本文采用的ETM⁺图像的轨道号为126/36, 获取时间为2000年5月21日。将小秦岭地区ETM⁺B5(R)B4(G)B2(B)假彩色合成图像与B8进行LAB彩色空间变换(由RGB信号到国际照明委员会制定的CIE LAB色彩空间的转换)融合(类似于IHS方法), 得到遥感基础图像(图1), 供地质解译使用。

图1

Fig.1

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	图1 小秦岭地区ETM+遥感基础图像(B5(R)B4(G)B2(B)假彩色合成图像与B8融合)Fig.1 Basic ETM+ remote sensing image of Xiaoqinling region

小秦岭片麻岩穹隆内部植被发育, 地表地质体裸露情况较差, 但在对比已知石英脉分布区的ETM⁺各波段数据后发现, 相对于其他波段, B4图像中的线性构造形迹特征最为清晰。经分析认为, 石英脉及与其密切伴生的糜棱岩因其特殊的岩性特点和成壤条件, 相对于周边地质体具有正负地形平行交替、植被覆盖强弱交替等特征; 而B4图像对植被覆盖强弱变化比较敏感, 使线性构造特征得到增强。经对比分析后认为, ETM⁺图像各波段在小秦岭植被高、中度覆盖区的石英脉分布地区, 对线性构造识别按从易到难排序依次为B4, B8, B5, B2, B3, B7和B1(图2)。

图2

Fig.2

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	图2 小秦岭扫帚沟东南遥感线性构造密集带ETM+各波段图像及融合图像Fig.2 Single band and confused ETM+ images in linear structure zone of southeast Saozhougou in Xiaoqinling region

上述排序在豫西南植被覆盖区得到了验证, 只是B3与B7的顺序有交替变化。

基于以上认识, 供地质解译使用的基础图像为ETM⁺B5(R)B4(G)B2(B)假彩色合成后与B8的融合图像。图像融合采用Photoshop软件的LAB彩色空间变换方法, 利用色彩处理调整功能使图像的色彩视觉效果达到最佳, 并最大限度地保留细节信息。

2.2.1 环形构造解译

小秦岭片麻岩穹窿内部的环形构造主要有燕山期黑云二长花岗岩引起的西北地区文峪岩体环形构造、东部娘娘山岩体(η γ β J)环形构造和南部古元古代角闪二长花岗岩(η γ Pt₁)环形构造。环形构造周边及内部有大、中型水系绕行, 弧形构造呈近似同心弧形圈闭特征是上述环形构造的解译标志之一。燕山期环形构造内由冲沟和水系展布形态所表现的影像纹理具纹像结构, 少许裸露地表呈粉红、粉白色, 与周边地质体存在明显差异, 相对南部古元古代环形构造更易于识别(图3)。

图3

Fig.3

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	图3 小秦岭地区遥感地质解译图1.花岗岩环形构造(西北和东部为燕山期文峪岩体和娘娘山岩体, 南部为古元古代花岗岩体); 2.性质未定环形构造; 3.穹窿构造; 4.单线性构造(多为断层); 5.平行线性构造密集带; 6.韧性剪切带; 7.金矿床(点); 8.线性构造密集带范围; 9.线性构造密集带影像特征清晰地区; 10.省界Fig.3 Remote sensing geological interpretation map of Xiaoginling region

同时, 根据影像内部纹理差异、水系展布形态等解译标志, 在五里村— 大湖峪口东、布掌沟、樊家岔北和扫帚沟等地区解译出多个中、小型环形构造, 其地质性质有待进一步认识。

2.2.2 线性构造解译

由于小秦岭地区岩浆热液型金矿体由含金石英脉与含金蚀变糜棱岩组成, 含金石英脉的产出严格受韧性剪切带控制, 与糜棱岩密切伴生。石英脉群和糜棱岩带在地表形态上具有线性构造密集带特征, 因此, 采用遥感手段解译线性构造密集带, 了解其分布位置、分布规律及特征, 对认识和总结该地区金矿成矿规律具有重要意义。ETM⁺图像显示, 在小秦岭片麻岩穹窿内部, 平行线性构造密集带发育; 线性构造密集带以NWW向为主, NE向和EW向次之。

NWW向线性构造密集带根据其影像特征可大体分为5条带(不包括片麻岩穹窿南北边界地区的韧性剪切带), 从南到北依次为扫帚沟— 坑口南带、坑口北带、马家— 雷家坡南东带、观音堂北— 雷家坡北带和五里村南带; 由南往北其宽度依次减小, 影像特征的可识别性逐渐降低。扫帚沟— 坑口南带宽约1 900 m, 宽度较为稳定, 带内线性构造密集程度高, 影像形迹十分清晰。坑口北带宽约750 m, 东南较宽西北收窄, 东段线性构造密集程度较高, 影像形迹清晰; 西段影像形迹较为模糊, 收窄成一条形迹直至消失。马家— 雷家坡南东带宽度小于850 m, 两头宽中间窄, 整段线性构造密集程度中等; 但东段单线宽度较大、正负地形变化明显, 故影像形迹较为清楚。观音堂北— 雷家坡北带宽度小于400 m, 五里村南带宽度小于250 m, 2个带的宽度较为稳定, 线性构造密集程度低, 影像形迹的可识别程度较低。

NE向线性构造密集带主要以坑口西带最为明显, 其宽度约800 m, 其中南段密集程度中等, 北端较低。ETM⁺图像显示, 其南端明显与扫帚沟— 坑口南带相交, 在相交地区形成一系列小型菱形构造的影像特征; 同时, 在其北端有与坑口北带相交、且被马家— 雷家坡南东带所阻隔或错断的形迹。

EW向线性构造密集带主要集中在坑口东南— 布掌沟北部之间地区, 其宽度约1 200 m, 线性构造密集程度高, 影像形迹清晰, 根据其与扫帚沟— 坑口南带连续和宽度近似的影像特征, 推测其与扫帚沟— 坑口南带为同一条线性构造密集带, 只是在局部地区发生了转折。

ETM⁺图像显示的单线线性构造主要以NE和NW向为主, EW向次之, 多为小型断层。

将小秦岭地区全部已知金矿床(点)与ETM⁺图像套合, 进行叠置对比分析后发现: 已知金矿床(点)均位于线性构造密集带内, 其分布位置明显受线性构造密集带严格控制, 说明小秦岭地区的线性构造密集带为含金石英脉及与其密切伴生的糜棱岩所引起, 因此线性构造密集带即为金矿成矿有利地区。同时, 线性构造密集带还反映了小秦岭片麻岩穹窿内部地表韧性剪切带的分布位置及展布形态。金矿床的分布范围和规模明显受燕山期岩体的环形构造控制, 最佳成矿距离为距燕山期岩体环形构造约2.5~7 km, 成矿部位则位于线性构造密集带中。

线性构造密集带的宽度反映了金石英脉带以及与其密切伴生的糜棱岩带在地表的范围, 线性构造密集带越宽, 越有利于金矿床的富集。线性构造影像的清晰程度(密集程度)可能反映了其形成时影响周边地质体的变形和物质成分分异的强弱程度, 线性构造密集带影像特征越明显, 反映其形成时的构造动力越强或时间跨度越长, 越有利于金矿床的富集。基于以上认识, 根据线性构造密集带宽度, 按照[2, 1)km, [1, 0.5)km, [0.5, 0.25)km和[0.25, 0]km这4种间距分别赋予权重2, 1.5, 1和0.5; 再根据线性构造密集带的影像清晰程度(线性构造密集程度), 通过目视判断划分成4个等级, 由高至低分别赋予权重2, 1.5, 1和0.5; 同时考虑到距燕山期花岗岩体最佳成矿距离中点向两侧的成矿概率呈非直线渐变减小(假设符合正态分布曲线), 设距离概率变化区间为[0.99, 0.01](只定性反映变化趋势), 将线性构造密集带宽度权重和清晰度权重相加再乘以距离概率, 简单制作了小秦岭地区金矿成矿遥感特征条件有利度示意图(图4), 并通过人工适当修正使其呈现颜色渐变过渡的效果。

图4

Fig.4

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	图4 小秦岭地区金矿成矿遥感特征条件有利度1.金矿遥感最小预测区及编号; 2.金矿成矿遥感特征条件有利度(颜色越深表示有利度越高); 3.金矿床(点); 4.省界Fig.4 Favorability of remote sensing ore-forming conditions of gold deposits in Xiaoqinling region

对比图4与已知矿点分布后认为, 对金矿成矿遥感特征条件有利度的分析能够很好地从遥感影像特征角度解释已知金矿床(点)的分布位置、规模大小和形成规律。根据金矿成矿遥感特征条件有利度和野外地质资料, 在河南境内小秦岭地区圈定了5个金矿遥感最小预测区(图4), 并已被河南省金矿资源潜力评价项目采纳、归并为小秦岭金矿最小预测区。

5个金矿遥感最小预测区的简要情况如下: ①区为扫帚沟— 坑口南带全部线性构造密集区; ②区包括坑口西带和坑口北带线性构造密集区, 同时由于坑口西带南端与扫帚沟— 坑口南带相交, 因此图中示意2个预测区重叠, 推测除②区内部可能存在NWW和NE向石英脉多组展布方向外, ①区中段交汇区同样存在石英脉多组方向展布; ③区为马家— 雷家坡南东带东段, 由于考虑到距燕山期花岗岩体的最佳成矿距离, 将其分成了2部分; ④区对应观音堂北— 雷家坡北带东段; ⑤区则包括五里村南带中段和大湖峪口地区韧性剪切带。其中, ①和②预测区是遥感线性构造密集带中平行线性构造最为密集、影像特征最为明显的地区, 且密集带宽度较大, 是金矿成矿遥感特征条件最为有利地区, 应在以后找矿工作中加以重点注意; ③和⑤预测区的金矿成矿遥感特征条件与①和②预测区相比较差; ④预测区的金矿成矿遥感特征条件最差。