粵北地區(qū)鐵銅鉛鋅礦資源潛力的遙感預(yù)測評(píng)價(jià)

王耿明，朱俊鳳，吳海陸

（廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣州 510080）

粵北地區(qū)鐵銅鉛鋅礦資源潛力的遙感預(yù)測評(píng)價(jià)

王耿明，朱俊鳳，吳海陸

（廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣州 510080）

本文利用遙感技術(shù)獲取構(gòu)造信息，探討了線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造的遙感示礦模型，通過遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯分析提高遙感找礦效果，為粵北地區(qū)鐵銅鉛鋅礦資源潛力評(píng)價(jià)提供有利的科學(xué)依據(jù)。研究建立起遙感構(gòu)造信息提取的一套技術(shù)體系，在遙感地質(zhì)找礦中具有一定的參考和應(yīng)用價(jià)值。

遙感；潛力評(píng)價(jià)；粵北地區(qū)

遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯主要是運(yùn)用圖像增強(qiáng)技術(shù)提取與成礦有關(guān)的線性和環(huán)形構(gòu)造信息，通過遙感影像解譯標(biāo)志，并結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)背景，建立遙感地質(zhì)找礦模式，達(dá)到識(shí)別礦床和圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)的目的[1～2]。

本文以粵北地區(qū)圖幅范圍為研究區(qū)，其縱跨100多幅1:5萬標(biāo)準(zhǔn)分幅，利用ETM+遙感數(shù)據(jù)，進(jìn)行遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯獲取有效示礦的構(gòu)造信息，通過中分辨率遙感數(shù)據(jù)精確定位隱伏主干斷裂，查明區(qū)內(nèi)隱伏斷裂的形跡和分布特征，為粵北地區(qū)鐵銅鉛鋅礦資源潛力評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)[3]。

1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)源

粵北地區(qū)位于南嶺中段，是我國著名的有色金屬成礦帶，廣東省鉛鋅、銅、銻、銀、鎢、鐵等礦產(chǎn)的主要產(chǎn)地，其中鉛鋅、銅、銻、鎢資源儲(chǔ)量占廣東全省的80%以上，銀、鐵亦占有顯著的份額。分布20處大、中型有色礦床，具有規(guī)模大、品位富的特點(diǎn)。

研究采用美國陸地衛(wèi)星ETM+數(shù)據(jù)來開展遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯，利用K-L變換、方向?yàn)V波、比值增強(qiáng)、反差擴(kuò)展、線性變換等方法進(jìn)行圖像預(yù)處理[4～5]，通過波段組合（紅色波段7、綠色波段4、藍(lán)色波段l）來制作研究區(qū)遙感影像（圖1）。

圖1 粵北地區(qū)遙感影像圖Fig.1 Remote sensing image of northern Guangdong province

2 區(qū)域遙感地質(zhì)特征

研究區(qū)三大巖類均有出露，各時(shí)代巖類呈斑塊狀零星出露。在遙感影像上，第四系呈現(xiàn)淺藍(lán)夾黃褐色，分布邊緣多呈參差不齊的過渡狀；基巖出露區(qū)以黃褐色為主，巖性差異主要表現(xiàn)為影像結(jié)構(gòu)和影紋圖案的不同，分布邊緣一般較清楚，呈菱角狀或直線狀，各斑塊多為零散狀被第四系間隔。區(qū)內(nèi)地層較發(fā)育，集中產(chǎn)出的石炭紀(jì)石灰?guī)r色調(diào)奪目而易識(shí)；此外，古近系、第四系與下伏地層的界線直接按影像勾繪即可（表1）[6]。

表1 巖性地層解譯標(biāo)志Table1 Remote sensing interpretation key of lithology stratum

3 典型地物波譜特征

利用遙感技術(shù)探測與金屬礦產(chǎn)有關(guān)的信息，關(guān)鍵是提取由鐵的氧化物和氫氧化物的光譜特征所引起的遙感異常。常見的鐵的氧化物和氫氧化物為赤鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦。含F(xiàn)e3+離子蝕變巖石在波譜曲線上有兩個(gè)明顯的吸收帶，第一個(gè)吸收帶位于TM 1（0.4～0.5μm）處，第二個(gè)吸收帶位于TM 4（0.8～1.0μm）處，在TM 3（0.63～0.69μm）附近反射相對較高，其光譜特征見圖2中a所示。

粘土礦物是最常見的熱液蝕變和風(fēng)化產(chǎn)物，都含OH-基團(tuán)。與熱液作用有關(guān)的含OH-離子如高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化等在TM 7（2.08～2.35μm）附近有一個(gè)較強(qiáng)的光譜吸收帶，在TM 5(1.55～1.75μm）附近存在較高的反射率，其光譜特征見圖2中b所示。

蝕變礦物包括含鐵離子礦物、粘土礦物和碳酸鹽礦物三種類型，其典型礦物及吸收譜帶特征見表2。

圖2 常見含鐵礦物和含OH-基團(tuán)含鋁礦物的光譜特征曲線Fig.2 Spectral curvesofgeneral ferric and aluminiferousminerals

表2 典型蝕變礦物的吸收譜帶特征Table 2 Absorption spectralbands character of typicalalterationm inerals

4 遙感地質(zhì)特征解譯

在研究區(qū)內(nèi)解譯出斷裂894條，主要斷裂39條，斷裂構(gòu)造依其空間展布方位主要有NE向、EW向和NW向三組；解譯出環(huán)形構(gòu)造61個(gè)。NW向斷裂組自NE而SW斜貫而過，NE向線性構(gòu)造對NW向線性構(gòu)造切割和改造作用較為明顯。環(huán)形構(gòu)造與線性構(gòu)造緊密相伴生，交切關(guān)系較為復(fù)雜[7～8]（圖5）。

5 遙感異常信息提取

鐵染異常多分布在脈巖發(fā)育地區(qū)，呈面積性片狀分布；羥基異常多為片狀分布的粘土類礦物。級(jí)別較低的鐵染異常主要與含礦地層和各類巖漿侵入巖的空間展布相吻合，而已知礦床與較高的鐵染異常相吻合，且異常分布較連續(xù)（表3）。

6 典型礦床研究

廣東粵北地區(qū)礦產(chǎn)地主要有鉛鋅、銅、鎢、鐵等礦產(chǎn)，分布20處大、中型有色礦床，其中仁化凡口鉛鋅礦、曲江大寶山鐵多金屬鐵礦等均是聞名于世的大型-特大型礦床，具有規(guī)模大、品位富的特點(diǎn)。礦床類型主要有沉積-改造型鉛鋅多金屬礦、破碎帶蝕變巖型多金屬礦、石英脈（帶）型鎢（錫）多金屬礦、蝕變巖體型鎢鉬礦、斑巖型鎢鉬礦，其次有矽卡巖型多金屬礦。廣東粵北地區(qū)鐵、銅、鉛鋅礦典型礦床主要有8處（表4）。

本文以曲江大寶山鐵多金屬鐵礦和仁化凡口鉛鋅礦為例進(jìn)行典型礦床研究。利用2.5m高分辨率ALOS遙感數(shù)據(jù)編制曲江大寶山鐵多金屬鐵礦遙感影像（圖3），收集2.5m高分辨率SPOT5遙感數(shù)據(jù)編制仁化凡口鉛鋅礦遙感影像（圖4）。

曲江大寶山鐵多金屬鐵礦位于NE向與EW向構(gòu)造交匯區(qū)，賦礦地層為泥盆系碳酸鹽巖與碎屑巖，出露花崗巖小巖株。主要與中泥盆統(tǒng)晚期-下石炭統(tǒng)早期的灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r關(guān)系密切，多產(chǎn)于燕山晚期花崗巖與該套地層的內(nèi)外接觸帶。該區(qū)地處南嶺構(gòu)造帶中段南緣，構(gòu)造變形強(qiáng)烈，巖層被斷層切割較破碎。區(qū)內(nèi)斷裂交匯地帶異常蝕變較強(qiáng)，可能為富礦部位，這與大寶山鐵礦礦集區(qū)相吻合。

表3 研究區(qū)遙感預(yù)測要素特征表Table3 Remote sensing charactersused formetallogenic prognosis in research area

表4 粵北地區(qū)鐵銅鉛鋅典型礦床一覽表Table 4 Representative Fe-Cu-Pb-Zn depositsnorthern Guangdong province

圖3 曲江大寶山鐵多金屬礦床遙感影像圖Fig.3 Remote sensing image of Dabaoshan iron polymetallic deposit in Qujiang area

仁化凡口鉛鋅礦為碳酸鹽巖型，位于武夷巖漿弧上，控礦構(gòu)造為NE向古斷裂、層間界面，賦礦地層為D2-D3。仁化凡口鉛鋅礦典型礦床位于兩相切環(huán)形構(gòu)造內(nèi)，礦點(diǎn)落在公蒲斷裂和環(huán)要素交匯處。

圖4 仁化凡口鉛鋅礦床遙感影像圖Fig.4 Remote sensing image of Fankou Pb-Zn deposit in Renhuaarea

7 成礦規(guī)律與礦產(chǎn)預(yù)測

7.1 時(shí)間規(guī)律

7.1.1 多時(shí)代性與多層位性

從前寒武紀(jì)至第四紀(jì)，包含有許多成礦時(shí)期，在這些時(shí)期的地層中，發(fā)育著含礦建造，礦床富集于一定的地層層位中。因此，某些時(shí)代的地層即為含礦層或礦層。隨著地質(zhì)時(shí)代的延續(xù)和層位的變更，礦床的產(chǎn)出也呈現(xiàn)多時(shí)代性與多層位性的規(guī)律。

7.1.2 多階段性與多類型性

由于地殼的發(fā)展具有多階段的特點(diǎn)，礦床的形成如同構(gòu)造層及其沉積建造類型一樣，也呈現(xiàn)多種類型，某種或某些礦床類型，往往是某一構(gòu)造階段的產(chǎn)物，或某一構(gòu)造階段帶來了某種具特色的礦床生成。因此，礦床形成具有多階段性與多類型性的規(guī)律是明顯的。

7.2 分布規(guī)律

7.2.1 區(qū)域性

礦床的分布受大地構(gòu)造及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景的控制，如同地層的分布一樣，具有廣泛性和區(qū)域性。某些類型的礦床，一般可以大范圍對比。因此，礦床的區(qū)域分布規(guī)律是普遍存在的。

7.2.2 集中性

某些類型的礦床往往局限于一定的地質(zhì)構(gòu)造單元內(nèi)，顯示了某種類型礦床的集中分布。在同一成礦區(qū)域和礦床類型分布區(qū)，礦床的聚集和富集也是相對集中的，形成礦床、點(diǎn)的密集區(qū)，其范圍可達(dá)數(shù)平方公里至數(shù)百平方公里，而一般富礦的延伸規(guī)模多在數(shù)公里以內(nèi)。

7.2.3 分帶性

依附于一定地質(zhì)構(gòu)造單元及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景的礦床分布，構(gòu)成了某些類型礦床在區(qū)域上的分布。成礦區(qū)的總體展布，與地殼的演化規(guī)律及方向是一致的。在一個(gè)礦田和礦床范圍內(nèi)，反映在礦體形態(tài)產(chǎn)狀、礦石礦物組分及微量元素含量等方面也常有分帶現(xiàn)象。

7.3 空間規(guī)律

礦床多產(chǎn)于線環(huán)構(gòu)造交匯部位，巖漿的侵入及構(gòu)造活動(dòng)為礦床的富集及成礦產(chǎn)生了至關(guān)重要的作用。一級(jí)構(gòu)造控制區(qū)域上礦化帶的形成；二級(jí)構(gòu)造往往是礦體形成的導(dǎo)礦構(gòu)造；三級(jí)構(gòu)造往往是成礦的容礦構(gòu)造。多數(shù)礦點(diǎn)在環(huán)形構(gòu)造的邊部，少數(shù)已知礦點(diǎn)位置靠近環(huán)形構(gòu)造的中心[9]。

7.4 礦產(chǎn)預(yù)測

利用遙感技術(shù)發(fā)現(xiàn)找礦標(biāo)志，選擇適當(dāng)?shù)恼业V方法，查明巖石構(gòu)造等成礦地質(zhì)條件，研究成礦規(guī)律、分析和確定遙感找礦遠(yuǎn)景區(qū)。以現(xiàn)代地質(zhì)成礦理論為指導(dǎo)，以衛(wèi)星遙感技術(shù)為主要手段，對地質(zhì)、物化探信息進(jìn)行綜合分析，提取控礦構(gòu)造影像特征，建立衛(wèi)星遙感、地質(zhì)、物化探綜合成礦模式，密切結(jié)合野外調(diào)查，進(jìn)而圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)和找礦靶區(qū)（圖5）。利用此方法進(jìn)行分析研究，在研究區(qū)范圍內(nèi)確定了19個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū)。通過遙感找礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測，縮小了找礦遠(yuǎn)景區(qū)范圍，加快了遙感找礦工作進(jìn)度。

7.4.1 鐵礦

在粵北地區(qū)進(jìn)行鐵礦靶區(qū)優(yōu)選，共選出鐵礦靶區(qū)17個(gè)，其中一級(jí)優(yōu)選靶區(qū)12個(gè)、二級(jí)優(yōu)選靶區(qū)4個(gè)、三級(jí)優(yōu)選靶區(qū)1個(gè)。特別值得注意的鐵礦找礦靶區(qū)：①陽山寨崗-白芒靶區(qū)，主要分布大頂式矽卡巖型鐵錫礦礦床；②乳源大布-英德波羅-橫石塘靶區(qū)，主要分布大頂式矽卡巖型鐵錫礦和寧鄉(xiāng)式沉積型鐵礦礦床。

遙感最小預(yù)測區(qū)與礦產(chǎn)預(yù)測鐵礦最小預(yù)測區(qū)、鐵礦礦田的分布吻合較好，多數(shù)鐵礦最小預(yù)測區(qū)位于遙感最小預(yù)測區(qū)內(nèi)，鐵礦礦田與遙感最小預(yù)測區(qū)面積較為一致（圖6）。其中，陽山礦田與陽山寨崗-白芒、陽山杜步、陽山水口遙感最小預(yù)測區(qū)基本一致，大東山礦田位于乳源大布-英德波羅-橫石塘遙感最小預(yù)測區(qū)內(nèi)，雪山嶂礦田與英德大鎮(zhèn)遙感最小預(yù)測區(qū)基本重合。

7.4.2 銅礦

在粵北地區(qū)進(jìn)行銅礦靶區(qū)優(yōu)選，共選出銅礦靶區(qū)8個(gè)，其中一級(jí)靶區(qū)4個(gè)、二級(jí)靶區(qū)3個(gè)、三級(jí)靶區(qū)1個(gè)。特別值得注意的銅礦找礦靶區(qū)：陽山寨崗-白芒靶區(qū)，主要分布連南縣連南多金屬礦床。

遙感最小預(yù)測區(qū)與礦產(chǎn)預(yù)測銅礦最小預(yù)測區(qū)、銅礦礦田的分布吻合較好，多數(shù)銅礦最小預(yù)測區(qū)位于遙感最小預(yù)測區(qū)內(nèi)，銅礦礦田與遙感最小預(yù)測區(qū)面積較為一致（圖7）。其中，連麥礦田與陽山寨崗-白芒遙感最小預(yù)測區(qū)基本一致。

7.4.3 鉛鋅礦

在粵北地區(qū)進(jìn)行鉛鋅礦靶區(qū)優(yōu)選，共選出鉛鋅礦靶區(qū)10個(gè)，其中一級(jí)靶區(qū)7個(gè)、二級(jí)靶區(qū)3個(gè)。特別值得注意的鉛鋅礦找礦靶區(qū)：①在樂昌黃尾山靶區(qū)內(nèi)分布有凡口鉛鋅礦礦床；②陽山江英靶區(qū)內(nèi)分布有英德市陸仔崆銅鉛鋅礦和英德市大灣交塘鉛鋅礦礦床。

圖5 粵北地區(qū)鐵銅鉛鋅遙感找礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測圖Fig.5 Perspectiveevaluationmap for Fe-Cu-Pb-Zn depositsby remote sensing in northern Guangdong province

圖6 粵北地區(qū)鐵礦預(yù)測區(qū)成果圖Fig.6 Prognosismap for iron deposits in northern Guangdong province

圖7 粵北地區(qū)銅礦預(yù)測區(qū)成果圖Fig.7 Prognosismap for copper deposits in northern Guangdong province

遙感最小預(yù)測區(qū)與礦產(chǎn)預(yù)測鉛鋅礦最小預(yù)測區(qū)、鉛鋅礦礦田的分布吻合較好，多數(shù)鉛鋅礦最小預(yù)測區(qū)位于遙感最小預(yù)測區(qū)內(nèi)，鉛鋅礦礦田與遙感最小預(yù)測區(qū)面積較為一致（圖8）。其中，陽山青石巖礦田包括陽山寨崗-白芒遙感最小預(yù)測區(qū)，清遠(yuǎn)三角山礦田包括陽山青石巖-根洞、陽山杜步、陽山水口、陽山江英、清遠(yuǎn)桃源-陽山楊梅遙感最小預(yù)測區(qū)。

圖8 粵北地區(qū)鉛鋅礦預(yù)測區(qū)成果圖Fig.8 Prognosismap for lead-zinc deposits in northern Guangdong province

8 結(jié)論

（1）建立遙感、地質(zhì)、物化探綜合成礦模式，在廣東粵北地區(qū)圈定19個(gè)鐵銅鉛鋅礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)和找礦靶區(qū)，表明粵北地區(qū)具有巨大的資源潛力。

（2）遙感最小預(yù)測區(qū)與礦產(chǎn)預(yù)測鐵銅鉛鋅礦最小預(yù)測區(qū)、鐵銅鉛鋅礦礦田的分布吻合較好，為廣東省提出地質(zhì)勘查部署建議提供有利的科學(xué)依據(jù)，對粵北地區(qū)鐵銅鉛鋅礦遠(yuǎn)景勘查具有一定的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

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Prospecting for Fe-Cu-Pb-Zn Depositsby Remote Sensing in Northern Guangdong Province:Method and application

WANGGeng-m ing,ZHU Jun-feng,WU Hai-lu
(Guangdong Geology Survey,Guangzhou 510080,China)

Information of structure(including line-and ring-shape structures)attains from remote sensing is used for Fe-Cu-Pb-Zn deposits exploration in northern Guangdong province,which may provide scientific prospecting information.A maturity technique system is established for remote sensing exploration through structure information,whichmay have a certain value of reference and application in the ore prospecting.

prospecting potentialestimate;remote sensing;northern Guangdong province

TP79；P618.4

A

1007-3701(2011)02-0147-007

2010-12-28

中國地質(zhì)調(diào)查局“廣東省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)”項(xiàng)目（編號(hào)1212010881623）.

王耿明（1983—），男，工程師，主要從事區(qū)域地質(zhì)、礦產(chǎn)地質(zhì)和國土資源領(lǐng)域遙感應(yīng)用研究.E-mail:tiezi@126.com