西藏獅泉河地區(qū)尕爾窮式銅(金)礦遙感找礦潛力分析

陳 雪， 張廷斌， 易桂花， 別小娟， 倪家明

(1.成都理工大學(xué) a.旅游與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院, b.地球科學(xué)學(xué)院, c.管理科學(xué)學(xué)院，d.地學(xué)空間信息技術(shù)國土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059；2.成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，樂山 614000；3.四川城市職業(yè)學(xué)院，成都 610110)

西藏獅泉河地區(qū)尕爾窮式銅(金)礦遙感找礦潛力分析

陳 雪1a， 張廷斌1b,d,2， 易桂花1c， 別小娟1a， 倪家明3

(1.成都理工大學(xué) a.旅游與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院, b.地球科學(xué)學(xué)院, c.管理科學(xué)學(xué)院，d.地學(xué)空間信息技術(shù)國土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059；2.成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，樂山 614000；3.四川城市職業(yè)學(xué)院，成都 610110)

基于Landsat-8多光譜數(shù)據(jù)，在西藏自治區(qū)獅泉河地區(qū)開展了尕爾窮式銅(金)礦遙感找礦潛力分析。根據(jù)尕爾窮銅(金)礦床的成礦規(guī)律分析研究區(qū)的成礦地質(zhì)條件，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料在研究區(qū)內(nèi)進(jìn)行遙感礦產(chǎn)地質(zhì)特征解譯和礦化蝕變信息提取，并綜合遙感地質(zhì)解譯結(jié)果和蝕變信息提取結(jié)果，以該區(qū)成礦要素為指導(dǎo)，圈定了11個找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

獅泉河； 遙感； 找礦預(yù)測； 班公湖-怒江成礦帶； 西藏

0 引言

班公湖-怒江成礦帶(以下簡稱“班-怒成礦帶”)是西藏重要的成礦帶之一，是繼玉龍和岡底斯斑巖銅礦帶之后西藏高原上第3條斑巖銅礦帶，也是近幾年研究的熱點(diǎn)區(qū)域[1-4]。班公湖-怒江特提斯洋盆存在著雙向俯沖作用，多龍銅(金)礦集區(qū)是其向北俯沖的產(chǎn)物，班-怒結(jié)合帶南北邊界均表現(xiàn)為中緩-中陡角度向南俯沖，尕爾窮和嘎拉勒等銅(金)礦就是其向南俯沖的產(chǎn)物[5-7]。尕爾窮銅(金)礦床是班-怒成礦帶西段勘查程度比較詳細(xì)的礦床[8-9]，李志軍等[8]認(rèn)為礦區(qū)內(nèi)斑巖體的剝蝕深度較淺，有可能存在斑巖型礦體；唐菊興等[10]通過對尕爾窮礦集區(qū)成礦地質(zhì)特征的系統(tǒng)總結(jié)，認(rèn)為尕爾窮銅(金)礦區(qū)尋找斑巖型銅金礦體的潛力很大；張廷斌等[7]利用多光譜遙感影像，對西藏尕爾窮礦區(qū)及其外圍進(jìn)行遙感解譯和蝕變提取，分析了尕爾窮銅(金)礦的遙感地質(zhì)特征，提出尕爾窮銅(金)礦可能是一個大型的斑巖-矽卡巖型成礦系統(tǒng)。該礦床位于西藏自治區(qū)阿里地區(qū)革吉縣城西約33 km處，地質(zhì)背景極其復(fù)雜，巖漿活動頻繁，成礦條件優(yōu)越，礦產(chǎn)資源十分豐富[7，11]。尕爾窮礦區(qū)西北方向仍然存在大面積的找礦空白區(qū)，區(qū)內(nèi)植被覆蓋率低，適合開展大面積的遙感預(yù)測工作。遙感可以大范圍的獲取信息且速度快、周期短，受條件限制少，能夠有效提高找礦工作的效率，所以在地質(zhì)找礦中得到廣泛應(yīng)用。筆者以尋找“尕爾窮式”礦床為重點(diǎn)，利用Landsat-8遙感影像，在尕爾窮礦區(qū)西北方向的獅泉河地區(qū)，開展了遙感找礦工作，以期為該區(qū)銅(金)礦的勘查部署提供遙感依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

尕爾窮銅(金)礦床位于獅泉河結(jié)合帶與岡底斯巖漿弧帶交匯處，區(qū)域構(gòu)造線方向呈NE-NNE向，巖漿活動相對強(qiáng)烈，主要出露白堊系地層。白堊系多愛組(k1d)為主要的賦礦地層[8，11]。出露的侵入巖巖體有花崗斑巖(γπ)、閃長玢巖(δμ)和石英閃長巖(δο)。主礦體位于多愛組與燕山期花崗斑巖體的接觸帶和構(gòu)造破碎帶中[11]。

研究區(qū)位于尕爾窮礦區(qū)西北方向的獅泉河地區(qū)，大地構(gòu)造位置處于班-怒成礦帶西段，區(qū)域構(gòu)造線方向呈NE-NNE向。

研究區(qū)出露地層以白堊系和三疊系為主(圖1)。包括白堊統(tǒng)朗久組(k1l)、拖稱組(k1t)、多愛組(k1d)及捷嘎組(k1jg)、烏木壟鉛波巖組(T1-2t)和獅泉河蛇綠巖混雜巖群，以及三疊系淌那勒組。其中，拖稱組為大理巖化灰?guī)r、硅化灰?guī)r和凝灰?guī)r；多愛組為大理巖、火山角礫巖、玄武巖、安山巖和凝灰?guī)r互層；朗久組為灰色粗面巖、玄武巖、流紋巖和灰?guī)r；捷嘎組為灰?guī)r、巖屑砂巖和凝灰?guī)r。

研究區(qū)內(nèi)巖體主要為石英閃長巖(δo)、花崗閃長巖(γδ)、英云閃長巖(γo)、鉀長花崗巖(ζγ)、玄武巖(β)和蛇綠巖。研究區(qū)內(nèi)巖漿活動較強(qiáng)，受熱液作用影響，形成“中心式”環(huán)帶狀蝕變分帶，圍巖接觸帶附近有大理巖化、絹英母化和矽卡巖化等蝕變發(fā)育。研究區(qū)內(nèi)斷裂以EW向、NE向和NW向?yàn)橹?，本區(qū)地層和侵入巖體受構(gòu)造控制明顯。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1 Generalized geological map of study area

2 找礦條件分析

通過類比尕爾窮礦區(qū)成礦條件，同時結(jié)合該區(qū)構(gòu)造背景、地層、地質(zhì)特征和礦化蝕變信息來分析研究區(qū)的找礦條件。

研究區(qū)的構(gòu)造背景與尕爾窮銅(金)礦相同，位于拉達(dá)克-岡底斯弧盆系西段的昂龍崗日-班戈-騰沖巖漿弧帶。

尕爾窮礦區(qū)賦礦地層為下白堊統(tǒng)多愛組(k1d)。燕山期花崗和石英閃長巖呈等軸狀小巖株侵入碳酸鹽巖層，形成矽卡巖體；受熱液變質(zhì)作用圍巖發(fā)生硅矽卡巖化、大理巖化和角巖化等。燕山晚期七一橋漿混花崗閃長巖漿的強(qiáng)烈活動，為銅(金)多金屬的成礦提供了動力和充足的熱液來源。由此可以推斷，下白堊統(tǒng)多愛組(k1d)是研究區(qū)重要的找礦目標(biāo)地層，燕山期石英閃長巖和花崗閃長巖為研究區(qū)重要的控礦巖體。

尕爾窮礦區(qū)的線性構(gòu)造方向大致為NW-NNW向、NE-NNE向和近SN向三組， EW和NE-NEE向構(gòu)造控制了石英閃長巖和花崗閃長巖的展布方向與形態(tài)，為重要的控礦構(gòu)造，尕爾窮礦區(qū)的Ⅰ號和Ⅱ號礦體都是受NE向斷層控制[7]。由主斷層引發(fā)的次級斷層及其交匯處是重要的找礦部位。因此，推斷NE-NNE向構(gòu)造在本區(qū)也是重要的找礦構(gòu)造。

圍巖蝕變是重要的找礦線索。尕爾窮礦區(qū)羥基蝕變和鐵染蝕變分帶特征較為明顯，分布集中，蝕變強(qiáng)度大。所以研究區(qū)的蝕變信息分布特征為本區(qū)找礦預(yù)測提供了重要的礦化依據(jù)。

3 遙感礦產(chǎn)地質(zhì)信息提取

3.1 遙感數(shù)據(jù)源與預(yù)處理

所用遙感數(shù)據(jù)為USGS(United States Geological Survey)網(wǎng)站上下載的Landsat-8影像(景號為P145R037)，時相為2013年7月9日。

Landsat-8衛(wèi)星上攜帶兩個傳感器，分別是OLI陸地成像儀(Operational Land Imager)和TIRS熱紅外傳感器(Thermal Infrared Sensor)。OLI在輻射分辨率和光譜分辨率方面與ETM+相比具有較大提高(表1)，OLI數(shù)據(jù)的波段范圍變窄，能夠更突出地反映蝕變礦物的光譜特征，尤其是OLI6和OLI7波段變窄更有利于遙感地質(zhì)解譯和羥基蝕變的提取[12-14]。

基于ENVI軟件平臺對原數(shù)據(jù)進(jìn)行了包括輻射定標(biāo)和大氣校正等數(shù)據(jù)預(yù)處理工作，針對區(qū)內(nèi)的超基性巖體、第四系、植被和河流等進(jìn)行掩膜，以減少對礦化蝕變信息提取的干擾，采用Landsat-8OLI7(R)、5(G)、2(B)假彩色合成方案制作遙感地質(zhì)特征解譯的底圖，合成后的影像能夠清晰地反映地質(zhì)信息和地表特征，有助于地層和構(gòu)造信息的解譯。

3.2 遙感礦產(chǎn)地質(zhì)特征解譯

3.2.1 線性構(gòu)造

線性構(gòu)造是構(gòu)造應(yīng)力作用下的巖石形變帶、軟弱帶或應(yīng)力集中帶，這些地殼軟弱帶可能成為巖漿上升、運(yùn)移的有利通道或凝固、富集的場所[15-16]。區(qū)內(nèi)線性構(gòu)造發(fā)育較好，具有多期活動特性，礦化受其控制，研究線性構(gòu)造的特征，對該區(qū)找礦預(yù)測有較大的意義[17]。本區(qū)共解譯出線性構(gòu)造60余條，主要分為NE-NNE向、NW-NNW向、NWW向和近EW向4組，這4組線性構(gòu)造在區(qū)內(nèi)相互交錯，該區(qū)線性構(gòu)造方向與尕爾窮礦區(qū)的總體斷裂構(gòu)造方向一致。其中，NE-NNE向斷裂主要分布在甲布隆、多巴如、有拉鉛波和比瓊一帶，該處斷裂構(gòu)造控制了區(qū)內(nèi)石英和花崗閃長巖的展布，是區(qū)內(nèi)重要的控礦構(gòu)造。NW-NNW向和NWW向構(gòu)造在曲泥、澤旦慶布和頂咔拉的西南方向分布相對集中。此外，還有少量近EW向斷裂分布在嘎木桑、比加和扎波一帶。

表1 OLI與ETM+數(shù)據(jù)多光譜波段設(shè)置對比Tab1 Comparison of multi-spectral band between ETM+ and OLI

3.2.2 環(huán)形構(gòu)造

多數(shù)環(huán)形構(gòu)造與巖漿作用，火山作用，旋扭斷裂作用有關(guān)，是垂直運(yùn)動和水平運(yùn)動的綜合產(chǎn)物[18]。環(huán)形構(gòu)造邊緣與線性構(gòu)造交匯部位是良好的導(dǎo)礦構(gòu)造，其旁側(cè)的次級環(huán)形構(gòu)造、小型線性構(gòu)造密集帶或它們的交匯處則常成為容礦構(gòu)造[16]。研究區(qū)環(huán)形構(gòu)造種類多樣(如圓形、弧形等)，共解譯出6個近圓形構(gòu)造和2個弧形構(gòu)造，主要分布在研究區(qū)東部的甲布隆至翁隆瓊麻一帶以及多古勒和形扎的北部。北東方向上的環(huán)形構(gòu)造大多與北東向線性構(gòu)造相交或相切。

3.3 遙感礦化蝕變信息提取與分析

3.3.1 礦化蝕變信息提取方法

尕爾窮銅(金)礦床圍巖蝕變礦物主要有褐鐵礦、赤鐵礦、綠泥石和絹云母等，從多光譜遙感可以提取角度，區(qū)內(nèi)礦化蝕變類型可劃分為2種：①鐵染(Fe3+)；②羥基(OH-)。鐵染蝕變信息包括針鐵礦、赤鐵礦化、褐鐵礦化等(含F(xiàn)e3+礦物及其組合)，羥基蝕變信息包括綠泥石、高嶺土和絹云母等羥基礦物。

多光譜遙感礦化蝕變信息提取的方法很多，如主成分分析法(Principal Component Analysis，PCA)、比值法(Ratios Method，RM)和光譜角法(Spectral Angle Mapper，SAM)等[18-25]。主成分分析法又稱KL變換，它將N個波段的圖像進(jìn)行多維正交線性變換，生成一組新的組分圖像，是輸入的原始圖像的線性組合，保留了原圖像的高頻信息[26-27]。

根據(jù)主要圍巖蝕變礦物的反射、吸收波譜特征，選擇適合的波段進(jìn)行主成分分析，提取蝕變礦物信息[23]，根據(jù)表2和圖2，選擇OLI2、OLI4、OLI5和OLI6波段進(jìn)行主成分分析提取鐵染蝕變，選擇OLI2、OLI5、OLI6和OLI7波段提取羥基蝕變。

表2 OLI遙感影像蝕變礦物光譜響應(yīng)Tab.2 Spectral response of alteration minerals of OLI

圖2 研究區(qū)主要蝕變礦物USGS光譜曲線Fig.2 USGS spectral curves of the main alteration minerals in study area

3.3.2 礦化蝕變信息特征分析

鐵染蝕變整體上分布較集中，部分地區(qū)較為零散(圖3(a))。該區(qū)北部鐵染蝕變零散地分布在EW向和NE向構(gòu)造兩側(cè)，并且主要落在ss+sl圍巖帶、玄武巖(β)上和英云閃長巖(γo)上；研究區(qū)中部鐵染蝕變在鉀長花崗巖(ζγ)和多愛組地層上呈塊狀密集分布，并且多受NW和EW向構(gòu)造控制；研究區(qū)東北部鐵染蝕變受NE向構(gòu)造控制明顯，主要分布在多愛組和朗久組地層；研究區(qū)東部鐵染蝕變集中大塊分布在多愛組和拖稱組地層，東南方向上也有小型斑塊狀分布，主要落在石英閃長巖(δo)和凝灰?guī)r(tf)上，呈東西向展布。

羥基蝕變整體上分布較為零散，白堊系則弄群各地層均有分布(圖3(b))。其中，英云閃長巖(γo)、石英閃長巖(δo)和凝灰?guī)r(λtf)上羥基蝕變整體呈北東向斷續(xù)展布，以斑狀為主，并且NE向構(gòu)造附近羥基蝕變相對發(fā)育較好；研究區(qū)北部，羥基蝕變零碎分布在玄武巖(β)和花崗閃長巖(γδ)上，以三級羥基為主；研究區(qū)西南方向，羥基蝕變在花崗閃長巖(γδ)上呈團(tuán)塊狀分布，濃度分帶特征明顯。

圖3 研究區(qū)鐵染和羥基蝕變分布圖Fig.3 Ferric alterations and Hydroxyl alterations in study area(a)鐵染蝕變;(b)羥基蝕變

4 找礦預(yù)測

基于研究區(qū)的地層巖性、線環(huán)構(gòu)造和蝕變信息之間的空間關(guān)系，結(jié)合研究區(qū)的成礦控礦地質(zhì)條件，圈定遠(yuǎn)景區(qū)，將遠(yuǎn)景區(qū)確定為3個級別。

1)Ⅰ級找礦遠(yuǎn)景區(qū)。NE-NNE向構(gòu)造發(fā)育較好，晚燕山期閃長巖巖漿活動強(qiáng)烈，白堊系含碳酸鹽巖地層，蝕變信息具一定規(guī)模、濃度分帶特征明顯，蝕變信息與中酸性巖體的空間關(guān)系密切。

2)Ⅱ級找礦遠(yuǎn)景區(qū)。受NE-NNE向構(gòu)造控制明顯，晚燕山期閃長巖巖漿活動較好，蝕變信息略具規(guī)模和分帶特征，與巖漿巖或地層空間相關(guān)。

3)Ⅲ級找礦遠(yuǎn)景區(qū)。晚燕山期閃長巖巖漿活動一般，蝕變信息具一定規(guī)模、濃度分帶特征明顯。

根據(jù)以上原則，共圈定遙感找礦遠(yuǎn)景區(qū)11個，其中Ⅰ級找礦遠(yuǎn)景區(qū)5個，Ⅱ級3個，Ⅲ級3個(圖4)。

1)Ⅰ級遠(yuǎn)景區(qū)共有5個，自昌勒古至翁隆瓊麻共3個遠(yuǎn)景區(qū)以及鉈卡日和卡扎南部各1個遠(yuǎn)景區(qū)。昌勒古至翁隆瓊麻的3個遠(yuǎn)景區(qū)主要出露白堊系朗久組地層，以玄武巖、流紋巖為主，區(qū)內(nèi)有巖漿巖入侵，而且位于閃長巖與以凝灰?guī)r為主的碳酸鹽巖地層交界處。NE-NNE向構(gòu)造發(fā)育較好，與該區(qū)成礦密切相關(guān)。同時，該區(qū)鐵染和羥基蝕變團(tuán)塊狀分布，且具有濃度分帶特點(diǎn)。鉈卡日和卡扎南部的2個遠(yuǎn)景區(qū)地層較為復(fù)雜，鉈卡日遠(yuǎn)景區(qū)主要出露多愛組和朗久組地層，位于花崗閃長巖與碳酸鹽巖地層接觸部位，碳酸鹽巖是有利的圍巖地層；卡扎南部遠(yuǎn)景區(qū)主要出露多愛組和捷嘎組地層，位于花崗和石英閃長巖與地層交匯處。線環(huán)構(gòu)造相互交錯，鐵染和羥基蝕變呈團(tuán)塊狀分布，疊合程度較好。其中，鉈卡日遠(yuǎn)景區(qū)的成礦模式推斷與尕爾窮礦區(qū)相似，具有較大的找礦前景。

2)Ⅱ級遠(yuǎn)景區(qū)共有3個，分別位于研究區(qū)中部的比加、頂咔拉和東部的澤旦慶布以南。比加遠(yuǎn)景區(qū)位于研究區(qū)內(nèi)最大的侵入巖巖體鉀長花崗巖中；頂咔拉遠(yuǎn)景區(qū)位于鉀長花崗巖和石英閃長巖與朗久組和多愛組地層交界處；澤旦慶布南部遠(yuǎn)景區(qū)位于花崗閃長巖和石英閃長巖等侵入巖體中。區(qū)內(nèi)環(huán)形構(gòu)造和線性構(gòu)造發(fā)育良好，鐵染蝕變分布密集，具有環(huán)帶狀蝕變濃度分布特點(diǎn)，羥基蝕變較少。頂咔拉和比加遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)有大面積團(tuán)塊狀鐵染蝕變分布，沒有羥基蝕變。

3)Ⅲ級遠(yuǎn)景區(qū)共有3個，位于研究區(qū)嘎木桑以北，呈條帶狀。區(qū)內(nèi)主要以玄武巖為主，有巖漿巖入侵，線性構(gòu)造發(fā)育也比較好。鐵染蝕變和羥基蝕變均有分布，疊合率較高，但較為破碎；蝕變信息呈線狀展布，受線性構(gòu)造和構(gòu)造交匯控制明顯。

圖4 研究區(qū)遙感找礦遠(yuǎn)景區(qū)Fig.4 Ore-forming favorable regions of the study area

5 結(jié)論

1)獅泉河地區(qū)巖漿活頻繁，侵入作用和變質(zhì)作用強(qiáng)烈。該區(qū)線環(huán)構(gòu)造發(fā)育較好，斷裂以EW向、NE向和NW向?yàn)橹鳎⑶业貙雍颓秩霂r受構(gòu)造控制明顯，NE-NNE向構(gòu)造是區(qū)內(nèi)重要的找礦構(gòu)造。

2)遙感蝕變信息主要分布在線環(huán)構(gòu)造兩側(cè)以及侵入巖體與地層交界處，蝕變強(qiáng)度大，濃度分帶特征明顯，分布較為集中，為找礦提供了重要的依據(jù)。

3)基于研究區(qū)的成礦和控礦因素，圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)11處，為該區(qū)域開展礦產(chǎn)勘查提供了參考。

4)利用遙感能夠快速識別該區(qū)的地質(zhì)特征以及礦化蝕變信息，遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中具有較大的優(yōu)勢。

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Prospecting potential analysis of the type of Ga'erqiong Cu (Au) deposit using RS in the area of Shiquanhe, Tibet

CHEN Xue1a, ZHANG Tingbin1b,d,2, YI Guihua1c, BIE Xiaojuan1a, NI Jiaming3

(1.Chengdu University of Technology a. School of Tourism and Urban and Rural Planning,b.College of Earth Science, c.College of Management Science d.Key Laboratory of Geoscience Spatial Information Technology, Ministry of Land and Resources of the P.R. China,Chengdu 610059, China；2.The Engineering& Technical College of Chengdu University of Technology, Leshan 614000, China;3.Urban Vocational College of Sichuan,Chengdu 610110,China)

Based on Landsat-8 multi-spectrum data, the prospecting potential in the area of Shiquanhe is analysed using remote sensing technique. Firstly, the metallogenic conditions of the study area are analysed according to metallogenic regularity of Ga'erqiong Cu (Au) deposit. Secondly, the geological characteristics of remote sensing and the information of mineralized alteration combined with geological data have been interpreted and extracted. Finally, consolidated with results of geological interpretation based on remote sensing and the extracted information of mineralized alteration, along with metallogenic element of area, 11 prospect areas are delineated. It offers some remote sensing clues for the further development of mineral exploration in this area.

Shiquanhe; remote sensing; ore prediction; Bangong Lake-Nujiang river metallogenic belt; Tibet

2016-02-20 改回日期：2016-04-25

國家自然科學(xué)基金(41202233)

陳雪(1991-)，女，碩士，主要從事遙感技術(shù)研究,E-mail：289541899@qq.com 。

張廷斌(1978-)，男，博士，教授，主要從事遙感地質(zhì)、生態(tài)遙感研究，E-mail：zhangtb@cdut.edu.cn。

1001-1749(2017)01-0129-08

TP 79

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2017.01.19