青藏铁路沿线(东昆仑—沱沱河段)遥感找矿远景评价
刘世英1, 张微2
1.青海省地质调查院遥感中心,西宁 810012
2.中国国土资源航空物探遥感中心,北京 100083

第一作者简介: 刘世英(1972-)女,高级工程师,主要从事遥感地质与找矿工作。

摘要

青藏铁路沿线(东昆仑—沱沱河段)是中国西部地质工作程度极低的地区之一,但成矿条件有利。以遥感技术为主要手段,对该区矿产资源进行了遥感综合调查和矿物蚀变信息提取; 以遥感异常为主、解译信息为辅,结合已有地质、矿产及物、化探成果资料,通过综合分析研究划分出7个找矿远景区,并进行了找矿远景评价。

关键词: 青藏铁路; 遥感调查; 成矿带; 找矿远景及评价
中图分类号:TP79 文献标志码:A 文章编号:1001-070X(2011)01-0091-06
The Evaluation of Ore Prospecting Potential by Using Remote Sensing Technology in East Kunlun-Tuotuohe Section along the Qinghai-Tibet Railway
LIU Shi-ying1, ZHANG Wei2
1.Center of Remote Sensing, Qinghai Institute of Geological Survey, Xining 810012, China
2.China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Land and Resources, Beijing 100083, China
Abstract

Although the East Kunlun-Tuotuohe section of the Qinghai-Tibet railway is one of the regions where the geological study is in the lowest degree in western China,the metallogenic conditions there are still hopeful.With the remote sensing technology as the main method,the authors adopted the comprehensive investigation and extraction of the mineralization alternation information for the mineral resources in this area.Through a comprehensive analysis,seven prospect areas were delineated,and the evaluation of the ore prospecting potential based on the remote sensing anomaly and integration of the known data of geological,ore resources,geochemical and geophysical information was carried out.

Keyword: Qinghai-Tibet railway; Remote sensing investigation; Metallogenic belt; Mineral prospecting and evaluation
0 引言

青藏铁路沿线东昆仑— 沱沱河段自然地理和交通条件差, 属中国西部地质工作程度较低地区之一, 但成矿条件十分有利, 其矿产资源前景一直倍受广大地质工作者的关注。2008~2010年, 中国地质调查局组织开展了青藏铁路沿线矿产资源遥感调查, 利用ETM卫星数据对青藏铁路沿线地区进行了矿产资源遥感综合调查和矿物蚀变信息提取; 通过遥感地质解译、遥感异常筛选和综合分析, 对该地区的区域成矿规律和找矿方向取得初步认识, 进而确定找矿远景区, 对几个重要找矿远景区的找矿评价工作取得了较好的阶段性成果。本文在综合分析上述成果基础上, 进一步开展了青藏铁路沿线东昆仑— 沱沱河段的找矿远景评价, 以期能为该区域的多金属找矿工作提供更多线索。

1 区域成矿地质背景
1.1 区域构造体系

青藏铁路位于青藏高原腹地, 其东昆仑— 沱沱河段跨越多个构造单元, 由北向南分别以东昆中断裂、东昆南断裂、布青山南缘断裂、昆仑山口— 甘德断裂、可可西里— 金沙江断裂以及乌兰乌拉湖— 玉树断裂划分为东昆仑北坡岩浆岛弧带、东昆仑南坡俯冲碰撞杂岩带、阿尼玛卿洋内弧、巴颜喀拉晚古生代— 中三叠世弧后盆地、西金乌兰中生代弧后盆地和开心岭岛弧— 弧间盆地等, 不同的构造单元成矿地质环境各具特色, 找矿潜力巨大。

1.2 区域地层

青藏铁路沿线东昆仑— 沱沱河段出露地层较为齐全, 从下元古界到第四系均有出露, 尤以三叠系碎屑岩、碳酸盐岩夹火山岩和白垩系— 第三系陆相碎屑岩最为发育。其中, 东昆仑南北坡一带元古界金水口岩群变质岩系、万保沟岩群, 奥陶系纳赤台群浅变质碎屑岩、火山岩和碳酸盐岩建造和三叠系闹仓坚沟组碳酸盐岩、火山凝灰岩及碎屑岩等与成矿关系密切; 中部巴颜喀拉山构造带则以三叠系巴颜喀拉山群砂板岩为主要赋矿层位; 南部西金乌兰构造带内白垩系风火山群杂色碎屑岩夹灰岩和含铜砂岩等是砂岩型铜(金)矿的重要赋矿地层, 与铜、多金属成矿关系紧密; 开心岭一带则以二叠系乌丽群含煤碎屑岩-碳酸盐岩系、开心岭群碳酸盐岩和碎屑岩夹火山岩为主要的含矿层位, 与铁、铜等金属矿及煤矿有关。

1.3 区域岩浆作用

该段岩浆活动频繁而强烈, 受区域构造演化控制作用明显。根据构造-岩浆活动特点可划分为古元古代、加里东期、华力西期、印支期、燕山期及喜山期等6个岩浆旋迴; 按其空间展布规律可划分东昆仑、巴颜喀拉、西金乌兰— 玉树及乌丽— 杂多等4个构造岩浆带。岩石类型繁多, 海、陆相火山喷发活动皆具, 与构造环境紧密相关; 侵入岩从超基性到酸性均有发育, 以中酸性岩石为主, 与铜、钴、金、铁等多金属成矿关系密切, 是主要的控矿岩石。

1.4 区域构造控矿作用

段内断裂构造十分发育, 多密集成束分布, 按其走向延伸大致可分为北西— 北西西、近东西、北东和近南北向4组, 具有区域构造分界意义的昆中、昆南、金沙江等深断裂系统控制了构造和地层以及岩带和区域矿化分带; 在深断裂两侧及其附近发育的一系列大型剪切带和与其配套的区域性次级断裂则控制着矿带、矿田的分布(如: 五龙沟金矿、驼路沟钴金矿、开荒北金矿等); 更次一级的断裂及其破碎带控制着矿体的产出部位。

环形构造也较发育, 主要为2组以上线性构造围限而成的环形、地表出露的小侵入体、火山机构、隐伏岩体形成的穹状隆起或其他热源活动的地表环状反映等, 具有找矿线索意义, 尤其是处于有利成矿地质构造环境中与断裂构造交切的环形构造部位, 与成矿有一定关系。

2 成矿区带划分及主要成矿特征
2.1 区域矿产分布

区内已知矿产以内生矿产为主, 其次为外生矿产。主要矿产在各构造带均有分布, 但分布极不平衡, 大部分集中于东昆仑及沱沱河地区。主要矿种有金、砂金、铁、铜、铅、汞、铬、锑、石膏、煤及水晶等, 有大型矿床2处、中型矿床8处、小型矿床10处和矿(化)点208处。成矿时期主要为加里东期、华力西— 印支期和燕山期。矿床类型有海相火山岩型、中低温热液型、构造蚀变岩型、接触交代型、石英脉型、沉积变质型和沉积改造型等, 且以多成因、多期次、多矿种复合型矿床为主。

2.2 成矿区带划分及成矿地质特征

青藏铁路沿线东昆仑— 沱沱河段自北向南可依次划分为6个Ⅲ 级成矿带(图1), 其中以东昆北(Ⅲ 1)和东昆南(Ⅲ 2)成矿带的地质勘查工作程度相对较高, 已发现的金属矿床数量也较多。

图1 青藏铁路(东昆仑— 沱沱河)沿线成矿带划分Fig.1 The partition map of metallogenic belt in the East Kunlun-Tuotuohe along Qinghai-Tibet railway

(1)东昆北印支期金、铅、锌、铜成矿带(Ⅲ 1)。位于昆仑山北坡, 介于昆北、昆中断裂之间, 与东昆北岩浆弧带构造单位相对应。由元古代裂解残块(金水口群)、晚古生代裂陷槽沉积(泥盆系— 二叠系)和大量的多期次中-酸性岩浆岩组成。已知矿产有铁、锰、铜、铅、锌、钼、钨、锑、岩金和钛等多个矿种, 主要分布在成矿带东段, 多与北西— 北西西向大型剪切带关系密切, 尤其金、铜等特色矿种更是如此。主要矿床有五龙沟金矿(中型)、红旗沟金矿(中型)、中支沟金矿(小型)和打柴沟金矿(小型)等, 矿床类型以构造蚀变岩型为主。

(2)东昆南华力西— 印支期钴、金、铜、玉石成矿带(Ⅲ 2)。位于昆仑山南坡, 介于昆中断裂与昆南断裂之间, 呈东西向延展, 与东昆仑南坡俯冲碰撞杂岩带构造单位对应。岩石组成极端复杂, 构造变形十分强烈, 主要由不同时代的构造岩块或岩片、蛇绿岩与火山-沉积岩系(中元古代— 早古生代洋壳沉积的万保沟群、纳赤台群和晚古生代— 早中生代活动陆缘沉积等)构成; 岩浆侵入活动微弱, 北西西— 近东西向大型韧性剪切带发育, 与钴、铜、金矿关系密切。已知矿产有钴、金、铜、铅、锌、铁、稀土、玉石、水晶和石灰岩等10余种, 典型矿床为驼路沟钴金矿床(火山喷气沉积-改造型)和开荒北金矿床(石英脉型)等。

(3)阿尼玛卿山华力西期铜、钨、金、锑成矿带(Ⅲ 3)。与阿尼玛卿晚古生代— 早中生代缝合带构造单位对应, 呈狭长的北西西— 近东西向条带展布, 代表洋壳的蛇绿岩与弧后火山岩及岛弧火山岩在这一个构造带中共存; 主体部分为二叠系马尔争组深海— 半深海相复理石建造和以构造岩片或推覆体产出的树维门科组礁灰岩, 此外尚有下三叠统和第三系陆相地层。该带研究程度较低, 尚未发现具有工业价值的金属矿产, 仅有几处金、钨、石膏和石灰岩矿(化)点或线索; 金为主要矿种, 主要产于马尔争组灰绿色板岩中, 为含金石英脉型金矿。

(4)可可西里— 巴颜喀拉印支— 燕山期金、锑、钨、锡、汞成矿带(Ⅲ 4)。与巴颜喀拉构造带一致, 主体地层为三叠系巴颜喀拉山群复理石泥与砂质碎屑岩岩石组合和第三系; 以同造山期形成的复式向斜构造为基本形态, 其间发育彼此平行的走向断裂; 岩浆活动较微弱, 以印支期中— 酸性岩侵入活动为主, 有闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩等, 多以星点状独立岩体或岩株产出; 火山喷发活动仅在卓乃湖一带较为集中, 有中新统查保玛组火山岩零星出露。该带内除东大滩锑金矿床、五道梁粘土矿床和扎日尕那钨矿点外, 以遍地分布的砂金矿点和石英脉金矿化点为主要矿产。

(5)西金乌兰印支— 燕山期铜、铅、锌、银、金成矿带(Ⅲ 5)。与西金乌兰活动带构造单位对应, 南北两侧分别被乌兰乌拉— 玉树和可可西里— 金沙江区域性断裂所限, 地层主要为白垩系风火山群、石炭— 二叠系西金乌兰群、三叠系苟鲁山克措组和巴塘群, 第三系和第四系广泛分布于全区。北西向断裂构造发育; 侵入岩浆活动少见, 仅发育印支期、喜山期中酸性侵入岩和超基性岩。已知矿种有铜、铅、锌、银及岩盐等, 其中大型矿床1处(藏麻西孔银多金属)、中型铜矿床1处(托托敦宰)、小型铜矿床2处(扎西尕日、二道沟), 矿床类型主要为沉积型。

(6)沱沱河华力西— 喜山期铜、钼、铅、锌、银、金成矿带(Ⅲ 6)。与沱沱河— 开心岭岛弧— 弧间盆地构造单元对应, 青藏铁路沿线仅见二叠系开心岭群和乌丽群出露广泛, 其上有上三叠统、中— 上侏罗统、白垩系及第四系分布。岩浆活动较强烈, 喷发活动主要发生在早二叠世, 裂隙型海相火山岩不均匀分布; 侵入活动虽从印支期开始并持续到早喜山期, 但侵入岩分布零星, 多为闪长岩、花岗岩及正长岩等。矿种有铁、铜、铅、锌、金、银及石膏、煤等, 以铁、铜矿产为主, 其中较典型的有开心岭小型铁矿床和宗陇巴中型锌矿床。

3 矿物蚀变信息提取

采用“ 去干扰-主成分分析-阈值处理” 技术提取铁染与羟基异常, 通过光谱特征识别、不同类型异常相互验证、光谱角法优选以及异常的地质解译识别等方法对提取的异常进行筛选, 最终获得该区遥感异常信息: ①铁染与羟基异常均有分布, 以羟基异常为主体, 强度较高, 三级异常间套合较完整, 并有较明显的强度中心; ②铁染异常多出现在羟基异常边部, 分布较稀疏, 强度中等。

异常呈较规则条带状、散点状、斑块状或点群状分布, 有的出现在金水口岩群、万保沟群、纳赤台群、闹仓坚沟组、巴颜喀拉山群、风火山群和开心岭群等主要赋矿地层中或地层与中酸性侵入岩之间的接触带; 有的与线环构造关系密切, 或被整齐地夹持于两条断裂之间或几组断裂交汇部位, 或严格沿断裂走向线、韧性剪切带断续分布, 或与环形构造吻合, 展布于线性构造交切部位等。异常分布区或其边缘大多有已知矿存在, 有较高的吻合率, 也偶伴随有较好的区域化探异常及重砂异常显示, 因此, 大多数遥感异常是矿化蚀变信息的反映, 对寻找热液型、接触交代型或构造破碎带型等矿产有一定指示意义。

4 找矿远景区划分与评价

在以遥感信息为基础, 综合分析区域地、物、化、矿产等成果的多种地学信息基础上, 划分出7个重要遥感找矿远景区(图2), 它们将是近几年内青藏铁路沿线东昆仑— 沱沱河段资源潜力评价的主要目标区。

图2 青藏铁路沿线(东昆仑— 沱沱河段)遥感找矿远景区分布Fig.2 Distribution of the perspective areas of remote sensing ore-prospection in the East Kunlun-Tuotuohe along Qinghai-Tibet railway

根据目前的工作进展以及已取得的研究成果, 初步获得以下一些认识:

(1)五龙沟金、铜等多金属找矿远景区。处在昆中断裂北侧的构造— 岩浆岩带中, 具有得天独厚的有利成矿地质环境, 为金、铜和多金属理想的衍生场所。广泛发育的下元古界金水口群变质岩系、长期活动的区域韧脆性剪切带构造系统以及华力西— 印支期强烈的中酸性岩浆侵入活动, 均为金、铜及多金属矿产的形成创造了极为有利的条件。该区的金矿受地层、岩浆岩和断裂构造三位一体的控制明显, 目前仅在五龙沟地区矿床(点)密集分布, 而五龙沟西部的大水沟— 大格勒沟地区及远景区东部的金水口— 拉忍地区, 同样具备与五龙沟相类似的地质条件和遥感找矿信息, 遥感异常沿金水口岩群与花岗岩体的接触带边缘或沿北西西向断裂带展布, 某些地段已见有矿化现象和化探及重砂金异常。但该区除五龙沟金矿区工作程度相对较高外, 其他地段的地质工作程度都还很低, 因此还有巨大的找矿潜力等待挖掘, 应进一步开展以金为主的多金属矿普查和异常查证工作。

(2)托拉沟铁、铜、铅、锌、锑找矿远景区。广泛发育的金水口岩群、狼牙山组、牦牛山组地层, 华力西— 印支期中酸性侵入岩以及平行展布的北西西向断裂构造, 均为该区多金属矿产的形成创造了较有利的成矿地质条件; 区内除已知矿产地周围有良好的遥感异常显示外, 在地层与岩体的接触带仍断断续续有不同程度的遥感异常显示。因此, 该区具备一定的找矿潜力, 在已知矿床、矿(化)点向外围遥感异常出现的地段加强接触带找矿工作, 可望扩大找矿范围及找寻接触交代型矿产。

(3)没草沟— 万保沟铜、金、铁、玉石找矿远景区。广泛出露区域上较重要的铜金矿化的矿源层— — 万保沟群火山岩组、碳酸盐岩组以及纳赤台群; 含矿岩体的存在及北西向、北西西向断裂、裂隙和韧性剪切带的发育, 为后期含矿热液运移和成矿物质充填提供了有利场所。遥感异常以羟基异常为主, 铁染异常相伴出现, 局部地段强弱异常间套合较为完整、强度较高, 与已知矿点多有吻合。该区的成矿地质条件与其东侧的驼路沟大型钴金矿进行类比有较多的相同之处, 综合成矿地质背景、异常分布特征、矿化密集等信息, 认为进一步找矿潜力巨大。

(4)南沟铜、钴、金、铁找矿远景区。出露哈拉巴依沟组、万保沟群、苦海岩群等地层, 具备钴、铜等成矿的物质基础, 并可能构成矿源层; 华力西期及期后的构造岩浆活动与铜矿有直接的成生联系, 二长花岗岩与古— 中元古代地层接触带构造裂隙内已发现多处铜矿(化)点, 反映了构造+岩浆热动力成矿作用的特点; 大型韧性剪切带的发育对钴、铜等成矿元素明显有再次富集的作用; 以羟基异常为主的遥感异常有规律地沿哈拉巴依沟组和万保沟岩群中的近东西向断裂及韧性剪切带分布。目前已发现较多的钴(金)矿化、铜矿化和铁(锰)矿化, 其中以驼路沟钴(金)矿床为代表, 若以同地区成矿地质作用相似论推测, 在该矿床东西外延区进一步寻找钴、金矿的潜力较大; 找铜、金矿工作中应重点主攻岩体的外接触带。

(5)东大滩南锑、金、铜找矿远景区。广泛出露锑、金矿的重要含矿层— — 巴颜喀拉群复理石沉积岩系及马尔争组, 其中构造破碎带普遍发育, 是石英脉以及金元素运移的通道和富集的场所; 根据目前在东大滩锑金矿的找矿突破显示, 以及金矿床很少单独产出、往往成群成带出现、并在有限的区域范围内常构成集中区或成矿带的特点, 结合遥感异常在几组不同方向的断裂交叉部位或沿断裂带均有一定程度分布的特征, 认为该区有形成构造破碎带型、石英脉型大型金-锑资源勘查基地的潜力。

(6)风火山铜、多金属找矿远景区。区内控矿因素可概括为: ①受同沉积断裂控制的断陷盆地, 控制了含矿建造的分布; ②北西向、近东西向断裂构造限制了白垩系风火山群砂岩夹灰岩建造的分布, 从而间接控制了矿化带富集区的分布; ③灰绿色砂岩建造直接制约了矿体的分布; ④后期构造活动使矿体遭到破坏和改造; ⑤岩浆活动使成矿物质再次富集。总体表明, 该远景区成矿地质条件十分有利, 除已知的砂岩铜矿化带(托托敦宰、藏麻西孔、扎西尕日等地)有遥感异常与之吻合外, 沿紫褐色与浅灰黄绿色色调的渐变地带仍有斑点状异常呈近东西向条带状断续展布, 具有一定的寻找铜、锌、银矿的远景, 只要继续从已知矿床进一步做追索扩大工作, 有望取得更大的找矿突破。

(7)扎日根铁、铜、铅、锌找矿远景区。广泛出露与成矿关系密切的诺日巴尕日保组、九十道班组和沱沱河组等地层, 线环构造极为发育; 在诺日巴尕日保组、九十道班组及与印支期辉绿玢岩接触带附近, 铁染异常与羟基异常叠置、交织, 或相间、相邻出露, 且与线、环构造关系紧密, 与已知成矿事实吻合。总体上看, 成矿地质条件较为有利, 具有较好的找矿前景, 除通过进一步工作在已发现各矿点中有扩大储量的可能性外, 各矿点外围及区域上特别是断裂破碎带与遥感异常紧密分布的地段和有辉绿玢岩发育的部位, 进一步寻找该类矿产的潜力较大。

5 结论

(1)青藏铁路沿线(东昆仑— 沱沱河段)矿产资源遥感调查工作以遥感异常为主导因素, 结合地质、矿产和物、化探异常等资料, 对该区进行了找矿预测, 在较短的时间内取得了较大的进展。如在南沟成矿远景区内通过野外实地查证, 在驼路沟西支沟一带遥感异常出现部位发现宽约2~3.5 m的褐铁矿化、绿帘石化和绢云母化蚀变石英脉, 该脉体恰位于已知钴金矿床的东外延区; 在没草沟— 万保沟成矿远景区内依据万保沟东支沟沟谷北侧羟基异常的良好分布, 在异常区内新发现铜矿化线索, 见到孔雀石化、黄铜矿和黄铁矿化蚀变极为强烈的铜矿化石英脉转石, 但因工作程度不高, 目前尚未有大的找矿突破; 随着矿产勘查工作程度加大, 应有较好找矿前景。除此之外, 据野外矿产勘查人员反馈信息, 扎日根远景区已知矿产地与遥感异常的吻合率较高, 目前已知矿点周围尚有遥感异常出现的地段也恰为扩大找矿范围的区域。

(2)建议今后的矿产勘查工作应重点加强对昆南带没草沟— 万保沟、南沟一带以铜、钴为主的资源调查和北巴颜喀拉带东大滩南以金、锑为主的区域资源调查, 逐步加大对风火山地区铜资源的面积性调查力度。

(3)要提高综合研究工作的深度, 特别要加强对成矿规律和矿床评价模式的研究, 因为对这样一个总体上地质工作程度还很低的地区, 科学研究工作的领先, 无疑会对该区资源评价有事半功倍的效果。

致谢: 在项目研究过程中, 得到了中国国土资源航空物探遥感中心和青海省地质调查院各级领导的关心和帮助, 参加工作的还有孙延贵、杨金中、杨文芳和皮英楠等, 在此一并表示感谢。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 潘彤, 罗才让, 尹有昌, . 青海省金属矿产成矿规律及成矿预测[M]. 北京: 地质出版社, 2006: 19-27. [本文引用:1]
[2] 张雪亭, 杨生德, 杨站君, . 青海省板块构造研究[M]. 北京: 地质出版社, 2007: 128-183. [本文引用:1]
[3] 青海省地矿局. 青海省区域地质志[M]. 北京: 地质出版社, 1991. [本文引用:1]
[4] 青海省地质矿产勘查开发局. 青海省第三轮成矿远景区划研究及找矿靶区预测[R]. 西宁: 青海省地勘局, 2003. [本文引用:1]
[5] 青海省地质矿产勘查开发局. 青海省岩石地层[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 1997. [本文引用:1]
[6] 郭晓东, 张玉杰, 刘桂阁, . 东昆仑地区金铜等成矿规律及找矿方向[J]. 黄金地质, 2004, 10(4): 16-22. [本文引用:1]
[7] 陈树云, 伊有昌, 吴小霞, . 青海东昆仑东段区域成矿地质特征及金属矿产找矿方向研究[J]. 黄金科学技术, 2007, 15(4): 9-17. [本文引用:1]