基于短波紅外技術(shù)的斑巖-矽卡巖型礦床中綠泥石蝕變分布特征研究：以西藏甲瑪銅多金屬礦為例

汪重午，郭 娜,2，郭 科，張婷婷

(1. 成都理工大學(xué)，四川成都 610059；2. 中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所，北京 100094；3. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037)

基于短波紅外技術(shù)的斑巖-矽卡巖型礦床中綠泥石蝕變分布特征研究：以西藏甲瑪銅多金屬礦為例

汪重午1，郭 娜1,2，郭 科1，張婷婷3

(1. 成都理工大學(xué)，四川成都 610059；2. 中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所，北京 100094；3. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037)

應(yīng)用美國SVC HR1024便攜式地物光譜儀對西藏甲瑪斑巖-矽卡巖型銅多金屬礦床的44個(gè)鉆孔及其外圍7963件巖石樣品進(jìn)行了基于高光譜短波紅外技術(shù)的測量與分析。研究發(fā)現(xiàn)，該礦床青磐巖化帶中的主要蝕變礦物綠泥石在短波紅外區(qū)間的波長呈規(guī)律性變化,該現(xiàn)象反映了綠泥石晶體結(jié)構(gòu)中Fe、Mg離子含量的變化特征。甲瑪斑巖-矽卡巖礦床的角巖礦體及其外圍富集著大量綠泥石礦物,其中富鎂綠泥石反映了較高溫度環(huán)境下的區(qū)域性熱液蝕變作用，而礦體中上部存在的少量富鐵綠泥石則與廣泛發(fā)育的裂隙系統(tǒng)相關(guān)，顯示了后期溫度降低、酸性減弱的蝕變環(huán)境。巖石樣品中的綠泥石礦物出現(xiàn)了富鎂→富鐵的環(huán)帶狀分布特征，體現(xiàn)了巖漿活動(dòng)的變化特征，并由此推斷甲瑪?shù)V床外圍仍然具有一定找礦潛力。

西藏甲瑪?shù)V床 高光譜短波紅外技術(shù) 綠泥石 熱液蝕變 光譜參數(shù)三維模型

Wang Chong-wu, Guo Na, Guo Ke , Zhang Ting-ting. Characteristics of the chlorite alteration in the porphyry-skarn deposit based on short-wavelength infrared technology：A case study of the Jiama copper-polymetallic deposit in Tibet[J]. Geology and Exploration, 2014, 50(6):1137-1146.

西藏甲瑪斑巖-矽卡巖型銅礦床位于西藏自治區(qū)拉薩市墨竹工卡縣甲瑪鄉(xiāng)，處于西藏特提斯構(gòu)造域?qū)姿?念青唐古拉(地體)板片中南部，南北分別為班公湖-怒江、雅魯藏布江兩條縫合帶。2008年中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所、成都理工大學(xué)對該礦床進(jìn)行深入勘查和研究分析后，確定甲瑪?shù)V床的找礦潛力極大，并在同年取得重大找礦突破。唐菊興等(2010)于2010年建立了甲瑪?shù)V床模型，王登紅等(2011)對礦區(qū)角巖的分布特征進(jìn)行了研究，通過角巖厚度推斷出甲瑪?shù)V床的斑巖體熱源中心位置，秦志鵬等(2011)利用鋯石測年確定甲瑪?shù)V區(qū)內(nèi)中酸性斑巖的侵位時(shí)間為14.81～16.27 Ma。

國外高光譜短波紅外技術(shù)作為獨(dú)立的找礦手段研究并應(yīng)用于礦產(chǎn)勘查已有30余年的歷史。1999～2001年Yang等利用PIMA-Ⅱ在新西蘭Wairakei及Broadlands-Ohaaki地?zé)崽镩_展了高光譜短波紅外測量，通過基于光譜參數(shù)的蝕變礦物填圖確定了影響蝕變分帶的主要影響因素。Fraseretal(2006)利用地面高光譜成像技術(shù)在澳大利亞新南威爾士州Woodlawn開展了剖面填圖，區(qū)分出白云母中的Al含量及綠泥石中鐵鎂含量的大致變化。

中國應(yīng)用多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行中小比例尺的礦床勘察與研究已較為普遍(段宗恩等，2012；代晶晶等，2012；吳志春等，2013)，但高光譜短波紅外技術(shù)應(yīng)用于礦產(chǎn)資源勘查領(lǐng)域仍然處于起步階段。章革等(2005)利用澳大利亞便攜式短波紅外礦物分析儀PIMA在西藏驅(qū)龍銅礦開展巖石的測試工作，獲取了部分巖石的地面波譜，并識別出了與礦化和礦體有直接關(guān)系的地面蝕變指示礦物硬石膏；楊志明等(2002)利用ASD便攜式地物光譜儀在西藏念村根據(jù)礦物蝕變組合推測出礦床的剝蝕程度，并認(rèn)為剝蝕程度比較淺的地方找礦潛力比較大，同時(shí)根據(jù)伊利石形成的溫度光譜參數(shù)，確定了念村礦床的熱液/礦化中心位置。郭娜(2012)采用便攜式地物光譜儀SVC HR1024開展了甲瑪銅多金屬礦鉆孔及外圍巖石高光譜測量工作，證實(shí)了甲瑪熱源中心位置，并建立了相應(yīng)的高光譜勘查模型。

1 原理與野外技術(shù)方法

1.1 理化性質(zhì)及礦床學(xué)特征

綠泥石(chlorite)為綠泥石族礦物的總稱，分子式可表示為(Mg,Al,Fe)12[(Si,Al)8O20](OH)16。綠泥石屬于含水層狀硅酸鹽，由滑石層和氫氧鎂石層作為基本結(jié)構(gòu)層交替排列而成三層結(jié)構(gòu)，Mg、Fe、Al等多種陽離子常充填于層間八面體空隙(鄭水林，2000)。成分中Fe2 +和Mg2 +主要為六配位,二者形成廣泛類質(zhì)同象取代,也因此形成了多種類型的綠泥石。上世紀(jì)八十年代，冶金部地質(zhì)研究所(1983)采用電子探針對國內(nèi)多個(gè)大型斑巖銅礦綠泥石樣品分析后，發(fā)現(xiàn)斑巖銅礦蝕變分帶從內(nèi)向外,時(shí)間上，從早期到晚期，包括不同產(chǎn)狀或同一產(chǎn)狀,綠泥石中鐵升高,鎂降低，F(xiàn)e2+/(Fe2++Mg2+)也隨之升高。Inoue(1995)研究發(fā)現(xiàn)在脈狀礦床的熱液蝕變中,在低氧化、低pH值的條件下,有利于形成富鎂綠泥石,而還原環(huán)境有利于形成鐵綠泥石。在綠泥石族礦物熱學(xué)性質(zhì)的研究中，發(fā)現(xiàn)Fe-OH化學(xué)鍵強(qiáng)度遠(yuǎn)弱于Mg-OH，高溫環(huán)境抑制Fe2+對Mg2+的置換作用(楊雅秀，1992)，說明富鐵綠泥石相對于富鎂綠泥石更傾向形成于較低溫環(huán)境中。

1.2 光譜識別理論

光譜識別是將光譜曲線轉(zhuǎn)化為地質(zhì)信息的重要手段，其準(zhǔn)確性是后續(xù)研究工作的基礎(chǔ)。光譜匹配的方法有很多(Michaeletal., 2011;賀金鑫等,2014)，但目前最為普遍和有效的為基于特征譜帶的識別方法(甘甫平等,2003)。

具體來說，在短波紅外反射光譜中，綠泥石具有兩類主要的診斷吸收特征，分別為2260 nm及2350 nm的Fe-OH吸收特征和2250 nm及2330～2340 nm的Mg-OH吸收特征，其中2330～2350 nm特征吸收峰型較緩且不對稱，2250～2260 nm吸收峰尖銳，此外1910 nm、2000 nm處水的雙峰，1410 nm處羥基與水共同形成的吸收峰均是綠泥石診斷光譜峰位，但較不明顯(圖1)。

圖1 典型綠泥石反射率波譜曲線Fig.1 Reflectance spectra of typical chlorite

其他如角閃石、綠簾石等蝕變礦物在短波紅外區(qū)間與綠泥石波譜曲線存在不同程度相似，實(shí)際鑒別過程應(yīng)十分注意其中的區(qū)別：

黑云母：短波紅外區(qū)間黑云母波譜曲線與綠泥石相似度較高，在2255 nm及2345 nm存在較明顯吸收，依靠2385 nm處的次一級吸收，可以區(qū)分綠泥石與黑云母。此外，黑云母2100 nm處的緩吸收也區(qū)別于綠泥石，但實(shí)際曲線中難以被觀察到。

綠簾石：綠簾石光譜與綠泥石極易混淆，2000～2500 nm區(qū)間波譜幾乎一致，但綠簾石于1550 nm、1830 nm存在較明顯的次級吸收，能與綠泥石相區(qū)分。

此外，角閃石、透輝石、金云母等蝕變礦物在2000 nm～2500 nm波形都存在不對稱雙吸收峰，與綠泥石十分接近，但由于這些礦物雙吸收峰大致位于2310 nm～2380 nm附近，因而易與綠泥石相區(qū)分。

綜上，為了盡量減小光譜鑒別的工作量和難度，避免與礦區(qū)青磐巖化帶中廣泛存在的碳酸鹽礦物2330 nm附近的特征吸收帶混淆，采用2250 nm附近吸收峰進(jìn)行綠泥石特征吸收分析(下文出現(xiàn)的綠泥石特征吸收波長也特指該區(qū)間)。短波紅外光譜測量與化學(xué)分析的對比研究發(fā)現(xiàn)，綠泥石短波紅外反射光譜特征吸收波長受綠泥石中鐵鎂含量影響，其中Fe/(Fe+Mg)比值越大，特征吸收波長越長，富鎂綠泥石的特征吸收峰接近2245 nm，富鐵綠泥石特征吸收峰可偏向2265 nm，自然界中的綠泥石普遍發(fā)生Mg2+及Fe2+相互置換，波長一般于上述區(qū)間內(nèi)浮動(dòng)(Trudeetal.,1989；Scottetal.,1998)。實(shí)際工作中考慮到診斷波長漂移的復(fù)雜性，將此次識別波長確定為2240～2270 nm。

圖2 高光譜測量鉆孔分布圖(據(jù)唐菊興等，2010修改)Fig.2 Distribution map of drill holes measured by short-wavelength infrared technology(modified from Tang et al., 2010)1-第四系殘坡積物、沖洪積物;2-下白堊統(tǒng)林布宗組砂板巖、角巖;3-上侏羅統(tǒng)多底溝組灰?guī)r、大理巖;4-矽卡巖化大理巖;5-矽卡巖;6-矽卡巖型礦體;7-滑覆構(gòu)造斷裂;8-勘探線及編號;9-鉆孔;10-板邊帶及俯沖方向;11-洋殼仰沖推覆前緣;12-主邊界推覆斷裂;13-隱伏斑巖體預(yù)測位置; 14-礦區(qū)地名1-Quaternary residual,slope,alluvial and diluvial materials;2-K1l sand-slate and hornfels;3-J3d limestone and marble;4-Skarnization marble;5-Skarn;6-Skarn-type body;7-Decollement fault;8-Exploration line and its number;9-Drillhole;10-Terrane belt and subduction direction;11-Subduction frontiers of oceanic crust;12-main overthrust fault;13-forcast location of concealed porphyry; 14-place names in the area

Roacheetal.(2011)經(jīng)研究證明巖石中各單礦物的光譜特征吸收位置相互獨(dú)立，混合波譜僅發(fā)生波長偏移和吸收深度變化，參考Roache等在澳大利亞Archean金礦采用的光譜分析方法，以特征吸收波長為主要研究對象，通過吸收深度門限濾去系統(tǒng)誤差等因素造成的存在微弱擾動(dòng)的曲線，建立特征波長+吸收深度的綠泥石光譜特征處理方法。礦區(qū)鉆孔編錄資料規(guī)范完整，因此可作為光譜鑒別的參考資料。具體是挑選編錄資料中肉眼可見的綠泥石化樣品，統(tǒng)計(jì)求取其吸收深度均值作為吸收深度閾值，以保證光譜識別的準(zhǔn)確性，經(jīng)統(tǒng)計(jì)該吸收深度為1.7%。

1.3 技術(shù)方法

本次測量使用的是美國SVC公司生產(chǎn)的便攜式地物光譜儀SVC HR1024。該儀器工作光譜范圍為350～2500 nm，短波紅外區(qū)間光譜采樣帶寬低于2.5 nm(根據(jù)SVC HR1024使用手冊)，可以滿足測量及分析需要。為避免測量環(huán)境頻繁變化引起光譜測量誤差，巖石及鉆孔樣品均選擇室內(nèi)測量，測量光源為直流供電的人造太陽光源。為確保測量光譜準(zhǔn)確性，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：

(1) 野外工作前確保儀器檢修正常。

(2) 測量人員著深色服裝，避免操作中樣品被陰影覆蓋，減小測量人員、儀器與觀察對象的交叉輻射影響。

(3) 每次測量前儀器預(yù)熱15～30 min左右，測量前及測量中要注意經(jīng)常進(jìn)行儀器暗電流校正，消除儀器系統(tǒng)誤差。測量時(shí)鏡頭對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)參考板進(jìn)行定標(biāo)校準(zhǔn)，若基線接近100%并保持平直，則完成定標(biāo)，否則重新進(jìn)行校準(zhǔn)，定標(biāo)完成后方可測取樣品反射率曲線，盡管室內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定，但白板校正也應(yīng)每幾分鐘進(jìn)行一次，以確保測量光譜準(zhǔn)確性。

測量時(shí)同步填寫樣品資料表，詳細(xì)記錄坐標(biāo)、巖性、照片等信息方便后期分析，巖石測量前用清水洗凈附著塵土并自然晾干，由于巖石樣存在不同程度的風(fēng)化現(xiàn)象，采用多面測量的方法，并保證至少有一個(gè)新鮮面，對于蝕變明顯的巖石盡量選擇蝕變處采集光譜。鉆孔巖心測量時(shí)采樣間距約2 m左右，盡量選取化探及編錄采樣點(diǎn)測量，以便進(jìn)行光譜-化探-編錄資料的聯(lián)合分析。工作主要針對7963件巖石樣品和礦區(qū)內(nèi)44個(gè)鉆孔進(jìn)行測量，共獲得27000余條波譜曲線，為礦區(qū)積累了豐富的光譜數(shù)據(jù)資料。

測量數(shù)據(jù)的處理采用了PIMAVIEW 3.1，通過軟件的應(yīng)用能夠建立完整的波譜庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上繪制相關(guān)統(tǒng)計(jì)圖件。

2 綠泥石特征分析

2.1 鉆孔數(shù)據(jù)分析

針對甲瑪?shù)V區(qū)44個(gè)鉆孔進(jìn)行了高光譜測量,鉆孔分布主要集中于16線及其橫剖面,根據(jù)目前勘察發(fā)現(xiàn)的隱伏斑巖體和礦體位置對ZK1616以東16～40線鉆孔進(jìn)行了加密，具體鉆孔分布如圖2所示。

測量涉及巖心2萬余米，獲得實(shí)測波譜11776條，鉆孔中發(fā)現(xiàn)含綠泥石的樣品共1093件，檢測出綠泥石樣品主要分布于角巖附近或礦體內(nèi)部。綠泥石的特征吸收波長統(tǒng)計(jì)規(guī)律可以幫助進(jìn)行蝕變帶的劃分并從大體上把握蝕變過程的熱液性質(zhì)，鉆孔中綠泥石波長統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3所示。

圖3 鉆孔綠泥石診斷波長分布直方圖Fig.3 Histogram of chlorite diagnostic wavelength in drill holes

從圖3中看出：鉆孔中綠泥石特征吸收波長主要分布在2240～2270 nm范圍內(nèi)，經(jīng)計(jì)算波長偏度1.95，峰度5.06，結(jié)合直方圖可看出鉆孔中綠泥石波長分布出現(xiàn)明顯聚集且為正偏態(tài)分布，波長主要集中分布于2245～2255 nm區(qū)間，而長波綠泥石(波長大于2260 nm)很少，依據(jù)綠泥石波長范圍分布及其鐵、鎂綠泥石的波譜響應(yīng)情況，作者判斷礦區(qū)鉆孔綠泥石主要以鎂綠泥石及鐵鎂綠泥石為主。

為了解綠泥石波長空間分布情況，使用Micromine軟件將鉆孔樣品的波長信息進(jìn)行三維展布，由綠泥石類型分布圖(圖4)可以發(fā)現(xiàn)，自西向東存在鐵鎂綠泥石→鎂綠泥石趨勢，角巖礦體范圍內(nèi)鎂綠泥石大量富集，其分布中心大約位于ZK1616偏東，地質(zhì)研究表明ZK3218附近為甲瑪?shù)V區(qū)角巖巨厚處，深部必有隱伏斑巖體提供熱量，可能是礦區(qū)熱源中心，而短波紅外研究成果表明:該鉆孔及周邊鉆孔底部樣品中的綠泥石極少，中部至頂部逐漸出現(xiàn)鐵綠泥石聚集。

通過進(jìn)一步觀察可以發(fā)現(xiàn)，角巖礦體與富鎂綠泥石和富鐵綠泥石具有明顯相關(guān)性，特別是鉆孔中鐵綠泥石的分布呈現(xiàn)出一定規(guī)律性，幾乎完全分布于角巖礦體中上部，若按照長波2260 nm進(jìn)行劃分，簡單統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)礦區(qū)鐵綠泥石樣品共62件，其中位于礦體內(nèi)部及附近的多達(dá)53件。為此，作者針對巖心進(jìn)行波長與Cu元素品位對應(yīng)關(guān)系的定量研究。

具體的對比分析中，為了解決光譜采樣位置在實(shí)測過程中與分析組合樣位置之間不可避免的誤差問題，兼顧分析樣品的數(shù)量和準(zhǔn)確性，按照0.5 m容差確定成對樣品，最終獲得495件綠泥石樣的分析-光譜數(shù)據(jù)。按照角巖中Cu邊界品位0.2%區(qū)分是否礦化，最終獲得巖心綠泥石波長與礦化的關(guān)系統(tǒng)計(jì)如圖5。

圖4 鉆孔綠泥石三維分布圖Fig.4 3D distribution map of chlorite in drill holes1-富鎂綠泥石；2-鐵鎂綠泥石；3-富鐵綠泥石1-magnesium-rich chlorite; 2-iron magnesium chlorite; 3-iron-rich chlorite

圖5 鉆孔綠泥石診斷波長與礦化關(guān)系圖Fig.5 Relationship between chlorite diagnostic wavelength and mineralization

結(jié)果顯示，大約以波長2260 nm為界，在波長方向上明顯呈現(xiàn)兩期礦化過程，對應(yīng)的波長區(qū)間分別為2243～2250 nm和2261～2269 nm，其中長波綠泥石樣品數(shù)量少，但對應(yīng)的礦化程度遠(yuǎn)高于短波綠泥石。

對甲瑪角巖石英脈的研究，發(fā)現(xiàn)多期次的巖漿熱液流體活動(dòng)，溫度從斑巖型高溫巖漿流體演化成淺成低溫?zé)嵋盒土黧w，石英脈中硫化物首次沉淀于酸性環(huán)境，后期酸性流體被中和導(dǎo)致硫化物二次沉淀(彭惠娟等,2012)。國內(nèi)外學(xué)者的研究成果均發(fā)現(xiàn)了某些特定礦床長波鐵綠泥石對斑巖銅礦高品位礦石的指示意義(Yangetal.，2005；連長云等，2005)，作者依據(jù)不同類型綠泥石對蝕變環(huán)境的指示意義推測，上述兩個(gè)波長區(qū)間分別對應(yīng)兩期巖漿熱液活動(dòng)，且環(huán)境差異明顯：富鎂綠泥石受早期區(qū)域性酸性巖漿活動(dòng)控制，蝕變規(guī)模較大，溫度稍高，該階段礦區(qū)下白堊統(tǒng)林布宗組砂板巖經(jīng)下部巖漿烘烤發(fā)生熱變質(zhì)作用形成大規(guī)模角巖化，與此同時(shí)或稍后成礦元素開始出現(xiàn)富集，但平均品位不高，空間上以ZK3218為中心，形成礦區(qū)廣泛分布的鐵鎂綠泥石及鎂綠泥石。對角巖中的裂隙系統(tǒng)研究后發(fā)現(xiàn)，角巖形成后，受多期巖漿侵位和“二次沸騰”作用影響，角巖中發(fā)育龐大而復(fù)雜的裂隙系統(tǒng)，以ZK1620～ZK3216之間裂隙分布最為密集(林彬等,2012)，熱液沿裂隙侵入遇地下水或降水冷凝酸性巖漿被中和形成脈狀及浸染狀礦化。如果富鐵綠泥石的形成與角巖中的裂隙系統(tǒng)及Cu元素富集中心具有空間上的相關(guān)性，那么可以說明較低溫和還原環(huán)境下可能形成角巖中的鐵綠泥石。利用Micromine對角巖中綠泥石波長及Cu品位進(jìn)行空間克里格插值，建立100m×100m×100m的三維網(wǎng)格化模型，此處以礦化較明顯的海拔4700m為例，ZK1620～ZK3 216之間為恰好為長波鐵綠泥石集中區(qū)域，這也是礦化明顯的位置(圖6)，三者存在很好的對應(yīng)關(guān)系，說明富鐵綠泥石在成因上可能與角巖中的裂隙系統(tǒng)相關(guān)，并指示了成礦元素的富集。

圖6 4700 m臺階處綠泥石波長(a)與Cu元素品位(b)對比圖Fig.6 Comparison between chlorite diagnostic wavelength (a) and copper grade (b) at 4700 m

2.2 巖石樣品分析

高光譜測量涉及地表巖石數(shù)量共7936件，樣品覆蓋區(qū)域北至則古朗，南達(dá)斯布溝，覆蓋范圍約75 km2。分析發(fā)現(xiàn)綠泥石蝕變樣品共890件，巖石波長分布情況如圖7所示：

與鉆孔巖心樣具有明顯差異，巖石樣品綠泥石波長呈近似正態(tài)分布，主要集中于2255 nm附近，說明地表巖石以鐵鎂綠泥石蝕變?yōu)橹鳎c鉆孔中大量分布的鎂綠泥石相比，反映了熱液向地表侵入過程中與降水空氣等接觸后逐漸冷卻的過程。根據(jù)鉆孔中波長與成礦的對應(yīng)關(guān)系，不妨按照鐵鎂綠泥石2250～2260 nm將巖石波長進(jìn)行3級劃分，圖8展示了地表綠泥石波長與Cu元素巖石地球化學(xué)異常(Cu>30g/t)的疊加分布情況。

圖7 巖石綠泥石診斷波長分布直方圖Fig.7 Histogram of chlorite diagnostic wavelength of rock samples

通過野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，地表綠泥石聚集區(qū)域有兩處，分別為象背山以南八一牧場區(qū)域和礦區(qū)及北部則古朗一帶，班禪牧場及斯布村一帶沒有發(fā)現(xiàn)綠泥石樣品。再從波長角度看，銅鉛山至則古朗一帶主要廣泛的分布鐵綠泥石，這和鉆孔頂部發(fā)現(xiàn)的鐵綠泥石應(yīng)當(dāng)具有空間上和成因上的連續(xù)性，象背山以南的樣品主要為鐵鎂綠泥石，分布密度高于則古朗，從夏普至斯布溝方向出現(xiàn)較為明顯的鎂綠泥石-鐵綠泥石環(huán)帶過渡現(xiàn)象，為典型的巖漿上涌特征(郭娜,2012)。從分布趨勢上看，自八一牧場至則古朗，波長逐漸升高，表征蝕變溫度象背山以南高于銅鉛山，而目前勘查結(jié)果顯示，甲瑪?shù)V區(qū)角巖以則古朗為中心向外殲滅，顯示出遠(yuǎn)離熱源趨勢。結(jié)合象背山巖體的出露，作者推測象背山以南巖漿侵位更接近地表，但仍需要進(jìn)一步勘察驗(yàn)證。結(jié)合化探結(jié)果分析，地表異常主要分布在象背山北東至則古朗，而該區(qū)域從總體趨勢上看正是鐵綠泥石分布區(qū)，盡管則古朗的化探元素異常與鐵綠泥石分布并不完全吻合，但空間上都為北西向分布顯示二者必有聯(lián)系，象背山以南元素異常較為分散，但與鐵綠泥石的分布幾乎完全對應(yīng)。

圖8 巖石樣品綠泥石空間分布圖Fig.8 Distribution map of chlorite in rock samples1-富鎂綠泥石； 2-鐵鎂綠泥石； 3-富鐵綠泥石； 4-Cu元素異常區(qū)； 5-巖石采樣范圍； 6-測量鉆孔1-amesite；2-brunsvigite；3-daphnite；4-anomalous area of Cu；5-the range of rock sampling；6-measured drill holes

根據(jù)鉆孔中的分析經(jīng)驗(yàn)，我們對巖石樣品的綠泥石診斷波長與Cu元素含量進(jìn)行比較(圖9)，發(fā)現(xiàn)樣品Cu元素平均品位在2243 nm和2267 nm處分別出現(xiàn)較高峰，與鉆孔中發(fā)現(xiàn)的礦化波長區(qū)間基本吻合；而波長與元素異常的關(guān)系則清晰地顯示了長波2267 nm附近較高的異常率。

圖9 巖石綠泥石診斷波長與Cu元素含量關(guān)系圖Fig.9 The relationship of chlorite diagnostic wavelength and Copper grade in rock samples

綜合鉆孔及巖石中的數(shù)據(jù)分析，大致可以推斷甲瑪?shù)V區(qū)的鐵綠泥石產(chǎn)生于低溫和相對還原環(huán)境，是礦液中和階段的產(chǎn)物，能夠較顯著的指示礦體的富集作用。那么從礦區(qū)地表的綠泥石波長分布情況來看，則古朗、象背山及其南部都出現(xiàn)了明顯的鐵綠泥石集聚，且地表都出現(xiàn)了或多或少的化探元素異常，可以作為下一步外圍找礦的重點(diǎn)區(qū)域。

3 結(jié)論

西藏甲瑪銅多金屬礦屬于斑巖成礦作用有關(guān)的巖漿熱液礦床。礦區(qū)蝕變廣泛發(fā)育，具有斑巖銅礦典型的熱液蝕變特征，高光譜短波紅外測量技術(shù)可以發(fā)揮重要作用。通過對礦區(qū)青盤巖化帶主要蝕變礦物綠泥石的光譜測量，研究發(fā)現(xiàn)：

(1) 角巖礦體中普遍發(fā)育鎂綠泥石，聚集中心大致位于ZK1616偏東，該區(qū)域也是勘探發(fā)現(xiàn)的角巖巨厚處，反映了較高溫?zé)嵋夯顒?dòng)，ZK3218及附近鉆孔底部并沒有發(fā)現(xiàn)綠泥石產(chǎn)出，作者推測可能是由于更接近熱源，不具備綠泥石形成的溫度環(huán)境；鉆孔中發(fā)現(xiàn)的鐵綠泥石主要位于角巖礦體中上部，波長插值結(jié)果表明礦體上盤ZK2416～ZK3216一帶為鐵綠泥石聚集中心，與裂隙系統(tǒng)分布十分吻合。

(2) 根據(jù)綠泥石特征波長對蝕變環(huán)境的指示意義，以及波長與Cu元素含量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，作者推測富鎂綠泥石指示了較高溫環(huán)境下的區(qū)域性成礦作用，而富鐵綠泥石受裂隙系統(tǒng)控制，形成于低溫和相對還原環(huán)境，疊加于前期蝕變基礎(chǔ)上，是礦液中和階段的產(chǎn)物。

(3) 巖石中的分析結(jié)果得出與鉆孔中類似的結(jié)論，體現(xiàn)了熱液成礦體系從地下-地表的連續(xù)性，則古朗及象背山附近存在的鐵綠泥石及化探異?？赡苁窍乱徊秸业V的有利區(qū)域。

(4) 鐵綠泥石與斑巖型銅礦的礦體對應(yīng)關(guān)系并非首次發(fā)現(xiàn)，盡管甲瑪?shù)某傻V環(huán)境更為復(fù)雜(鎂綠泥石形成期間也發(fā)生礦化)，若今后能夠加強(qiáng)高光譜技術(shù)的應(yīng)用范圍和研究深度，可能會得出較為合適的光譜找礦模型，為斑巖型乃至其他類型的礦床研究和勘查提供更為快速、簡單及廉價(jià)的手段。

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[附中文參考文獻(xiàn)]

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Characteristics of the Chlorite Alteration in the Porphyry-Skarn Deposit Based on Short-Wave Infrared Technology：A Case Study of the Jiama Copper-Polymetallic Deposit in Tibet

WANG Chong-wu1,GUO Na1,2,GUO Ke1,ZHANG Ting-ting3

(1.ChengduUniverisityofTechnology,Chengdu,Sichuan610059；2.TheInstituteofRemoteSensingandDigitalEarth,ChineseAcademyofSciences,Beijing100094;3.InstituteofMineralResources,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037)

In Jiama porphyry-skarn copper deposit,samples from 44 drill holes and 7963 rocks had been measured and analyzed with American portable spectrometer SVC HR1024 based on the hyperspectral short-wave infrared technology. The study found that the main altered mineral in propylitization zone—chlorite，which characteristic absorption wavelength in SWIR appeares a regular variation.We hold that the variation of wavelength reflects different content of Fe and Mg in chlorite. Many chlorite samples had been detected outside and in the hornfels ore body in Jiama porphyry-skarn copper deposit.The Mg-chlorite represents a regional hydrothermal alteration event with higher temperature,while the Fe-chlorite formed in the upper part of ore body relates to the extensive fissure system in Jiama,which represents temperature reduction and acidity decreasing in later period.The chlorite from rock samples show annular distribution characteristics from Mg-rich to Fe-rich,which result from magmatism events and therefore we infer the margin of Jiama deposit possess prospecting potential.

Jiama deposit in Tibet, hyperspectral short-wave infrared technology, chlorite, hydrothermal alteration, 3D model of spectral parameters

2014-06-19；[修改日期]2014-10-15；[責(zé)任編輯]郝情情。

國家自然科學(xué)基金“斑巖銅礦高光譜短波紅外勘查模型構(gòu)建研究”(編號：41302265)；西藏華泰龍礦業(yè)開發(fā)有限公司勘探項(xiàng)目、技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目“西藏墨竹工卡縣甲瑪銅多金屬礦床地質(zhì)特征及找礦方向研究項(xiàng)目”(E0804)；西藏自治區(qū)礦產(chǎn)資源潛力評價(jià)項(xiàng)目(1212010813025)共同資助。

汪重午(1990年-)，男，2012年畢業(yè)于成都理工大學(xué)，在讀碩士，遙感地質(zhì)專業(yè)。E-mail：wangchongwu1990@gmail.com。

郭娜(1979年-)，女，博士，講師，主要從事高光譜遙感地質(zhì)與3S技術(shù)找礦研究。E-mail：cdut_guona@126.com。

P618.4+P614

A

0495-5331(2014)06-1137-10