西昆侖成礦帶黑恰達坂溫泉溝群含鐵層位的圈定

楊金中， 陳薇， 王輝

(1.中國國土資源航空物探遙感中心,北京100083； 2.中國煤炭地質總局航測遙感局遙感院,西安 710054)

西昆侖成礦帶黑恰達坂溫泉溝群含鐵層位的圈定

楊金中1， 陳薇1， 王輝2

(1.中國國土資源航空物探遙感中心,北京100083； 2.中國煤炭地質總局航測遙感局遙感院,西安 710054)

為了更好地發揮遙感技術在我國西部艱險復雜地區地質找礦工作中的作用，利用WorldView2,QuickBird,IKONOS,ASTER和ETM+等多元遙感數據，采取去相關、比值計算、主成分分析和圖像融合等圖像處理方法，在西昆侖成礦帶黑恰達坂一帶開展了1∶50 000遙感地質解譯和遙感異常提取研究，對黑恰達坂附近的菱鐵赤鐵礦礦化帶分布情況進行了調查，并通過野外驗證快速圈定了溫泉溝群的含鐵層位。該礦化帶賦存在下志留統溫泉溝群，延伸長約120 km，其西北部被巖體侵蝕，東南部被喀拉塔格斷裂截切，具有層位穩定、沿走向傾向連續性好、規模大的特征，是開展礦產資源調查工作的有利地區。調查結果表明，遙感技術已經成為地質礦產調查工作不可或缺的手段之一，必將在地質找礦工作中發揮重要作用，加速區域找礦突破進程。

遙感地質調查； 菱鐵赤鐵礦礦化帶； 西昆侖成礦帶； 黑恰達坂

0 引言

為滿足當前經濟建設和人民生活對礦產資源的需求，以遙感數據為信息源，利用地質體、地質構造和地質現象等對電磁波譜的響應特征，通過數字圖像處理和遙感地質解譯，測量或獲取(肉眼難以發現的)地質參數、填繪地質圖件、研究地質問題、開展成礦預測、間接或直接發現礦體，已經成為遙感地質工作者的一項重要工作[1-5]。本文利用WorldView2,QuickBird,IKONOS,ASTER和ETM+等多元遙感數據，采取去相關、比值計算、主成分分析和圖像融合等圖像處理方法，在西昆侖成礦帶黑恰達坂一帶開展了1∶50 000遙感地質解譯和遙感異常提取研究，對黑恰達坂附近的菱鐵赤鐵礦礦化帶情況進行了調查，并通過野外驗證快速圈定了溫泉溝群的含鐵層位，加速了區域找礦突破進程。

1 研究區概況

研究區位于新疆維吾爾自治區麻扎以東黑恰達坂，西北端起于219國道麻扎以東40 km的黑恰道班東側，沿喀拉塔格山展布； 地理范圍在E36°20′～36°25′，N77°32′～77°37′之間，面積約3 600 km2； 區域平均海拔4 800 m，為典型高原高山區。該區位于青藏高原西北緣，占據了西昆侖和喀喇昆侖中段，西鄰帕米爾構造結，向東與康西瓦和蘇巴什構造帶相連。麻扎構造混雜巖帶橫穿該區。

已有的地質礦床調查揭示，區內地層發育齊全，長城系賽圖拉巖群、薊縣系桑株塔格群、奧陶系冬瓜山群、志留系溫泉溝群和達坂溝群、泥盆系落石溝組和天神達坂組、石炭系帕斯群和恰提爾群、二疊系黃羊嶺群、神仙灣群和溫泉山組、三疊系巴顏喀拉山群和賽力亞克達坂群、侏羅系龍山組、白堊系鐵隆灘群、新近系帕卡布拉克組和阿圖什組雜布其間。區域含礦地層為下志留統溫泉溝群，巖性為一套淺變質巖夾碳酸鹽巖，由灰色白云質灰巖、灰巖、泥灰巖夾細砂巖、絹云砂質板巖及千枚巖構成。容礦建造為一套深棕褐色的淺海相細碎屑巖-碳酸鹽巖沉積，空間上呈NW―SE向展布，與一套灰白色(風化色為灰白色，新鮮面呈深灰色)含黃鐵礦的斑點狀千枚巖、絹云母板巖共生。區內已知的黑黑孜站干中型鐵礦即賦存在溫泉溝群地層中。

2 典型礦床剖析

李榮社等[6]于2008年以分布在康西瓦大斷裂南側的黑恰達坂、呈EW向展布的銅礦和含銅鉛鋅多金屬的菱鐵礦床、點為原型，總結出的黑黑孜站干式礦床是本區重要的典型礦床。它是一種容礦于志留統溫泉溝群淺海相細碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造中的沉積變質、熱液疊加層控型礦床。2012年中國地質調查局“西部重要成礦區帶高分遙感地質礦產調查技術研發與應用示范”項目對黑恰達坂地區進行野外查證時，發現2個正在開采的菱鐵礦點(圖1)。通過遙感解譯和與已有地質資料的綜合分析，確定這2個礦點的礦化發生在下志留統溫泉溝群中，正是區域典型礦床研究的原型。

(圖中數字為已知礦點編號，底圖為IKONOS B3(R)，B2(G)，B1(B)融合圖像)

從圖1可以看出，1號和2號礦點處于下志留統溫泉溝群同一層位上，并產在菱鐵赤鐵礦化帶中。據此建立如下找礦標志： ①含礦地層下志留統溫泉溝群,礦體空間分布嚴格受地層控制，容礦建造為一套深棕褐色的淺海相細碎屑巖-碳酸鹽巖沉積(以粉砂質板巖為主)，該套地層可作為黑恰達坂菱鐵礦的直接找礦標志層； ②地層中的菱鐵礦和赤鐵礦富集，亦是較為直接的找礦標志； ③與容礦建造伴生的含黃鐵礦的斑點狀千枚巖和絹云母板巖也可作為黑恰達坂間接找礦標志。

3 礦化帶遙感調查

通過對黑恰達坂菱鐵礦礦床特征的分析和建立的找礦標志可知，容礦建造為下志留統溫泉溝群中深棕褐色的淺海相細碎屑巖-碳酸鹽巖沉積(以粉砂質板巖為主)； 對容礦建造的跟蹤和空間范圍的圈定，對區域遙感找礦和成礦預測具有重大意義。

3.1 遙感數據源

本文使用的衛星數據包括WorldView2,QuickBird,IKONOS等高分辨率衛星遙感數據和ASTER,ETM+等中等分辨率遙感數據。前者的地面分辨率多優于1m，但缺乏地質調查常用的近紅外和短波紅外波段； 后者的地面分辨率分別為15 m和30 m，覆蓋的波段范圍較廣，波段數較多。

3.2 高分辨率遙感數據處理

高分辨率遙感數據可用于準確識別(礦化)地質體和地質構造的邊界[7-9]。根據已知的礦化實況，利用IKONOS的B3(R)，B2(G)，B1(B)組合數據進行圖像融合和去相關處理。在該融合圖像中，已知礦化區內的菱鐵-赤鐵礦礦化帶表現為不同深淺的褐色，呈規則條帶狀影紋圖案，礦化帶呈層狀，與地層走向一致； 底板圍巖色調以暗灰藍―暗褐黑色為主，間紅褐色； 頂板圍巖色調為藍色―淺藍灰―灰黃灰色，呈帶狀延伸，礦化帶與圍巖界線清楚； 菱鐵-赤鐵礦礦體色調呈暗紅褐色，沿礦化帶呈窄條帶狀斷續延伸(圖1)。

采用IKONOS的B1,3,4,2數據進行主成分分析，取第三主分量與原始B1,3數據組合得到新圖像，進一步突出了菱鐵-赤鐵礦化帶(紅色條帶)及伴生圍巖(淺紅色條帶)(圖2)。

圖2 菱鐵-赤鐵礦化帶增強效果

3.3 中等分辨率遙感數據處理

利用多光譜遙感數據，對特定巖性或巖性組合進行提取，已經成為遙感地質調查工作的重要手段[7-12]。對區內的ETM+遙感數據進行了B7(R)，B3(G)，B1(B)圖像融合處理，已知的菱鐵-赤鐵礦化帶在融合圖像中表現為淺土黃色調異常帶，呈NW―SE向展布(圖3(a))。通過波段比值計算和主成分分析，將B5/B7,B4/B2和B 1,4,5,7這4個波段經主成分分析得到的第4主分量進行融合，在Photoshop軟件中進行反向拉伸后，得到如圖3(b)所示的圖像。該菱鐵-赤鐵礦化帶在該融合圖像中表現為淺紅褐色異常帶，延伸形跡清楚，寬窄變化一目了然。在利用B1,4,5,7這4個波段經主成分分析得到的第4,3,2主分量進行融合的圖像中，該菱鐵-赤鐵礦化帶表現為淺灰色異常帶(圖3(c))。在利用B5/B7和B 1,3,4,5這4個波段經主成分分析得到的第4,3主分量進行融合的圖像中，該菱鐵-赤鐵礦化帶表現為淺紅色異常帶(圖3(d))。

(a) ETM+B7(R)，B3(G)，B1(B)融合圖像(b) B5/7,B 4/2和PC4融合圖像

(c) PC4,3,2融合圖像 (d) B5/7和PC4,3融合圖像

圖3中等分辨率遙感數據處理效果

Fig.3Processingeffectofmediumresolutionremotesensingdata

在利用多種方法進行處理后的圖像中，該菱鐵赤鐵礦化帶的影像表現穩定，各種遙感色調異常的分布位置、長度和寬度等變化不大。據此，利用ETM+遙感數據對該異常帶的兩側延伸位置進行了數據處理和遙感解譯，對黑恰達坂附近的菱鐵-赤鐵礦化帶分布情況進行了初步確定(圖4)。

圖4菱鐵赤鐵礦化帶分布示意圖

Fig.4Distributionofsiderite-hematitemineralizationbelt

3.4 野外查證

對遙感解譯及菱鐵-赤鐵礦化帶信息提取的帶狀影像單元進行了野外驗證。調查結果表明，礦化帶呈紅色，產在志留系溫泉溝群頂部，巖性為深灰色絹云千枚巖、變絹云母粉砂巖、細砂巖及灰巖，產狀為50°～60°，容礦建造為一套含礦碳酸巖夾碎屑巖沉積。礦化帶產狀與地層產狀基本一致，延伸方向320°，傾角50°～70°，寬度200～500 m。礦體多賦存于礦化帶下部，產狀與礦化帶產狀基本一致，厚度40～70 m，一般厚約50 m。礦體多呈層狀、似層狀或扁豆狀，層控特征明顯。礦石礦物以菱鐵礦和赤鐵礦為主，礦石全鐵含量50%左右。在構造節理旁側或小斷層帶內，因構造擠壓作用，赤鐵礦含量明顯增加。

選取代表性強的菱鐵-赤鐵礦化帶中的菱鐵礦樣品進行化學分析，測定結果顯示，單個樣品最高全鐵品位55.00%，最低品位44.30%，平均品位50.45%，遠高于菱鐵礦工業品位(20.00%)。礦石主要發育粗晶自形-半自形結構，主要為塊狀構造和條帶狀構造。菱鐵礦礦石成分單一，主要礦石礦物為原生菱鐵礦，含量占礦石總量的70%以上，部分已氧化成赤鐵礦。脈石礦物主要為石英(10%～20%)、白云母(3%～5%)和鐵白云石，其次為少量黃鐵礦和黃銅礦，偶見石墨、電氣石和磷灰石等。菱鐵礦呈半自形-自形粒狀結構，粒度變化較大。

1號和2號礦點位于區域大紅柳灘―巴顏喀拉邊緣裂陷造山帶和甜水海微陸塊之間的斷裂帶(下文統稱“大紅柳灘―甜水海斷裂”)的東北側，空間上位于同一地層，容礦建造呈NW―SE向展布，地表出露寬度為西北段稍窄、東南段稍寬，而與之共生的間接標志層西北段窄、東南段寬的特征更為典型。5號礦點(野外驗證中發現其正在建設采礦道路)則位于大紅柳灘―甜水海斷裂之西南側，在區域上因受到該斷裂帶的影響，巖石地層極其破碎，容礦建造呈透鏡狀出露，空間延伸方向大致與大紅柳灘―甜水海斷裂方向一致。3,4,6號礦點均為礦化點，礦石品位相對較低。

4 找礦建議

如圖4所示，該菱鐵-赤鐵礦礦化帶延伸長約120 km，其西北部被巖體所侵蝕，東南部被喀拉塔格斷裂截切； 受區域地層褶皺影響，與容礦建造一起變形產出。其成因屬于熱水沉積-構造改造型，具層位穩定、沿走向傾向連續性好、規模大的特征。野外驗證表明，該菱鐵-赤鐵礦礦化帶規模巨大，部分地段礦石品位較高，具有很好的找礦前景。

目前，針對該礦化帶的勘查工作相對較少。建議對該礦化帶進行詳細的地面地質調查，進一步查明該帶的變形變質特征、礦化層富集及分布特征以及礦化與區域巖漿活動、構造活動的關系，尤其加強對該帶東部在喀拉塔格斷裂附近出露情況的驗證。在1,2,5號礦點附近宜部署1∶50 000礦產調查甚至礦產普查工作，以查明富礦體的三維空間分布特征，圈定工業礦體，評價其資源量。對3,4,6號礦化點附近地區應優先開展區域剝蝕深度調查，查明該類礦化體的保存條件和構造改造情況，再根據調查結果部署后續工作。

從遙感影像形跡分析來看，區域菱鐵-赤鐵礦礦化帶在延伸方向上有局部增厚的跡象； 富礦體多分布在NW向礦化帶與NE向斷裂(40°左右)交匯部位，可能是后期熱液沿斷裂帶對礦體有過疊加成礦作用的緣故； NW向斷裂和近EW向斷裂多錯斷礦帶，使礦帶在走向上不連續，故應注意對其構造運動方向的調查和研究； 礦帶在西北部被巖體所侵蝕，存在越靠近巖體、礦石品位越高的現象，應優先安排對礦化帶西北部的調查工作。

5 結論

1)西昆侖黑恰達坂附近的菱鐵-赤鐵礦化帶延伸長約120 km，其西北部被巖體所侵蝕，東南部被喀拉塔格斷裂截切，具有層位穩定、沿走向傾向連續性好、規模大的特征，是開展礦產資源調查工作的有利地區。

2)遙感技術是地質找礦工作不可或缺的手段之一，在已知礦化帶延伸方向研究、礦化空間圈定、成礦/控礦條件研究等方面具有技術優勢，必將在我國西部艱險復雜地區的地質找礦工作中發揮重要作用[3-4]。綜合應用多源、多尺度遙感數據，可以準確圈定地質體的界線； 利用多光譜遙感數據進行遙感蝕變異常提取，可以獲取與礦化蝕變相關的找礦信息。在典型礦床或礦(化)點剖析和遙感找礦模型研究等基礎上，通過對成礦地質背景、成礦地質條件和成礦地質形跡等與成礦地質作用有關的成礦、控礦和找礦信息的遙感圖像解譯和提取，預測新的找礦有利地段，甚至直接發現含礦地質體，為地質找礦提供可靠的基礎信息，是遙感地質找礦工作的重要意義所在。

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(責任編輯：劉心季)

DelineationofironformationinWenquangouGroupalongHeiqiaPassinWestKunlunmetallogenicbelt

YANG Jinzhong1， CHEN Wei1， WANG Hui2

(1.ChinaAeroGeophysicalSurveyandRemoteSensingCenterforLandandResources，Beijing100083，China；2.RemoteSensingApplicationInstituteofARSC，Xi’an710054，China)

Using middle and high resolution remote sensing data such as WorldView2, IKONOS, QuickBird, ASTER and ETM+, and their processing methods such as de-relatedcalculation, ratio calculation, principal component analysis and image fusion, the authors delineated a siderite-hematite mineralization belt along Heiqia Pass in West Kunlun metallogenic belt on the basis of the field survey. The belt occurs in the Lower Silurian Wenquangou Group and stretches 120 km long northwestward, and has been eroded by the rock mass in the northwest part and truncated by Kalatage fault in the southeast part. Its ore-bearing layers remain stable, and its continuity in formation strike and dip direction is very good, so the belt is favorable for mineral resources investigation. The results of the survey show that geological survey with remote sensing technology is one of indispensable methods in regional geological and mineral resources survey, and will play an important role in the geological prospecting in western metallogenic belts, especially in the complex and dangerous regions.

geological survey with remote sensing method； siderite-hematite mineralization belt； West Kunlun metallogenic belt； Heiqia Pass

10.6046/gtzyyg.2017.03.28

楊金中,陳薇,王輝.西昆侖成礦帶黑恰達坂溫泉溝群含鐵層位的圈定[J].國土資源遙感,2017,29(3)：191-195.(Yang J Z,ChenW,Wang H.Delineation of iron formation in Wenquangou Group along Heiqia Pass in West Kunlun metallogenic belt[J].Remote Sensing for Land and Resources,2017,29(3)：191-195.)

2016-02-18；

2016-03-17

中國地質調查局地質調查項目“西部重要成礦區帶高分遙感地質礦產調查技術研發與應用示范”(編號： 12120113100100)和“重要成礦帶遙感地質調查綜合研究”(編號： 1212011087106)共同資助。

楊金中(1970-)，男，博士，研究員，主要從事礦產資源遙感調查、礦山遙感監測等工作。Email： 67786808@qq.com。

TP 79

： A

： 1001-070X(2017)03-0191-05