沖碰撞雜巖帶構造單位對應。巖石組成極端復雜,構造變形十分強烈,主要由不同時代的構造巖塊或巖片、蛇綠巖與火山 -沉積巖系 (中元古代—早古生代洋殼沉積的萬保溝群、納赤臺群和晚古生代—早中生代活動陸緣沉積等)構成;巖漿侵入活動微弱,北西西—近東西向大型韌性剪切帶發育,與鈷、銅、金礦關系密切。已知礦產有鈷、金、銅、鉛、鋅、鐵、稀土、玉石、水晶和石灰巖等 10余種,典型礦床為駝路溝鈷金礦床 (火山噴氣沉積 -改造型)和開荒北金礦床 (石英脈型)等。

(3)阿尼瑪卿山華力西期銅、鎢、金、銻成礦帶(Ⅲ3)。與阿尼瑪卿晚古生代—早中生代縫合帶構造單位對應,呈狹長的北西西—近東西向條帶展布,代表洋殼的蛇綠巖與弧后火山巖及島弧火山巖在這一個構造帶中共存;主體部分為二疊系馬爾爭組深海—半深海相復理石建造和以構造巖片或推覆體產出的樹維門科組礁灰巖,此外尚有下三疊統和第三系陸相地層。該帶研究程度較低,尚未發現具有工業價值的金屬礦產,僅有幾處金、鎢、石膏和石灰巖礦 (化)點或線索;金為主要礦種,主要產于馬爾爭組灰綠色板巖中,為含金石英脈型金礦。

(4)可可西里—巴顏喀拉印支—燕山期金、銻、鎢、錫、汞成礦帶 (Ⅲ4)。與巴顏喀拉構造帶一致,主體地層為三疊系巴顏喀拉山群復理石泥與砂質碎屑巖巖石組合和第三系;以同造山期形成的復式向斜構造為基本形態,其間發育彼此平行的走向斷裂;巖漿活動較微弱,以印支期中—酸性巖侵入活動為主,有閃長巖、花崗閃長巖和二長花崗巖等,多以星點狀獨立巖體或巖株產出;火山噴發活動僅在卓乃湖一帶較為集中,有中新統查保瑪組火山巖零星出露。該帶內除東大灘銻金礦床、五道梁粘土礦床和扎日尕那鎢礦點外,以遍地分布的砂金礦點和石英脈金礦化點為主要礦產。

(5)西金烏蘭印支—燕山期銅、鉛、鋅、銀、金成礦帶 (Ⅲ5)。與西金烏蘭活動帶構造單位對應,南北兩側分別被烏蘭烏拉—玉樹和可可西里—金沙江區域性斷裂所限,地層主要為白堊系風火山群、石炭—二疊系西金烏蘭群、三疊系茍魯山克措組和巴塘群,第三系和第四系廣泛分布于全區。北西向斷裂構造發育;侵入巖漿活動少見,僅發育印支期、喜山期中酸性侵入巖和超基性巖。已知礦種有銅、鉛、鋅、銀及巖鹽等,其中大型礦床 1處 (藏麻西孔銀多金屬)、中型銅礦床 1處 (托托敦宰)、小型銅礦床 2處 (扎西尕日、二道溝),礦床類型主要為沉積型。

(6)沱沱河華力西—喜山期銅、鉬、鉛、鋅、銀、金成礦帶 (Ⅲ6)。與沱沱河—開心嶺島弧—弧間盆地構造單元對應,青藏鐵路沿線僅見二疊系開心嶺群和烏麗群出露廣泛,其上有上三疊統、中—上侏羅統、白堊系及第四系分布。巖漿活動較強烈,噴發活動主要發生在早二疊世,裂隙型海相火山巖不均勻分布;侵入活動雖從印支期開始并持續到早喜山期,但侵入巖分布零星,多為閃長巖、花崗巖及正長巖等。礦種有鐵、銅、鉛、鋅、金、銀及石膏、煤等,以鐵、銅礦產為主,其中較典型的有開心嶺小型鐵礦床和宗隴巴中型鋅礦床。

3 礦物蝕變信息提取

采用“去干擾 -主成分分析 -閾值處理”技術提取鐵染與羥基異常,通過光譜特征識別、不同類型異常相互驗證、光譜角法優選以及異常的地質解譯識別等方法對提取的異常進行篩選,最終獲得該區遙感異常信息:①鐵染與羥基異常均有分布,以羥基異常為主體,強度較高,三級異常間套合較完整,并有較明顯的強度中心;②鐵染異常多出現在羥基異常邊部,分布較稀疏,強度中等。

異常呈較規則條帶狀、散點狀、斑塊狀或點群狀分布,有的出現在金水口巖群、萬保溝群、納赤臺群、鬧倉堅溝組、巴顏喀拉山群、風火山群和開心嶺群等主要賦礦地層中或地層與中酸性侵入巖之間的接觸帶;有的與線環構造關系密切,或被整齊地夾持于兩條斷裂之間或幾組斷裂交匯部位,或嚴格沿斷裂走向線、韌性剪切帶斷續分布,或與環形構造吻合,展布于線性構造交切部位等。異常分布區或其邊緣大多有已知礦存在,有較高的吻合率,也偶伴隨有較好的區域化探異常及重砂異常顯示,因此,大多數遙感異常是礦化蝕變信息的反映,對尋找熱液型、接觸交代型或構造破碎帶型等礦產有一定指示意義。

4 找礦遠景區劃分與評價

在以遙感信息為基礎,綜合分析區域地、物、化、礦產等成果的多種地學信息基礎上,劃分出 7個重要遙感找礦遠景區 (圖 2),它們將是近幾年內青藏鐵路沿線東昆侖—沱沱河段資源潛力評價的主要目標區。

圖 2 青藏鐵路沿線 (東昆侖—沱沱河段)遙感找礦遠景區分布Fig.2 Distribution of the perspective areas of remote sen sing ore-prospection in the East Kunlun-Tuotuohe along Qinghai-Tibet rail way

根據目前的工作進展以及已取得的研究成果,初步獲得以下一些認識:

(1)五龍溝金、銅等多金屬找礦遠景區。處在昆中斷裂北側的構造—巖漿巖帶中,具有得天獨厚的有利成礦地質環境,為金、銅和多金屬理想的衍生場所。廣泛發育的下元古界金水口群變質巖系、長期活動的區域韌脆性剪切帶構造系統以及華力西—印支期強烈的中酸性巖漿侵入活動,均為金、銅及多金屬礦產的形成創造了極為有利的條件。該區的金礦受地層、巖漿巖和斷裂構造三位一體的控制明顯,目前僅在五龍溝地區礦床 (點)密集分布,而五龍溝西部的大水溝—大格勒溝地區及遠景區東部的金水口—拉忍地區,同樣具備與五龍溝相類似的地質條件和遙感找礦信息,遙感異常沿金水口巖群與花崗巖體的接觸帶邊緣或沿北西西向斷裂帶展布,某些地段已見有礦化現象和化探及重砂金異常。但該區除五龍溝金礦區工作程度相對較高外,其他地段的地質工作程度都還很低,因此還有巨大的找礦潛力等待挖掘,應進一步開展以金為主的多金屬礦普查和異常查證工作。

(2)托拉溝鐵、銅、鉛、鋅、銻找礦遠景區。廣泛發育的金水口巖群、狼牙山組、牦牛山組地層,華力西—印支期中酸性侵入巖以及平行展布的北西西向斷裂構造,均為該區多金屬礦產的形成創造了較有利的成礦地質條件;區內除已知礦產地周圍有良好的遙感異常顯示外,在地層與巖體的接觸帶仍斷斷續續有不同程度的遙感異常顯示。因此,該區具備一定的找礦潛力,在已知礦床、礦 (化)點向外圍遙感異常出現的地段加強接觸帶找礦工作,可望擴大找礦范圍及找尋接觸交代型礦產。

(3)沒草溝—萬保溝銅、金、鐵、玉石找礦遠景區。廣泛出露區域上較重要的銅金礦化的礦源層——萬保溝群火山巖組、碳酸鹽巖組以及納赤臺群;含礦巖體的存在及北西向、北西西向斷裂、裂隙和韌性剪切帶的發育,為后期含礦熱液運移和成礦物質充填提供了有利場所。遙感異常以羥基異常為主,鐵染異常相伴出現,局部地段強弱異常間套合較為完整、強度較高,與已知礦點多有吻合。該區的成礦地質條件與其東側的駝路溝大型鈷金礦進行類比有較多的相同之處,綜合成礦地質背景、異常分布特征、礦化密集等信息,認為進一步找礦潛力巨大。

(4)南溝銅、鈷、金、鐵找礦遠景區。出露哈拉巴依溝組、萬保溝群、苦海巖群等地層,具備鈷、銅等成礦的物質基礎,并可能構成礦源層;華力西期及期后的構造巖漿活動與銅礦有直接的成生聯系,二長花崗巖與古—中元古代地層接觸帶構造裂隙內已發現多處銅礦 (化)點,反映了構造 +巖漿熱動力成礦作用的特點;大型韌性剪切帶的發育對鈷、銅等成礦元素明顯有再次富集的作用;以羥基異常為主的遙感異常有規律地沿哈拉巴依溝組和萬保溝巖群中的近東西向斷裂及韌性剪切帶分布。目前已發現較多的鈷 (金)礦化、銅礦化和鐵 (錳)礦化,其中以駝路溝鈷 (金)礦床為代表,若以同地區成礦地質作用相似論推測,在該礦床東西外延區進一步尋找鈷、金礦的潛力較大;找銅、金礦工作中應重點主攻巖體的外接觸帶。

(5)東大灘南銻、金、銅找礦遠景區。廣泛出露銻、金礦的重要含礦層——巴顏喀拉群復理石沉積巖系及馬爾爭組,其中構造破碎帶普遍發育,是石英脈以及金元素運移的通道和富集的場所;根據目前在東大灘銻金礦的找礦突破顯示,以及金礦床很少單獨產出、往往成群成帶出現、并在有限的區域范圍內常構成集中區或成礦帶的特點,結合遙感異常在幾組不同方向的斷裂交叉部位或沿斷裂帶均有一定程度分布的特征,認為該區有形成構造破碎帶型、石英脈型大型金 -銻資源勘查基地的潛力。

(6)風火山銅、多金屬找礦遠景區。區內控礦因素可概括為:①受同沉積斷裂控制的斷陷盆地,控制了含礦建造的分布;②北西向、近東西向斷裂構造限制了白堊系風火山群砂巖夾灰巖建造的分布,從而間接控制了礦化帶富集區的分布;③灰綠色砂巖建造直接制約了礦體的分布;④后期構造活動使礦體遭到破壞和改造;⑤巖漿活動使成礦物質再次富集。總體表明,該遠景區成礦地質條件十分有利,除已知的砂巖銅礦化帶 (托托敦宰、藏麻西孔、扎西尕日等地)有遙感異常與之吻合外,沿紫褐色與淺灰黃綠色色調的漸變地帶仍有斑點狀異常呈近東西向條帶狀斷續展布,具有一定的尋找銅、鋅、銀礦的遠景,只要繼續從已知礦床進一步做追索擴大工作,有望取得更大的找礦突破。

(7)扎日根鐵、銅、鉛、鋅找礦遠景區。廣泛出露與成礦關系密切的諾日巴尕日保組、九十道班組和沱沱河組等地層,線環構造極為發育;在諾日巴尕日保組、九十道班組及與印支期輝綠玢巖接觸帶附近,鐵染異常與羥基異常疊置、交織,或相間、相鄰出露,且與線、環構造關系緊密,與已知成礦事實吻合。總體上看,成礦地質條件較為有利,具有較好的找礦前景,除通過進一步工作在已發現各礦點中有擴大儲量的可能性外,各礦點外圍及區域上特別是斷裂破碎帶與遙感異常緊密分布的地段和有輝綠玢巖發育的部位,進一步尋找該類礦產的潛力較大。

5 結論

(1)青藏鐵路沿線 (東昆侖—沱沱河段)礦產資源遙感調查工作以遙感異常為主導因素,結合地質、礦產和物、化探異常等資料,對該區進行了找礦預測,在較短的時間內取得了較大的進展。如在南溝成礦遠景區內通過野外實地查證,在駝路溝西支溝一帶遙感異常出現部位發現寬約 2～3.5m的褐鐵礦化、綠簾石化和絹云母化蝕變石英脈,該脈體恰位于已知鈷金礦床的東外延區;在沒草溝—萬保溝成礦遠景區內依據萬保溝東支溝溝谷北側羥基異常的良好分布,在異常區內新發現銅礦化線索,見到孔雀石化、黃銅礦和黃鐵礦化蝕變極為強烈的銅礦化石英脈轉石,但因工作程度不高,目前尚未有大的找礦突破;隨著礦產勘查工作程度加大,應有較好找礦前景。除此之外,據野外礦產勘查人員反饋信息,扎日根遠景區已知礦產地與遙感異常的吻合率較高,目前已知礦點周圍尚有遙感異常出現的地段也恰為擴大找礦范圍的區域。

(2)建議今后的礦產勘查工作應重點加強對昆南帶沒草溝—萬保溝、南溝一帶以銅、鈷為主的資源調查和北巴顏喀拉帶東大灘南以金、銻為主的區域資源調查,逐步加大對風火山地區銅資源的面積性調查力度。

(3)要提高綜合研究工作的深度,特別要加強對成礦規律和礦床評價模式的研究,因為對這樣一個總體上地質工作程度還很低的地區,科學研究工作的領先,無疑會對該區資源評價有事半功倍的效果。

致謝:在項目研究過程中,得到了中國國土資源航空物探遙感中心和青海省地質調查院各級領導的關心和幫助,參加工作的還有孫延貴、楊金中、楊文芳和皮英楠等,在此一并表示感謝。

[1] 潘 彤,羅才讓,尹有昌,等.青海省金屬礦產成礦規律及成礦預測[M].北京:地質出版社,2006:19-27.

[2] 張雪亭,楊生德,楊站君,等.青海省板塊構造研究[M].北京:地質出版社,2007:128-183.

[3] 青海省地礦局.青海省區域地質志[M].北京:地質出版社,1991.

[4] 青海省地質礦產勘查開發局.青海省第三輪成礦遠景區劃研究及找礦靶區預測[R].西寧:青海省地勘局,2003.

[5] 青海省地質礦產勘查開發局.青海省巖石地層[M].武漢:中國地質大學出版社,1997.

[6] 郭曉東,張玉杰,劉桂閣,等.東昆侖地區金銅等成礦規律及找礦方向[J].黃金地質,2004,10(4):16-22.

[7] 陳樹云,伊有昌,吳小霞,等.青海東昆侖東段區域成礦地質特征及金屬礦產找礦方向研究[J].黃金科學技術,2007,15(4):9-17.

(責任編輯:劉心季)

The Evaluation of O re Prospecting Potential by Using Remote Sen sing Technology in East Kunlun-Tuotuohe Section along the Qinghai-Tibet Railway

LIU Shi-ying1,ZHANG Wei2
(1.Center of Remote Sensing,Qinghai Institute of Geological Survey,Xining 810012,China;2.China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Land and Resources,Beijing 100083,China)

Although the East Kunlun-Tuotuohe section of the Qinghai-Tibet railway is one of the regions where the geological study is in the lowest degree in western China,the metallogenic conditions there are still hopeful.With the remote sensing technology as the main method,the authors adopted the comprehensive investigation and extraction of the mineralization alternation information for the mineral resources in this area.Through a comprehensive analysis,seven prospect areas were delineated,and the evaluation of the o re prospecting potential based on the remote sensing anomaly and integration of the known data of geological,ore resources,geochemical and geophysical information was carried out.

Qinghai-Tibet railway;Remote sensing investigation;Metallogenic belt;Mineral prospecting and evaluation

劉世英 (1972-)女,高級工程師,主要從事遙感地質與找礦工作。

TP 79

A

1001-070X(2011)01-0091-06

2010-06-07;

2010-07-02

中國地質調查局地質調查項目“青藏鐵路沿線礦產資源遙感調查”(編號:1212010781043)資助。