遙感技術(shù)在墨玉縣皮亞曼研究區(qū)石膏-鉀鹽找礦中應(yīng)用分析

馬金林 王振佳

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì)，新疆哈密 839000）

研究區(qū)位于塔里木陸塊（Ⅰ）塔里木南緣隆起（Ⅰ-1-1），鐵克里克北緣斷裂以北。研究區(qū)內(nèi)大量出露古近系古新統(tǒng)阿爾塔什組海陸交互碎屑巖-碳酸巖建造。皮亞曼研究區(qū)發(fā)現(xiàn)了規(guī)模較大石膏層，且石膏層底部也發(fā)現(xiàn)了含鉀鹽粉砂質(zhì)泥巖層，皮亞曼石膏鉀鹽礦礦體厚度大，一般在50-60 米，延伸穩(wěn)定，地表呈橢圓狀延伸長(zhǎng)70余千米，石膏礦床規(guī)模達(dá)超大型。筆者以皮亞曼研究區(qū)石膏礦、含鉀鹽地層為例，認(rèn)為塔里木盆地南緣皮亞曼研究區(qū)是尋找石膏、鉀鹽等礦產(chǎn)的重要區(qū)域，本文通過(guò)闡述皮亞曼研究區(qū)地質(zhì)特征、遙感特征等，為在區(qū)域上利用遙感技術(shù)尋找同類(lèi)型礦產(chǎn)具有借鑒與指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

皮亞曼研究區(qū)區(qū)域上位處塔里木陸塊南緣，屬塔里木盆地地層分區(qū)，主要為上古生界穩(wěn)定蓋層沉積，泥盆系為海陸交互相碎屑巖沉積，石炭系以淺海相碳酸鹽巖為主夾碎屑巖，二疊系為海陸交互相紅色、雜色碎屑巖；古近系為海相碳酸鹽巖、碎屑巖、膏泥沉積；新近系則主要為山麓相碎屑巖。第四系在區(qū)內(nèi)發(fā)育較齊全，覆蓋了塔里木盆地，山麓沖-洪積相、風(fēng)積相廣泛分布。巖漿巖不發(fā)育。皮亞曼研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造位于塔里木中央地塊西南緣，主要發(fā)育斷裂及褶皺構(gòu)造。塔里木成礦區(qū)是我國(guó)重要的石油、天然氣富集區(qū)，也是煤礦、石膏和鹽類(lèi)礦的重要富集區(qū)。

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

皮亞曼研究區(qū)內(nèi)地層發(fā)育，出露地層為中泥盆統(tǒng)康克爾片巖組（D2k）、上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)塔哈奇組（C2P1t）、二疊系普司格組（P1-2p）、古新統(tǒng)阿爾塔什組（E1a）、始-漸新統(tǒng)巴什布拉克組（E2-3b）以及第四系沖積物（Qhal）。區(qū)內(nèi)石膏礦體和鉀鹽礦化體均產(chǎn)于該地層中。該地層套合有伽瑪能譜K3 鉀異常，鉀異常值2.0-3.6%。

區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖漿巖出露。

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造有斷層和背斜。區(qū)內(nèi)主要為兩組斷層，一組為北東-南西向斷層，另一組為北西-南東向斷層，斷層對(duì)區(qū)內(nèi)地層、礦體起到破壞作用。皮亞曼背斜核部地層平緩為古生界石炭系、泥盆系地層。兩翼為中生界和新生界地層。北翼地層北傾，南翼地層南傾。背斜兩翼地層較為完整，對(duì)稱(chēng)性較好。背斜兩翼始新統(tǒng)阿爾塔什組地層為石膏礦層、鉀礦化帶賦存有利部位。

3 研究區(qū)遙感特征

皮亞曼研究區(qū)景觀(guān)特征屬于中低山-戈壁荒漠，植被覆蓋率較低，有利于遙感信息提取。ASTER 遙感影像數(shù)據(jù)包括可見(jiàn)光-熱紅外共有14個(gè)波段，光譜分辨率和空間分辨率較高，地物識(shí)別能力較強(qiáng)，獲取的信息量更加豐富，因此選用ASTER 影像做鹽類(lèi)礦物信息提取，選擇云量、冰雪覆蓋少的原始影像進(jìn)行預(yù)處理，并根據(jù)前人在長(zhǎng)期工作中總結(jié)的預(yù)測(cè)模型與研究方法對(duì)皮亞曼鹽類(lèi)礦物進(jìn)行提取。

①蒸發(fā)鹽光譜與圖像特征

根據(jù)姚佛軍等人（2014）的研究成果，石膏在可見(jiàn)光波段，反射率隨波長(zhǎng)緩慢增長(zhǎng)，在近紅外到短波紅外波段，反射率隨波長(zhǎng)明顯下降，并在1.44μm，1.74μm，1.94μm，2.22μm 和2.46μm 有較強(qiáng)的吸收，在1μm 和1.88μm 有弱吸收；石鹽在可見(jiàn)光-短波紅外反射光譜中整體光譜特征偏高并呈水平，僅在2.0μm 有弱吸收；光鹵石其可見(jiàn)光-短波紅外反射光譜在1.5um，1.7μm和2.0μm都有明顯的吸收特征，與石鹽、石膏區(qū)別較為明顯。

②遙感信息提取

本次根據(jù)石膏與其他鹽類(lèi)礦物的光譜分析，選擇ASTER 影像的短波紅外（SWIR）第4、5、6、7、8、9波段組合進(jìn)行主成分分析，其主成分分析結(jié)果共有6個(gè)主分量，其中第5 主分量提取的信息為石膏、鹽類(lèi)礦物的遙感信息（表1），采用3σ（遙感影像像元的亮度值，簡(jiǎn)稱(chēng)DN 值）作為分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，得出的信息即是石膏等鹽類(lèi)礦物信息。

表1 主成分分析向量數(shù)據(jù)

提取的結(jié)果，利用ASTER 數(shù)據(jù)的第4、第5、第6、第7、第8、第9 波段組合來(lái)進(jìn)行主成分分析，提取的石膏、鹽類(lèi)礦物信息與古新統(tǒng)阿爾塔什組石膏礦層和泥巖層對(duì)應(yīng)較好，清晰度高，干擾信息少，局部第四系覆蓋較厚地段石膏與鹽類(lèi)礦物信息不明顯?？傊?，通過(guò)綜合研究對(duì)比，可確定石膏礦層和底板泥巖層為鹽類(lèi)礦物富集層，為今后尋找鉀鹽礦重點(diǎn)層位。

4 礦體特征

①固體鉀鹽礦化體

區(qū)內(nèi)按KCl≥1%圈定了鉀鹽礦化體1 條，鉀鹽礦化體KH-位于皮亞曼背斜南西翼，套合有伽瑪能譜鉀異常，礦化體呈層狀，延伸穩(wěn)定，長(zhǎng)約1.5 千米，視厚度23.8 米，KCl 含量0.74-1.26%，平均含量1.02%。礦化體含礦巖石為粉砂質(zhì)泥巖，頂板為石膏礦層和砂巖，底板為砂巖。

②石膏礦體

皮亞曼研究區(qū)以CaSO4·2H2O+CaSO4≥85%共圈出1個(gè)礦體，石膏礦體均為Ⅰ級(jí)石膏礦。石膏礦體地表延伸長(zhǎng)大于71 千米，呈層狀，石膏礦體平均厚度13.96-94.41米，雖然局部具有膨大縮小等現(xiàn)象，但整體厚度變化較小，礦體連續(xù)且較穩(wěn)定，向深部延伸75-320 米。礦體CaSO4·2H2O+CaSO4平均品位86.38-97.98%，單工程最高品位100%，平均品位93.74%。石膏礦石幾乎全由石膏和硬石膏組成，含量95%以上，呈半自形粒狀。石膏礦存在的賦存形式為塊狀為主，近地表為纖維狀或雪花狀，礦石均為Ⅰ級(jí)石膏礦石。礦體呈層狀，頂板為灰?guī)r，底板為砂巖。

5 找礦遠(yuǎn)景分析

塔里木盆地南緣是南疆地區(qū)重要非金屬礦和鹽類(lèi)礦物分布區(qū)，這些礦產(chǎn)均產(chǎn)于中-新生界沉積地層中，其中石膏礦、鹽類(lèi)礦物主要產(chǎn)于中晚古近系和新近系沉積地層中。皮亞曼石膏礦和鹽類(lèi)礦物主要分布古新統(tǒng)阿爾塔什組地層中上部，礦體規(guī)模較大，延伸穩(wěn)定。石膏、石灰?guī)r、粘土巖等非金屬礦產(chǎn)地一般交通條件好，開(kāi)發(fā)利用率高，品質(zhì)高，可解決當(dāng)?shù)厮鄰S(chǎng)、磚廠(chǎng)等企業(yè)礦產(chǎn)來(lái)源。目前在皮亞曼發(fā)現(xiàn)了規(guī)模較大石膏層，且石膏層底部也圈定了含鉀鹽粉砂質(zhì)泥巖層，皮亞曼石膏鉀鹽礦礦體厚度大，一般在50-60 米，延伸穩(wěn)定，地表延伸長(zhǎng)70 余千米，因此本區(qū)是尋找固體鉀鹽的有利地區(qū)。