王钦元 刘世英 青海省地质调查院

遥感蚀变信息在青海省雪水河地区成矿预测中的应用

王钦元 刘世英 青海省地质调查院

遥感蚀变信息采用了美国ETM多光谱遥感数据，提取采用“去干扰—主成分分析—阈值处理技术”（DPT），提取与含羟基热液蚀变矿物相关的蚀变信息—OH—遥感异常，和含Fe3+矿物相关的铁染遥感异常。结合区域地质及矿产特征取得一处矿化点，这种方法为在青藏高原地区寻找矿产提供了一种重要的找矿方法及线索。

雪水河；遥感蚀变信息；找矿靶区

引言

随着空间技术和信息处理技术的发展，遥感技术与物探、化探、航磁等多源技术叠加，综合评价找矿信息已成为现代社会地质找矿的技术主流。提取遥感信息蚀变虽然处于起步阶段，但已经显示出在找矿领域的强大潜力。

1 地质概况

通过对该地区遥感信息的提取，圈定了异常靶区（图1），靶区位于青海省格尔木市雪水河两岸，呈北东向展布的不规则长方形，面积约为25.54km2。属东昆仑南华力西—印支期钴、金、铜、玉石成矿带内，前人在1∶5万区域地质调查工作中仅在驼路沟沟口对面发现1处铜矿化线索，出露地层较为复杂，以早中三叠世闹仓坚沟组四岩段（T1-2n4）为主，广布于靶区中、南部地区，占据近2/3的面积，呈东西向延展，岩性为粘板岩、砂质板岩、石英长石质粉砂岩夹石英长石砂岩及灰岩透镜；次为万保沟岩群碳酸盐岩组（Pt2-3W2）的浅灰色白云质大理岩、条带状硅质白云岩、大理岩化灰岩、纳赤台岩群哈拉巴依沟组（OSh）一套下部为火山岩、上部为碳酸盐岩的地层以及晚三叠世八宝山组（T3bb）一套粗碎屑岩组合，岩性主要为复成分砾岩、含砾砂岩夹粉砂岩、火山岩等，呈北西西向断块镶嵌。区内断裂构造较发育，以近东西向断裂为主，次为北东向断裂。前者多倾向南，常平行展布，构成断层组。

2 遥感蚀变信息提取

研究区区主要采用了美国ETM多光谱遥感数据。

遥感蚀变信息提取采用“去干扰—主成分分析—阈值处理技术”（DPT），提取与含羟基热液蚀变矿物相关的蚀变信息—OH—遥感异常，和含Fe3+矿物相关的铁染遥感异常。应用标准为：数据源采用ETM+B1，B3，B4，B5，B7波段；提取系统为PCI。工作流程包括预处理和信息提取两大部分。

预处理包括数据检查评价、去干扰和无损失拉伸等过程。遥感异常提取工作的初始阶段需要对ETM+数据进行严格的筛选，一般要求ETM+数据的时相尽可能地选择在植被发育不好、冰雪覆盖较少的季节，同时要求数据云量较少。在进行异常提取时，数据覆盖范围内的干扰地物，如干河道、冲积扇、雪、云、结冰的湖水、雪域周边湿地、河道两侧的湿地、沼泽以及阴影等经常产生干扰异常或伪异常。因此必须通过波谱特征观察，选用不同的数学方法，将其经数字处理归入干扰窗，以便获得基础图像，同时形成掩模，以便进行掩模主分量分析，尽可能地减少干扰物对异常提取工作产生的影响。无损失拉伸目的是消除大气层辐射影响及探测线路的偏置和扩大各波段动态范围。

图1 雪水河构造地质及遥感找矿靶区遥感异常分布图

ETM+遥感异常信息的提取以整景数据Crosta主分量分析为主要方法，辅以比值方法。其中含羟基热液蚀变矿物相关的信息系用TM1、4、5、7波段做掩模主分量分析，以数倍σ（标准离差）做为主分量输出的动态范围，获得蚀变遥感异常主分量。含铁离子矿物相关的信息系用TM1、3、4、5波段做掩模主分量分析，同样以数倍σ作为主分量输出的动态范围。有条件的地区利用光谱角填图法对获得主分量异常进行筛选。异常提取后尚需进行后处理及阈值处理分级。

3 遥感异常特征

靶区内遥感异常显示良好，已圈定4处遥感异常包（编号14、16、17、18），虽以单一的羟基异常为主，但其强度较高，并与断裂构造关系密切，或紧密沿断裂构造线展布，或呈斑状分布于几组断层交切部位，强弱异常间套合完整（表1、图1）。

表1 雪水河遥感找矿靶区遥感异常包特征简表

4 遥感异常查证成果

4.1 14号遥感异常包的查证及形成原因推断

通过穿越路线的调查工作，大体垂直于遥感异常包强度中心进行了重点查证，其中，在该异常包北侧强度中心位置为杂色片理化砾岩，砾岩中砾石含量20%，磨圆度较好，呈浑圆—次浑圆状，具砂质胶结，基底胶结；砾石的主要成分为片麻岩、花岗岩、安山岩、脉石英等；岩石强烈片理化，表面铁染现象明显，风化面皆呈褐黄色。沿该强度中心向南至中部的异常强度中心处，NE向断裂破碎带明显可见，带内岩石破碎，断层泥具明显的高岭土化蚀变现象。

综合分析认为，14号遥感异常包的异常主要是大理岩以及片理化砾岩岩石表面的风化现象引起，局部与断裂带内的高岭土化蚀变现象有关。虽然目前未见其他矿化现象，但异常分布与断裂构造有一带的相关性，所以通过进一步工作，也不排除断裂深部存在有价值矿化的可能。

4.2 16号遥感异常包的查证及形成原因推断

沿该异常包近东西向轴线方向穿越路线的地表踏勘查证，遥感异常主体沿近东西向断裂带展布，该断层属南倾逆冲断层，断层倾角约45°，断层带宽20～40m，可见断层角砾岩和不规则状石英脉分布，其中石英脉脉体宽5～20cm，长度大于10m，脉体较为破碎，未见矿化蚀变现象；断裂带两侧岩性为灰绿色中粗粒岩屑长石砂岩夹灰绿色含砾粗砂岩，岩石较为破碎，铁染现象及片理化明显，风化面普遍呈褐黄色。

经实地查证后综合分析认为，遥感异常与岩性相关，可以推测基本为非找矿信息。

4.3 17号遥感异常包的查证及形成原因推断

通过穿越路线的地表踏勘查证：异常包内有一条断层通过，断层走向为280°，断层属南倾逆冲断层，断层倾角40～50°。异常包所处位置岩性主要为灰绿色中粗粒含砾岩屑长石砂岩夹微细粒凝灰岩和浅灰色薄层状细砂岩，岩层具水平层理。岩石风化面呈灰褐色，铁染明显。沿岩石节理普遍可见石英脉呈网格状穿插，脉体细小，较为干净。

经实地查证后综合分析认为，该异常包与其东侧16号异常包均同处于灰绿色中粗粒含砾岩屑长石砂岩中，岩石表面普遍具铁染现象，石英细脉较为发育，未见其他矿化现象。一套地层内连续出现如此强烈的遥感异常，可能与地层岩性有直接因果关系，但鉴于异常地处断裂带附近，因此仍不排除蚀变信息的可能。

4.4 18号遥感异常包的查证及形成原因推断

通过路线的地表踏勘查证，多处可见明显的构造破碎带，带内普遍具褐铁矿化、高岭土化、碳酸盐化、黄钾铁矾化等蚀变现象，并见有不规则状石英脉、方解石脉贯入其中，脉体具弱绿泥石化、褐铁矿化蚀变现象。异常包内有一走向近东西向断层通过，断层属南倾逆冲断层，断层产状185°∠55°。断层破碎带宽100m左右，带内岩石较为破碎，可见明显的褐铁矿化、高岭土化、碳酸盐化等蚀变。异常包所处位置岩性为灰绿色中粗粒岩屑长石砂岩夹灰绿色含砾粗砂岩。含砾粗砂岩中砾石所占含量在5%～7%之间，砾径在0.2～0.5cm，砾石主要成分为石英，砾石的磨圆度较差，呈次棱角状。岩石中见有石香肠构造发育。

由于18号遥感异常包及其东侧断层带一线均发现不同程度的蚀变现象，有成矿可能性，为此，进行了剥土工程及样品采集工作。通过剥土的揭露，进一步确定遥感异常与断层带中强烈的褐铁矿化、高岭土化、碳酸盐化、黄钾铁矾化等蚀变密切相关，为矿致异常。

通过对18号遥感异常包查证过程中通过剥土及采样，新发现了一处金矿化点，含金构造蚀变带由近于平行的不等间距展布的3条断裂破碎带组成，由北向南依次排列，含金蚀变带的展布严格受断裂破碎带控制，呈近东西向展布，产状185°∠55°，呈长带状，局部呈弓形弯曲，带内岩石破碎，具片理化、糜棱岩化。石英脉、方解石脉较发育，蚀变强烈，可见褐铁矿化、高岭土化、碳酸盐化等蚀变。矿石含金为0.03-0.06×10-6，平均0.043×10-6（表2）。

表2 雪水河南金矿化点分析结果表

5 靶区找矿远景分析

靶区内沿闹仓坚沟组地层中断裂带分布的遥感异常强度较高，虽然目前区内14、16、17号遥感异常包查证地带未发现明显的矿化蚀变现象，但在18号遥感异常包分布的断裂带一线发现与矿化关系密切的强蚀变现象及矿化线索，遥感异常为构造带内有价值蚀变的反映。因此综合分析认为，该区断裂构造破碎带应为本区重要的控矿因素，遥感异常也主要分布在Cu、Au、Zn、Ba、Pb等含量明显高于地壳丰度值的闹仓坚沟组地层中，区域上该地层中已有明显的金、铜等成矿事实存在，因此本区仍然具备寻找与近EW向断裂关系密切的构造热液型铜多金属矿产的找矿潜力，在褐铁矿化、高岭土化、碳酸盐化、黄钾铁矾化等蚀变强烈地段，往往预示着铜金矿化体的存在，可作为找矿的间接标志。

6 总结

1）、 通过野外查证取得的实际调查资料显示，ETM+遥感异常信息调查资料具备较高的可信度，遥感解译的地质内容与实地地质情况吻合度较高，除局部地区因基岩出露程度受限及数据影响，

2）、筛选的遥感异常能够指明具有参考意义的找矿方向，无论是岩石表面或裂隙面普遍存在的各类蚀变还是矿化蚀变信息，均有一定程度的遥感异常反映；而且，说明靶区圈定的依据和范围等均具备较高的可信度。

3）、应用遥感影像进行地质解译，从宏观上了解区域构造信息，并通过相应的技术方法提取矿化蚀变信息，从而圈定找矿靶区，是找矿前期工作中的一种有效手段。通过对部分遥感找矿靶区的查证结果显示，遥感异常的筛选工作还欠深度，异常中包含一定的非矿致异常，但筛选结果仍然能够指明具有参考意义的找矿方向。

因此，建议在该项目成果基础上，选取找矿远景较好的靶区利用高分辨率卫星遥感数据深入调查研究，以不同数据源提取的遥感异常叠合区再次进行遥感异常的筛选；同时，对各成矿带主要靶区以遥感异常为基础进行全面的实地野外查证工作，加大地面实地调查研究的力度，对遥感异常的特征、形成原因以及成矿地质环境及成控矿因素等进行更加深入的了解，相信会在找矿领域取得一定突破，使理论研究成果转化为现实的生产力，推动地质找矿工作。

致谢：参加本项目野外工作的有王瑾、刘世英、谈生祥等同志。在此致谢。

[1] 青海省地质矿产勘查开发局.青海省岩石地层.武汉:中国地质大学出版社.1997

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[4] 潘彤，罗才让.等.青海省金属矿产成矿规律及成矿预测.北京:地质出版社.2006

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.012