郭家溝遙感地質(zhì)特征及找礦預(yù)測

褚娜娜

(山西省第六地質(zhì)工程勘察院，山西運城 044000)

郭家溝遙感地質(zhì)特征及找礦預(yù)測

褚娜娜

(山西省第六地質(zhì)工程勘察院，山西運城 044000)

利用ETM+數(shù)據(jù)，通過遙感圖像處理，提取出了具有找礦意義的遙感地質(zhì)信息(環(huán)形構(gòu)造信息與礦化蝕變信息)，在對遙感信息、地質(zhì)信息、化探信息等綜合分析的基礎(chǔ)上，對郭家溝研究區(qū)進行了靶區(qū)圈定和找礦預(yù)測，為下一步工作的開展提供了新的思路和遙感依據(jù)。

銅鎳硫化物，遙感地質(zhì)特征，找礦預(yù)測

近年來在中條山銅礦區(qū)開展新的找礦研究和勘探是一項重要而迫切的任務(wù)，主要因為隨著中條山礦藏儲量的減少及國家建設(shè)快速發(fā)展的需要，二者之間的矛盾已逐步顯現(xiàn)出來，僅依靠常規(guī)找礦方法難以取得突破，因此本文以遙感解譯為主要手段，輔以地質(zhì)、化探等常規(guī)方法對中條山開展研究，以期達到成礦遠景區(qū)的目的。郭家溝研究區(qū)位于太古代活動大陸邊緣，為構(gòu)造、巖漿、熱液活動頻繁、強烈的成礦條件優(yōu)越地質(zhì)異常區(qū)，以往發(fā)現(xiàn)了如胡家峪、篦子溝、銅礦峪等大型銅礦床及許多金屬礦點，因此該區(qū)域始終是尋找大型金屬礦床之首選地段。本文在對郭家溝開展遙感圖像應(yīng)用處理及綜合解譯分析的基礎(chǔ)上，提出了該區(qū)環(huán)形構(gòu)造信息與礦化蝕變信息具有一定的找礦意義，為下一步開展工作提供了一定的依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 地層

區(qū)域出露地層自老至新有太古代涑水群、晚太古界絳縣群;早元古界中條群、擔(dān)山石群;中元古界西陽河群及新生界上第三系、第四系地層。絳縣群與中條群、中條群與擔(dān)山石群之間呈構(gòu)造不整合接觸，擔(dān)山石群與西陽河群呈斷層接觸關(guān)系。

1.2 構(gòu)造

該區(qū)以上窯—李家莊—上交—石羊山一線之中條期剝離斷層及朱家莊—工人村一線之莫峪溝—架桑大斷裂為界，自西向東該區(qū)依次劃分為:太古代—早元古帶片麻理復(fù)式單斜構(gòu)造帶、早元古代多期變形變質(zhì)褶皺帶、低緩角度單斜構(gòu)造帶等三個構(gòu)造帶。

1.3 巖漿巖

自太古代—早元古帶涑水期至中生代燕山期均有分布。尤其涑水期及絳縣期巖漿活動強烈，分布廣泛。區(qū)內(nèi)銅、鐵等多種金屬礦產(chǎn)的形成多與不同期次巖漿侵入、火山活動關(guān)系密切。

2 遙感圖像處理

2.1 環(huán)形構(gòu)造

環(huán)形構(gòu)造多是地球內(nèi)部熱源活動形跡在地殼中的總體表現(xiàn)，它與熱液成礦密切相關(guān)。與礦床有關(guān)的環(huán)形影像時常成群或成串出現(xiàn)，并具有一定的組合特征，環(huán)的形態(tài)往往是多層的同心環(huán)或偏心環(huán)(趙英時，2003)。此外，環(huán)形構(gòu)造出現(xiàn)的部位多與線性構(gòu)造有關(guān)，尤其是山區(qū)更為密切，環(huán)形構(gòu)造往往分布于由大型斷裂帶構(gòu)成的線性構(gòu)造的旁側(cè)，或在兩組及兩組以上的線性構(gòu)造的交叉點上;或在兩組線性構(gòu)造的交角部位;而孤立的環(huán)形影像是很少見的(劉燕君，1991)。巖漿活動與地質(zhì)構(gòu)造密切伴生。二者不同的組合，構(gòu)成的環(huán)形影像有以下幾種:1)火山口、破火山口與次火山巖分布地區(qū)的環(huán)形影像;2)與火山—侵入構(gòu)造有關(guān)的環(huán)形影像;3)與斷裂—侵入構(gòu)造有關(guān)的環(huán)形影像;4)與隱伏的侵入體或構(gòu)造控制有關(guān)的環(huán)形影像;5)與侵入體巖塊隆起有關(guān)的環(huán)形影像。

環(huán)的大小可以分為六級(見表1)，Ⅰ級為洲際大環(huán)，目前研究還未得出與礦產(chǎn)分布的關(guān)系。Ⅱ級與Ⅲ級為區(qū)域性大環(huán)，可以定義為“成礦省”或“成礦區(qū)”。Ⅳ級環(huán)多與成礦帶有關(guān)。而Ⅴ級與Ⅵ級環(huán)則具體控制礦區(qū)。成礦遠景區(qū)的預(yù)測則應(yīng)多注意Ⅵ級環(huán)。實際上Ⅴ級與Ⅵ級環(huán)對找礦的意義更為重要。

表1 環(huán)形影像分級表

本次工作環(huán)形構(gòu)造信息的提取主要以Matlab軟件為平臺，通過編程實現(xiàn)自動化提取，實現(xiàn)方法為Hough變換法提取邊緣與環(huán)形構(gòu)造。自動化提取技術(shù)的優(yōu)點在于模擬專家提取線性體機制，最大程度的保留遙感信息，快速自動地實現(xiàn)影像信息的提取［9］。

本次提取的環(huán)形構(gòu)造大部分呈北東向展布于研究區(qū)內(nèi)基性—超基性巖體群分布區(qū)，該巖體群呈楔形、條帶狀、不規(guī)則橢圓狀包裹于絳縣期橫嶺關(guān)變二長花崗巖內(nèi)，并為6條NNE或NE向規(guī)模不等的中條期變輝長巖貫入或切穿，規(guī)模較大(長度大于5 km)的晉寧期輝綠巖脈亦切穿該變基性雜巖及中條期變輝長巖中部與東南部地區(qū)，另一部分環(huán)形構(gòu)造的中心線與研究區(qū)東南部的北東走向的韌性剪切帶基本一致，表明環(huán)形構(gòu)造與韌性剪切帶存在一定的相關(guān)性。眾所周知，切穿地殼或巖石圈深入地殼下部或上地幔的深大斷裂，最有利于基性—超基性巖漿活動，次級構(gòu)造則控制上升巖漿的定位和分異(王潤民，1987)。本次提取的環(huán)形構(gòu)造的直徑為0.5 km～1.9 km，屬于Ⅵ級環(huán)形構(gòu)造，前已敘述，Ⅵ級環(huán)形構(gòu)造對于成礦遠景區(qū)的預(yù)測有很好的指導(dǎo)意義，故郭家溝研究區(qū)的環(huán)形構(gòu)造對于找礦意義重大。

2.2 蝕變信息提取

蝕變信息提取是遙感地質(zhì)研究的一個重點領(lǐng)域，目前蝕變信息提取最成熟的方法為Crosta法，即利用ETM數(shù)據(jù)的1，4，5，7波段組合進行K-L變換提取含羥基(OH-)和碳酸根()的蝕變信息，選取主成分的依據(jù)為含羥基(OH-)和碳酸根()信息的特征礦物，如綠泥石、綠簾石、高嶺土等在ETM7波段有強烈的吸收特性，ETM5波段有強烈的反射特性，利用這一特性提取出含有特征信息的主成分。將第四主成分取反后，圖像上最亮的部分即反映蝕變信息。研究表明，研究區(qū)礦化蝕變信息主要分布于研究區(qū)東南角與研究區(qū)南部，研究區(qū)南部地區(qū)主體為橫嶺關(guān)變二長花崗巖，引起大面積蝕變原因尚不得知，研究區(qū)東南角出現(xiàn)一條走向北東向的蝕變異常帶，且與北東走向的變輝長巖吻合度極高，另有少量蝕變異常分布于絳縣群平頭嶺組與銅凹組內(nèi)，經(jīng)野外驗證，變輝長巖帶附近地表出露巖體普遍發(fā)育綠簾石化、綠泥石化、高嶺土化，表明蝕變信息提取結(jié)果的可靠性。

3 多元信息綜合分析

3.1 遙感與化探信息分析

遙感與化探數(shù)據(jù)的融合是為了同時發(fā)揮各自優(yōu)勢，做到優(yōu)勢互補(朱亮璞，1994)。本次研究選取研究區(qū)銅、鈷、鎳三個元素的地球化學(xué)異常與遙感信息進行綜合分析。

3.2 成礦遠景區(qū)分析

依據(jù)遙感、地質(zhì)、化探綜合異常信息，本文圈出三個成礦遠景區(qū)Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ。

1)成礦遠景區(qū)Ⅰ。成礦遠景區(qū)Ⅰ位于研究區(qū)中部，基性巖—超基性巖廣泛分布于該區(qū)，NNE或NE向規(guī)模不等的中條期變輝長巖貫入或切穿，規(guī)模較大(長度大于5 km)的晉寧期輝綠巖脈亦切穿該區(qū)，顯示該區(qū)次級斷裂較發(fā)育且?guī)r漿活動頻繁。研究區(qū)50%的環(huán)形構(gòu)造集中于該區(qū)，環(huán)形構(gòu)造呈現(xiàn)大環(huán)扣小環(huán)、環(huán)環(huán)相扣的特征，環(huán)形構(gòu)造表明了巖漿的侵入活動，也表明了有利的構(gòu)造環(huán)境(如斷裂)，有利于巖漿的侵入。線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造的密集分布，說明工作區(qū)構(gòu)造活動劇烈、巖漿活動頻繁，這是非常有利的成礦、控礦區(qū)(楊自安等，2004)。線性和環(huán)形構(gòu)造對內(nèi)外生礦床起著重要的控制作用，我國內(nèi)生礦床70%以上分布在環(huán)形構(gòu)造的邊部，特別是環(huán)形和線性構(gòu)造的交匯地帶(范永香和陽正熙，2005)。元素地球化學(xué)異常可以反映表部蝕變或某些礦化現(xiàn)象，該區(qū)呈現(xiàn)明顯的Co，Ni化探異常，化探異常與基性—超基性巖體分布有很好的吻合度，其原因可能為巖漿活動導(dǎo)致了元素的富集。綜上所述，遙感、地質(zhì)、化探異常均顯示該區(qū)巖漿活動頻繁，具有非常大的找礦潛力。

2)成礦遠景區(qū)Ⅱ。成礦遠景區(qū)Ⅱ主體位于研究區(qū)東南角絳縣群和中條群地層內(nèi)，區(qū)內(nèi)存在一條北東向的基性巖帶，定名為變輝長巖，野外查證巖體內(nèi)并未發(fā)現(xiàn)明顯的銅、鈷、鎳礦化現(xiàn)象，但巖體周圍普遍發(fā)育有綠簾石、綠泥石、高嶺土等。該區(qū)絳縣群銅凹組與平頭嶺組內(nèi)呈現(xiàn)明顯的銅異常，研究區(qū)內(nèi)最大的環(huán)形構(gòu)造(1.9 km)分布于該區(qū)，表明該區(qū)也可能存在一定的巖漿活動。區(qū)內(nèi)存在一條北東走向的韌性剪切帶，線性構(gòu)造與環(huán)形構(gòu)造的交叉點附近如果存在較高的化探異常，則該區(qū)往往成為找礦的有利位置，因此該區(qū)也存在一定的找礦潛力。

3)成礦遠景區(qū)Ⅲ。成礦遠景區(qū)Ⅲ位于研究區(qū)南部，主體巖性為涑水期變基性雜巖與絳縣期橫嶺關(guān)變長花崗巖，該區(qū)內(nèi)存在大面積遙感蝕變信息，由于沒有進行野外查證，故造成蝕變信息的原因尚不明確，但韌性剪切帶仍分布于該區(qū)，環(huán)形構(gòu)造和線性構(gòu)造交叉分布，環(huán)形構(gòu)造交叉點附近存在鈷、鎳化探異常疊合點，最南部同樣存在鈷、鎳化探異常重合點，且與遙感蝕變異常吻合度較高，所以該區(qū)可以作為備選的找礦遠景區(qū)。

4 結(jié)論與存在的問題

4.1 結(jié)論

本文以遙感數(shù)據(jù)處理為核心，通過對研究區(qū)遙感、地質(zhì)、化探等異常的綜合分析，對郭家溝研究區(qū)進行了成礦遠景區(qū)的預(yù)測，圈定三個成礦遠景區(qū)，并得出以下結(jié)論:1)研究區(qū)該礦化變超基性巖體規(guī)模較大，后期巖漿活動頻繁、強烈，加之地表磁鐵礦化普遍，局部地段可見到浸染狀輝銅礦、黃鐵礦、黃銅礦等，據(jù)此判定該區(qū)有巨大的成礦潛力。2)本次研究所提取的環(huán)形構(gòu)造直徑約為0.5 km～1.9 km，遙感影像的環(huán)形構(gòu)造解譯效果非常顯著，前已敘述環(huán)形構(gòu)造信息與成礦具有非常密切的內(nèi)在成因，大多礦點均落在環(huán)形構(gòu)造區(qū)域內(nèi)，并且許多已知礦點與小型環(huán)形構(gòu)造關(guān)系顯得更為密切，尤其是小型環(huán)形構(gòu)造的邊緣部位，因此對于本研究區(qū)三個成礦遠景區(qū)將是今后找礦勘探的重點區(qū)域。

4.2 存在的問題

1)環(huán)形構(gòu)造作為一種遙感信息，其在野外實地踏勘中很難被發(fā)現(xiàn)證實，故所提取的環(huán)形構(gòu)造不可避免的會存在一些與內(nèi)生礦床無關(guān)的環(huán)形構(gòu)造。

2)在對研究區(qū)進行線性構(gòu)造信息提取時，發(fā)現(xiàn)存在數(shù)量巨大的線性構(gòu)造，由于無法進行查證，故本文研究中舍棄對線性構(gòu)造的研究，只對研究區(qū)東南角的韌性剪切帶進行了分析。

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The remote sensing geological characteristics and prospecting prediction of Guojiagou

Chu Nana

(Shanxi Sixth Geological Engineering Investigation Institute，Yuncheng 044000，China)

Using ETM+data，through the remote sensing image processing，this paper extracted the remote sensing geological information(annular structure information and mineralization alteration information)had prospecting prediction significance，based on the remote sensing information，geological information，geochemical information and other comprehensive analysis，made target zone and prospecting prediction to Guojiagou area，offered new way and remote sensing basis for the next step work.

copper and nickel sulfide，remote sensing geological characteristic，prospecting prediction

P627

A

1009-6825(2015)29-0089-02

2015-08-07

褚娜娜(1986-)，女，碩士，助理工程師