遙感技術(shù)在青海省哈得爾甘地區(qū)找礦應(yīng)用研究

梁棪先，馬玉輝，思積勇

(青海省第五地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810099)

0 前 言

哈得爾甘地區(qū)位于東昆侖西段祁漫塔格山中東部，鐵、銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉍、金、鉬等稀有、稀土礦床成礦的地質(zhì)條件極為優(yōu)越。該區(qū)總體呈近北西向展布的造山帶地質(zhì)景觀，由北西至南東，地勢(shì)由高至低，東北部、西南角均出露大部分的第四紀(jì)盆地，第四紀(jì)沖洪積由近北西向貫穿全區(qū)，盆地中出露北西向、北東向的小山丘，嶺—丘—盆—丘—嶺階梯明顯。本文利用遙感技術(shù)開(kāi)展遙感地質(zhì)解譯工作，提取了蝕變信息并圈定了遙感異常。運(yùn)用美國(guó)landsat7(ETM+)多光譜數(shù)據(jù)提取蝕變信息，同時(shí)其全色波段也可作為圖像融合以及地質(zhì)解譯輔助數(shù)據(jù)，套合該地區(qū)成礦的地質(zhì)背景和地質(zhì)條件，分析和預(yù)測(cè)找礦靶區(qū)，然后通過(guò)1∶5萬(wàn)水系沉積物副樣測(cè)試，分析圈定的異常和實(shí)地查證的差別性，為本區(qū)找礦提供依據(jù)和技術(shù)支持。

本區(qū)地處東昆侖西段祁漫塔格山東部，北與柴達(dá)木盆地西南緣為鄰。大地構(gòu)造上屬于西域板塊祁漫塔格北坡—夏日哈新元古代—早古生代巖漿弧帶中，哈得爾甘地區(qū)位于烏蘭烏珠爾南坡，區(qū)內(nèi)地層出露較單一，奧陶世祁漫塔格群、第四紀(jì)[1]。巖漿活動(dòng)較為強(qiáng)烈，在海西期—燕山期均有發(fā)育。斷裂構(gòu)造較為發(fā)育。

1 遙感數(shù)據(jù)處理

本次遙感解譯區(qū)域面積約99.27 km2，研究區(qū)主要配置了美國(guó)ETM+多光譜遙感數(shù)據(jù)，涉及ETM+數(shù)據(jù)1景，軌道號(hào)為134-34，時(shí)相分別為2001年04月14日。ETM+數(shù)據(jù)地面分辨率1、2、3、4、5、7多波段為30 m，6-1、6-2波段為60 m，全色波段8波段為15 m(見(jiàn)表1)。數(shù)據(jù)總體上清晰、少云，質(zhì)量較為優(yōu)良。通過(guò)輻射定標(biāo)和大氣糾正對(duì)遙感影像進(jìn)行預(yù)處理并進(jìn)行遙感蝕變信息提取，得到提取結(jié)果后，通過(guò)后期校正影像生成的校正文件對(duì)蝕變信息圖幾何糾正，然后根據(jù)ETM+遙感數(shù)據(jù)源各波段的特征、應(yīng)用范圍及研究區(qū)的實(shí)際特點(diǎn)，以色調(diào)豐富不失真為原則，選擇均值相近、方差最大、相關(guān)系數(shù)最小的3個(gè)波段進(jìn)行彩色合成與線型拉伸、邊緣銳化濾波等增強(qiáng)處理，以保證影像圖上信息的豐富程度[2-3]。研究區(qū)內(nèi)的ETM+數(shù)據(jù)采用Band7(R)、Band4(G)、Band1(B)波段組合，這樣的假彩色組合方式其效果更接近于自然色，且飽和度較高，對(duì)各類地質(zhì)體和巖石蝕變有較高的可解性，更加有利于解譯人員對(duì)影像地物信息的判別。解譯過(guò)程中遵循宏觀→微觀→宏觀的原則，從已知到未知、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從可解譯程度較高的區(qū)域到低的地區(qū)，循序漸進(jìn)，反復(fù)解譯，逐步深化。遙感蝕變信息提取采用“數(shù)據(jù)處理—去干擾—主成分分析—閾值處理技術(shù)”(DPT)，提取與含羥基熱液蝕變礦物相關(guān)的蝕變信息OH-遙感異常和含F(xiàn)e3+礦物相關(guān)的鐵染遙感異常。

表1 ETM+數(shù)據(jù)基本特征

2 遙感地質(zhì)解譯信息的提取

2.1 主要塊狀地質(zhì)體的遙感信息提取

在遙感影像上顯示第四紀(jì)主要為現(xiàn)代河床、河漫灘及河床兩側(cè)低級(jí)階地，松散砂、礫石及卵石堆積，山前洪沖積臺(tái)地、扇裙，砂礫石、亞砂土層[4]?；鶐r大面積出露較好且連續(xù)，砂巖、板巖、片巖、玄武巖類色調(diào)較豐富，顏色較深，樹(shù)枝狀、羽狀紋形發(fā)育，山脊線多呈直線狀、折線狀，主要分布于研究區(qū)北東部、中部、西部地區(qū)，受斷裂控制明顯；火山巖類呈深淺不一的色調(diào)環(huán)狀、或條帶狀分布，羽狀紋形，表面相對(duì)光滑圓渾，具稀疏的樹(shù)枝狀水系，發(fā)育尖棱的弧狀山脊，構(gòu)成基巖山地主。本區(qū)不同巖類在圖像上色調(diào)差異不太明顯，紋理特征或圖案特征較相似，不易于識(shí)別。

2.2 線環(huán)狀構(gòu)造的遙感信息提取

在影像上線性構(gòu)造分布密集，表示斷裂構(gòu)造在該區(qū)極為發(fā)育，影像上也有清楚的顯示(見(jiàn)表2)。它們的規(guī)模、性質(zhì)不同，表現(xiàn)出來(lái)的線性結(jié)構(gòu)形態(tài)也不完全一樣。包括深斷裂在內(nèi)的大型斷裂，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、水文地質(zhì)單元的界面，或者顯示為陡崖地貌影像或色帶、線理疊加形成的條帶[5]。沿?cái)嗑€往往有山體錯(cuò)斷、水系折轉(zhuǎn)等地形變化反映的后期活動(dòng)特征?；顒?dòng)斷裂在河谷平原區(qū)也有線性形跡顯示，水系具備直線狀展布及同步彎轉(zhuǎn)特征，地質(zhì)體的明顯錯(cuò)移及中斷，且走滑性質(zhì)及走滑特點(diǎn)易于辨認(rèn)。

本區(qū)線性影像以北西向斷裂為優(yōu)勢(shì)組，近東西向次之。本次解譯勾繪出了大量的大小不等的斷裂，延伸方向以北西向、近東西向?yàn)橹?，其次北東向上斷裂也較發(fā)育區(qū)內(nèi)環(huán)形影像發(fā)育，它們多以單環(huán)形式出現(xiàn)，其形態(tài)有圓形、橢圓形，其解譯標(biāo)志為:遙感圖像上輪廓清晰，顯示為環(huán)狀隆起或凹陷，有時(shí)表現(xiàn)為環(huán)狀或放射狀裂隙具輻向水系或沖溝，局部環(huán)形構(gòu)造被斷層錯(cuò)斷、交切，環(huán)形邊界清晰。有些環(huán)形內(nèi)外色調(diào)和紋形差異明顯，地貌表現(xiàn)為穹隆地貌、弧線形山脊及負(fù)地形，推測(cè)多為地表出露的小侵入體、隱伏巖體形成的穹狀隆起。

3 遙感找礦預(yù)側(cè)及驗(yàn)證

從遙感異常的提取結(jié)果來(lái)看，區(qū)內(nèi)遙感異常主要沿構(gòu)造線方向展布，且其分布具有地區(qū)性。在植被覆蓋和碎石流覆蓋較嚴(yán)重的基巖分布區(qū)異常分布斷續(xù)零散，多表現(xiàn)為小斑狀或星點(diǎn)狀，強(qiáng)度、規(guī)模均較低；而在中高山地多呈帶狀、面狀展布，羥基、鐵染均有分布，強(qiáng)度較高，許多強(qiáng)異常沿與構(gòu)造線延伸相吻合[6]。局部二者套合好，強(qiáng)度、規(guī)模均高，強(qiáng)度中心與構(gòu)造線延伸方向一致。根據(jù)遙感異常分布特征及異常圈定原則，研究區(qū)內(nèi)共圈劃了8處遙感異常優(yōu)選區(qū)，其中Y01、Y04、Y08 3處異常區(qū)與該區(qū)內(nèi)物化探信息套合較好，故選出該3處作為優(yōu)先驗(yàn)證的找礦靶區(qū)，并進(jìn)行驗(yàn)證。

3.1 Y1優(yōu)選區(qū)

該區(qū)主要為華力西期早泥盆世(πηδD1)弱片麻狀斑狀二長(zhǎng)花崗巖。該異常區(qū)以Fe3+遙感異常為主，呈塊狀、星點(diǎn)狀分布，異常強(qiáng)度一般。與區(qū)內(nèi)物化探信息套合較好。從野外剖面查證情況來(lái)看，剖面位于化探異常(景ZH43)編號(hào)及異常元素組合(LaNbYLi)異常區(qū)內(nèi)測(cè)制的JZH43P1土壤剖面(見(jiàn)圖1)，剖面出現(xiàn)2處高含量段，20～40 m高含量段出露似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖，Y元素含量為111×10-6～119×10-6，Nb元素含量在31.3×10-6～34.5×10-6之間，兩元素具較好的正相關(guān)；540～560 m高含量段出露似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖，La元素含量171×10-6～254×10-6；760 m處Li元素含量為117×10-6，對(duì)應(yīng)Au元素含量為6.5×10-9，出露巖性為似斑狀二長(zhǎng)花崗巖。

從異常形態(tài)和濃集中心看，高值段均分布于似斑狀二長(zhǎng)花崗巖體之中，呈北西向或東西向展布，斷裂和裂隙構(gòu)造在似斑狀二長(zhǎng)花崗巖體中發(fā)育，推測(cè)稀土元素La、Nb、Y異常與該巖體關(guān)系密切，在斷裂構(gòu)造和裂隙構(gòu)造作用下，成礦元素得到進(jìn)一步富集；該異常西部濃集中心存在Au異常雖只有1個(gè)點(diǎn)組成，但最高值達(dá)到22.4×10-9，襯度14.93，規(guī)模2.73，具有三級(jí)濃度分帶，濃集中心也較清晰，該異常具有尋找構(gòu)造蝕變巖型金礦的潛力。

表2 預(yù)査區(qū)主要地質(zhì)體解譯標(biāo)志

3.2 Y4、Y5優(yōu)選區(qū)

該區(qū)為華力西期早二疊世(πηγP1)斑狀二長(zhǎng)花崗巖。區(qū)內(nèi)OH-、Fe3+遙感異常均發(fā)育較好，呈塊狀、條帶狀密集分布，三級(jí)異常均有出現(xiàn)，強(qiáng)弱異常套合較好。區(qū)內(nèi)線、環(huán)構(gòu)造較發(fā)育，以近東西向?yàn)橹?，且與區(qū)內(nèi)物化探信息套合較好。

化探異常(景ZH43)編號(hào)及異常元素組合(LaNbYLi)內(nèi)測(cè)制了JZH37P2剖面(見(jiàn)圖2)，剖面中出現(xiàn)4處高含量段。0 m處出露似斑狀斜長(zhǎng)花崗巖，La元素含量為114×10-6；760 m和1 120 m處，La元素含量為126×10-6～144×10-6，處于北西向斷裂構(gòu)造帶內(nèi)1 260 m處， La元素含量為135×10-6，出露似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖。1 460～1 500 m為高含量段，出露似斑狀二長(zhǎng)花崗巖，La元素含量81.5×10-6～97.6×10-6。

圖1 JZH43P1土壤剖面

圖2 JZH37P3土壤剖面

該異常主體為一個(gè)稀有稀土Nb、La、Y、Li異常，分布在中部早二疊世似斑狀二長(zhǎng)花崗巖巖體之中，但異常含量不高，均以外帶出現(xiàn)。在北部近東西向斷裂構(gòu)造部位，稀有稀土元素異常具有中帶出現(xiàn)，Nb峰值達(dá)到52×10-6，La峰值達(dá)到136×10-6，表明在破碎帶中或其附近巖石破碎地段具有進(jìn)一步富集趨勢(shì)，推測(cè)巖體高含量提供物質(zhì)來(lái)源，破碎帶為其提供運(yùn)移和儲(chǔ)存空間，在破碎帶中蝕變較強(qiáng)部位具有一定找礦前景。

3.3 Y8號(hào)優(yōu)選區(qū)

該區(qū)為華力西期早泥盆世(πηγD1)弱片麻狀斑狀花崗閃長(zhǎng)巖。遙感異常以0H-異常為主，呈斑點(diǎn)狀分布，異常強(qiáng)度一般，三級(jí)異常均有出現(xiàn)，未見(jiàn)Fe3+異常。區(qū)內(nèi)見(jiàn)有線形構(gòu)造。在化探異常(景ZH43)編號(hào)及異常元素組合(LaNbYLi)異常內(nèi)測(cè)制兩條1∶1萬(wàn)土壤剖面，其中JZH44P1土壤剖面出現(xiàn)2處高含量段，380～420 m出露似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖，La元素含量98.1×10-6～109×10-6，Li元素含量最高為246×10-6，La、Li兩元素相關(guān)性較好；740～800 m出露似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖，La元素含量125×10-6～209×10-6，Y元素含量最高為70.1×10-6，La、Y兩元素呈正相關(guān)；高含量點(diǎn)1處，位于20 m處，Li元素含量為92.3×10-6，出露巖性為似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖。JZH44P2剖面出現(xiàn)3處高含量段，40～100 m出露粗粒正長(zhǎng)花崗巖，La元素含量117×10-6～221×10-6，Y元素含量46.7×10-6～73.3×10-6，La、Y兩元素具較好的正相關(guān)；160～200 m出露粗粒正長(zhǎng)花崗巖，La元素含量103×10-6～125×10-6，Y元素含量50.9×10-6～78.6×10-6；1 620～1 720m，Y元素含量在43×10-6～126×10-6，出露細(xì)粒花崗閃長(zhǎng)巖，其中在1 620 m處La元素含量為131×10-6；在1 677～1 694 m間構(gòu)造碎裂巖中采集的TR81樣(1 680 m)Y含量達(dá)126×10-6，Nb含量為45.2×10-6。

該異常呈北西向展布，與巖體展布方向一致。從不同常高含量分布位置看，La、Y異常則呈現(xiàn)出與北部斷裂關(guān)系相對(duì)密切，表明斷層中熱液活動(dòng)可能是異常源，斷裂構(gòu)造為礦物質(zhì)的運(yùn)移和儲(chǔ)存提供基礎(chǔ)。

4 結(jié) 論

1)優(yōu)選出的Y01、Y04、Y08 3處異常區(qū)與該區(qū)內(nèi)物化探信息套合較好，下步地質(zhì)勘查優(yōu)先驗(yàn)證的找礦靶區(qū)。

2)經(jīng)過(guò)實(shí)地異常查證，Y01號(hào)優(yōu)選區(qū)里面的斑狀二長(zhǎng)花崗巖中的斷裂和裂隙較發(fā)育，成礦元素比較富集，其中一個(gè)金異常點(diǎn)具有三級(jí)濃度，具有尋找構(gòu)造蝕變巖型金礦的潛力。Y04優(yōu)選區(qū)與區(qū)內(nèi)的物化探信息套合較好，Nb、La、Y、Li等稀有元素在破碎帶中較富集，在富集蝕變較強(qiáng)的部位具有很好的找礦前景。Y08號(hào)優(yōu)選區(qū)中，在早泥盆世似斑狀二長(zhǎng)花崗巖中發(fā)育的斷裂構(gòu)造周圍是尋找稀土礦床的有利部位。