鄂東南地區(qū)遙感找礦模式與靶區(qū)預(yù)測(cè)

胡萬(wàn)強(qiáng),周世卿

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北武漢 430034)

鄂東南地區(qū)遙感找礦模式與靶區(qū)預(yù)測(cè)

胡萬(wàn)強(qiáng),周世卿

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北武漢 430034)

采用遙感圖像資料綜合分析,通過(guò)對(duì)線性、環(huán)形構(gòu)造的系統(tǒng)解譯,結(jié)合物化探資料分析運(yùn)用,在該區(qū)進(jìn)行遙感找礦及靶區(qū)預(yù)測(cè),建立適合鄂東南地區(qū)特點(diǎn)的遙感找礦模式,圈出了找礦預(yù)測(cè)區(qū)9個(gè),其中Ⅰ級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)2個(gè),Ⅱ級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)3個(gè),Ⅲ級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)4個(gè)。

線性構(gòu)造;環(huán)形構(gòu)造;遙感找礦模式;靶區(qū)預(yù)測(cè)

0 引言

研究區(qū)位于長(zhǎng)江中下游鐵銅多金屬成礦帶西端,大地構(gòu)造位置屬于下?lián)P子臺(tái)坪武漢—大冶臺(tái)褶帶內(nèi),其東邊以襄樊—廣濟(jì)斷裂為界與桐柏—大別中央造山帶相隔,南與幕阜山臺(tái)坳相連接,西與江漢盆地相毗鄰,總體呈三角形地帶。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜,著名的鄂東六大巖體分布其內(nèi)。從遙感地質(zhì)構(gòu)造條件分析,區(qū)內(nèi)各類(lèi)地質(zhì)體解譯標(biāo)志明顯、構(gòu)造格架醒目,由熱動(dòng)力構(gòu)造巖塊顯示的環(huán)形構(gòu)造極為清晰,采用遙感技術(shù)在該區(qū)進(jìn)行遙感找礦,繼而進(jìn)行靶區(qū)預(yù)測(cè),能突破常規(guī)地質(zhì)調(diào)查的局限性,這對(duì)鄂東南地區(qū)目前進(jìn)行的危機(jī)礦山、深、邊、盲找礦將具有較好的指導(dǎo)意義。

此次研究工作采取航天遙感資料與航空遙感資料相結(jié)合,以航空遙感資料為主的解譯方法。航空資料為1988年11月攝制的1∶5萬(wàn)彩紅外航片,航天遙感資料是美國(guó)Landsat-7衛(wèi)星數(shù)據(jù)經(jīng)7、5、3波段合成加8波段融合增強(qiáng)制作成的T M圖像,這類(lèi)遙感資料宏觀性強(qiáng),對(duì)區(qū)域構(gòu)造、隱伏構(gòu)造、線性構(gòu)造、環(huán)形構(gòu)造的解譯效果良好。

為了使某些隱晦地質(zhì)構(gòu)造和礦化蝕變信息得到增強(qiáng),對(duì)遙感圖像進(jìn)行了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理:對(duì)典型礦區(qū)和成礦有利地段進(jìn)行了反差增強(qiáng)、不同方位卷積、對(duì)數(shù)變換、哈達(dá)姆變換、不同波段比值等多功能圖像處理[1]。經(jīng)過(guò)處理的遙感圖像影像信息豐富,各類(lèi)地質(zhì)體的影像特征得到了明顯增強(qiáng)。如不同方位卷積處理的遙感圖像,突出了線性體的影像信息;比例擴(kuò)展和對(duì)數(shù)變換等處理,對(duì)隱伏地質(zhì)體的揭示取得了良好的效果;經(jīng)過(guò)不同波段比值的合成圖像,對(duì)礦化蝕變等巖性差異顯示較好。

1 區(qū)域遙感找礦背景及遙感解譯成果

1.1 區(qū)域遙感找礦背景

研究區(qū)內(nèi)線性、環(huán)形構(gòu)造既各成體系又相互組合,在區(qū)域上形成有趣的展布特征。

從遙感圖像上分析,研究區(qū)位于一個(gè)被破壞的大致以鄂州為中心,直徑約120 km的有源熱動(dòng)力構(gòu)造巖塊的一隅,這個(gè)熱動(dòng)力構(gòu)造巖塊主要由燕山期巖漿巖和火山巖在后期構(gòu)造活動(dòng)中構(gòu)成的,被北北東向的梁子湖斷裂和北西向襄樊—廣濟(jì)斷裂所限制,其北側(cè)為大別山區(qū)的部分,東西兩側(cè)被第四系掩蓋,故而在地表顯示為一個(gè)自成體系的1/4扇形圓環(huán)斷塊(圖1)。在這個(gè)扇形圓環(huán)斷塊中,由頂點(diǎn)鄂州向南至陽(yáng)新、靈鄉(xiāng)一線展布著三層環(huán)形影像帶。在空間上它們基本包括了鄂東南地區(qū)已知的鐵山、金山店、靈鄉(xiāng)、陽(yáng)新、殷祖、鄂州6大巖體和近百個(gè)小巖塊;從控礦作用上分析,在該扇形圓環(huán)斷塊中,第一層環(huán)形構(gòu)造以控制鐵礦為主,第二層環(huán)形構(gòu)造以控制鐵、銅礦為主,第三層環(huán)形構(gòu)造則主要控制鐵、銅、金、銀和鉛鋅等多金屬礦床的分布。

這種有規(guī)律的控礦作用十分明顯,因此,從遙感解譯入手在該區(qū)進(jìn)行找礦靶區(qū)預(yù)測(cè),其地質(zhì)背景極為優(yōu)越。

1.2 遙感解譯成果

1.2.1 線性構(gòu)造與礦產(chǎn)關(guān)系

從遙感圖像上分析,區(qū)內(nèi)的線性構(gòu)造具有密集排列成帶出現(xiàn)的特點(diǎn),其中以北北東向的線性構(gòu)造尤為顯著,其次為北西向、北東向和近東西向。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全區(qū)152個(gè)礦床(點(diǎn))?湖北省地質(zhì)科學(xué)研究所、湖北省區(qū)測(cè)隊(duì),鄂城—大冶—陽(yáng)新地區(qū)銅鐵礦控礦條件、成礦規(guī)律與成礦預(yù)測(cè),1985。,其位于各種不同方向線性構(gòu)造上的礦床(點(diǎn)),約占總數(shù)的43%,位于兩條或兩條以上線性構(gòu)造交匯處的約占總數(shù)的27%?，F(xiàn)以鐵礦床為例,區(qū)內(nèi)位于線性構(gòu)造上的礦床(點(diǎn))占鐵礦床總數(shù)的19%,主要有程潮、張福山等鐵礦床;位于兩條線性構(gòu)造交匯處的鐵礦床占鐵礦床總數(shù)的46%,主要有大石山、黃牛山、大洪山等處鐵礦床,它們所在線性構(gòu)造部位與已知礦區(qū)控礦斷裂構(gòu)造的走向是基本一致的。這些鐵礦床在空間上和時(shí)間上都與斷裂構(gòu)造巖漿活動(dòng)有密切關(guān)系,在遙感圖像上可以得到很好的顯示。例如集寶廟鐵銅礦,礦體賦存在鐵東燕山期石英閃長(zhǎng)巖與大理巖捕虜體接觸帶上,礦體走向北西,經(jīng)遙感圖像解譯,該礦體位于北東、北西向兩條線性構(gòu)造交匯處,從遙感圖像上不但證實(shí)了原有北西向控礦構(gòu)造的存在,同時(shí)還指出了另一組線性構(gòu)造與礦產(chǎn)的成因關(guān)系。

圖1 鄂東南地區(qū)環(huán)形影像示意圖Fig.1 Schematic diagram of the ring scene in Southeastern Hubei Province

上述情況表明,遙感圖像上反映出本區(qū)礦床(點(diǎn))與北東向、北西向線性構(gòu)造交匯的格狀構(gòu)造關(guān)系密切。從區(qū)域上分析,不同類(lèi)型礦床與線性構(gòu)造影像有不同的關(guān)系,鐵礦(鐵銅礦床),主要產(chǎn)于北西向、北西西向與北北東向主干線性構(gòu)造交匯處或其附近,銅礦(銅鉬礦床)主要產(chǎn)于北西向、東西向與主干北北東向線性構(gòu)造交匯處或附近。因此,表明線性網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)是重要的控礦構(gòu)造。

1.2.2 環(huán)形構(gòu)造與礦產(chǎn)的關(guān)系

環(huán)形構(gòu)造在區(qū)內(nèi)表現(xiàn)尤為豐富,據(jù)統(tǒng)計(jì),區(qū)內(nèi)已知的152個(gè)礦床(點(diǎn)),有110個(gè)都能投影到相應(yīng)的環(huán)形構(gòu)造中,占總數(shù)的72%,扣合程度較高。通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)環(huán)形構(gòu)造解譯研究,鄂東南地區(qū)環(huán)形構(gòu)造有如下幾種主要控礦形式。

(1)同心環(huán)式環(huán)形構(gòu)造控礦 典型實(shí)例為銅山口環(huán)形構(gòu)造,該環(huán)可見(jiàn)三層環(huán)圈,內(nèi)環(huán)直徑約0.5 km,為石英閃長(zhǎng)巖、矽卡巖與銅鉬礦體;第二層環(huán)直徑約1.2 km,為獅子山礦體和大理巖化;外環(huán)為蝕變暈圈,直徑約5 km,由下三疊統(tǒng)灰?guī)r的色調(diào)、影紋影像反映出來(lái),并在局部地段有鉛鋅礦化。

(2)包容式環(huán)形構(gòu)造控礦 在一個(gè)大環(huán)內(nèi)包容有許多小環(huán)形構(gòu)造,礦體大多分布于大環(huán)內(nèi)部或小環(huán)之中。如銅綠山礦區(qū),在一個(gè)直徑約4 km大環(huán)形構(gòu)造內(nèi)分布有10余個(gè)小環(huán)形構(gòu)造,它們的環(huán)形中心或邊緣分別控制著7處銅鐵、銅鉬等礦床。

(3)寄生環(huán)式環(huán)形構(gòu)造控礦 它是在一個(gè)大環(huán)的邊緣環(huán)帶上寄生有許多個(gè)小環(huán)形構(gòu)造控制著礦床(點(diǎn))的分布。例如楊華龍水庫(kù)半環(huán)構(gòu)造邊緣環(huán)帶上展布有數(shù)個(gè)小環(huán)形構(gòu)造,直徑1～1.5 km,它們分別控制了螺絲山、王祠、向家莊等處鐵礦床的分布。

(4)多層偏心環(huán)形構(gòu)造控礦 這種成礦作用是巖漿在熱動(dòng)力作用下發(fā)生多次侵入,侵入的中心在構(gòu)造應(yīng)力作用下逐漸向一方發(fā)生偏移形成環(huán)帶,向某一方緊縮,而向另一方撒開(kāi),環(huán)帶緊縮部位是成礦最有利的部位[2](圖2)。例如東角山環(huán)形構(gòu)造就是這種成礦模式,東角山環(huán)形構(gòu)造是一個(gè)直徑為1.5 km的多層偏心環(huán),有3～4層環(huán)帶,環(huán)帶南側(cè)向東角山緊縮,且有燕山早、晚期巖漿侵入,故在東角山緊縮部位找到了銅礦床。

圖2 多層偏心環(huán)控礦模式示意圖Fig.2 Diagram of ore-controllingmodel ofmulti-storey eccentric annulus

(5)穿中式環(huán)形構(gòu)造控礦 在線性構(gòu)造與環(huán)形構(gòu)造交切處或附近,成礦熱液最易集中形成礦床。例如阮宜灣大型鎢銅礦床。

歸納起來(lái),對(duì)環(huán)形構(gòu)造與成礦關(guān)系有如下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):

①大型礦床一般分布在反映大巖體的大環(huán)套小環(huán)、小環(huán)疊置連生的多層環(huán)形影像的外環(huán)影像模糊部位,這種模糊影像可能是與礦化有關(guān)的近礦圍巖蝕變的反映。

②環(huán)形構(gòu)造常出現(xiàn)在幾組線性構(gòu)造交切復(fù)合部位,其組合形式復(fù)雜,表明巖漿熱動(dòng)力構(gòu)造強(qiáng)烈、疊加期次多,因而成礦條件好。

③從環(huán)形構(gòu)造規(guī)模來(lái)看,大中型環(huán)形構(gòu)造一般控制著巖漿巖的侵入體,而小型環(huán)形構(gòu)造既控巖又控礦,尤其對(duì)小巖體之斑巖型礦床控制作用極為明顯。

2 遙感地質(zhì)找礦模式及找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)

2.1 遙感地質(zhì)找礦模式

利用遙感圖像解譯出的地質(zhì)信息,重點(diǎn)分析線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造及其交切復(fù)合部位,綜合計(jì)算機(jī)提取的蝕變信息是找礦的關(guān)鍵。因此,該模式的主要內(nèi)容包括遙感信息、地表找礦標(biāo)志和成礦作用等方面,結(jié)合已知礦床遙感模型,將鄂東南地區(qū)遙感找礦模式歸納為框圖表示(圖3)。

圖3 鄂東南地區(qū)遙感找礦模式框圖Fig.3 Prospectingmodel block diagram of remote sensing in Southeastern Hubei Province

2.2 找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)

基于遙感地質(zhì)找礦模式,重點(diǎn)研究線、環(huán)形構(gòu)造的空間關(guān)系,將本區(qū)劃分為9個(gè)預(yù)測(cè)區(qū),其中Ⅰ級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)2個(gè),Ⅱ級(jí)預(yù)測(cè)靶區(qū)3個(gè),Ⅲ級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)4個(gè)。

2.2.1 Ⅰ級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)

何錫鋪—?dú)W家港鐵、銅、鉬礦預(yù)測(cè)區(qū):位于靈鄉(xiāng)巖體中段南緣,呈北東向,面積約35 km2。在ET M衛(wèi)星圖像上清晰顯示出何錫鋪處有多層環(huán)形構(gòu)造,三圈環(huán)位于北西向、北北西向與北東向線性構(gòu)造交匯部位,對(duì)應(yīng)地表該環(huán)形構(gòu)造反映了何錫鋪巖體侵入于靈鄉(xiāng)巖體,兩次巖漿侵入作用明顯,其南側(cè)圍巖為大冶灰?guī)r,成礦條件極為有利。在環(huán)形南緣外側(cè)有柯家山銅鉬礦點(diǎn)和湯家灣銅礦點(diǎn)及Cu元素Ⅱ級(jí)異常,環(huán)形構(gòu)造西北緣地磁異常也反映甚佳,故作為重要的尋找鐵、銅、鉬等礦床的靶區(qū)。

金龜山—肖家鋪鐵銅硫鋅礦預(yù)測(cè)區(qū):位于鐵山巖體內(nèi)、外側(cè),呈北北東向長(zhǎng)方形,處于北西、北東向與北北東向線性構(gòu)造交切復(fù)合部位。在遙感圖像上顯示有小型單環(huán)或同心環(huán)等,這些環(huán)形構(gòu)造控制了磨石山鐵礦床、鳳梨山鉛鋅礦床等礦床,物化探異常反映也較好。此外,還有類(lèi)似于控制鉛鋅礦床的鳳梨山環(huán)形構(gòu)造的伍家洪、王壽灣等處小型環(huán)形影像存在,可能為控礦的有利部位。表明該預(yù)測(cè)區(qū)是尋找接觸交代—熱液型銅鐵及金屬硫化物為主的多金屬礦床的有利地段。

2.2.2 Ⅱ級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)

千家灣—東角山銅金礦預(yù)測(cè)區(qū):位于大冶縣南東,呈北西向長(zhǎng)方形,面積約90 km2。該預(yù)測(cè)區(qū)處于陽(yáng)新巖體西北部,南、北緣斷裂接觸復(fù)合帶上,在遙感圖像上反映為線性構(gòu)造密集成帶和多層環(huán)形構(gòu)造、大環(huán)套小環(huán)疊加現(xiàn)象,構(gòu)造十分復(fù)雜,是有利成礦部位。在該環(huán)形構(gòu)造的邊緣已控制了一些矽卡巖型銅礦床(點(diǎn)),并伴有重砂、化探異常,說(shuō)明本區(qū)是尋找接觸交代—熱液型銅金礦有利地段。

張?！íq樹(shù)銅鐵礦預(yù)測(cè)區(qū):位于殷祖南,呈北西向長(zhǎng)方形。在ET M圖像上,該區(qū)于花猶樹(shù)處呈多層環(huán)形、大環(huán)套小環(huán)影像,也恰好在東西向毛鋪—陽(yáng)新斷裂帶與北西向銅山口—花猶樹(shù)斷裂、北北東向下陸—姜橋斷裂交切復(fù)合部位,成礦地質(zhì)條件有利。根據(jù)環(huán)形構(gòu)造與航磁異常的反映,推測(cè)存在隱伏巖體,是成礦源巖。故認(rèn)為本預(yù)測(cè)區(qū)是尋找矽卡巖型銅、鐵礦的有利地段。

浮屠街—沈家灣銅鉬金礦預(yù)測(cè)區(qū):位于陽(yáng)新巖體中段南緣北側(cè),白云山—石德遠(yuǎn)一帶。正好處于東西向、北西向、北北東向三條斷裂相交構(gòu)成的三角地塊內(nèi),并發(fā)育大環(huán)套小環(huán)疊加影像,受其控制小巖體成群出現(xiàn),接觸帶上圍巖蝕變普遍,并有較好的化探異常。故該區(qū)應(yīng)為尋找斑巖型—矽卡巖型銅鉬金礦的有利地段。

2.2.3 Ⅲ級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)

梁子湖鐵礦預(yù)測(cè)區(qū):位于牛山湖一帶,呈北東向長(zhǎng)方形。該預(yù)測(cè)區(qū)處在北東向與北北東向主要線性構(gòu)造交匯部位。在圖像上反映梁子湖一級(jí)環(huán)形構(gòu)造中包容有中、小型環(huán)形構(gòu)造,其中牛山湖環(huán)形構(gòu)造區(qū)已知出露有閃長(zhǎng)巖體。本區(qū)是尋找接觸交代型鐵礦床的有利遠(yuǎn)景區(qū)。

徐斌—章山鉛鋅礦預(yù)測(cè)區(qū):位于黃石以南,呈東西向長(zhǎng)條形。該區(qū)處在大冶湖一級(jí)環(huán)形構(gòu)造北部邊緣地帶,發(fā)育多個(gè)小環(huán)形構(gòu)造和東西向斷裂及其派生次級(jí)的北北東向構(gòu)造裂隙,控制了多金屬礦化,已知有章山銅鋅礦點(diǎn),并有鉛、鋅、銅、銀化探異常。因此,該區(qū)是尋找鉛鋅銀礦較好的遠(yuǎn)景區(qū)。

張洪橋鐵礦預(yù)測(cè)區(qū):位于大冶湖南岸,張洪橋—千魚(yú)山一帶,呈北東向長(zhǎng)方形。該預(yù)測(cè)區(qū)雖然地表未見(jiàn)礦化現(xiàn)象,但在圖像上反映大冶湖一級(jí)環(huán)形構(gòu)造南部中、小環(huán)形構(gòu)造發(fā)育,計(jì)有千魚(yú)山環(huán)形和張洪橋環(huán)形顯示,而且張洪橋環(huán)形構(gòu)造上對(duì)應(yīng)的航磁異常反映甚佳,推測(cè)其深部可能存在隱伏巖體或磁性礦體。因此,認(rèn)為該區(qū)是尋找隱伏鐵礦較好的遠(yuǎn)景區(qū)。

花果—銅洞銅鉬礦預(yù)測(cè)區(qū):位于陶港東,呈北西向長(zhǎng)方形。在該區(qū)內(nèi)北東、北西向斷裂交切處,疊加有同心圓環(huán)形構(gòu)造,推測(cè)是隱伏巖體在影像上的反映。因此,該預(yù)測(cè)區(qū)是一個(gè)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈、構(gòu)造復(fù)雜的成礦有利地段,是尋找隱伏銅鉬礦有希望的地區(qū)。

[1] 李晉明,等.長(zhǎng)江中下游產(chǎn)業(yè)密集帶遙感調(diào)查文集[M].北京:科學(xué)出版社,1993:284-386.

[2] 陳蔭祥.熱動(dòng)力構(gòu)造巖塊及其意義[M].北京:地質(zhì)出版社,1987.

(責(zé)任編輯:于繼紅)

Prospecting Model of Remote Sensing and Target Prediction in Southeastern Hubei Province

HU Wanqiang,ZHOU Shiqing
(Hubei Institute of Geological Survey,Wuhan Hubei430034)

This paper adopted integration analysis of remote sensing image data.Through interpretating of the system of lineament,circular structure and combining with the use of geophysical and geochemical data analysis,prospecting of remote sensing and target prediction were conducted in the Southestern Hubei province.The authors established suitable remote sensing characteristics and delineated nine prospecting forecast areas,amongwhich have two levelⅠ,three levelⅡ,four levelⅢ.

lineament;circular structure;prospecting model of remote sensing;target prediction

P627;P631

A

1671-1211(2010)02-0185-04

2009-08-07;改回日期:2009-12-30

胡萬(wàn)強(qiáng)(1963-),男,工程師,物探專(zhuān)業(yè),從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及地質(zhì)科研工作。E-mail:hwq@163.com