青海賽多浦崗日地區(qū)遙感蝕變信息提取及成礦預(yù)測(cè)

張啟梅，李 戩

(青海省第五地質(zhì)勘查院,青海 西寧 810099)

青海賽多浦崗日地區(qū)位于沱沱河鉛鋅銀礦帶，區(qū)內(nèi)高寒缺氧，植被稀少，工作環(huán)境特別惡劣，野外地質(zhì)找礦工作難度較大，因此借助遙感手段進(jìn)行地質(zhì)找礦具有其他探測(cè)手段所無(wú)法相比的優(yōu)點(diǎn)。與常規(guī)地質(zhì)調(diào)查方法相比,遙感信息具有視域?qū)拸V、內(nèi)容豐富、主要斷裂突出、不受或少受地面條件限制、能有效提高野外驗(yàn)證效率的優(yōu)勢(shì)[1]。

圍巖蝕變是找礦的重要標(biāo)志。在熱液作用的影響下，近礦圍巖蝕變形成的蝕變巖石與正常圍巖在礦物成分、化學(xué)成分、巖石組構(gòu)和顏色等方面都存在差異，這些差異導(dǎo)致巖石反射光譜特征的差異，形成蝕變圍巖特定的光譜異常，為遙感蝕變信息提取提供了理論依據(jù)[2]。陳建平等[3]對(duì)沱沱河地區(qū)蝕變信息提取分析，發(fā)現(xiàn)提取的蝕變信息對(duì)本地區(qū)的找礦工作有一定的參考價(jià)格。本文在分析巖礦波段性能、光譜特征的基礎(chǔ)上,選取了蝕變信息提取的最優(yōu)波段變量組合,采用主成分分析的方法,輔助波段比值、圖像掩膜、密度分割等技術(shù)，去除云雪等干擾因素，提取出羥基鐵染蝕變信息，為在研究區(qū)內(nèi)開(kāi)展地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作提供了重要的找礦信息。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

賽多浦崗日地區(qū)的大地構(gòu)造位置位于可可西里—金沙江晚古生代—早中生代縫合帶和龍木錯(cuò)—雙湖—瀾滄江晚古生代—早生代縫合帶之間，隸屬華南地層大區(qū)，羌北—昌都—思茅地層區(qū)，唐古拉—昌都地層分區(qū)，赤布張錯(cuò)—雁石坪地層小區(qū)[4]。

測(cè)區(qū)沉積地層分布廣泛，主要有晚三疊世額爾隴巴組、中晚侏羅紀(jì)雁石坪群、晚白堊世風(fēng)火山群及第四紀(jì)地層。侏羅紀(jì)地層是測(cè)區(qū)內(nèi)分布最廣的地層，主要由淺?！ｊ懡换ハ喑练e的侏羅紀(jì)雁石坪群組成。由下至上依次為：中侏羅世雀莫錯(cuò)組(J2q)、布曲組(J2b)、夏里組(J2x)，晚侏羅世索瓦組(J3s)、雪山組(J3xs)，巖石類型組合為一套碎屑巖—碳酸鹽沉積組合，角度不整合覆蓋在晚三疊世鄂爾隴巴組之上，又被早白堊世錯(cuò)居日組地層角度不整合覆蓋。區(qū)內(nèi)新生代地層發(fā)育，主要有更新世階地堆積和全新世現(xiàn)代堆積物，主要沿通天河分布，廣泛分布于山前沖洪積平原及山間溝谷中。巖漿活動(dòng)頻繁，其中火山巖主要形成于晚三疊世，形成測(cè)區(qū)基性—酸性鄂爾隴巴組(T3er)火山噴出巖，脈巖蝕變發(fā)育，如碳酸鹽化、綠泥石化、硅化、絹云母化等。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造表現(xiàn)為脆性斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造。測(cè)區(qū)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，是測(cè)區(qū)重要構(gòu)造形跡之一，依據(jù)斷層空間展布特點(diǎn)，測(cè)區(qū)斷裂構(gòu)造可分為北東向、北西向兩組，以北西向?yàn)橹鳎睎|向次之；褶皺的軸向總體呈北西—南東向，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，而在局部受多次構(gòu)造形變的影響，褶皺軸向亂而復(fù)雜，沿軸向和斷裂破碎帶形成節(jié)理、裂隙，是含礦熱液富集的有利部位。

2 構(gòu)造與礦化蝕變信息的提取

本文選用landsat-7ETM+影像，獲取日期為2002年05月15日，軌道號(hào)為138-37，影像數(shù)據(jù)總體清晰、少云、少雪，無(wú)植被覆蓋，質(zhì)量較好，滿足本次工作的精度要求。

2.1 構(gòu)造信息提取

進(jìn)行區(qū)內(nèi)構(gòu)造解譯時(shí),選用了B7、B4、B1假彩色影像，與分辨率為15 m的全色波段B8進(jìn)行圖像融合，生成空間分辨率為15 m的假彩色遙感影像圖,從而極大提高了解譯的精確度。依據(jù)遙感圖像的色調(diào)、陰影、形狀、紋理等特征和野外實(shí)際調(diào)查，結(jié)合已有的地質(zhì)等資料進(jìn)行區(qū)域構(gòu)造解譯獲取線形和環(huán)形構(gòu)造[5]。解譯結(jié)果表明：測(cè)區(qū)遙感影像圖中線性構(gòu)造分布較密集且清晰，有北西西向、北東—北東東向及近南北向。北西向深大斷裂規(guī)模大、延伸長(zhǎng)，具有一定寬度，在圖像上顯示為不同紋形色調(diào)乃至不同地貌單元的界面(如盆—山轉(zhuǎn)換界面)、溝谷或陡崖地貌以及色帶、紋理形成的條帶。并沿?cái)嗑€可見(jiàn)山體錯(cuò)斷、水系折轉(zhuǎn)等后期活動(dòng)特征；北東向、北北西向線性構(gòu)造多反映微觀地貌景觀，表現(xiàn)為直線狀溝谷，局部水系、地層及早起斷裂被錯(cuò)切、位移，沿?cái)嗔阎本€狀陡崖或密集細(xì)紋理為其解譯標(biāo)志(見(jiàn)圖1)。環(huán)形構(gòu)造多為圓形、半圓形、橢圓形、卵圓形，規(guī)模大小不一，影像上呈淺紅色、棕紅色、深藍(lán)色等的環(huán)狀水系色彩異常條紋和灰白色的色彩暈，環(huán)中部地形相對(duì)隆，以單個(gè)形式或多個(gè)環(huán)形組合形式出現(xiàn)，組合方式有套環(huán)、菱環(huán)、層紋狀環(huán)等。

圖1 賽多浦崗日地區(qū)EYM+線環(huán)解譯

2.2 蝕變信息提取

研究區(qū)內(nèi)泥化蝕變類型包括碳酸鹽化、綠泥巖化、硅化、絹云母化；鐵染蝕變類型包括磁鐵礦化、褐鐵礦化。巖石蝕變信息反映在遙感信息中,表現(xiàn)為一種較弱的色調(diào)異常，可通過(guò)一系列的圖像處理過(guò)程,將異常信息分離出來(lái)[6]。本文采用主成分分析的方法進(jìn)行蝕變信息提取，圖像掩膜消除云雪等干擾因素，波段比值，通過(guò)濾波增強(qiáng)、密度分割等圖像處理技術(shù)提取出強(qiáng)、中、弱3級(jí)強(qiáng)度的異常信息。

2.2.1 鐵染蝕變異常信息提取

某些鐵的氧化物,其ETM波譜特征在TM3(0.63～0.69 μm)表現(xiàn)為強(qiáng)反射,在TM1(0.45～0.52 μm)、TM2(0.52～0.60 μm)和TM4(0.76～0.90 μm)表現(xiàn)為不同程度的相對(duì)吸收特征[3]。鐵染蝕變信息提取采用ETM1345這4個(gè)波段進(jìn)行主成分分析[7]，通過(guò)envi軟件處理數(shù)據(jù)，獲得波段組合特征向量矩陣見(jiàn)表1。PC4中TM3與TM5載荷因子大且為正值，TM1和TM4載荷因子小且為負(fù)值，TM3與TM1、TM4符號(hào)相符相反，因此將PC4作為鐵染蝕變信息提取的分量。

表1 ETM+band1345主成分變換的特征向量矩陣

依據(jù)TM1345主成分分析各主分量基本信息進(jìn)行異常閾值的計(jì)算(見(jiàn)表2)，進(jìn)行異常分割，確定背景值區(qū)域和異常值區(qū)域。在envi中選擇PC4主分量進(jìn)行密度分割，然后以(iσ)為標(biāo)準(zhǔn),i=(1-3),對(duì)異常區(qū)域的輻射值域進(jìn)行異常等級(jí)劃分。3σ為一級(jí)高異常分布區(qū)域，2.5σ二級(jí)中異常分布區(qū)域，2σ三級(jí)低異常的分布區(qū)域。對(duì)異常區(qū)域按輻射亮度進(jìn)行等級(jí)劃分后,消除單個(gè)噪聲異常，確定研究區(qū)鐵染異常。

表2 ETM+band1345主成分分析各主分量基本信息

2.2.2 羥基蝕變異常信息提取

粘土礦物在1.55～1.75 μm(ETM5)有最大的反射峰,而在2.08～2.35 μm(ETM7)具強(qiáng)吸收谷[8]。泥化蝕變信息的提取，采用1、4、5、7這4個(gè)波段進(jìn)行主成分分析的方法[9]。通過(guò)envi軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得的特征向量矩陣見(jiàn)表3，PC4中TM5與TM7載荷因子大，并且TM5為正值，TM7為負(fù)值，TM5與TM4、TM7符號(hào)相反，TM5與TM7符號(hào)相同，因此PC4為羥基蝕變信息的主分量。

表3 ETM+band1457主成分變換的特征向量矩陣

依據(jù)TM1457主成分分析各主分量基本信息進(jìn)行異常閾值的計(jì)算見(jiàn)表4，進(jìn)行異常分割，確定背景值區(qū)域和異常值區(qū)域。在envi中選擇PC4主分量進(jìn)行密度分割，然后以(iσ)為標(biāo)準(zhǔn),i=(1-3),σ為第4主分量的標(biāo)準(zhǔn)差，對(duì)異常區(qū)域的輻射值域進(jìn)行異常等級(jí)劃分。3σ為一級(jí)高異常分布區(qū)域，2.5σ二級(jí)中異常分布區(qū)域，2σ三級(jí)低異常的分布區(qū)域。對(duì)異常區(qū)域按輻射亮度進(jìn)行等級(jí)劃分,消除單個(gè)噪聲異常,得到的羥基異常分布。

表4 ETM+band1457主成分分析基本

從遙感異常的提取結(jié)果來(lái)看，測(cè)區(qū)遙感異常具有空間地域性：主要分布在調(diào)查區(qū)中南部與北部，異常主要為羥基異常，多帶狀分布在雁石坪群布曲組、雀莫錯(cuò)組，局部呈團(tuán)塊狀，強(qiáng)度高，規(guī)模大，三級(jí)異常均有出現(xiàn)。在調(diào)查區(qū)東部鐵染異常較突出，總體呈星點(diǎn)狀，局部團(tuán)塊狀，異常強(qiáng)度中等。

3 蝕變信息提取在成礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

以遙感蝕變和線環(huán)構(gòu)造異常信息為主，結(jié)合地質(zhì)礦產(chǎn)、物化探等資料，將相關(guān)信息進(jìn)行重疊、相交、篩選，發(fā)現(xiàn)局部地區(qū)異常。局部地區(qū)異常與侵入體及構(gòu)造線分布關(guān)系密切，根據(jù)遙感異常的強(qiáng)度、密集度、疊合強(qiáng)度，圈出5個(gè)遙感成礦預(yù)測(cè)區(qū)，其中一級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)1個(gè)，二級(jí)成礦預(yù)測(cè)區(qū)1個(gè)，三級(jí)成礦區(qū)3個(gè)(見(jiàn)圖2)。

圖2 青海賽多浦崗日地區(qū)遙感異常預(yù)測(cè)

3.1 景日強(qiáng)瑪(Y10)鉛銀一級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)

主要出露三疊紀(jì)鄂爾隴巴組、中侏羅世雀莫錯(cuò)組和布曲組。鄂爾隴巴組巖性為安山巖、玄武巖、玄武質(zhì)火山角礫巖以及安山質(zhì)凝灰?guī)r等。雀莫錯(cuò)組巖性為巖屑石英砂巖夾生物屑灰?guī)r，底部礫巖。布曲組巖性為灰?guī)r夾粉砂巖。該區(qū)遙感異常為羥基異常，主要出現(xiàn)一、三級(jí)異常，強(qiáng)弱異常套合較好，呈斑塊狀分布。異常區(qū)出露雀莫錯(cuò)組上段地層，該地層是區(qū)內(nèi)主要含礦地層之一，且異常區(qū)南北均有Pb、Ag化探異常分布，磁測(cè)推測(cè)大斷裂經(jīng)過(guò)該異常區(qū)東南部，成礦地質(zhì)背景較好。在異常區(qū)南部經(jīng)地質(zhì)工作，發(fā)現(xiàn)景日強(qiáng)瑪鉛銀多金屬礦點(diǎn)，說(shuō)明該區(qū)是找礦的有力地區(qū)，是測(cè)區(qū)今后鉛鋅多金屬礦產(chǎn)的重點(diǎn)找礦靶區(qū)。

3.2 波阿納扎日南部(Y21)二級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)

主要分布在波阿納扎日南部一帶，主要出露中侏羅世雀莫錯(cuò)組上段地層，巖性為巖屑石英砂巖、粉砂巖與泥巖互層，夾鐵鈣質(zhì)粉砂巖、含鐵泥質(zhì)細(xì)砂巖、含粉砂生物屑泥晶灰?guī)r、鈣鐵質(zhì)含礫粉—細(xì)粒巖屑砂巖，局部夾含石膏泥粉—細(xì)砂巖。該區(qū)遙感異常為鐵染異常，三級(jí)分布均有分布，強(qiáng)弱套合較好，呈斑塊線狀分布。異常區(qū)出露雀莫錯(cuò)組上段地層，該地層是區(qū)內(nèi)主要含礦地層之一，線環(huán)構(gòu)造發(fā)育，且有物化探異常分布，找礦前景較好。

3.3 沙尕鄂冬日鉛鋅(31)三級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)

沙尕鄂冬日鉛鋅出露中侏羅世雀莫錯(cuò)組上段和布曲組地層。前者巖性為碎屑巖夾生物屑泥晶灰?guī)r；后者巖性為灰色厚中層狀亮晶鮞?；?guī)r、砂屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r夾石英砂巖、粉砂巖、泥巖。遙感異常主要有Fe3+異常，三級(jí)異常均有出現(xiàn)，呈斑塊狀分布，強(qiáng)弱套合較好，異常巖斷裂構(gòu)造發(fā)育，并有化探異常分布，成礦地質(zhì)背景較好，具有一定找礦意義。

3.4 拉東曲東部鉛銀(32)三級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)

拉東曲東部鉛銀異常區(qū)大面積出露中侏羅世布曲組灰?guī)r，西北角零星分布有雀莫錯(cuò)組砂巖。

此區(qū)遙感異常連續(xù)性好,有較明顯的找礦標(biāo)志，成礦條件有利。遙感異常僅見(jiàn)二三級(jí)羥基異常出現(xiàn)，呈斑塊狀分布，強(qiáng)弱套合較好，異常區(qū)位于粉砂質(zhì)泥巖、石英砂巖及亮晶灰?guī)r中，沿構(gòu)造線發(fā)育異常區(qū)線性斷裂發(fā)育，異常沿?cái)嗔褬?gòu)造分布，并有化探異常分布在遙感異常北西側(cè)，成礦地質(zhì)背景較好，具有一定找礦意義。

3.5 賽多浦崗日東南側(cè)銅金(33)三級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)

主要分布在賽多浦崗日東南側(cè)，該區(qū)可見(jiàn)中侏羅世布曲組、夏里組及晚侏羅世雪山組地層。布曲組巖性為鮞?；?guī)r、砂屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r夾石英砂巖、粉砂巖及泥巖；夏里組巖性為粉砂質(zhì)泥巖夾巖屑石英細(xì)砂巖、石英粉砂巖，底部及頂部夾泥晶灰?guī)r；雪山組巖性為粉砂質(zhì)泥、巖屑雜砂巖夾細(xì)礫巖、石英巖屑細(xì)砂巖。另異常區(qū)內(nèi)發(fā)育古近紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖巖體。該區(qū)遙感異常為羥基異常，三級(jí)異常均有分布，強(qiáng)弱異常套合好，呈斑塊狀線性分布，主要分布于中侏羅世夏里組與巖體接觸附近。異常主要分布于二長(zhǎng)花崗巖巖體與夏里組地層接觸附近，且有化探異常存在，成礦背景較好，具有一定找礦意義。

4 結(jié) 論

從遙感異常的提取結(jié)果來(lái)看，測(cè)區(qū)遙感異常具有空間地域性：在調(diào)查區(qū)中東南部與北部，異常主要為羥基異常，主要分布于三疊系鄂爾龍巴組火山巖與侏羅紀(jì)砂巖地層之中；其中鐵染異常主要分布在圖幅東南角，相對(duì)較為集中，主要出現(xiàn)于侏羅系砂巖及灰?guī)r地層中。異常整體展布與主斷裂構(gòu)造吻合，多為北東向、北北東向，與地層走向基本一致。異常多處于斷裂兩側(cè)及斷裂交匯部位，部分與已知水系沉積物測(cè)量異常套合較好。以上提取異常對(duì)本次地質(zhì)調(diào)查具有進(jìn)一步找礦指示意義。