洞中拉鉛鋅多金屬礦床遙感成礦有利度分析

劉婷婷， 何政偉，3， 崔曉亮， 劉鴻飛， 張金樹

（1.成都理工大學(xué) 地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059；2.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都610059；3.首都師范大學(xué) 資源環(huán)境與地理信息系統(tǒng)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037；4.西藏自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，西藏 拉薩 850000）

所謂地質(zhì)異常是指在成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、成因序次上與周圍環(huán)境明顯差異的地質(zhì)體或地質(zhì)體組合［1－2］。與成礦作用關(guān)系密切的地質(zhì)構(gòu)造異常體的存在是礦體或礦床形成的必備條件，它所表現(xiàn)出的地質(zhì)特征是指示礦床存在的地質(zhì)標(biāo)志［3］。而這種標(biāo)志在遙感影像上可以通過(guò)各種形式宏觀表現(xiàn)出來(lái)。

斷層是地殼中發(fā)育廣泛且極為重要的一類地質(zhì)構(gòu)造，斷層的產(chǎn)生是由于復(fù)雜多樣的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的［4］，遙感圖像的線性特征是遙感地質(zhì)研究的主要標(biāo)識(shí)信息之一。線性體的形態(tài)特征和空間特征（如疏密程度、交切關(guān)系等）都受到下伏地質(zhì)條件和地質(zhì)活動(dòng)的制約和影響，從不同側(cè)面反映了地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)活動(dòng)特征［5］。

本文以Landsat7－ETM＋數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)，對(duì)洞中拉地區(qū)的遙感線性要素進(jìn)行找礦有利度分析，結(jié)合研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)特征、成礦地質(zhì)背景和成礦、控礦條件，對(duì)遙感影像線性體進(jìn)行提取，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)分析，可得出它們的分布與構(gòu)造及礦床的關(guān)系［6－7］，以期指導(dǎo)該區(qū)的鉛鋅多金屬礦找礦工作。

1 區(qū)域構(gòu)造分析

研究區(qū)處于岡底斯－念青唐古拉板片的念青唐古拉弧背斷隆帶中部，屬岡底斯成礦帶東段北緣。其大地構(gòu)造位置主要位于岡底斯造山帶次級(jí)隆格爾－念青唐古拉復(fù)合古島弧帶的東側(cè)色日絨－巴嘎裂谷帶中，是有色金屬成礦集中區(qū)。研究區(qū)橫跨納木錯(cuò)－嘉黎結(jié)合帶南北兩側(cè)，北部屬昂龍岡日－班戈－騰沖巖漿弧帶，南部屬隆格爾－工布江達(dá)弧背斷隆帶。由于經(jīng)歷長(zhǎng)期復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造演化歷史，發(fā)育多期區(qū)域性構(gòu)造－熱事件。不同時(shí)期、不同類型的構(gòu)造形跡疊加在一起，形成復(fù)雜的區(qū)域構(gòu)造格局［8］。

區(qū)域構(gòu)造以斷裂為主，整體表現(xiàn)出近東西向的構(gòu)造格架特點(diǎn)。較大斷裂構(gòu)造有米拉山口、松多斷裂等，為逆掩斷裂，傾向不定。褶皺主要是新弄達(dá)同斜倒轉(zhuǎn)背形構(gòu)造及南北向疊加褶皺［9］。其中洞中松多、洞中拉等大型銅鉛鋅銀多金屬礦產(chǎn)主要沿區(qū)內(nèi)主干斷裂帶（北西向、北東向）及其兩側(cè)分布。

區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)比較強(qiáng)烈，巖漿巖分布較廣泛，包括侵入巖、巨厚層的火山巖和超鐵鎂質(zhì)巖零星分布。巖漿巖呈東西向帶狀分布，與區(qū)內(nèi)構(gòu)造線大致平行，是念青唐古拉弧背斷隆帶和岡底斯陸源火山－巖漿弧的重要組成部分。巖漿巖的巖性復(fù)雜，巖石類型多樣，縱向和橫向變化較大。巖漿侵入與火山噴溢關(guān)系密切?？臻g上侵入巖與火山巖是伴生的，時(shí)間上侵入巖稍微晚于火山巖，侵入巖與火山巖呈侵入接觸關(guān)系，侵入巖的形成與火山活動(dòng)有明顯對(duì)應(yīng)，兩者巖石特征相似。時(shí)空上受板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生、發(fā)展和消亡的嚴(yán)格控制，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)呈現(xiàn)多期性［10］。燕山晚期－喜山期的火山巖、與俯沖－碰撞作用有關(guān)的重熔和同熔型鈣堿性巖漿巖廣泛分布。侵入巖呈東西向帶狀分布，與區(qū)內(nèi)構(gòu)造線大致平行，空間上鉛鋅多金屬礦床與花崗質(zhì)侵入體特別是燕山晚期及喜山期的關(guān)系十分密切，礦體即產(chǎn)于小花崗巖株與圍巖的接觸帶內(nèi)或附近［11］。在燕山晚期以中酸性為主，巖石類型有閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖等；喜山期則以酸性巖為主，由石英二長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、花崗巖及花崗斑巖等組成。其成因類型多屬Ⅰ型花崗巖類。火山巖以喜山期為主，燕山晚期火山巖主要分布在東部，巖性為一套中酸性火山熔巖及火山碎屑巖，具活動(dòng)大陸邊緣火山巖特征，并有新生代碰撞期后與高原伸展剝離作用有關(guān)的大量次火山巖（斑巖）、非造山A型花崗巖等侵入，形成青藏高原地區(qū)最為醒目的岡底斯巖漿雜巖帶［12］。研究區(qū)大地構(gòu)造位置，如圖1所示。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖（底圖據(jù)西藏地質(zhì)志附圖）

2 遙感影像處理與解譯

本次研究依托西藏自治區(qū)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目的現(xiàn)有Landsat7ETM＋遙感影像，在PCI操作系統(tǒng)中，利用最佳波段7（R）＋4（G）＋1（B）組合假彩色合成，741波段組合圖像具有兼容中紅外、近紅外及可見光波段信息的優(yōu)勢(shì)，具有極為豐富的地質(zhì)信息和地表環(huán)境信息，地質(zhì)可解譯程度高，各種構(gòu)造形跡（褶皺及斷裂）顯示清楚，不同類型的巖石區(qū)邊界清晰，巖石地層單元的邊界、特殊巖性的展布以及火山機(jī)構(gòu)也顯示清楚。經(jīng)輻射增強(qiáng)處理，制作了全區(qū)30m假彩色合成分景圖像圖。

采用圖像到圖像的校正模式，選擇明顯的地面標(biāo)志點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行校正；經(jīng)過(guò)輻射校正和大氣校正后，對(duì)圖像進(jìn)行基于地理坐標(biāo)的拼接，進(jìn)行直方圖匹配和色彩調(diào)整；制作了1∶250 000標(biāo)準(zhǔn)分幅遙感影像圖，作為基礎(chǔ)和解譯用底圖，在此基礎(chǔ)上得到研究區(qū)（范圍：30°00′～30°30′N，92°00′～93°00′E）線性構(gòu)造解譯圖，如圖2所示。

圖2 研究區(qū)線性構(gòu)造解譯圖

線性構(gòu)造的解譯是基于遙感影像上的與地質(zhì)作用有關(guān)的各種線性影像特征，一般以線性體形式，也有以環(huán)形體形式出現(xiàn)。線性體大多與構(gòu)造要素有關(guān)，雖然影像上的線性體并不都是斷裂構(gòu)造，但研究區(qū)解譯傾向于對(duì)斷層的反映［13］。環(huán)形體的形成多與巖漿侵入、火山噴發(fā)和構(gòu)造旋扭等作用有關(guān)，區(qū)內(nèi)解譯的環(huán)形體多為中酸性侵入巖體，多以小巖株與圍巖蝕變環(huán)形式表現(xiàn)［14］。線性體和環(huán)形體并不是孤立的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象，它們具有一定的組合形式和分布規(guī)律，與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)的生成有著密切的內(nèi)在聯(lián)系，因此線－環(huán)形構(gòu)造的解譯成為遙感圖像地質(zhì)解譯的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

3 遙感影像線性構(gòu)造統(tǒng)計(jì)分析

在遙感構(gòu)造解譯之后，通過(guò)對(duì)線環(huán)體的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)一步量化構(gòu)造信息以降低隨機(jī)性帶來(lái)的誤差。據(jù)研究區(qū)實(shí)際情況，采用2.5km×2.5km的網(wǎng)格將1∶250 000遙感影像線性構(gòu)造解譯圖劃分為897個(gè)基本單元，分別對(duì)線性長(zhǎng)度、強(qiáng)度、走向、交點(diǎn)等變量統(tǒng)計(jì)分析，最后繪制等值線圖進(jìn)行信息優(yōu)選。

3.1 線性體強(qiáng)度分析

首先對(duì)區(qū)內(nèi)解譯出的線性體進(jìn)行長(zhǎng)度－頻度的分析，得到線性體長(zhǎng)度－頻度直方圖，如圖3所示，可以看出區(qū)內(nèi)長(zhǎng)度的形態(tài)呈正態(tài)分布，表明了長(zhǎng)度分布的隨機(jī)性，具有較高的可信度。

圖3 線性體長(zhǎng)度－頻度直方圖

通過(guò)計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)線性體的總長(zhǎng)度（L）獲取每個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)線性體的強(qiáng)度（I），計(jì)算公式為：

其中，S為網(wǎng)格面積，在此設(shè)定S為1。將得到數(shù)據(jù)賦值網(wǎng)格中心點(diǎn)，以數(shù)據(jù)的值制作等值線圖即研究區(qū)線性體強(qiáng)度圖，如圖4所示。

圖4 線性體強(qiáng)度圖

分析構(gòu)造強(qiáng)度圖得出：

（1）圖4的高值區(qū)主要有3處，分別分布在區(qū)內(nèi)的西部和東部，其中2處向東西向延伸，1處向北西向延伸。

（2）圖幅西部分布低值和高值套和帶，低值區(qū)以弄瑪松多為中心向外遞增環(huán)帶分布，而緊鄰其以東的高值區(qū)以加窮門多為中心依次向外遞減環(huán)帶分布。而蒙亞阿、龍瑪拉等鉛鋅礦順線性構(gòu)造體高低值區(qū)的過(guò)渡帶分布。

（3）呈東西向延伸的2個(gè)高值區(qū)洞中松多和加窮門多反映出該區(qū)構(gòu)造強(qiáng)度較高，線性構(gòu)造十分發(fā)育，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈。

3.2 線性體密度分析

通過(guò)計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)線性體的總條數(shù)（N），得到線性體密度（D），計(jì)算公式為：

將值賦予網(wǎng)格中心點(diǎn)，得到研究區(qū)線性體密度圖，如圖5所示。

圖5 線性體密度圖

對(duì)線性體密度圖和強(qiáng)度圖進(jìn)行分析，得出：

（1）總體上兩者基本套和，特別是高值區(qū)分布基本相同，都分布在洞中松多、加窮門多和將雄松多，表明呈東西向展布的高值區(qū)不論在規(guī)模上還是復(fù)雜程度上，都占主要位置，由此可進(jìn)一步確定區(qū)內(nèi)的主控礦構(gòu)造。

（2）在密度圖上金達(dá)區(qū)和門巴區(qū)以北也是密度較高值區(qū)域，呈北西和北東向展布，表明這幾個(gè)地區(qū)構(gòu)造較為復(fù)雜但規(guī)模相對(duì)較小。

3.3 線性體走向分析

通過(guò)統(tǒng)計(jì)制作的以正北為0°，逆時(shí)針走向，角度間隔為11.25°的雷達(dá)圖，直觀反映出線性構(gòu)造走向的分布比例和分布規(guī)律，如圖6所示。

圖6 線性體方位－頻數(shù)雷達(dá)圖

圖6反映出區(qū)內(nèi)線性體優(yōu)勢(shì)方位為近東西走向（78.75°～101.25°）占44%，其次為北西向，小部分北東向分布。

對(duì)于線性體方位的統(tǒng)計(jì)結(jié)果與前述線性密度、強(qiáng)度圖顯示的特征性質(zhì)基本吻合，都反映出洞中拉地區(qū)線性構(gòu)造方向分布的基本格局，基本可以確定區(qū)內(nèi)以東西向構(gòu)造為主，橫跨區(qū)內(nèi)中部沿線為主干斷裂構(gòu)造；北西向和北東向構(gòu)造為規(guī)模相對(duì)較小的次級(jí)構(gòu)造，分布在東西向構(gòu)造兩側(cè)。

3.4 線－環(huán)關(guān)系分析

區(qū)內(nèi)解譯的環(huán)形構(gòu)造主要為中酸性侵入巖體引起的環(huán)形體、與圍巖蝕變相關(guān)的環(huán)形封閉狀影像等。區(qū)內(nèi)環(huán)形體軸向方位主要為北西向，同時(shí)環(huán)形體之間又呈南北向和近東西向順現(xiàn)行構(gòu)造依次排列。通過(guò)對(duì)線－環(huán)交點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)分析，生成等值線圖，可以得出：

（1）交點(diǎn)數(shù)（J）主要在0.31≤J≤3.75范圍。線環(huán)交點(diǎn)數(shù)值普遍偏低，高值區(qū)呈孤島狀分布較為分散。最高值出現(xiàn)在洞中松多地區(qū)，展布由中間呈東西向到兩邊呈南北向分布狀態(tài)，其他高值區(qū)位于門巴區(qū)以西。

（2）島狀高值區(qū)在圖幅中部的洞中松多、多其木、朵馬惹、加窮門多地區(qū)呈東西向排列分布，反映出區(qū)內(nèi)的環(huán)形構(gòu)造與主控礦東西向構(gòu)造的密切關(guān)系，主要表現(xiàn)出受區(qū)內(nèi)主構(gòu)造控制，中酸性侵入巖體總體呈近東西向展布，巖體在空間上伴隨區(qū)域性斷裂呈帶狀分布。

（3）其次較高值區(qū)內(nèi)西南部門巴區(qū)周圍呈團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)，與密度圖較為貼合，表明該區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造規(guī)模不大，但地質(zhì)復(fù)雜程度較高。

4 遙感影像線性體的成礦有利度分析

洞中拉礦床是以鉛鋅為主，伴生銅、銀的矽卡巖型礦床，具有較大的成礦潛力和找礦遠(yuǎn)景。區(qū)域上主要以熱液型和矽卡巖型為主，以洞中松多、亞貴拉、蒙亞阿、洞中拉等礦床為代表。區(qū)域的斷裂構(gòu)造控制了巖漿巖的侵入，也控制了熱液的運(yùn)移，對(duì)成礦起至關(guān)重要的作用［15］。探討區(qū)域內(nèi)線性體的空間展布特征能更好地指明找礦方向。

4.1 線性體組合有利度分析

從線性體密度圖和強(qiáng)度圖可以看出，兩者的高值區(qū)是基本吻合的，總體上呈東西向分布，反映出線性體空間分布的數(shù)字特征和密度特征［16］。圖4和圖5中，雙向延伸的蒙亞阿高值區(qū)和東西向延伸的洞中松多高值區(qū)都是受區(qū)域構(gòu)造帶的影響作用，并與區(qū)內(nèi)主干斷裂帶在空間位置上相吻合，體現(xiàn)岡底斯成礦帶東段北緣區(qū)域構(gòu)造格架的主體特征。

區(qū)內(nèi)主要為熱液型和矽卡巖型礦床，成礦主要受斷裂構(gòu)造和巖漿活動(dòng)控制，而不同構(gòu)造發(fā)育程度反演了巖漿不同的塑性，所以筆者從區(qū)域線性構(gòu)造信息的梯度入手，分析線環(huán)交點(diǎn)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)反映侵入巖的環(huán)形體正好與線性構(gòu)造密度的梯度有著對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)對(duì)線環(huán)交點(diǎn)關(guān)系分析得出，其高值區(qū)與侵入巖體有著很好的相關(guān)性，與區(qū)域侵入巖東西分布走向一致，也與區(qū)內(nèi)構(gòu)造線大致平行。

4.2 與礦點(diǎn)疊加的有利度分析

將線性體強(qiáng)度圖和密度圖（圖4、圖5）與已知礦點(diǎn)疊加分析得出，礦點(diǎn)大多分布于密度和強(qiáng)度次高的區(qū)域，且在單位網(wǎng)格總長(zhǎng)度（12.5≤I≤16.25km）的等值線范圍內(nèi)分布的已知礦點(diǎn)占總數(shù)的58%，在單位網(wǎng)格總條數(shù)（1.25≤D≤3.15）的范圍內(nèi)分布的礦點(diǎn)為47%，單位礦點(diǎn)面積值最高，表明等密度值最高的地區(qū)恰是成礦后構(gòu)造作用強(qiáng)烈的地區(qū)，反而對(duì)成礦造成破壞，而次高區(qū)為礦質(zhì)的沉淀提供了有利容礦空間。

進(jìn)一步將已知礦點(diǎn)疊加，區(qū)內(nèi)與礦點(diǎn)分布密切相關(guān)的近東西走向線性體占42%，推斷為主線性控礦構(gòu)造，符合區(qū)域近東西向構(gòu)造整體格架。之后疊加線－環(huán)交點(diǎn)等值圖，部分礦點(diǎn)分布在其交切點(diǎn)或貫穿帶以及環(huán)形構(gòu)造的中心或邊緣處；推測(cè)線－環(huán)構(gòu)造一定程度上控制礦化的展布，使得塊狀構(gòu)造體集中出現(xiàn)。而在主干線性構(gòu)造旁側(cè)構(gòu)造發(fā)育相對(duì)較強(qiáng)的區(qū)域就是鉛鋅礦體就位的有利區(qū)域。

4.3 線性體控礦特征分析

（1）區(qū)域主干斷裂分析。洞中拉地區(qū)線形影像受區(qū)域構(gòu)造控制，是斷裂構(gòu)造和地層邊界的體現(xiàn)。在區(qū)域上表現(xiàn)為EW向線性體密集帶，橫跨區(qū)內(nèi)中部沿線為主干斷裂構(gòu)造；在主干斷裂構(gòu)造的西段和東段差異較大，在主斷裂西段表現(xiàn)為EW向和NW向次級(jí)構(gòu)造同時(shí)作用的構(gòu)造特征，東段則表現(xiàn)為EW向和NE向次級(jí)構(gòu)造相互作用的特征，這2組區(qū)域斷裂的交匯部位為成礦有利區(qū)。

（2）線性構(gòu)造發(fā)育區(qū)分析。線性構(gòu)造發(fā)育區(qū)是斷裂構(gòu)造發(fā)育、多組方向構(gòu)造的交會(huì)部位［17］。將雄松多在整體EW向情況下存在局部NW向線性體高密度、高強(qiáng)度帶，推測(cè)蒙亞阿鉛鋅礦與該線性異常帶相關(guān)，礦點(diǎn)分布均呈NW向，與線性體異常帶走向一致，表明在該區(qū)近東西向斷裂構(gòu)造最為發(fā)育，北東向、北西向次之。其中，礦化與近東西向斷裂關(guān)系最為密切，與北西向斷裂也有一定的關(guān)系，北東向斷裂構(gòu)造可能是一組破礦構(gòu)造。洞中松多則表現(xiàn)為EW向高密度、高強(qiáng)度帶占絕對(duì)主導(dǎo)地位，NW和SN向趨勢(shì)較弱，推測(cè)洞中松多鉛鋅礦與該線性異常帶相關(guān)。而已知礦點(diǎn)卻偏離強(qiáng)度帶中心沿帶緣呈近NW向分布。上述情形表明在該區(qū)近東西向斷裂形成較早，北西向次之，南北向形成最晚。其中近東西向斷裂對(duì)區(qū)內(nèi)控礦起重要作用，推測(cè)裂谷帶邊部次一級(jí)洼地控制了礦床總體位置的產(chǎn)出，但北西向、南北向斷裂也對(duì)該區(qū)鉛鋅礦體的形成與富集起到一定的作用。

5 結(jié)論

隨著信息革命的到來(lái)，中國(guó)進(jìn)入現(xiàn)代信息找礦階段［18］，遙感找礦方法技術(shù)不斷成熟與應(yīng)用。運(yùn)用定量統(tǒng)計(jì)的方法提取成礦有利信息，仍是目前成礦分析研究中一項(xiàng)十分必要的工作。本研究采用洞中拉地區(qū)ETM＋遙感影像數(shù)據(jù)，運(yùn)用PCI進(jìn)行圖像預(yù)處理、ARCGIS提取區(qū)域線性構(gòu)造信息，制作出線性構(gòu)造密度、強(qiáng)度圖及線性構(gòu)造走向－密度雷達(dá)圖，結(jié)果表明：

（1）研究區(qū)及其附近已知鉛鋅礦點(diǎn)較多，區(qū)內(nèi)的主體構(gòu)造格架受EW向斷裂控制，與區(qū)域主干斷裂方位一致。主干斷裂交會(huì)處和線性構(gòu)造發(fā)育區(qū)可作為找礦的重點(diǎn)區(qū)域。線性體的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果對(duì)本區(qū)的成礦預(yù)測(cè)具有重要的指導(dǎo)意義。

（2）研究區(qū)的加窮門多、野達(dá)松多、中巴為中高值區(qū)，線性異常最高值區(qū)為洞中松多和將雄松多，可作為本區(qū)今后找礦工作的重點(diǎn)，結(jié)合區(qū)域化探異常分析，洞中松多區(qū)內(nèi)存在強(qiáng)度較高的北西向Ag、Pb、Zn、Cu化探異常，具有明顯的濃度分帶和濃集中心，與該區(qū)線性體異常帶吻合。

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