应用遥感技术预测找矿有利部位, 是当前国内外矿产勘查方法探索者普遍关注的问题, 特别是对于常规调查方法难以发现的隐伏矿床, 遥感地质方法更有优势, 且日益显示其经济效益。目前遥感地质方法在矿产勘查中已初见成效^{[1, 2, 3]}, 随着遥感地质技术的发展, 继早期的MSS图像之后, ETM, SPOT和QuickBird等中、高分辨率遥感图像已较普遍地应用于地质研究, 而成像光谱数据、成像雷达(SAR)图像以及“ 3S” 技术系统则为矿床的遥感地质研究开拓了新的前景^{[4, 5, 6]}。

遥感图像中具有地质成因意义的特定的线-环组合形式被称为影像线-环构造, 它具有影像特征和地质特征的双重性。研究影像线-环构造有助于从遥感图像中识别地质特征, 有利于建立线-环构造找矿策略, 开展遥感找矿预测^[7]。在许多遥感找矿模式中, 常常用线-环结构图式来直观、简练地表达和图解矿床展布与遥感影像特征、线性构造和环形构造的空间关系。本文以青海省阿斯哈— 按纳格地区为研究区, 在综合研究该地区的区域地质特征与成矿地质条件基础上, 结合矿床地质理论, 对覆盖研究区的QuickBird, ASTER和ETM⁺等不同分辨率的卫星遥感图像进行线-环构造解译和遥感矿化色调异常提取; 在综合分析区内典型金矿床的遥感影像特征和筛选有利于成矿的线-环构造基础上, 圈定出找矿有利部位; 并与化探异常进行对比验证, 为该区进行矿产资源勘查及找矿靶区预测提供了重要依据。

青海省都兰县阿斯哈— 按纳格地区处于柴达木地块东南缘, 位于近EW向东昆仑构造带的东段, 被夹持于昆中与昆南断裂之间。东昆仑造山带位于青藏高原的东北部, 为中央造山带的重要组成部分, 呈近EW向延伸, 向东与NNW向的鄂拉山构造带相交^[5]。这些构造带在ETM⁺ 7(R)5(G)4(B)假彩色合成图像(图1(a))中有清晰的显示。

图1

Fig.1

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图1 青海都兰地区线-环构造纲要图Fig.1 Structure outline map of line-rings in Dulan area, Qinghai

其中, NNW向鄂拉山构造带(F₁)与近EW向的昆南断裂带(F₄)夹持形成楔状地块, 在地块内发育一个规模巨大的等轴状偏心复式环形构造(R₁), 其直径约为170 km, 被称为“ 都兰环” 。其北部边界为较为模糊的弧形色调异常条带, 西部边界已经在都兰幅图像之外, 而东部和南部的边界分别为鄂拉山断裂带(F₁)和昆南断裂带(F₄)。在昆南断裂带(F₄)北部, 等间距发育近EW向的昆中断裂带(F₃)和昆北断裂带(F₂), 它们的间距约40 km, 呈现向NE略微凸出的弧形线性特征。已发现的果洛龙洼、按纳格和阿斯哈矿床(点)位于昆中断裂带(F₃)南侧(图1(a))。

都兰环(外环)内发育直径140 km的香日德环形构造(R₂), 为其内环。内环与外环之间的环带地区构造较为简单, 但内环— — 香日德环(R₂)内次级环形构造发育, 数个直径60 km的次级环形构造形成环群。沟里勘查区位于其南部一个次级环形构造— — 阿斯哈— 达理吉格塘环形构造(以下简称阿-达环)(R₃)内。对比地质资料(图1(b))可知, 阿-达环控制了沟里地区的闪长岩体群。

区内出露的古元古宙金水口(岩)群白沙河(岩)组(Pt₁b)地层为由一套中-高级变质岩组成, 是区内的主要赋矿地层。矿区东部的瓦勒尕金矿即产于该套地层中。地层岩性有: ①黑云母斜长片麻岩夹斜长角闪片(麻)岩, 局部夹黑云(二云)母石英片岩; ②斜长角闪片麻岩与大理岩互层; ③斜长角闪片麻岩夹大理岩。受后期侵入岩体影响, 在局部地段出现了条痕状、条带状及眼球状混合岩。与华力西期侵入岩体的关系以侵入接触为主。矿物成分以含石榴子石为特点, 变质程度相当于铁铝榴石角闪岩相, 沿地层走向具拉长或尖灭现象, 受挤压后往往呈柔性挠曲, 形成韧性剪切构造。近构造破碎带处岩石碎裂, 并有不同程度的蚀变及金矿化。

东昆仑造山带复杂的地质演化历史造就了该区丰富的矿产资源, 金、盐类及铜多金属矿产资源丰富, 而阿斯哈金矿床(中型)和按纳格金矿床(中型)就位于东昆仑造山带的东段; 因此, 阿斯哈— 按纳格地区具有特大型金矿田的潜力。

矿区内与成矿关系密切的围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化、褐铁矿化和孔雀石化。由于研究区内的坡积物普遍较厚, 由围岩蚀变引起的色调异常显示不如基岩裸露地区清晰。但经过对多光谱图像的增强处理, 仍可获得一些能够较好显示色调异常信息的图像(例如ETM⁺ B7(R)B4(G)(B3/B1)(B)假彩色合成图像和ETM⁺mineral图像)。如按纳格地区, 在ETM⁺ B7(R)B4(G)(B3/B1)(B)假彩色合成图像中的黄绿色-橙红色异常图斑(图2(a)左), 在ETM⁺ mineral图像中显示为酱紫色的图斑(图2(a)中), 而在QuickBird图像中该区则可看到大面积的基岩裸露区, 说明这一地段的抗风化能力强, 且岩层中Fe含量较高(图2(a)右)。又如阿斯哈地区, 在ETM⁺mineral图像中, 大面积出露的侵入岩体常显示为浅蓝-蓝色图斑, 而黄绿-橙红色的小图斑形成异常环带, 围绕在浅蓝-蓝色区域(侵入岩体)的周围(图2(b)中)。通过对ETM⁺ B7(R)B4(G)(B3/B1)(B)假彩色合成图像、ETM⁺ mineral图像和QuickBird图像进行对比分析, 发现所提取的色调异常区域与研究区的Au, As, Cu化探异常有较高的吻合度(图2)。

图2

Fig.2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图2 按纳格与阿斯哈地区遥感色调异常与化探异常Fig.2 Remote sensing tone anomaly and geo-chemical anomaly in Annage and Asha areas

根据线-环构造及矿床学理论, 结合遥感矿化色调异常图斑的分布, 在与化探异常对比和野外验证基础上, 建立遥感找矿模型, 在阿斯哈— 按纳格地区筛选出20个找矿有利部位(图7和图8)。

图7

Fig.7

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图7 阿斯哈— 按纳格地区线-环结构找矿有利部位(1)Fig.7 Favorable mineral prospecting parts of line-ring structures in area from Asiha to Annage（1）

图8

Fig.8

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图8 阿斯哈— 按纳格地区线-环结构找矿有利部位(2)(底图为简化地质图)Fig.8 Favorable mineral prospecting parts of line-ring structures in area from Asiha to Annage（2）

对筛选出的20个有利找矿部位简述如下:

1)A1— A6区。沿着F1线性构造带从西向东依次排列。A1区位于F₁与F₂交切的“ 入” 字型顶端, 同时另有一条NW向线性构造带在此交叠, 也是阿斯哈环体的边缘地带。在地表有1条EW向断层贯穿全区, 中部地表出露为白沙河组变质岩系地层, 两侧则为华力西期花岗闪长岩和花岗岩。因A1区已在研究区范围之外, 故前期遥感蚀变异常提取工作没有涉及该区。A2区位于F₁与F₂交切的“ 入” 字型结构形成的狭窄楔形部位, 同时另有一条NW向线性构造带在此交叠。在地表有1条EW向断层贯穿全区, 地面主要出露华力西期花岗岩, 东北角出露白沙河组变质岩系地层和一个较小花岗岩体, 在此区有较强的蚀变色调异常。A3区位于阿斯哈环群北部的R₁环形构造内一个次级环形构造的中心。这个小环体直径约4 km, 环体内出露一个小型石英花岗闪长岩体, 其周围为花岗闪长岩体。穿过A1和A2区的EW向断层和F1线性构造带转为NWW向, 并且在地理位置上二者不再完全重叠。该区东南角存在较强的蚀变色调异常, 南部有Au的化探异常。A4区位于阿斯哈环群北部的R₁环形构造中心, 同时也是F₁和1条NNW向线性构造带、1条NNE向线性构造带相互交切的区域, 形成似放射状结构。该区内大部分为河谷区, 被第四系冲积物覆盖。在该区西北和东南地区即为已揭露的阿斯哈矿体群分布的地段。A5区位于A4区向东4.5 km, F₁线性构造带分为2个次级带并与1个次级环形构造相交叠的位置。地表出露花岗闪长岩体, 没有断层出露。A6区位于F₁与NE向线性构造带F₅交切、并与1个次级环体相交叠的位置。地表中部出露花岗岩体, 外侧为花岗闪长岩体, 北侧和中部有EW向断层出露。在其南部发育蚀变色调异常。

2)B1— B11区。受NW向次线性构造带F₄控制, 色调异常信息丰富的区域, 区内地层为白沙河组变质岩系地层。B1区位于F₂及其北东侧的平行发育的次级NW向线性构造带与密集的F₄次级线性构造带相交叠的部位, 区内的3个蚀变色调异常斑块也呈NW向雁列展布。前期已在该区开展原生晕地球化学工作, 发现该区具有较高的Au, Ag等化探异常。B2— B5区这4个区域沿着阿斯哈环群南部的R₃环体西部边缘展布, 同时也是NW向次线性构造带F₄与1个近SN向色调异常色斑相交叠的区域。在B5区外围的东部1 km为按纳格的露天采场。B5区内南部有较好的次生晕Au异常。2012年7月选取B5区内一个次级环形构造进行野外检查, 在环体边缘处发现1条矿化蚀变带, 采集2块样品, 分析结果为含金0.5 g/t, 具有找矿的指示意义。B6— B7区是F₄与阿斯哈环群南部的R₃环体南部环缘交叠的地段, 具有较好的色调异常, 在B6区域的内已有矿体揭露, 在其外围南侧发现近EW向破碎蚀变带。B8区位于瓦勒尕褐铁矿矿化点的南侧, 是NW, NNW, 近EW和NE向线性构造带交汇的部位, 区内的西部和东南部有较好的色调异常。B9— B11区是R₃环体内部次级环体与F₄线性构造带相互交叠的地段, 其中B9区和B10区内已有矿体揭露, B11区内尚未见矿化现象, 但其位于多组线性构造交汇地区且具有较好的色调异常现象。

3)C1— C2区。是EW向线性构造带F₇与R₃环体北部边缘交切的地区, 区内均具有较好的色调异常信息。

4)D1区。是阿斯哈北部R₁环体与其他多个环形构造边缘相切且与NE向线性构造带交切的地段。

在上述20个找矿有利部位中, A3, A4, B1, B5, B9, B10和D1区是找矿的较有利地区, 并已得到野外的初步证实, 可为该区下一步找矿工作提供线索。

1)在阿斯哈— 按纳格地区的环形构造解译中, 阿斯哈环形构造内部更次级的环形构造和线性构造都比较发育, 但在地表仅局部有侵入岩体出露。遥感矿化色调异常区的分布也存在类似特点, 经过旨在突出含铁Fe矿物信息的图像处理的ETM mineral图像, 在阿斯哈环形构造内部存在大量的黄绿色-橙红色的色调异常斑块, 是找矿预测的重要信息。

2)在阿斯哈— 按纳格地区的线性构造解译中, 与近EW向构造带(F₁)的类型相似的线性构造带在沟里地区成组发育, 在F₁的南北两侧均发育1条类似的线性构造带, 北部的线性构造带与F₁平距约8 km, 是昆中断裂带的另一个分支断裂, 在该带已发现哈拉森磁铁矿点, 沿线性构造带地表已有断层出露; 南部的线性构造带(F₃)距F₁约15 km, 沿线性构造带地表已有断层出露并且控制了矿体的发育。沿F₁带目前尚未发现较大的矿体, 但其南北两侧的2条线性构造带与其性质相似, 存在找矿前景。

3)阿斯哈— 按纳格地区金矿床矿体产于花岗闪长岩-闪长岩体的构造破碎带中, 受昆中断裂及矿区内NNE向及NNW-NW向断裂带控制。在ETM遥感图像解译基础上, 进行空间分辨率为15 m的ASTER遥感图像和0.61 m的QuickBird遥感图像融合处理和解译, 厘定阿斯哈— 按纳格地区线性构造、环形构造及其相互关系, 确定已知矿床的影像色调异常特征; 初步确定该区处于1个大型环形构造之中, 存在热晕体, 线性构造交接与发育较好地区的遥感色调异常明显, 且色调异常与已知矿化体重叠较好, 可作为找矿的重要线索, 找矿潜力较大。

4)在本文筛选出的20个有利找矿部位中, A3, A4, B1, B5, B9, B10和D1区是找矿的较有利地区, 并已得到野外的初步证实, 可为该地区的下一步找矿工作提供线索。