黑色巖系型金礦遙感解譯與成礦規律研究——以烏茲別克斯坦龍套金礦床為例

裴亞倫，尹顯科，王 波、，尹 滔，范 敏，袁華云

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黑色巖系型金礦遙感解譯與成礦規律研究——以烏茲別克斯坦龍套金礦床為例

裴亞倫1，尹顯科1，王 波1、2，尹 滔1，范 敏1，袁華云1

（1.四川省地質調查院，成都 610081；2.成都理工大學，成都 610081 ）

黑色巖系型金礦床是世界最具工業價值的金礦床類型之一，其勘查方法種類繁多。通過對已發現的黑色巖系型金礦床進行遙感地質解譯，利用影像上色、形、紋等標志，結合其地質背景來建立一套遙感找礦模型，能夠對該類型金礦床尋找提供高效、便捷的途徑。研究以亞洲最典型的黑色巖系型金礦床—烏茲別克斯坦穆龍套金礦床為例，通過對礦床區域地層、構造及蝕變等遙感信息進行詳細解譯，建立了相應的遙感解譯標志，總結出了該類金礦床的遙感特征及成礦規律，建立了遙感找礦模型。

遙感；金礦床；黑色巖系；找礦模型

黑色巖系是指含有較多有機碳及硫化物的暗灰黑色的硅巖、碳酸鹽巖、泥質巖及其相應變質巖石組合的總稱。黑色巖系型金礦床是指賦存于高有機碳含量的淺變質巖系中的層控礦床。淺變質巖系以碎屑巖為主，常含碳酸鹽巖、硅質巖和火山巖，但以砂巖、板巖為主。

表1 陸地衛星ETM影像的觀測參數

黑色巖系在全球有較為廣泛的分布，如在俄羅斯西伯利亞里菲界上部，印度小喜馬拉雅、巴基斯坦北部、伊朗、法國南部、蒙古、澳大利亞南部、加拿大等地的下寒武統底部，英格蘭-芬蘭-德國到中歐的上二疊統，以及中亞地區元古宙和古生代地層中均有分布。黑色巖系通常富含大量的有機質和豐富的鉑族原始以及Cu、Ni、Mo、Au、U、V、Mn、Fe、Co、Bi、Cr、Se、Hg、Sb、W等金屬元素，這些元素，在適當條件下均可形成一定規模的礦床，黑色巖系金礦是其中一類。

以烏茲別克斯坦穆龍套金礦床為例，研究黑色巖系型金礦床的遙感特征，其目的是通過成礦規律研究建立遙感找礦模型。

1 穆龍套黑色巖系型金礦床遙感解譯

1.1 遙感數據處理及影像制作

2）波段組合分析，對穆龍套金礦區經波段特征分析，采用波長為2.09～2.53 μm（ETM7）、0.775～0.90μm（ETM4）、0.630～0.690 μm（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），經過處理的影像能較好地揭示各種地質體特征；因此工作區采用以上波段組合制作假彩色合成圖像（表1）。

3）圖像校正與圖像鑲嵌，選擇多項式法進行配準糾正，配準糾正過程中采用雙線性法或立方卷積法重采樣。鑲嵌的方法采用先校正后鑲嵌。

4）圖像的處理方法，通過對各波段亮度級、標準差以及波段的相關性進行分析比較，最終選擇亮度級差大、標準差大、波段間相關性小的ETM7、ETM4、ETM3進行波段組合，融合ETM8波段，制作圖幅的基礎圖像。針對局部解譯目標信息實施針對性增強處理的方法，主要選擇波段組合法、比值組合法、主成分分析法、HIS彩色空間變換法、邊緣增強和融合技術等圖像增強處理方法。

1.2 礦區區域ETM影像特征

影像數據的時相較好， 植被覆蓋較少，80%以上為地表裸露區，沿河谷及河谷兩岸有少量綠色植被覆蓋，地表風化作用 較強，因此地表多為薄層的第四系覆蓋，但地質單元的遙感標志特別明顯（圖1）。

遙感影像圖面較為光滑的棕灰色夾暗灰色色調，團塊狀、條帶狀，第四系地層大致沿河谷展布，棕灰褐色，板狀，細密紋理，水系較為發育。影像中部地區志留系-泥盆系地層為暗灰色、灰白色夾淺紫色、條帶狀、似層狀、細密紋理，水系中等發育；白堊系-新近系地層為棕灰色、褐灰色、條帶狀、似層狀、細密紋理，水系中等發育；東南部地區的二疊系地層為棕紅色夾淺紫色、條塊狀、細點紋、水系不發育。

圖1 穆龍套金礦區域ETM衛星影像圖

圖2 穆龍套金礦區區域地質及ETM影像特征示意圖

（Q:第四系 S4：志留系四段 S3-2：志留系三段上部 S3-1：志留系三段下部 S2-2：志留系二段上部 S2-1：志留系二段下部 S1：志留系一段 D：泥盆系 K-N:白堊系-新近系）

1.3 礦區區域地質遙感特征

據已有資料，該礦區出露地層主要為志留系-泥盆系砂巖、板巖、碳酸鹽巖、硅質巖和火山巖等淺變質巖。在區域構造上處于復背斜與深斷裂交切部位的附近，即NW向的復背斜與近EW向的斷裂相交切部位，礦區內斷裂、褶皺構造極為發育，北面、西面均有近EW向近于直立的深斷裂，及其產生的不同方向的次級斷裂，在礦區內形成連通網，成為含礦熱水溶液運移的通道，使穆龍套金礦床呈現為一個延深很大的礦樓形式。

在了解穆龍套金礦區區域地質背景的情況下，結合遙感影像數據，我們通過由點到線，由線到面，由已知到未知的解譯方法，對礦區做了遙感地質解譯，形成了礦區遙感地質特征圖，并建立了詳細的遙感解譯標志（圖2、圖3）。

圖3 根據遙感解釋對地層分段

1.3.1礦區地層

由于所剪圖形的位置和方向不同，視角上會影響學生對所剩圖形面積的大小的判斷。通過觀察思考，筆者讓學生感受到同樣大小的正方形中，減去同樣大小的長方形，剩下部分的面積大小相等，這與長方形所在的位置或擺放形式無關。

礦區出露地層主要有志留系、泥盆系、白堊系-新近系，志留系地層主要為炭質千枚巖、千枚巖、炭質板巖、炭質片巖、炭質砂巖、變質砂巖、粉砂巖和泥巖等，黑色碎屑巖系為賦礦巖性；泥盆系為砂巖、粗砂巖等；白堊系-新近系巖性主要為砂巖、粉砂巖、泥巖等。

1）志留系四段（S4）：粉砂巖、變質砂巖等。遙感影像特征為：棕褐色夾灰白色、團塊狀、條塊狀、細點紋理，局部見層狀，蝕變不明顯，植被覆蓋較少，水系中等發育。

2）志留系三段蝕變帶（S3-2）：蝕變的炭質砂巖、變質砂巖、粉砂巖、泥巖等。遙感影像特征為：棕紅色夾暗灰色、團塊狀、條塊狀、細點紋理，局部見層狀，蝕變較為明顯，呈斑塊狀，植被覆蓋較少，水系中等發育。

3）志留系三段（S3-1）：炭質砂巖、變質砂巖、粉砂巖、泥巖等。遙感影像特征為：棕褐色夾灰白色、團塊狀、條塊狀、細點紋理，局部見層狀，蝕變不明顯，植被覆蓋較少，水系中等發育。

4）志留系二段蝕變帶（S2-2）：蝕變千枚巖、炭質千枚巖、炭質板巖、變質砂巖等。遙感影像特征為：暗灰色夾灰白色、板狀、條帶狀地形、平行線狀、羽狀紋理，局部見層狀，蝕變較明顯，呈面狀分布，植被覆蓋適中，水系中等發育。

5）志留系二段（S2-1）：千枚巖、炭質千枚巖、炭質板巖、變質砂巖、泥巖等。遙感影像特征為：暗灰色夾灰白色、板狀、條帶狀地形、平行線狀、羽狀紋理，局部見層狀，植被覆蓋適中，水系中等發育。志留系一段（S1）：炭質片巖、板巖、泥巖等。遙感影像特征為：棕灰色夾灰白色、板狀地形、平行線狀紋理，地表風化剝蝕較明顯，植被覆蓋適中，水系中等發育。

6）泥盆系（D）：砂巖、粗砂巖等。遙感影像特征為：褐灰色、灰白色、團塊狀、粗點紋，龍崗狀地形，植被覆蓋稀少，水系不發育。

7）白堊系-新近系（K-N）：巖性主要為砂巖、粉砂巖、泥巖等。遙感影像特征為：棕灰色夾灰綠色、板狀、條帶狀、細密紋、平行線紋理，板狀地形，植被覆蓋稀少，水系較發育。

1.3.2礦區構造

區內斷裂構造發育，主要斷裂走向近EW向，還有眾多不同方向延伸的小型次級斷裂；地層走向主要為北西西向，局部受斷裂影響，地層呈近東西向及北西向。斷裂構造影像特征主要為線性延伸的負地形，巖性標志層被錯斷，斷層三角面，線性延伸的色異常，水系彎曲等。礦區的斷裂構造控制著礦體的展布及規模，為含礦熱液的運移、富集成礦提供了豐富的條件（圖4）。

1.3.3礦區地層

礦體圍巖蝕變較強，見褐鐵礦化、黃鐵礦化、黑云母化、硅化、綠泥石化、綠簾石化等。ETM影像上褐鐵礦化、黃鐵礦化表現為棕紅色色斑，呈侵染狀、條帶狀，斑塊紋理；硅化、綠泥石化、綠簾石化表現為暗灰白色夾淺紫色，呈侵染狀、面狀分布、密點、紋理較細膩（圖5、圖6）。

圖5 褐鐵礦化、黃鐵礦化

圖6 硅化、黑云母化、綠泥石化

2 黑色巖系型金礦床的成礦規律遙感示范研究

2.1 黑色巖系型金礦床成礦規律

1）成因：目前大多數人認為黑色巖系型金礦是變質熱液型，該模式認為金來自初始的沉積，后在沉積及區域變質、動力變質和熱液蝕變作用中，金又在巖層內發生重新分配、富集，從而形成網狀礦床。

2）找礦標志：地層：富含炭質的細碎屑巖—碳酸鹽巖，重點尋找富含炭質的細碎屑巖。①構造：主要為韌性剪切帶，韌性剪切構造對成礦起了決定性作用，不僅起到導礦作用，還起到容礦作用，尤其是在脆、韌性多期轉換的地帶對成礦最為有利，是找礦的重點部位。②蝕變：黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、硅化以及弱石墨化等。

2.2 黑色巖系型金礦床遙感找礦模型探索

表2 黑色巖系金礦遙感找礦模型

通過對穆龍套金礦的解譯分析，黑色巖系型金礦的含礦圍巖主要為早古生界富含炭質細碎屑巖及碳酸鹽巖等，礦體多受斷裂構造控制，特別是韌性剪切帶對成礦更有利。黑色巖系型金礦區在遙感影像上表現為灰黑色、灰褐色夾灰白色，板狀、條帶狀地形，平行狀、羽狀紋理，線性構造特別發育，見褐灰色、暗灰色、侵染狀及面狀蝕變帶。由此總結出一套遙感找礦模型如下表（表2）。

3 結論

黑色巖系型金礦床主要出露于早古生界的富含炭質的細碎屑巖、千枚巖、炭質片巖、炭質砂巖、變質砂巖、粉砂巖和泥巖等地層中，主要為斷裂控礦，尤其是在脆、韌性多期轉換的地帶對成礦最為有利。

該類礦床的控礦地層在圖像上多呈灰黑色夾灰白色色調，地層形態在影像上多表現為板狀、條帶狀。控礦韌性剪切帶構造總體呈灰黑色調，斷續的線性影像。以褐鐵礦化為主的蝕變類型呈褐黃色調不連續的帶狀或塊狀影紋。硅化、綠泥石化、綠簾石化表現為暗灰白色夾淺紫色，呈侵染狀、面狀分布、密點、紋理較細膩。

[1] 施俊法, 唐金榮, 周平, 金慶花. 找礦模型與礦產勘查[J].地質出版社,2010.10

[2] 梅燕雄, 裴榮富, 楊德鳳, 等. 全球成礦域和成礦區帶*[J]. 礦床地質, 2009，28（4）: 383-389.

[3] 龍漢生,金中國, 張倫尉, 等. 貴州省下寒武統黑色巖系型多金屬礦床研究進展[J]. 礦產與地質, 2010.10

[4] 朱亮璞. 遙感地質學[M]. 北京: 地質出版社,1994:168-176.

[5] 劉春涌, 王永江. 初論黑色巖系型金礦床的基本特征[J]. 新疆地質, 2007.3

[6] 鄭明華, 張壽庭, 劉家軍, 等. 南天山穆龍套金礦床產出地質背景與成礦機制[M]. 北京: 地質出版社,2001

[7] 熊盛青. 國土資源遙感技術應用現狀與發展趨勢[J]. 國土資源遙感, 2002，14（1）: 1-5.

A Study of Remote Sensing Interpretation and Metallogeny of Black Rock Type Gold Deposits——By the Example of the Muruntau Au Deposit in Uzbekistan

PEI Ya-lun1YIN Xian-ke1WANG Bo1,2YIN Tao1FAN Min1YUAN Hua-yun1

（1-Geological Survey of Sichuan Province, Chengdu 610081; 2-Chengdu University of Technology Chengdu 610081）

Black rock type of gold deposits is one of gold deposit types of the most industrial value in the world, with various exploration methods. It is believed that gold deposits of this type may be found by means of remote sensing information such as color, shape, lineament and so on combined with its geological features. This study establishes a remote sensing prospecting model for black rock type of gold deposits based on remote sensing information of regional stratigraphy, structure and alteration by the example of the Muruntau gold deposit in Uzbekistan, providing a convenient and efficient way to find black rock type gold deposits.

black rock series; gold deposit; prospecting model

2017-12-26

“一帶一路”資源環境衛星遙感解譯與應用的課題之一“西亞11國地質礦產與資源環境遙感解譯”項目資助.

裴亞倫（1981-），男，四川渠縣人，工程師，主要從事礦產資源遙感地質綜合調查工作

P631.2；P618.51

A

1006-0995（2018）04-0685-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.04.033