基于高分遥感数据的西藏荣勒地区控矿信息提取-凯发网址

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发布时间:2020-08-19 来源: 河北省自然资源厅 作者:佚名

  基于高分遥感数据的西藏荣勒地区控矿信息提取

  0 引言

   遥感技术作为一种先进的技术手段,已普遍应用于控矿要素解译、矿化蚀变信息提取等找矿预测工作.特别对于海拔高、人员难以抵达的复杂环境区域,遥感找矿更是一种快捷高效的方法。world-view-2高空间分辨率遥感(以下简称“高分遥感”)数据信息丰富,能较好地用于识别微观的岩性、构造等与控矿相关的信息;aster数据谱段范围宽、波段多、性价比高,在区域信息提取与应用中具有很强的优势。近年来,以高分遥感数据为主的基岩裸露区构造和蚀变异常信息提取已取得显著效果。国内相关单位利用worldview -2高分遥感数据和aster数据在西昆仑、班公湖-怒江等成矿带进行遥感地质调查,新发现矿(化)点183个,提取遥感蚀变异常区7700处,圈定遥感找矿靶区512个,为区域地质矿产调查工作提供了可靠的基础信息。

   荣勒地区位于西藏阿里地区,处在班公湖-怒江成矿带西段,铜多金属成矿地质条件优越。近年来,在该区新发现了较多的铜金多金属矿点、矿床,找矿潜力较大。该区植被覆盖少,基岩出露好,地形起伏较小、切割较浅,遥感可解译程度高,有利于发挥高分遥感技术的优势,可快速、准确地获取与铜多金属成矿密切相关的控矿信息。

   为了开展高分遥感数据在西藏荣勒地区的控矿信息提取研究,本文利用worldview -2高分遥感数据,结合aster数据,针对荣勒地区具体情况,在控矿信息遥感解译的基础上,剖析了典型矿床控矿信息特征;综合区域成矿地质特征和成矿规律,构建控矿信息遥感找矿模式,并圈定了找矿靶区;通过野外查证,发现铜多金属元素矿化线索,为后期矿产勘查提供了基础资料和参考依据。

  1 研究区地质概况

   荣勒地区地处西藏北部高原的班公湖-怒江结合带西段的阿翁错陆缘火山岩浆弧带,位于班公湖-怒江成矿带物玛成矿亚带。区内山势起伏比较平缓,地形切割微弱,基岩裸露好。出露地层主要为下白垩统去申拉组( k1q),为一套中基性火山岩及火山-沉积岩建造。其下部以杂色变质石英砂岩为主,夹砾岩、粉砂质板岩、泥岩、碳酸盐岩及中基性火山碎屑岩;上部以变中基性火山岩为主,主要为深灰色中厚层块状玄武岩、玄武安山岩、安山岩及英安岩等,夹少量凝灰岩,其中的中基性火山岩为研究区的主要成矿岩性。岩浆岩主体形成于早一中白垩世,古近纪仍有侵入活动,具多期次活动特征。主要出露闪长岩、花岗闪长岩、石英闪长岩和黑云母花岗岩等,岩体与中基性火山岩的内外接触带是矿化的主要部位。构造主体为nw向,对该区地层和侵入岩体具明显的控制特征。ne向和ew向断裂规模相对较小,多控制岩脉的产出。

   研究区存在多处岩浆热液型铜矿(化)点。矿化主要赋存于岩体的内外接触带,其次赋存于规模较小的断裂破碎带。岩体接触带矿化岩石多发育角岩化。围岩蚀变以硅化、褐铁矿化、绿泥石化和高岭石化为主。

  2 遥感技术方法

   应用遥感技术找矿主要是运用影像增强和信息提取技术获取与成矿相关的结构信息和蚀变信息,达到识别矿床的目的。worldview -2高分遥感数据信息丰富,空间分辨率高,可供识别地物的色调、结构、形状和纹理等特征变化,既能发挥宏观有效的优势,又能揭示微观构造、地层、岩体和矿化蚀变等信息,从全新的角度认识地质构造与成矿作用。遥感蚀变异常是矿产资源勘查的重要信息,可作为独立的参量参与区域矿产预测和资源评价。aster多光谱数据具有较好的空间分辨率和波谱分辨率,可用于提取以铁染和羟基为主的遥感蚀变异常信息,在寻找铜、铅、锌、银、金等矿床中具有良好的效果。

  2.1 高分遥感数据处理

   根据研究区worldview-2高分遥感数据各波段特征、应用范围及研究目的,采用最佳指数法(op-timum index factor,oif) ,以组合波段标准差和波段间相关系数为指标,确定最佳波段组合。通过计算,研究区worldview-2数据b8,b4,b2波段组合的oif最大,假彩色合成影像的视觉效果良好,各地质体界线清晰,层次分明。

  2.2遥感蚀变信息提取

   首先对aster数据进行掩模处理,目的是针对原始图像中的干扰信息予以屏蔽,而保留包括(矿化)蚀变信息在内的地质体像元,以便蚀变信息提取。研究区植被覆盖较少,主要针对云、雪、阴影及白泥地做了掩模处理以去除其干扰。

   利用aster数据,采用主成分分析法提取与矿化相关的遥感蚀变异常信息。根据蚀变矿物的波谱特征选取参与主成分变换的波段组合,确定变换后各主成分分量对蚀变矿物的光谱响应贡献,判别适合提取蚀变异常的主成分分量;利用蚀变矿物在该主成分分量中的分布特征提取遥感蚀变异常信息。含铁(fe2 和fe3 )离子蚀变矿物如褐铁矿、赤铁矿、针铁矿及黄钾铁矾等吸收谷对应as-ter数据的bl和b3波段;含铝羟基(al-oh)的常见矿物如高岭石、伊利石等,吸收谷位于2.2 μm左右,对应aster数据的b5和b6波段;含镁羟基(mg - oh)的常见矿物如绿泥石,吸收谷在2.3 μm附近,对应aster数据的b8波段。因此,分别选用aster数据bl,b2,b3,b4波段组合、bl,b3,b4,b6波段组合和bl,b3,b4,b8波段组合进行主成分分析,提取铁染、铝羟基和镁羟基等遥感蚀变异常信息。为了突出遥感蚀变异常的强度变化,利用统计方法对遥感蚀变异常强度进行了分级,采用均值加n倍标准差的方法,从高到低分为3级

  3 控矿信息解析

  3.1 控矿信息遥感解译

  依据研究区所处成矿带的地质特征和成矿规律,以人机交互解译为主要手段,开展了与成矿密切相关的地层、岩体和构造等控矿信息的遥感解译,解译精度可达到1:5000比例尺的要求。

  3.1.1 控矿地层、岩性信息遥感解译

   研究区控矿地层为去申拉组( k1q),受白垩纪岩体侵入影响,分布较零散。在高分遥感影像上,去申拉组(k1q)火山岩中玄武岩、安山岩及英安岩等不同岩性的影像特征具细微差异。根据高分影像的细微特征,对去申拉组( k1q)的岩性进行分解,重点解译了安山岩、玄武安山岩等赋矿岩性,依据产状、色调、亮度及影纹进行了岩性识别。3.1.2侵入岩体、岩脉信息遥感解译

  侵入岩在高分遥感影像上具有独特的解译标志,色调、亮度和影纹结构是侵入岩岩性识别的主要依据。闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩,色调逐渐变浅,影纹逐渐变平滑。

  3.1.3构造信息遥感解译

   研究区区域断裂为nw向断裂,控制着岩体及地层的展布方向,也是含矿热液的运移通道.nw向断裂控制了早白垩世闪长岩( δk1)和去中拉组( k1q)地层的分布;ne向或ew向断裂多为局部断裂,控制着岩脉的产出,同时为矿液的运移、富集提供了空间。在高分遥感影像上,上述断裂多表现为色调、影纹、微地貌和水系等线性形迹,十分清晰。

   环形构造分布于岩体或岩体与去申拉组( k1q)的接触讲带,多为简单的半环形或弧形。高分遥感影像上,呈色调、影纹、地貌和水系等组成的环形。推测其成因与岩浆活动密切相关。

  3.1.4接触带信息遥感解译

   岩体因岩浆热液作用使其围岩发生蚀变或变质,形成接触带。研究区白垩纪岩体与其围岩去申拉组( k1q)沉积岩接触带普遍发育角岩化,在高分遥感影像上表现为色调异常。

  3.2遥感蚀变异常信息分析

   利用aster数据,采用主成分分析法提取了铁染(fe2 和fe3 )、铝羟基( al - oh)和镁羟基(mg -oh)等遥感蚀变异常信息。依据成矿地质背景,对遥感蚀变异常信息进行筛选评价,为突出异常强度及其变化信息,对属于同一类型、空间位置紧密相连或成矿地质背景相近的遥感蚀变异常,利用人工包络线进行归类,形成了遥感异常包;根据遥感异常包分布的成(控)矿地质条件、与提取遥感蚀变异常(铁染和羟基)的套合程度以及与已知矿(化)点的相似程度等进行了分级。

   在研究区中共圈定9个遥感异常包,其中一级异常包2个、二级异常包4个、三级异常包3个。异常包结构简单,主要为铁染(fe2 和fe3 )异常,其次为铝羟基(al - oh)异常。异常包呈条带状、团块状展布,位于岩浆岩体与去申拉组( k1q)的内外接触带。铁染异常(fe2 和fe3 )主要由黄铁矿化、褐铁矿化等蚀变引起;铝羟基( al - oh)异常则主要为绢云母化、高岭石化等蚀变引起。推测蚀变异常与岩浆活动密切相关。

  4 遥感找矿模式构建

  4.1 典型矿床控矿信息剖析

  为了建立研究区遥感找矿模式,对该区已有矿床-加布呀铜金矿床控矿信息进行了详细剖析。

  4.1.1 矿化特征

   加布呀铜金矿床位于研究区东北部加布呀南侧,早白垩世侵入岩体与去申拉组(k1q)内外接触带的节理裂隙及构造交汇部位,赋存于去申拉组( k1q)安山岩、安山质凝灰岩及岩浆岩裂隙中。该矿区矿化蚀变以孔雀石化为主,呈薄膜状分布于地层节理、裂隙及构造破碎带中,岩体内孔雀石化蚀变较弱。矿化体的赋存形式有2种:①赋存于安山岩中的铜金矿化体,南北长约1.1 km,东西宽约0.3 km,出露面积约0.33 km2。矿体呈似层状、条带状、浸染状不均匀分布,矿石具细脉状、浸染状构造。cu含量0.4%~6.20%之间,最高含量为12.36%,平均含量为1.96 %;ag含量大部分为多在6.7~ 82.37 g/t之间,最高含量为177.01 g/t,平均含量为26.17 g/t;au含量多在0.2~0.96 g/t之间,最高含量为1.86 g/t,平均含量为0.42 g/t。赋矿岩性主要为安山岩和安山玄武岩,地表多发育孔雀石化、褐铁矿化和硅化蚀变。孔雀石呈细脉侵染状、薄膜状分布于岩石裂隙中。②赋存于岩体裂隙中的铜金矿化体,cu平均含量为1.06%,最高含量为2.45%,赋矿岩性为花岗斑岩脉(γπ),且赋矿岩脉主要受nw向、nne向断裂控制。花岗斑岩脉体的侵入是矿化形成的热源条件,局部断裂(裂隙)为铜及多金属的活化、迁移、富集提供了空间。

  4.1.2遥感异常特征

   加布呀铜金矿区提取遥感异常包1个,异常组合简单,主要为铁染异常,强度较高,为一级铁染异常。异常包呈不规则团块状分布于去申拉组(k1q)安山岩与早白垩世岩体(石英二长闪长岩、闪长岩)内外接触带,总面积约5 km2,对加布呀铜金矿化有一定的指示作用。

  4.1.3成矿条件分析

   加布呀铜金矿床成矿地层岩性为去申拉组(k1g)安山岩;岩浆热液活动为矿化提供了热液条件,次级断裂(裂隙)为矿化提供了通道及场所;成矿部位是岩浆岩与去申拉组(k1q)火山岩的接触带、次级断裂交汇处;发育孔雀石化、黄铜矿化和镜铁矿化等蚀变。

  4.2研究区控矿信息分析

  根据加布呀铜金矿床的成矿条件的综合剖析,对研究区的控矿信息进行了分析。

  4.2.1 地层、岩性控矿特征

   研究区铜及多金属矿化主要分布于中酸性侵入岩体与去申拉组(k1q)的内外接触带。去申拉组( k1q)火山岩中cu含量为0.27%,高于地壳中铜的克拉克值(0.01 %)。因此,与中酸性侵入岩体相接触的蚀变火山岩是重要的矿源层,赋矿岩性为安山岩、玄武岩等。

  4.2.2 岩浆活动控矿特征

  研究区岩浆活动强烈,侵入岩、岩脉出露广泛,岩石类型多样;围岩为去申拉组( k1q),围岩蚀变发育.岩体接触带多富集铜金矿化。加布呀矿床与岩浆热液活动关系密切,矿化产于中酸性岩体与围岩接触带,而盐湖复式岩体本身cu含量只有0.0029%,低于克拉克值。因此,岩浆岩本身并不是矿源,多期次岩浆活动是围岩矿化富集的热液条件。

  4.2.3 构造控矿特征

  研究区地处班公湖—怒江结合带西段—阿翁错陆缘火山岩浆弧带,经历了羌塘地体、拉萨地体之间的大陆裂解、聚合和造陆、造山等演化过程。研究区规模较大的nw向断裂是含矿热液运移的通道,次级的ne向、ew向、nw向及其交汇部位是容矿构造,为矿体的形成提供了赋矿空间。加布呀铜矿体赋存于安山岩节理裂隙中。

  4.2.4热液蚀变作用控矿特征

  研究区铜金矿的形成与接触变质作用关系密切。岩体在侵入过程中,含矿热液沿接触带发生交代作用,围岩中节理裂隙发育,为矿液的运移和贮存提供了通道和空间。岩浆侵位后,热液活动将围岩中有用元素活化萃取,通过构造裂隙运移到成矿有利地段沉淀富集,最终形成矿体。

  4.2.5遥感蚀变异常特征

  在研究区中提取的9个蚀变异常包均位于岩体与围岩的接触带,说明遥感蚀变异常和接触带密切相关;且加布呀铜金矿床对应一级铁染异常包,异常组合结构简单,强度较强,地表见有孔雀石化、黄铁矿化等。上述情况进一步证实遥感蚀变异常对寻找岩浆热液型铜金矿具有指示意义。

  4.3 遥感找矿模式建立

   根据上述成矿地质条件、矿化特征分析,荣勒地区成矿地质条件较为优越。去申拉组( k1q)安山岩及安山质碎屑岩为本区的成矿提供了矿物质基础;白垩纪多期次岩浆活动为成矿提供了热液条件;次级断裂(岩石裂隙)是成矿有利的构造条件,为矿质的沉淀提供了较好的物理化学条件,具有较好的找矿前景。结合遥感蚀变信息,建立了荣勒地区岩浆热液型铜矿遥感找矿模式。

  5 遥感找矿预测与验证

  5.1 找矿预测

  依据构建的遥感找矿模式,开展了研究区找矿预测。圈定靶区的主要预测依据是:位于白垩纪岩浆岩与去申拉组( k1q)的内外接触带;岩性为去申拉组( k1q)的安山岩、安山玄武岩夹砂岩、板岩;岩浆热液活动强烈,侵入岩、脉岩发育;构造位于nw向、ne向断裂交汇部位、环形构造发育;发育孔雀石化、黄铜矿化和褐铁矿化等蚀变,遥感异常主要为铁染异常。,根据以上依据,研究区共圈定出5个找矿靶区。

  5.2野外查证

  通过对2个找矿靶区(ⅳ和v)进行野外查证,发现了较好的矿化线索。在花岗闪长岩体(γδk1)的内外接触带发育黄铁矿化、黄铜矿化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化和硅化等热液蚀变,次生蚀变主要有褐铁矿化、孔雀石化和蓝铜矿化等。

   找矿靶区ⅳ矿化赋存于花岗闪长岩内接触带沿节理裂隙发育的石英脉中,走向为200~ 500,石英脉宽为0.1—0.2 cm,追踪长度为3.8 m。找矿靶区v矿化赋存于花岗闪长岩的内外接触带,赋矿岩性为安山岩。

  找矿靶区v内破碎带宽度为2.3 m,矿化呈多层状,厚度为0.3 m左右,断续延伸0.5~0.8 m。矿化以孔雀石化、蓝铜矿化、黄铜矿化和黄铁矿化为主,捡块样品分析cu含量最高达35.97%,ag含量最高达280 g/t,au含量最高达11.9g/t。

  6 结论

   1)worldview -2高分遥感数据能够用于快速、准确地识别地层、岩性、构造和岩体等控矿信息,快速圈定找矿靶区,显示了高分遥感技术的高效性和可靠性。

   2)依据控矿信息构建遥感找矿模式,共在研究区预测圈定了5个找矿靶区;经野外查证发现了矿化线索,为推进后续找矿工作提供了基础资料和参考依据。

   3)研究控矿信息、剖析典型矿床,构建研究区岩浆热液型铜多金属矿控矿信息遥感找矿模式,对大区域寻找同类矿床具有较大的参考意义。

                        摘自《国土资源遥感》2020年第1期


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