蒙古國然楚勃林地區(qū)遙感地質(zhì)解譯及鈾成礦預(yù)測

楊國防，林子瑜

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，遙感信息與圖像分析技術(shù)國家重點實驗室，北京 100029；2.東華理工大學(xué)，江西撫州 344000）

蒙古國然楚勃林地區(qū)遙感地質(zhì)解譯及鈾成礦預(yù)測

楊國防1，林子瑜2

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，遙感信息與圖像分析技術(shù)國家重點實驗室，北京 100029；2.東華理工大學(xué)，江西撫州 344000）

利用遙感技術(shù)開展蒙古國然楚勃林地區(qū)遙感地質(zhì)解譯，重點圍繞與鈾成礦有關(guān)的巖石地層、斷裂構(gòu)造和熱液蝕變等成礦條件信息，采用ALOS高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和ETM多光譜衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，進行巖石地層目標(biāo)識別、蝕變信息提取和遙感地學(xué)綜合分析，認(rèn)識到中西部雙環(huán)形構(gòu)造與鈾成礦期的巖漿活動關(guān)系密切，應(yīng)引起重視。此外，通過遙感地質(zhì)解譯識別出泥盆系為兩套巖性D（a）和D（b）。依據(jù)綜合信息與鈾礦化關(guān)系，對研究區(qū)進行了鈾成礦預(yù)測。通過研究得出的一些認(rèn)識有助于該地區(qū)深入開展鈾礦勘查。

遙感地質(zhì)解譯；蝕變信息提??；雙環(huán)形構(gòu)造；鈾成礦預(yù)測

1 區(qū)域地質(zhì)概況

然楚勃林礦區(qū)位于蒙古國首都烏蘭巴托ES113°方向，相距60 km，地處巴格—肯特（Baga-Khentey）山脈南麓，約拉伊辛盆地東南側(cè)，區(qū)內(nèi)地層出露較少，從老到新有新元古界—早寒武統(tǒng)、泥盆系、新近系和第四系。

新元古界—早寒武統(tǒng)由絹云母綠泥石片巖、綠簾石-石英陽起石片巖、變質(zhì)砂巖、砂礫巖、變安山玢巖、酸性火山巖、凝灰?guī)r及灰?guī)r組成，分布在然楚勃林巖體外圍的南半部；泥盆系由石英-黑云母片巖、石英-黑云母-綠泥石碳質(zhì)片巖組成，夾變質(zhì)砂巖、粉砂巖和安山、輝綠玢巖，分布于然楚勃林巖體外圍的北半部；新近系主要由紅色黏土、砂礫、砂組成，厚度約數(shù)十米，分布在然楚勃林巖體東南部的狹長盆地中；第四系主要為砂礫、砂質(zhì)黏土及現(xiàn)代沖積物。

區(qū)內(nèi)巖漿活動較為強烈，自海西期構(gòu)造運動以來，特別是中生代巖漿侵入活動頻繁，在南肯特隆起區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了大量侵入體，然楚勃林巖體是其中規(guī)模較大的富鈾花崗巖體。該巖體早期（晚二疊世—早三疊世）多為中性、中酸性侵入巖，晚期（晚三疊世—早侏羅世）為酸性侵入巖，面積為550 km2；巖體出露形態(tài)不規(guī)則，呈一似橢圓狀，長軸方向呈NW向。晚二疊世—早三疊世的花崗閃長巖、石英閃長巖、閃長巖體，僅分布于巖體的西南邊緣，主要巖性有黑云母花崗巖、二云母花崗巖、鈉長石花崗巖、天河石鈉長石花崗巖、鈉長石-鋰云母花崗巖等。巖漿期后各類熱液蝕變廣泛而強烈，再加上后期斷裂構(gòu)造的疊加改造作用，鈾等成礦元素得到了充分的活化、遷移、再富集，為鈾-多金屬礦產(chǎn)的形成奠定了良好基礎(chǔ)。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要有NE向和NNE向斷裂兩組。NE向斷裂主要有南肯特斷裂帶，NNE向斷裂主要有然楚勃林?jǐn)嗔眩▓D1）。此外，在研究區(qū)東北部有NNW向巴彥達賓斷裂帶，位于然楚勃林?jǐn)嗔驯泵?，基本沿著然楚勃林巖體東北接觸帶產(chǎn)出，該斷裂帶與然楚勃林?jǐn)嗔呀粎R復(fù)合，控制了區(qū)內(nèi)塔姆尕鈾礦遠景區(qū)的產(chǎn)出［1］。

2 遙感圖像預(yù)處理

獲取制作一幅高質(zhì)量和信息豐富的遙感影像圖是進行遙感地質(zhì)解譯的首要任務(wù)。研究區(qū)面積300 km2，為滿足1:5萬遙感地質(zhì)解譯的要求，購買了ALOS高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)，其有3個可見光波段，1個近紅外波段：波長范圍分別為0.42～0.50μm（藍波段）、0.52～0.60μm（綠波段）、0.61～0.69μm（紅波段）；0.76～0.89μm（近紅外波段）?？臻g分辨率多光譜波段為10m，全色波段為2.5m，圖像獲取時間為2012年10月24日。通過輻射校正消除或改正系統(tǒng)的、隨機的輻射失真或畸變引起的輻射誤差，使圖像能夠真實準(zhǔn)確地反映地表信息。為充分利用ALOS數(shù)據(jù)高空間分辨率的優(yōu)勢，將多光譜數(shù)據(jù)3個可見光波段與全色數(shù)據(jù)波段進行主成分變換融合，既提高了空間分辨率又保留了豐富的地物光譜信息。最后經(jīng)過圖像裁剪和拉伸增強處理，生成一幅滿足1:5萬遙感地質(zhì)解譯的圖像（圖2）。

3 遙感地質(zhì)解譯

3.1 巖石地層解譯

遙感影像上巖石地層以不同的色調(diào)、紋理、水系等而相互區(qū)別開來。以前蘇聯(lián)編制的然楚勃林地區(qū)1:5萬地質(zhì)圖為參考基礎(chǔ)，本著從已知到未知的解譯原則，對研究區(qū)巖石地層進行詳細的遙感解譯。因第四系為現(xiàn)代沖積、砂礫、砂質(zhì)黏土等，易于解譯，在此不再進行遙感解譯描述。

3.1.1 新近系

新近系為紅色黏土、砂礫、砂。影像上，該地層呈現(xiàn)暗灰略帶紅色色調(diào)，細密紋理（可能是流水侵蝕作用的結(jié)果），間雜淺色斑點（圖3），地勢低緩，分布在然楚勃林巖體東南部狹長盆地中。

3.1.2 泥盆系

泥盆系為石英-黑云母片巖、石英-黑云母-綠泥石碳質(zhì)片巖，夾變質(zhì)砂巖、粉砂巖和安山、輝綠玢巖。影像上，該地層可以區(qū)分出兩套巖性D（a）和D（b）：D（a）呈青灰色，灰色山坡坡積物含雜棕色，山谷地貌，坡面平—凸型；D（b）呈淺灰色調(diào)，棕色山坡坡積物，山谷地貌，山脊尖銳，呈鬣刺狀，坡面多呈凹型，北坡常有較多樹木生長（圖4）?？赡芘c巖體接觸帶熱液交代蝕變作用有關(guān)。

3.1.3 然楚勃林侵入雜巖第3期第3次

該期次侵入巖為天河石-微斜長石鈉長石花崗巖、天河石-鈉長石花崗巖和鈉長石-鋰云母花崗巖。影像上，山體陡坡（崖）基巖出露處呈現(xiàn)灰白色調(diào)，緩坡面處呈現(xiàn)淺棕色色調(diào)，夾少量灰白色斑點，山谷地貌，坡面圓凸（圖5）。出露較小，影像特征與下述γ32相似。

3.1.4 然楚勃林侵入雜巖第3期第2次

該期次侵入巖為淺色花崗巖、細粒黑云母花崗巖及花崗斑巖，細粒花崗巖與花崗斑巖呈過渡關(guān)系；散露于研究區(qū)北西部，為γ31斑狀花崗巖的邊緣相，呈等軸狀巖株和巖枝狀產(chǎn)出。在影像上，山脊、山頂以及陡坡（崖）基巖出露處呈現(xiàn)灰白色調(diào)，緩坡面處呈現(xiàn)灰色-淺棕色色調(diào)，樹枝狀水系，夾少量灰白色斑點，山谷地貌，坡面圓凸（圖6）。

3.1.5 然楚勃林侵入雜巖第3期第1次

該期次侵入巖為淡色黑云母花崗巖、淺色含黑云母黑晶花崗巖和細-中粒斑狀白崗巖；出露面積較大，見于研究區(qū)中部。在影像上，基巖出露處呈現(xiàn)淺灰色調(diào)，坡積物覆蓋處呈淺棕色-深棕色調(diào)，北坡樹木植被生長茂盛，影紋粗糙呈疙瘩狀，地勢較低緩（圖7）。

3.1.6 然楚勃林侵入雜巖第2期第1次

該期次侵入巖為中粒黑云母花崗巖，南部、中東部和北部均有分布。在影像上，呈現(xiàn)灰-淺灰色調(diào)，夾雜白色小斑點，低緩山-谷地貌，樹枝狀水系呈線性，明顯受多組斷裂構(gòu)造控制，山體圓緩。在烏爾特北東部，該期次侵入巖呈現(xiàn)灰色色調(diào)，坡積物覆蓋處呈棕褐-深棕色色調(diào)，地勢相對低緩（圖8），可能受到熱液蝕變的影響。

3.1.7 然楚勃林侵入雜巖第1期第3次

該期次侵入巖為淡色中粒-中細粒黑云母花崗巖、二云母花崗巖，主要分布于研究區(qū)的東部。在影像上，呈現(xiàn)青灰色色調(diào)，山-谷地貌，樹枝狀水系，沖溝切割較深，呈“V”字型，山脊較尖銳，坡面平（圖9）。

3.1.8 然楚勃林侵入雜巖第1期第2次

該期次侵入巖為粗粒-中粗粒黑云母花崗巖，主要分布于研究區(qū)南部、中部和東南邊。在影像上，呈現(xiàn)灰白-淺灰-灰色色調(diào)，夾雜白色細斑點；水系為樹枝狀（圖10），在研究區(qū)中西部環(huán)形影像區(qū)內(nèi)組合成放射狀。

3.2 構(gòu)造解譯

3.2.1 線性構(gòu)造影像特征

研究區(qū)多波段遙感彩色合成影像上，線形構(gòu)造往往以線形的溝谷、水系和沖溝、錯斷的山脊、線性排布的陡坎、線性排布的三角形陡崖、線形尖棱狀山脊等形式出現(xiàn)（圖11、12），一些基底性的大規(guī)模格架性的線形斷裂構(gòu)造還往往表現(xiàn)出大規(guī)模的色界、地形地貌分界線等特征，并成為大型影像塊體的邊界，表示以巖性地球化學(xué)或地球物理為主要識別標(biāo)志的斷裂構(gòu)造?；谶@種認(rèn)識，對研究區(qū)進行了細致的構(gòu)造解譯，解譯出大量線性構(gòu)造。

3.2.2 環(huán)形構(gòu)造影像特征

研究區(qū)中西部存在的一個相對較清晰的雙層環(huán)形影像（圖13），其外徑約8 km，內(nèi)徑約4 km，環(huán)形影像區(qū)內(nèi)的色調(diào)較淺，而其周邊色調(diào)較深。環(huán)內(nèi)水系呈放射狀，沿環(huán)形構(gòu)造位置有弧形水系分布，環(huán)繞該環(huán)形構(gòu)造的一條弧形山脊很清晰，可能具有角巖化、云英巖化堅硬巖石抗風(fēng)化的特點；環(huán)內(nèi)花崗巖主要為γ21和γ12，但有較多的γ32和γ33侵入其中，推測該環(huán)形構(gòu)造的形成與之有關(guān)。以該環(huán)形影像區(qū)為中心，各向構(gòu)造紋理發(fā)育，特征明顯，反映出構(gòu)造-巖漿活動集中和強烈的特點，推測為本區(qū)的巖漿侵入活動中心。

根據(jù)建立的各地層、巖體及構(gòu)造遙感影像特征，基于蒙古國然楚勃林地區(qū)高空間分辨率衛(wèi)星遙感融合圖像，對研究區(qū)進行了細致的遙感地質(zhì)解譯（圖14）。

金秋10月，北京南口農(nóng)場場部院子里，青磚灰瓦，水泥路面，金黃色的樹葉鋪滿大地。就是這樣一個極普通的小院，卻發(fā)生過很多不平凡的故事，更是無數(shù)個農(nóng)場人夢開始的地方。

遙感解譯結(jié)果表明（圖14），在蒙古國然楚勃林地區(qū)，地質(zhì)圖上泥盆系只有一種巖性，此巖性遙感影像在紋理和色調(diào)上存在明顯的差異，通過遙感地質(zhì)解譯，可解譯出兩套巖性（圖4）。線性構(gòu)造以NEE、NW向為主，NENNE為輔，少量近EW和近SN向。各方向構(gòu)造的分布有一定的規(guī)律性，以環(huán)形構(gòu)造為中心，有呈扇形向東撒開的趨勢，從而造成研究區(qū)北部以NEE向構(gòu)造為主，而研究區(qū)南部則以NW向構(gòu)造為主。由于構(gòu)造切割，相應(yīng)的山體、山脊走向也有類似的趨勢。

4 遙感蝕變信息提取

本區(qū)圍巖蝕變從高→中→低溫蝕變均有發(fā)育，以與鈾礦化關(guān)系密切的中、低溫蝕變?yōu)橹鳎饕g變有鉀長石化、鈉長石化、云英巖化、硅化、赤鐵礦化、綠泥石化、高嶺石化和蒙脫石化等，其中赤鐵礦化與鈾成礦關(guān)系密切［1］。以ETM遙感影像為數(shù)據(jù)源，根據(jù)研究區(qū)的成礦地質(zhì)背景，通過對遙感圖像波段數(shù)據(jù)進行直方圖統(tǒng)計、二維散點和波譜曲線等圖形分析及波段變量間的相關(guān)分析［2-5］，采用遙感信息多層次分離提取技術(shù)、比值＋主成分分析的方法，提取鐵化信息和羥基信息作為遙感找礦的標(biāo)志。

利用已知的鈾礦點和鈾礦化點作為樣本，不同規(guī)模和不同級別的鈾礦點和礦化點分別給予不同的空間距離，對提取出的鐵化信息和羥基信息進行空間域的監(jiān)督分類，計算其特征空間距離，獲得不同置信水平下的特征空間距離域值。筆者將其分為3級：鈾礦點定為1級，給予1.14的空間距離，置信水平為0.95；鈾礦化點分兩部分，定為2級和3級，空間距離各給予2.68和4.35，置信水平分別為0.75和0.50。通過不同空間域的鐵化信息和羥基信息的監(jiān)督分類，獲得鈾成礦3級有利信息區(qū)（圖15）。

5 鈾成礦遙感地學(xué)綜合分析

研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)一些花崗巖型鈾礦點、礦化點和大量異常點帶。綜合遙感解譯巖石構(gòu)造信息、巖體信息、遙感蝕變信息和常規(guī)地質(zhì)研究成果，基于專題GIS平臺，對區(qū)內(nèi)鈾礦化進行空間相關(guān)分析。

在蒙古國然楚勃林地區(qū)遙感綜合信息分析圖上（圖15），區(qū)內(nèi)鈾礦化多分布于研究區(qū)中西部環(huán)形構(gòu)造的外緣，呈弧形帶狀展布。同時，以環(huán)形構(gòu)造為中心呈指狀扇形向東輻射的線性構(gòu)造也對鈾礦化帶的形成提供了條件。這種特征顯示出成礦流體來自環(huán)形構(gòu)造所表征的構(gòu)造巖漿活動中心，并沿著斷裂構(gòu)造向外擴散。研究發(fā)現(xiàn)，部分鈾礦點和多數(shù)鈾礦化點分布在2、3級遙感礦化信息過渡帶上，鈾礦化附近往往有γ21、γ31、γ32巖體出露，并且有伽馬異常點和鈾豐度增高場分布，這一現(xiàn)象對研究區(qū)鈾礦勘查及預(yù)測研究具有積極的指示性作用。根據(jù)遙感蝕變信息、構(gòu)造信息、巖體信息與鈾礦化信息的相互關(guān)系，可以看出遙感礦化信息總體上以環(huán)形構(gòu)造為中心呈扇形分布。由上述分析可以看出，研究區(qū)鈾礦化與環(huán)形構(gòu)造、γ21、γ31、γ32巖體以及2、3級遙感礦化蝕變信息有關(guān)。據(jù)此，依據(jù)綜合信息分布特征，以環(huán)形構(gòu)造為中心，圈定出3片區(qū)域作為礦區(qū)勘查方向和遠景區(qū)：Ⅰ號片區(qū)，出露γ21、γ31、γ32花崗巖，有伽馬異常點和鈾豐度增高場分布，弧形山脊環(huán)形構(gòu)造外側(cè)有遙感蝕變信息2、3級異常分布，此處沒有鈾礦化及鈾礦點出現(xiàn)，若是未勘查區(qū)域，應(yīng)作為Ⅰ號片區(qū)的重點鈾礦勘查范圍；Ⅱ號片區(qū)，出露γ21、γ31、γ32花崗巖，有艾爾斯津鈾礦點、塔姆尕鈾礦點、較多的鈾礦化點、α徑跡異常點、伽馬異常點和鈾豐度增高場分布，此區(qū)東南角處有遙感礦化蝕變信息和鈾豐度增高場分布，作為鈾礦勘查的未知區(qū)域應(yīng)引起重視；Ⅲ號片區(qū)，出露γ12、γ21花崗巖，有阿爾山鈾礦點、烏爾特鈾礦點和一些鈾礦化點、α徑跡異常點、伽馬異常點、鈾豐度增高場分布。

6 結(jié)論

通過此次遙感地質(zhì)解譯，完成主要成果：1）識別出該區(qū)巖石地層分布新信息；研究區(qū)地質(zhì)圖及相關(guān)地質(zhì)資料顯示泥盆系為一套石英-黑云母片巖和石英-黑云母-綠泥石碳質(zhì)片巖，通過遙感地質(zhì)解譯將其區(qū)分出兩套巖性D（a）和D（b）；2）解譯出大量的線性構(gòu)造信息和1個重要的巖漿侵入環(huán)形構(gòu)造信息；3）提取出遙感光譜蝕變信息和蝕變礦化信息。對這些信息進行地學(xué)統(tǒng)計和綜合分析后，認(rèn)識到本區(qū)成礦期的構(gòu)造巖漿活動以研究區(qū)中西部環(huán)形構(gòu)造為中心，后者可能表征該期次巖漿侵入穹隆的存在，在該期次花崗巖與早期存在的花崗巖之間，應(yīng)該存在韌性構(gòu)造變形帶，成礦流體會沿之產(chǎn)生大規(guī)模的交代作用，當(dāng)放射狀線性構(gòu)造及其他方向構(gòu)造節(jié)點與之復(fù)合時，成礦流體將在脆性域中減壓成礦。

［2］肖美英，朱谷昌，楊自安，等.青海省野馬泉地區(qū)遙感找礦預(yù)測研究［J］.礦山與地質(zhì)，2007，21（4）:468-471.

［3］張玉君，曾朝銘，陳薇.ETM—TM蝕變遙感異常提取方法研究與應(yīng)用：方法選擇和技術(shù)流程［J］.國土資源遙感，2003，56（2）:44-49.

［4］丁建華，肖克炎.遙感技術(shù)在我國礦產(chǎn)資源預(yù)測評價中的應(yīng)用［J］.地球物理學(xué)進展，2006，21（2）: 588-593.

［5］呂鳳軍，郝躍生，石靜，等.ASTER遙感數(shù)據(jù)蝕變遙感異常提取研究［J］.地球?qū)W報，2009，30（2）:271-276.

Remote sensing based geology interpretation and uranium mineralization prediction in Janchivlan,Mongolia

YANGGuofang1，LIN Ziyu2

（1.National Key Laboratory of Remote Sensing Information and Image Analysis Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China；2.East China Institute of Technology，F(xiàn)uzhou，Jiangxi 344000，China）

Remote sensing technology and high resolution satellite image were used to interprete the geologic information in Janchivlan，Mongolia.Mineralization condition information related uranium such as rocks and strata，faults，hydrothermal alteration were studied.By information extraction and target recognition from ALOSand ETMimage，Devonian was found to be composed of two lithological units.The double token-ring structures in the midwest of study area were closely related to uranium metalization period of magmatic activity.According to the relationship of the comprehensive information and uranium mineralization，favorablemetallogenic targetwas predicted in the study area，which was useful to uranium prospecting in the study area.

remote sensing geological interpretation；alteration information extraction；double tokenring structures；uranium mineralization prediction

P624；P619.14

A

1672-0636（2014）03-0519-07

10.3969/j.issn.1672-0636.2014.03.005

2014-03-28

楊國防（1984—），男，河南濮陽人，助理工程師，碩士，主要從事遙感地質(zhì)工作。E-mail:ygfang137@163.com