埃塞俄比亞西部地區遙感地質解譯與靶區圈定分析

梁學玉 陽正熙 余曉波 丁紹磊

（成都理工大學，四川 成都 610059）

已有的地質勘查工作顯示在埃塞俄比亞西部地區，金、鐵、鎳、銅、鉑族元素等礦產資源具有很大的找礦前景，但是該地區地質研究程度非常低。為有效、快速地對埃塞俄比亞西部地區進行地質調查和資源勘察，應當首先采用遙感技術進行宏觀的把控。本文以ETM多光譜遙感數據，開展遙感地質解譯和遙感異常信息提取，獲取研究區的地質方面的信息，以及對研究區進行遙感找礦重點工作區的篩選與評價［1］。

1 研究區概況

研究區位于埃塞俄比亞西部地區，其坐標范圍為：東經36°～37°；北緯8°～10，面積達28 069km2。研究區屬低-中剝蝕地形地貌，地勢南高北低，海拔為450～700m，年均氣溫10～27℃，年均降水量為100～500mm。

埃塞俄比亞西部大地構造位置處于東非造山帶的阿拉伯-努比亞地盾，區內出露太古宙高級變質巖、古元古代角閃巖相變質巖、新元古代綠片巖相變質巖、古生代二疊紀碎屑積建造、中生代三疊紀-侏羅紀碎屑積建造、新生代古近紀和新近紀火山-陸源碎屑積建造和第四系地層。其中古元古代和新元古代變質巖為重要的含金地層位，已知金礦床主要產于這兩個層位［2］。埃塞俄比亞西部地區構造主要為軸向NNE向的寬緩的復式向斜和較緊湊的復式背斜，核部為基底巖石，翼部為中生界地層。區域內基底雜巖中巖漿巖分布范圍極為廣泛，尤其是酸性侵入巖類型，其次是超基性侵入巖體：太古宙-新元古代基性-中性巖漿巖廣布，為金礦床的形成提供了豐富的成礦熱液和物質來源。

2 數據選擇和圖像處理

本文采用Landsat7衛星的ETM+數據作為數據源，ETM+數據對于區域內的構造解譯、遙感異常信息提取有良好的效果，對于區內巖體的顯示也較為明顯。數據均為2000年以后數據，時相選擇合理，積雪、云霧等噪音覆蓋率均小于10%，可以達到工作需要［3］。

波段組合分析采用波長為2.09～2.53μm（ETM7）、0.775～0.90μm（ETM4）、0.630～0.690μm（ETM3）三個波段，分別賦予紅、綠、藍三色合成的假彩色圖像，然后融合0.520～0.90μm（ETM8），空間分辨率到達30m，經過波段融合之后可以達到15m，經過處理的影像能較好地揭示各種地質體特征，最后經過圖像裁剪和拉伸增強處理［4-5］，生成一幅滿足1：25萬遙感地質解譯的圖像（圖1）。

圖1 埃塞俄比亞西部地區衛星影像圖

3 遙感地質解譯

3.1 地層解譯

埃塞俄比亞西部地區的地層出露面積均較為廣泛，各地質單元的巖性組合特征及遙感影像（ETM）特征如下：

3.1.1 第四系

①沖積物（Qhal）

遙感影像特征：灰白色色調、夾淺灰色，板狀、稀點、黑斑，細斑紋理，水系較為發育、多為樹枝狀水系或辮狀水系。

②沖洪積物（Qhpal）

遙感影像特征：褐灰色色調，板狀、條帶狀地形形態，細斑紋理、平行線紋理，水系較為發育，以扇狀水系最具代表性。

③湖沼積物（Qhfl）

遙感影像特征：淺綠色夾灰褐色色調，板狀、面狀地形形態，黑斑、細斑紋理，水系以呈星點狀分布的小湖泊為主。

3.1.2 新近系

①Tulu Wolel組（Ntw）：火山巖伴隨有次生玄武巖。

遙感影像特征：淺灰褐色夾淺棕色，半圓渾山脊，平直山坡，條帶狀、似層狀、細點紋理，局部團塊狀，水系較為發育，多為樹枝狀水系、梳狀水系等。

②Tarmaber Megezez層（Nt）：過渡和堿性玄武巖。

遙感影像特征：淺褐灰色、褐紫色，圓渾山脊，凸坡，條塊狀、團塊狀、斑點紋理，水系較為發育，多為樹枝狀水系、梳狀水系等。

3.1.3 古近系

Makonnen層（Em）：洪流玄武巖，通常直接覆蓋在水晶的第一層。

遙感影像特征：淺灰色、土灰色局部夾綠灰色，半圓渾山脊，平直山坡，條帶狀、細密紋理，水系較為發育，多為樹枝狀水系、梳狀水系等。

3.1.4 侏羅系

Adigrat組（Ja）：砂巖。

遙感影像特征：淺褐灰色夾淺棕灰色，半圓渾山脊，平直山坡，條帶狀、似層狀、細密紋理，水系較為發育，多為樹枝狀水系、梳狀水系等。

3.1.5 晚元古界

Birbir組（Pt3b）：變質火山巖和淺變質巖。

遙感影像特征：褐灰色、灰白色、夾綠灰色、局部深紫色，半渾圓山脊，凸坡，條塊狀、團塊狀、條帶狀，細點紋夾斑點紋理，水系中等發育，多為樹枝狀水系。

3.1.6 太古界

Baro組（Arb）：變質程度較低的片巖及片麻巖類。

遙感影像特征：褐灰色、綠灰色色調，半渾圓山脊，直坡，壟崗狀地形地貌，條帶狀、細密紋理，水系中等發育，多為樹枝狀水系。

Alghe群（Ara）：變質程度稍高一些的片麻巖和麻粒巖類，另有過渡類型的混合巖類存在。

遙感影像特征：淺棕紫色、棕灰色，半渾圓山脊，凸坡，條塊狀、條帶狀、細密紋夾斑點紋理，水系中等發育，多為樹枝狀水系。

3.2 構造解譯

構造解譯顯示埃塞俄比亞西部地區整體為SN向構造格架，從古生代以來一系列的逆沖走滑作用，至新生代早期的局部拉張，形成了區內復雜的地質構造背景，其中斷裂構造、褶皺構造及環形構造均較為發育（圖2）。

圖2 埃塞俄比亞西部地區構造解譯圖

3.2.1 斷裂構造

斷裂構造解譯結果顯示區內總體以近SN向斷裂構造為主，NW向斷裂次之，近EW向斷裂有少量出現。SN向主斷裂控制著工作區內總體構造格架。兩大區域斷裂在工作區內的西北端大部分被第四系沖洪積物掩蓋，東南端出露較明顯，區域延伸較遠。NW向及近EW向斷裂形成時期相對較晚，切割了區內SN向斷裂構造帶。

3.2.2 褶皺構造

區內褶皺構造較為發育，大型褶皺構造主要出露在工作區西南部，軸面走向均為近SN及NNW方向，并且區內后期斷裂構造明顯的對褶皺構造進行了比較強烈的切割改造，使得褶皺構造兩翼均有變形，局部后期剝蝕出露不太完整。

3.2.3 環體構造

本次解譯出環體構造共18處，衛星圖像環體地形上表現為弧形或環形的正、負地形、圓形的山岳或盆地、環形色異常。

4 遙感異常信息提取

ETM遙感異常信息的提取以主成分分析法為主要方法，輔以比值法、光譜角制圖法。主成分分析法主要采用的是ETM1、2、3、4波段的組合，來提取鐵染異常，利用ETM1、4、5、7提取羥基異常。比值法在鐵染異常提取過程中的波段比為ETM3/1來提取礦物異常，利用ETM5/7提取蝕變礦物異常。為突出異常強度的變化信息，利用統計法將異常強度分為1級、2級、3級異常。

遙感異常信息提取顯示鐵染異常在區內東南部、西部和東北部有較大面積的出露，其中在漸新統洪流玄武巖，上-下侏羅統石灰巖、頁巖，上元古界角閃巖、石英巖和石墨千枚巖，下元古界黑云母片巖、片麻巖、大理石及石墨片巖等地層內以及與前寒武紀和顯生宙各期花崗巖接觸帶、線性構造及褶皺構造帶發育等地段集中發育，其他地區零星分布。通過遙感數據處理所提取的鐵染異常主要出現在地表裸露地區，包括基巖裸露區、斷層破碎帶、河谷兩側及坡積帶等地，大致呈帶狀、團塊狀、不規則狀沿SN向、NW向、NE向構造帶及地層與其他巖體的接觸邊界上集中分布。大多與構造熱液作用及巖漿熱液作用所帶來的含礦物質的蝕變有關，部分異常區可能受礦物質漂移影響。羥基異常在區內的中南部、東北部集中出露，其中在下元古界變質砂巖、石英巖和二云母片巖，太古界黑云角閃片麻巖、麻粒巖和復片麻巖，與第四系玄武巖、噴出錐和玄武碎屑巖，新近系洪流玄武巖以及前寒武紀和顯生宙各期花崗巖接觸帶附近集中發育。羥基異常一般呈帶狀、團塊狀、不規則狀沿SN向、NW向、NE向展布，其他地區零星分布，其展布沒有明顯規律性。羥基異常出露的主要地貌類型為較平坦的高原面、低山、丘陵及平原地貌區。

圖3 埃塞俄比亞西部地區遙感重點工作區圈定

5 遙感找礦重點工作區的圈定與評價

在遙感地質解譯的基礎上，結合區內的主要控礦要素和有利成礦條件分析，筆者在研究區進行了礦產勘查戰略選區，初步圈定了3處遙感重點工作區（W1-W3）（圖3）。

5.1 W-1遙感重點工作區

W-1區位于工作區中部，區內主要的出露巖性為太古代的黑云母角閃巖，變質火山巖等，主要的出露巖體為同構造的花崗巖，早期的變質玄武巖、安山巖、流紋巖等；區內構造較為發育，共解譯出斷裂五條，其中NE向2條，EW向2條，SN向1條，影像顯示，沿著斷裂帶的兩側，巖性較為復雜，推測為在斷裂同期可能沿著斷裂帶形成了小型侵入巖脈以及石英脈等和構造變質巖石工作作用的結果；區內遙感異常明顯，主要為鐵染1級到3級異常，與區內的巖體及構造套合比較好，對尋找構造熱液型礦產以及與石英脈作用相關的金礦有一定的指示意義。

5.2 W-2遙感重點工作區

W-2區位于工作區東北部，重點區內出露較大面積的太古代的黑云角閃巖，變質火山巖等，區內共解譯出斷裂五條，其中，SN向3條，NW向1條，SN向1條；環體構造3處，推測為蝕變作用引起；遙感異常較為零星，總體上沿著斷裂帶有零星不連續展布，鐵染、羥基1級到1級均有出露，二者疊加較好，是尋找石英脈型金礦的有利區域。

5.3 W-3遙感重點工作區

W-3區也位于工作區的東北部，區內主要出露的巖性為太古代的黑云角閃巖，變質火山巖等，重點區內斷裂構造帶及其發育，本次共解譯出斷裂構造4條，其中NNE向兩條，NE向1條，SN向1條，其中SN向構造規模較大，見2處環體構造，推測為蝕變環體；遙感異常發育，主要為鐵染1級及羥基1級異常，鐵染2級異常有少量發育，有一定尋找構造熱液型礦產的前景。

6 結論

通過此次遙感地質解譯，完成主要成果：1）解譯出研究區巖石地層信息，出露的地層主要為第四系、新近系、古近系、侏羅系、晚元古界、太古界；2）解譯出大量的構造信息，整體為SN向構造格架，其中斷裂構造、褶皺構造及環形構造均較為發育；3）提取出遙感光譜蝕變信息和蝕變礦化信息，大多鐵染異常與構造熱液作用及巖漿熱液作用所帶來的含礦物質的蝕變有關，出露在區內東南部、西部和東北部等地區，羥基異常在區內的中南部、東北部集中出露。對這些信息進行地學統計和綜合分析后，圈定了3處重點工作區域，為下一步工作提供指導意義。

［1］代晶晶.埃塞俄比亞西部巖漿熔離型鐵礦遙感找礦模型［J］.遙感技術與應用，2012，27（3）：380-386.

［2］張玉君，曾朝銘，陳薇.ETM—TM蝕變遙感異常提取方法研究與應用：方法選擇和技術流程［J］.國土資源遙感，2003，56（2）：44-49.

［3］楊國防，林子瑜.蒙古國然楚勃林地區遙感地質解譯及鈾成礦預測［J］.世界核地質科學，2014，31（3）：519-525.

［4］童勤龍，劉德長.剛果（金）加丹加省遙感地質解譯與礦產勘查戰略選區［J］.世界地質，2015，34（2）：531-541.