地层是沉积矿产形成的重要条件, 在不同地质时期、不同沉积古地理条件下形成的沉积矿床各有不同^[8]。研究区北部出露的古元古界金水口岩群(Pt₁J)分布较广, 是东昆仑成矿带金矿成矿的重要矿源层(图2(a))。该地层主要受控于昆中断裂及与之有关的次级断裂和裂隙, 因处在我国著名的东昆仑北部岩浆弧带内多被侵入岩吞蚀; 加之后期被地层覆盖或断裂破坏, 呈断块状或侵入岩中的残留体分布。该套地层在WorldView-2图像中的影像特征较为明显, 呈青灰、灰白色调, 影纹较细, 纹理发育。沿破碎带往往发育有明显的黄铁矿化、硅化、绢云母化等矿化蚀变。在条件合适部位, 蚀变带常发生氧化作用, 形成黄钾铁矾和“ 铁帽” 等。蚀变强烈的破碎蚀变带常是金矿体的赋存场所, 因此, 该变质岩系是寻找构造蚀变岩型金矿的有利场所。目前, 在该带内发现的五龙沟大型金矿床就是构造蚀变岩型金矿的典型代表。

图2

Fig.2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图2 典型地层的WorldView-2影像特征Fig.2 WorldView-2 image features of typical stratum formation

研究区中南部的古生代地层主要为奥陶系纳赤台群(O_2-3N)的一套以富钠为特征的浅变质火山-沉积岩系(图2(b)), 为中酸性凝灰岩、黑色页岩、粉砂岩、砂岩和千枚岩、硅质岩和石英钠长岩等中酸性火山岩、火山碎屑岩夹碎屑岩建造。火山活动携带有丰富的成矿物质, 沉积形成富金、铁、铜多金属矿源层; 并在区域热力变质作用下发生活动、迁移和进一步富集, 其中绿泥绢云石英千枚岩、绢云石英千枚岩、强硅化硅质岩和石英钠长岩是钴、金矿体的主要赋矿层位。图像中赋矿地层呈浅黄褐色、棕红色夹灰白色带, 以较密集发育的条纹状、条带状纹型为特点, 影纹较光滑, 树枝状水系发育。目前在研究区周边的火山岩地层中已发现多处与火山岩和岩浆热液有关的铁、金、铜、钴多金属矿床、矿点, 因此应引起足够的重视。

地质构造是矿床形成的重要因素之一。矿床常常富集在与主干构造斜交或平行的次级断层或节理中, 并且以线性体或环形体等结构信息反映在遥感图像中^[9]。区内断裂极为发育, 按规模可进一步分为区域性断裂和一般断裂; 总体上以近EW向、NW向和NWW向断裂最为发育, 控制着研究区域的沉积建造、岩浆活动和变质作用; 同时也控制着与其有关的矿产, 是重要的控矿构造(图3(a))。其强烈的构造运动和热液活动可使原来相对分散的金、铜元素得到富集, 并在有利的构造空间部位成矿。沿断裂带分布的韧、脆性变形带是成矿的有利部位, 既有利于成矿元素的迁移和富集, 又提供了成矿空间。几乎呈“ 线状” 的局部矿化与这些断裂相伴产出, 形成极为有利的成(控)矿体系。NE、近SN和NNW向断裂规模相对较小, 且多与前述断裂交切, 局部呈“ X” 型, 对矿体的破坏作用较大。

图3

Fig.3

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图3 区域构造与岩浆岩WorldView-2影像特征Fig.3 WorldView-2 image features of structure and magmatic rock

研究区内侵入岩广泛分布, 且岩浆活动期次较多, 以花岗闪长岩体(γ δ P₁)为主(图3(b))。这些岩体沿断裂侵入, 在空间分布上与金、铜等矿产有着密切的联系。岩浆活动为成矿提供了大量的热液和成矿物质, 在有利构造部位或围岩条件下, 为含矿热液的运移、成矿物质的富集提供了温压条件和成矿物质; 其中铁、铜等多金属矿产主要与沉积作用和变质作用有关, 而金、铜及多金属矿产则与动力变质作用的热液活动有关。此外, 野外验证中在岩体与地层接触带附近发现有大量捕虏体, 以及较多的侵入金水口岩群(Pt₁J)的辉长岩脉(v)和斑状二长花岗岩岩脉(η γ ), 这些岩体及岩脉与成矿关系十分密切; 同时受断裂控制影响较大, 矿体往往沿构造蚀变带和岩体的外接触带展布。

遥感异常是一种根据特定波段组合的卫星遥感数据圈定的可能与矿化或围岩蚀变矿物有关的信息, 其强度是由蚀变矿物引起的吸收光谱特征变化的大小确定的^[7]。遥感异常不受人为因素影响, 具有较高采样密度和定位精度, 且可作为矿产资源潜力评价的基础性参量^{[10, 11]}。

本文利用ETM⁺遥感数据, 采取主成分变换方法对东昆仑成矿带进行多种蚀变矿物异常信息提取, 提取流程为“ 大气校正— 去干扰— 多元数据分析— 异常提取— 异常后处理— 异常筛选” 。通过对ETM⁺数据的B1, B3, B4, B5波段进行主成分变换, 提取与区内已知矿点或矿化点有密切成矿联系的、以羟基蚀变矿物为主的基团异常和Fe²⁺, Fe³⁺等信息; 对ETM⁺数据的B1, B4, B5, B7波段进行主成分变换, 提取绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、方解石化和褐铁矿化等蚀变异常信息; 对基于不同遥感数据源的异常提取结果进行对比分析, 并在此基础上对遥感蚀变异常进行了分类和分级(图4)。

图4

Fig.4

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图4 研究区ETM+羟基异常强度图Fig.4 ETM+ hydroxyl abnormal in study area

该矿化点位于昆中断裂北侧的金水口岩群(Pt₁J)中。前人在1∶ 25万区域地质调查中将该岩群归为一套花岗闪长岩岩体; 但本次遥感解译发现, 该岩群的影像特征明显不同于花岗闪长岩体, 其色调、纹理与邻区的金水口岩群有很大的相关性, 故将其解译为金水口岩群, 解译结果在野外得到了验证。野外验证中进一步发现, 该岩群为一套黑云斜长变粒岩和二云斜长片麻岩等高角闪岩相变质岩, 地层中发育有石英脉和花岗闪长岩脉, 整体变形程度高, 构造发育, 局部有孔雀石化石英脉, 并见有黄铜矿化, 薄片镜下定名为矿化含透辉石角闪石石英岩, 光片下观察矿石矿物以黄铜矿、铜蓝、褐铁矿等为主(图7)。

图7

Fig.7

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图7 金水口岩群(Pt1J)找矿有利地段Fig.7 Preferable ore-finding area in Pt1J

通过对上述岩石样品进行化学分析(表1)可知, 个别样品(Au, Cu)的品位较高, 但不同样品的含矿性差异大。综合上述现象, 本文认为该处应为一个与岩浆热液有关的石英脉型Au, Cu矿化点, 但含矿性差异较大; 一般无明显含矿性, 但局部成矿情况尚好。

表1

Tab.1

表1(Tab.1)

表1 石英脉型铜、金矿化样品分析结果 Tab.1 Chemical analysis result of Cu and Au mineralization with quartz vein type 试样编号 化学分析结果ω (B)①/% Au Ag 微量Cu Pb Zn TFe 常量Cu D07-4 7.84 ― 240.00 ― ― 12.31 0.024 D07-1 676.00 ― 5 454.00 ― ― 1.28 0.550 D07-2 2.02 0.075 35.70 5.20 9.00 0.24 0.003 ① ω (B)表示化学元素B的质量分数, 即元素B的质量与混合物的质量之比, 其表达式为ω (B)=mB/m混, 单位为%。

表1 石英脉型铜、金矿化样品分析结果 Tab.1 Chemical analysis result of Cu and Au mineralization with quartz vein type

该矿化点位于花岗闪长岩体(γ δ P₁)与金水口岩群(Pt₁J)接触带附近。该处地层破碎, 构造发育, 地层中发育有大量的石英脉, 并且沿构造裂隙发育规模较大的褐铁矿化。在野外验证中发现, 该处地层蚀变作用明显, 构造发育, 并见到孔雀石化石英脉的转石。室内光片鉴定矿石矿物以黄铜矿、孔雀石为主, 经分析认为其金、铜的含矿性好(图8和表2)。

图8

Fig.8

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图8 花岗闪长岩体(γ δ P1)与金水口岩群(Pt1j)接触带ZY-1 02C影像特征及样品分析结果Fig.8 ZY-1 02C image features and chemical analysis result of contact zone between γ δ P1 and Pt1j

表2

Tab.2

表2(Tab.2)

表2 构造热液型铜、金矿化样品分析结果 Tab.2 Chemical analysis result of Cu and Au mineralization samples with structural hydrothermal type 试样编号 化学分析结果ω (B)/% Au Ag 微量Cu Pb Zn TFe 常量Cu D05-1 38.60 ― 6 132.00 ― ― ― 0.61

表2 构造热液型铜、金矿化样品分析结果 Tab.2 Chemical analysis result of Cu and Au mineralization samples with structural hydrothermal type

与此同时, 该处在1∶ 5万化探异常中的铜、钼、钴、锌异常程度很高, 因此可以推断该处的成矿条件相当优越, 可圈定为遥感找矿有利区。

该矿化点位于金水口岩群(Pt₁J)靠近花岗闪长岩体(γ δ P₁)附近, 主要岩性为深灰色斜长角闪岩和大理岩, 局部大理岩表面呈红褐色, 破碎严重, 且局部石英脉发育; 受构造控制明显, 地层内部断裂和节理发育, 破碎严重; 受后期铁氧化物淋滤作用的影响, 导致部分大理岩在图像中呈现浅黄绿色, 稀疏状水系, 影像特征明显(图9)。野外实地观察结果与WorldView-2图像解译结果完全一致。

图9

Fig.9

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图9 斜长角闪岩和大理岩WorldView-2影像特征及野外验证Fig.9 WorldView-2 image features of amphibolite and marble and field verification

物探资料显示, 该处的斜长角闪岩有轻微磁异常。镜下观察证实, 除绢云母化、绿泥石化等蚀变现象明显外, 还见有磁铁矿等矿物。分析化验结果则表明, 该处斜长角闪岩中Cu, Au, Fe具有明显异常(表3)。

表3

Tab.3

表3(Tab.3)

表3 构造蚀变型铜、金矿化样品分析结果 Tab.3 Chemical analysis result of Cu and Au mineralization samples with structural alteration type 试样编号 化学分析结果ω (B)/% Au Ag 微量Cu Pb Zn TFe 常量Cu D15-1 6.84 0.10 249.00 4.30 26.80 8.52 0.024

表3 构造蚀变型铜、金矿化样品分析结果 Tab.3 Chemical analysis result of Cu and Au mineralization samples with structural alteration type

结合岩性、构造进行综合分析后认为, 该处具有一定的成矿潜力, 是寻找构造蚀变型Cu, Au矿化线索的有利地段。

本文以WorldView-2卫星数据为主要数据源, 在充分收集已有资料的基础上, 通过遥感地质解译和蚀变异常信息提取, 获得与区域成(控)矿有关的岩性、地层、构造和矿产信息, 圈定了遥感找矿有利区(图10)。

图10

Fig.10

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图10 研究区遥感找矿预测图Fig.10 Remote sensing prospecting prediction in study area

遥感找矿有利区位于青海省格尔木市乌图美仁乡西南, 雪峰山以南, 红水河以西的雪峰沟一带。出露地层为金水口岩群(Pt₁J), 主要为斜长角闪岩— 片麻岩组合, 地层内有大量石英岩脉、伟晶质岩脉出现; 构造以NW向区域性断裂为主, 控制区内地层、岩浆侵入活动与演化, 起着重要的控矿作用; 找矿有利区内侵入岩有石英闪长岩和花岗闪长岩, 石英闪长岩与断裂、地层形成了良好的成矿条件; 新发现与岩浆热液有关的石英脉型铜金矿化1处、构造热液型铜金矿化1处、构造蚀变型铜金矿化1处; 遥感异常主要沿接触带和构造走向分布, 与新发现矿化线索、成(控)矿要素较吻合。