大瑤山-大桂山南緣金礦成礦帶遙感信息綜合找礦預測

吳 繼 煒

(中國有色桂林礦產地質研究院有限公司,廣西 桂林 541004)

大瑤山-大桂山南緣金礦成礦帶遙感信息綜合找礦預測

吳 繼 煒

(中國有色桂林礦產地質研究院有限公司,廣西 桂林 541004)

全面收集了大瑤山-大桂山成礦帶地質、遙感、已知礦點等資料,利用ETM+遙感數據在該區域展開了遙感礦產地質特征解譯、遙感蝕變信息提取等工作,綜合分析得出“線、環型構造及蝕變信息”為該區遙感找礦要素,據此在研究區圈定出11個找礦遠景區,應用遙感與地質相互結合找礦的方法對研究區進行了成礦預測,為研究區找礦提供了決策支持。

遙感;地質解譯;蝕變信息；大瑤山-大桂山；廣西

1 研究區概況

研究區(東經109°49′59.87″—111°59′59.79″, 北緯23°26′—24°24′)位于廣西東部,西起甫上水庫,東至崗坪鎮,北到清塘鎮,南至廣東封開縣。本區山區海拔高度一般在500～1 000 m,相對高差一般為100～500 m，個別高達800～1 200 m。在潯江、濛江流域兩岸,均為沖積平原,地勢平坦。區內水系發育,除潯江外,尚有桂江、濛江、大同江及思旺河等。本區位于北回歸線兩側,雨量豐富,屬于亞熱帶氣候。礦山企業主要有東南金礦、八一錳礦、大蒙錳礦、木圭錳礦、天平煤礦等。區內各地通行程度不一:西南、中部地勢較低平,交通頗為便利;西北、東南部高山峻嶺,均靠步行。

2 區域地質背景

本區的地質發展史可分為3個主要階段：早古生代地槽發展階段，晚古生代地臺發展前階段，中、新生代地臺發展后階段。早古生代地槽發展階段：沉積了淺海相的寒武系、奧陶系類復理式

建造；加里東運動時,地槽回返,地層強烈發生褶皺,形成與上覆泥盆系的角度不整合接觸；巖漿活動,有花崗閃長巖、花崗斑巖的小巖體及巖墻、巖脈侵入,并伴隨有金、銅等有工業價值的礦產。晚古生代地臺發展前階段：沉積了海相的泥盆紀碎屑巖建造、碳酸鹽巖建造和含錳硅質巖建造，本階段的褶皺與斷裂是印支運動所形成；本階段巖漿侵入活動也很強烈,同時,伴隨有鎢、錫的成礦作用。中、新生代地臺發展后階段：均為內陸盆地沉積,局部還夾有火山噴發巖；地層有侏羅系、白堊系、古近系、新近系，它們之間均為角度不整合接觸,可見本階段的褶皺運動極為頻繁；燕山期區內可能有巖漿的侵入活動，這一時期所形成的內生礦產有黃鐵礦、重晶石等。

2.1 區域地層

地層出露面積約占全區面積的94.5%,其中以寒武系(∈)、 泥盆系(D)為主, 約占全區面積的77.5%； 其次是第四系(Q)、 震旦系(Z)和白堊系(K)約占全區面積的15.5%； 另有少量的古近系(E)、 二疊系(P)、 三疊系(T)、 奧陶系(O)、 侏羅系(J)、 石炭系(C)。

2.2 區域構造

圖1 研究區大地構造劃分圖

2.3 區域巖漿巖

侵入巖約占研究區面積的5%,火山巖面積約占0.5%。區內出露的侵入巖主要為侏羅紀、 奧陶紀、 志留紀、白堊紀的花崗巖類, 另外還有少量的二疊紀、 三疊紀、 元古代的煌斑巖、 中性巖脈及古近紀苦橄玢巖等。 火山巖的形成時代只有白堊紀。

2.4 區域礦產

金礦是本區最主要的礦種，分原生金礦(脈金)和砂金兩種。①原生金礦分布于大瑤山復背斜南翼的次級復式背斜的傾沒端，復式向斜的揚起端,區域地質構造線明顯變化地區,以及與上述構造同區域性斷層的交切地區。礦床和礦體的成礦構造為斷層附近或背斜的傾沒端和向斜的揚起端的裂隙構造。成礦裂隙構造主要為剪切與層間裂隙,在成因上多與斷層、褶皺有關,在區域性斷層附近常以邊幕式壓扭性裂隙為主,遠者以褶皺所產生的剪切、劈理裂隙為主,但往往是雙重作用的結果。成礦時期有加里東期和燕山早期,以前者分布最廣、價值較大。加里東期侵入巖與金礦也有一定關系。金礦主要分布在寒武系水口群上亞群中組和上組,少數產于下組,由該地層的巖性、構造等特征決定。含礦地層為一套灰綠色復理式砂頁巖建造,夾有黑色頁巖或炭質頁巖，并在加里東運動中受到強烈的褶皺,斷裂變形、形成的剪切、層間裂隙非常發育。因此,黑色頁巖或炭質頁巖等對礦液有吸附、中和、阻隔作用,是非常好的有利于成礦的容礦圍巖，變形的地層還提供了許多較好的儲礦裂隙構造,是成礦的重要前提。② 砂金主要分布于河流沿岸第四系沖積層及含金石英脈附近的殘坡積層中,但以全新統第一階地砂礫石層中的砂金價值較大。

2.5 研究意義

研究區礦產資源豐富, 但受交通、 地理條件限制, 不利于傳統的地質勘查工作開展, 有必要應用遙感技術在該地區進行找礦研究。本文研究意義主要體現在: (1)查清區內礦產資源分布情況, 為增加國家戰略資源儲量、解決資源短缺問題服務; (2)針對研究區的地形特點, 使用傳統野外地質工作手段成本高、 難度大, 本文方法可以充分展現遙感地質勘查技術“多、 快、 好、 省”的巨大優勢; (3)基于前人地質工作基礎,整理已有資料, 利用遙感技術對其驗證并加以完善。將礦區地質(點)、 礦床地質(線)和區域地質(面)3個不同尺度的工作有機聯系在一起，利用影像數據ETM+,尋求特殊景觀區相對應的圖像增強處理手段,解譯研究區環形、線性構造,研究已知礦床,結合巖性、地質資料及遙感鐵化、泥化蝕變信息,歸納、總結遙感影像特征,預測未知區域金礦等礦種有利分布部位,縮小找礦靶區,加強全區地質特征和成礦規律的基本認識,為成礦預測提供依據。

3 遙感構造解譯

3.1 基礎遙感影像

采用遙感圖像處理方法[1-6],獲得了本區融合了ETM8的ETM741遙感影像圖(圖2),該圖信息量豐富、層次分明、色彩飽和度適中,且又含有目標地物特征信息,因此可用來進行目視地質解譯。

3.2 遙感構造解譯

本區范圍甚廣,涉及的巖石地層分布、地質構造、巖漿活動都很復雜,各種礦化蝕變也隨處可見。用遙感基礎影像圖進行目視解譯,得到了大瑤山-大桂山南緣金礦成礦帶遙感構造初步解譯圖(圖3)。

3.2.1 主要線性構造 區內主要線性構造有44條。有的規模較大、延長較長,各種走向均有,其中仍以NE—NNE向為主,SN及EW向者也不少見。 線性構造的方向變化也比較大,有的還呈“S”形或微波曲狀形態,它們的分布特點大多依其所在褶皺構造單元、巖體地層單元而異。因此,本區應為線性構造較復雜的區域。

根據線性構造出現的特點,歸納為以下8種情況:① 沿巖石地層走向展布或橫切巖石地層走向的,構成縱斷層和橫斷層形跡;② 沿不同地層巖石單元接觸地帶出現的,構成斷層接觸界面形跡;③ 沿長形褶曲軸部或翼部出現的,構成破壞褶曲構造的斷層形跡;④ 沿凹陷或斷陷盆地邊界出現的,構成邊界界線或斷層形跡;⑤ 穿切多個地層巖石單元的,是多期性或復合式斷層形跡;⑥ 一些大巖體或古老巖石地層上出現的為數較多、規模不大而又互相交切、交叉呈網格狀的,表現為巖石區域性的大節理或破裂形跡;⑦ 區內一些規模較大的線性構造或線性構造區域,見有巖體出現,或見有多個多種金屬礦床(點)分布的,表現為對巖漿活動或區域成礦有重要的控制作用;⑧ 部分線性構造上或其旁側出現較多的環形構造,表明其對推測隱伏巖體或隱伏短軸褶皺有一定的實用價值。

3.2.2 環形構造 區域內環形構造甚多,數量達百余個, 形態各異，大小懸殊,見于各種巖石地層單元內,基本可以分為兩大類：一類是反映或可能反映巖漿巖體存在的統稱為“巖體型”;另一類是可能表現短軸褶皺或隱伏短軸構造(如穹窿、隆起)存在的統稱為“構造型”。根據環形構造的出現部位、形態特征還可以分門別類。

“巖體型”環形構造主要是指與巖體有直接關系或可間接作為推斷有隱伏巖體存在的環形構造,它又分為以下5種情況:① 出現在大巖體上并圍限大巖體的環形構造。這類環型構造規模極大,形態也與大巖體相當,如Φ66。② 表現大巖體的大型環形構造中的次級環形構造,可能是反映大巖體中另期、另類小巖體存在的信息,如Φ66中的Φ67以及七星巖大巖體中的Φ74～78等。③ 直接反映出露地表的中小型巖體的環形構造,在規模、形態以及展布范圍上都與已出露地表的中小型巖體大致相當,同時其影像的色彩比較特殊,可以直接作為判讀標志,如Φ60、Φ49、Φ43等。④ 推測可能為隱伏小巖體存在的環形構造,一般規模不大、形態各異、組合復雜，其有以下6種情況:A.出現在巖體邊部或附近的小型環形構造; B.出現在巖體與地層接觸帶附近的環形構造;C.在寒武系地層中,尤其是在該地層中的背斜、向斜軸部出現的環形構造;D.在寒武紀與泥盆紀地層接觸界線附近的環形構造;E.在主要線性構造旁側或多條次級環形構造交匯部位的環形構造;F.泥盆紀地層中的環形構造,這類環形構造不多見。⑤ 可推測為地層下伏的短軸褶皺(如穹隆、局部隆起等)的環形構造多見于泥盆紀地層中,尤其是那些喀斯特地貌明顯的地段。中生代、新生代中這類環形構造甚少。

3.2.3 金屬礦化與遙感構造的關系 區域上可能與金屬礦化有關的遙感構造大體有:① 弧形構造邊部,尤其是環形構造與線性構造的組合地段;② 沿主要線性構造分布的環形構造(尤以“巖體型”為主);③ 多組線性構造交匯部位。

4 遙感成礦信息提取

由于工作區地處廣西,山高林密、雨水充沛、冰雪較少而且面積較大,為了盡量減少信息提取時的干擾因素影響,在選取遙感數據源時主要采用了秋冬兩季的時相,利用特征主成分分析“克羅斯塔法”,結合比值法、掩膜，減少干擾因素,突出目標地物,從而進行蝕變信息異常的增強提取。

4.1 數據預處理[7]

本次研究所涉及到的ETM數據,購買時已進行了幾何校正、輻射校正,所以在圖像預處理中主要做了去干擾工作,主要為：(1)波段比值TM3/TM4，水體和居民區呈現高亮度,進行高值切割, 可減弱水體

和居民區產生的干擾。(2)波段比值TM5/TM4，當TM5/TM4<1,視為植被全覆蓋區;當TM5/TM4>1,視為植被淺覆蓋區。(3)波段比值TM7/TM1，去陰影。將TM7/TM1

分別將每個比值圖像密度分割為干擾窗(像元值定義為0)和非干擾窗(像元值定義為255)兩部分,生成分類圖像,繼而生成掩膜文件對ETM數據實施掩膜。

4.2 遙感信息提取[3]

4.2.1 比值法 采用TM3/TM1波段比值增強含Fe2+、Fe3+等蝕變礦物信息,TM5/TM7波段比值增強含OH-蝕變(泥化)礦物信息,設置不同的區間值,分割出一、二、三級鐵染及OH-異常。

4.2.2 去干擾異常主分量門限化分割技術 主分量門限化技術就是以主成分分析為基礎,并利用標準誤差來對蝕變信息的強弱進行分級。門限化技術對蝕變異常進行分級實際上就是把圖像的灰度均值(X)作為區域背景, 以標準離差值(σ)作為尺度, 用數倍σ值作為閾值, 采用公式(X+kσ)對各級異常進行劃分, 借用灰度值的標準離差σ作為劃分異常的尺度, 限定異常水平,k值一般取在1.0～3.0。

先利用TM1、TM3、TM4、TM5進行主成分變換,選擇含Fe2+、Fe3+蝕變信息的主分量圖像(一般為PC4),劃分一、二、三級鐵化信息異常;再用TM1、TM4、TM5、TM7進行主成分變換,選擇含OH-蝕變信息的主分量圖像(一般為PC4),劃分一、二、三級泥化信息異常。按照遙感成礦信息提取的方法和具體步驟,結合遙感地質解譯,獲得了本區的兩張遙感信息異常圖,即鐵化信息異常圖(圖4)、 泥化信息異常圖(圖5)。

5 遙感異常評價

5.1 成礦靶區圈定原則

本區以下3種條件疊加的區域可作為成礦靶區:(1)構造條件，本區各級構造的交結點、線、環構造的復合部位；(2)圍巖蝕變條件，工作區內采用鐵化異常、泥化異常指標；(3)分布有已知礦點和礦化點的區域。

5.2 成礦靶區的分級

成礦靶區分為最佳(A)、 較好(B)、 一般(C)3類。 其篩選的原則為: (1)成礦靶區異常值高且面積大, 與已知的礦床(點)相吻合或分布于已知礦床(點)附近, 并且有很好的成礦條件(如含礦地層、 巖體傾伏端、 構造控礦)的為一類異常遠景區(A), 對地質找礦有著直接的指導作用; (2)成礦靶區異常值中等且面積不大, 其中或附近有少量的礦床(點), 成礦條件良好的為二類異常遠景區(B), 對地質找礦有著一定的指示意義; (3)成礦靶區異常值低且面積小, 附近沒有或只有少量的已知礦床(點), 成礦條件一般的為三類遙感異常遠景區(C), 可提供一定程度的找礦信息。

將上述兩張信息異常圖(圖4、圖5)疊加,結合遙感地質解譯圖(圖3),參考區域礦產地質圖、1∶5萬地形圖,圈定了11個遙感成礦遠景區(找礦靶區)，并獲得了各異常遠景區的地理位置、分布地層及所處地質構造情況(圖6)。

① Ⅰ號成礦遠景區:面積約1 341km2, 東至陳塘鎮,西至大鵬鎮,南至宇華村, 北至近田, 中心在旺江一帶。 地層約占該遠景區面積的96%, 主要為寒武系黃洞口組(∈h)、 小內沖組(∈x), 少量泥盆系蓮花山組(D1l)、 賀縣組(D1h), 震旦系培地組(Z2p)。 巖體主要為白堊紀昆侖關超單元細粒黑云二長花崗巖、 花崗斑巖, 少量侏羅紀古隆超單元石英閃長巖、花崗斑巖。一條東西向實測性質不明斷裂橫跨異常區,被4條南北向逆斷層、正斷層(如陳塘斷裂帶)切割。礦體受地層和構造的雙重控制,是尋找金礦最有利的遠景區。

② Ⅱ號成礦遠景區:面積約297 km2,東至六茶頂,西至老黃頂,南至嶺背,北至大船口,中心在牛何頂一帶。地層以寒武系黃洞口組(∈h)、小內沖組(∈x)為主,少量泥盆系、震旦系。巖體占該遠景區面積的75%,以晚侏羅世粗粒、中粒、細粒(或斑狀)黑云母花崗巖為主,少量晚侏羅世花崗斑巖,早白堊世石英閃長玢巖、石英閃長玢巖，奧陶-志留紀細粒-中粒斑狀花崗閃長巖。區內N、NNW向次級斷裂發育。金礦產于寒武紀地層中或與奧陶-志留紀巖體接觸帶上,鐵產于巖體內部。因此,本區是金礦、 鐵礦找礦遠

景區,北部找金南部找鐵。

③ Ⅲ號成礦遠景區:面積約180 km2,東至珊瑚鎮,西至山豬塘,南至田廠,北至花子屯,中心在三元寨一帶。出露地層為泥盆系,巖體僅占該遠景區面積的0.3%,為晚侏羅世黑云二長花崗巖。區內NE、EW向斷裂發育,珊瑚鎢錫礦就分布在此區內。本區是尋找鎢錫礦的最有利遠景區。

④ Ⅳ號成礦遠景區:面積約51 km2,東至六漢山林場,西靠近松木坳,南至大風圳,北至白合,中心在仙殿頂一帶。地層約占該遠景區面積的60%,主要出露寒武系黃洞口組(∈h)、 小內沖組(∈x)和泥盆系蓮花山組(D1l)。巖體為晚白堊世花崗斑巖、長石石英斑巖,呈NNW向展布。本區為銅鉛鋅錫多金屬礦找礦遠景區。

⑤ Ⅴ號成礦遠景區:面積約58 km2,東至石古,西至石梯,南至連塘,北至米升尖,中心在學田一帶。區內出露地層為泥盆系砂礫巖、砂巖、粉砂巖、泥巖及少量灰巖,寒武系石英砂巖、砂質頁巖、頁巖互層及第四系全新統沖積層。走向北東的博白-梧州斷裂帶穿過本區,區內及附近NW向次級斷裂發育。本區應屬銅礦、鉛礦找礦遠景區。

⑥ Ⅵ號成礦遠景區:面積約70 km2,東至盟沖,西至石龜坪,南至高嶺,北至賢貞,中心在大滿坪一帶。地層主要為寒武系黃洞口組(∈h)， 其次為小內沖組(∈x), 少量泥盆系蓮花山組(D1l)。博白-梧州斷裂帶穿過本區南端,附近還發育一組NW向次級斷裂。應屬銅鉛礦找礦遠景區。

⑦ Ⅶ號成礦遠景區:大桂山Ⅶ號異常區，面積約58 km2,東至明昌垌,西至杉木沖口,南至神公沖,北至砂子沖,中心在大白石一帶。地層主要為寒武系黃洞口組(∈h)， 其次為小內沖組(∈x), 少量震旦系培地組、泥盆系蓮花山組(Z2p、D1l)。區內或附近NE向、NW向斷裂發育。應屬銅鉛礦找礦遠景區。

⑧ Ⅷ號成礦遠景區:面積約89 km2,東至大海林場,西至屯鳳,南至幸福林場,北至龍門,中心在六雙一帶。出露地層約占本區面積的75%,主要為寒武系小內沖組(∈x)， 其次為黃洞口組(∈h)。出露巖漿巖為中侏羅世(J2)石英閃長巖、花崗閃長巖。本區夾在兩條逆斷層之間,其西、北兩側發現大量金礦床(點)。本區應屬金礦找礦遠景區。

⑨ Ⅸ號成礦遠景區:大桂山Ⅸ號異常區，面積約48 km2,東至大和尾,西至景涌口,南至簡塘口,北至思蟹口,中心在思位口一帶。出露地層為寒武系,主要為黃洞口組(∈h), 少量小內沖組(∈x) 和高灘組(∈g)。本區東側為郴縣-懷集大斷裂帶(實測正斷層),西側為一條實測逆斷層。附近分布有許多金礦床(點),應屬金礦找礦遠景區。

⑩ Ⅹ號成礦遠景區:大桂山Ⅹ號異常區，面積約33 km2,東至山華塘林場,西至白石口,南至風門坳,北至對面江,中心在壩首一帶。本區出露地層為黃洞口組(∈h)不等粒砂巖、 粉砂巖與頁巖互層， 泥盆系蓮花山組(D1l)紫紅色砂礫巖、沙巖、粉砂巖、泥巖及少量灰巖。走向北東東復合張性斷裂性質的大黎斷裂帶貫穿本區,南端北西向次級斷裂發育，應屬銅礦、鉛礦找礦遠景區。

綜上所述,結合第5.2節的遙感異常的篩選評價原則,總結出遙感找礦遠景區對應潛力礦種，從表1可以看出,本區是尋找金和鎢錫礦的有利地區：Ⅰ、Ⅸ號異常區是尋找金礦的優選靶區；Ⅲ號異常區是尋找鎢錫礦的優選靶區。

表1 遙感成礦遠景區對應潛力礦種

異常遠景區分類:A—最佳,B—較好,C —一般。

6 結 論

(1)在波段數據特征值統計分析基礎上，按照遙感圖像彩色合成原則，通過幾種合成方案的對比，選用ETM7、4、1三個波段進行圖像彩色合成，并與ETM8波段融合處理，制作了成礦區帶清晰的1∶10萬遙感影像，該影像信息量豐富、層次分明、色彩飽和度適中，且又含有目標地物特征信息。

(2)利用遙感技術手段,結合已有的地質礦產資料，建立了各類巖石、地層、構造等遙感影像解譯標志，目視完成成礦區帶的1∶10萬遙感地質解譯及圖件編制，初步解譯出了44條主要線性構造和近百個構造環帶或環群，并初步分析了構造與成礦的關系。

(3)結合已有的地質礦產等資料，完成了成礦區帶1∶10萬鐵化、泥化成礦信息提取。鐵化、泥化遙感異常信息對成礦遠景區的尋找、成礦靶區的優選具有實際的指導意義。

(4)在上述工作基礎上，進行了遙感綜合信息成礦預測，成礦區帶共圈定找礦靶區(遙感異常遠景區)11處，其中A類(最佳)3處、B類(較好)4處、C類(一般)4處。大瑤山-大桂山南緣金礦成礦帶Ⅰ、Ⅸ號異常區是尋找金礦的優選靶區，Ⅲ號異常區是尋找鎢錫礦的優選靶區。

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Prospecting forecasting by remote sensing information in gold metallogenic belt of southern Dayaoshan-Daguishan

WU Ji-wei

(China Nonferrous Metals (Guilin) Geology and Mining Co.Ltd., Guilin 541004,China)

With the comprehensive collection of Dayaoshan-Daguishan metallogenic belt of geology, remote sensing and other information about the known mines,remote sensing interpretation and remote sensing geological characteristics of mineral alteration information extraction were carried out.A comprehensive analysis showed that ‘line, ring structure and alteration of information’are the remote sensing prospecting elements for the area,11 prospecting areas in the study area are delineated.The research provides the basic data and scientific basis for further mineral resources investigation in Dayaoshan-Daguishan area.

remote sensing;geological interpretation;alteration information;Dayaoshan-Daguishan;Guangxi

1674-9057(2015)04-0823-11

10.3969/j.issn.1674-9057.2015.04.022

2015-05-09

廣西自然科學基金重點項目(2015GXNSFDA139029); 廣西有色金屬集團有限公司地質找礦科研項目(GYDK090017)

吳繼煒(1981—),男,碩士,工程師,研究方向:地質與遙感工程,61089254@qq.com。

吳繼煒.大瑤山-大桂山南緣金礦成礦帶遙感信息綜合找礦預測[J].桂林理工大學學報，2015,35(4):823-833.

P627

A