巴基斯坦重要金属成矿带遥感战略选区研究

巴基斯坦重要金属成矿带遥感战略选区研究
刘碧虹;张云峰;张建国;李冬月
【摘要】Pakistan locates in the eastern part of Tethys metallogenic domain according to global metallogenic planning,and chinese Bangong lake-Nujiang,Gangdise Cu polymetallic ore belt occurs in the same metallo-genic belt which has abundant mineral resources.By using multi-platform satellite remote sensing data,this research takes advantage of remote sensing technology and carries out remote sensing geological interpreta-tion,alteration information extraction and comprehensive analysis in important metallogenic belts of Paki-stan.Seven strategic areas are selected,and four prospecting favorable locations are blocked.It provides technical support and basic geological mineral information for chinese enterprises to carry out overseas miner-al resources exploration in"going-out" strategy.%巴基斯坦位于全球成矿区划的特提斯成矿域东段，与我国的班公湖-怒江、冈底斯铜多金属矿带同处一个成矿带上，矿产资源丰富。

本次研究充分利用遥感技术优势，采用多平台卫星遥感数据，对巴基斯坦重要金属成矿带开展遥感地质解译、蚀变信息提取及综合分析，优选出了7个战略选区，圈定了可供优先开展地质工作的4处找矿有利地段，为我国企业“走出去”开展境外矿产资源勘查提供技术支撑和基础地质矿产信息。

【期刊名称】《矿产与地质》
【年(卷),期】2014(000)002
【总页数】6页(P214-219)
【关键词】多光谱遥感;遥感地质解译;蚀变信息提取;战略选区;巴基斯坦
【作者】刘碧虹;张云峰;张建国;李冬月
【作者单位】有色金属矿产地质调查中心，北京 100012;有色金属矿产地质调查中心，北京 100012;有色金属矿产地质调查中心，北京 100012;有色金属矿产地质调查中心，北京 100012
【正文语种】中文
【中图分类】TP79;P62
巴基斯坦位于南亚次大陆的印度河流域，东接印度，东北与中国毗邻，西北与阿富汗交界，西邻伊朗，南濒阿拉伯海，面积约79.6万平方公里。

地势西北高，东南低，山地和高原约占国土面积的2／3。

巴基斯坦地处特提斯成矿域东段（特提斯在亚洲的部分），成矿地质条件优越，目前已找到55种矿产，主要矿产有石油、天然气、煤、铬铁矿、铜、铁矿石、金、铅、锌、铝土矿、宝石等。

著名的Chagai（查盖）斑岩铜矿带与我国的班公湖—怒江、冈底斯斑岩铜矿带同属特提斯成矿域，找铜矿前景巨大（图1）。

由于受政治等多种原因影响，巴基斯坦的地质资料难以收集，而遥感技术作为高科技手段，具有视域广、周期快、信息丰富等特点，且不受政治、国界等方面的限制，可以快速、高效地进行地质矿产调查及找矿有利地段的筛选。

此次研究在“全球重要成矿带遥感地质矿产信息提取”项目统一布署下，利用ETM、GeoEye等多光谱遥感数据，结合收集的小比例尺地质矿产资料，对巴基斯坦重要成矿带内的成矿地层、岩体、构造、矿化蚀变带等开展多种比例尺的遥感地质解译分析、蚀变信息提取，并对其成矿地质特征、成矿规律及找矿潜力进行研究，圈定战略选区，优选可进一步开展地质工作的找矿地段，为我国境外矿产资源勘查工作提供先导性、基础性地质信息。

巴基斯坦处于欧亚板块、阿拉伯板块与印度板块之间，中生代以前分别属于上述三大板块范畴，中生代以来，由于印度板块向西向北的斜向陆—陆俯冲碰撞，导致
形成现今的大地构造格局［1～3］。

大致可分为北部新生代喜马拉雅隆起造山带、西部及西北部中新生代碰撞拗陷带、东南部印度河新生代台缘盆地等三大构造单元（图2）。

与大地构造单元相对应，主要有三个地层分区：①北部新生代喜马拉雅隆起造山带，地层主要有前寒武系、早古生代、晚古生代、中生代三叠系，以及新生代蛇绿岩带。

其中前寒武系组成兴都库什－喀拉昆仑地块的主体；②西部及西北部中新生代碰撞拗陷带，地层主要有侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系；③东南部印度河新生代台缘盆地，基底为古老的前寒武纪变质岩系。

岩浆活动以西部及西北边缘地区的中新生代最为强烈，其他地区分布较少。

从时间上来看，元古代至早中生代，仅有前寒武纪花岗片麻岩侵入于北部兴都库什—喀
拉昆仑地块中强变质的结晶片岩带中；晚古生代，在三叠纪地层中见有安山岩和玄武岩的夹层；喜马拉雅构造期的岩浆活动强烈，岩石种类较多，与之相关的成矿作用也较明显。

新生代火山岩及侵入岩主要分布于俾路支省北部查盖一带，规模巨大，是一种富钾的钙碱性火山—侵入岩系，是形成斑岩型铜矿的重要成矿条件。

巴基斯坦的矿产分布与其大地构造分区和构造岩浆岩活动紧密相关，具有在时间演化、空间依从、成因归属的内在相关性［4～5］，由北东至南西可分为五大矿带：①北部喜马拉雅造山带与超铁镁质蛇绿岩有关铬铁矿带，主要矿产以铬铁矿、金矿为主，并有一些中小型铜铅锌矿；②西北边缘隆起造山后期铜多金属矿带，沿岩体接触带常形成矽卡岩热液型铜多金属矿床；③中布拉灰岭铬铁矿和密西西比型铅锌矿带，近SN向深大断裂南北段分布有铬铁矿床，南西侧有密西西比型铅锌矿；④俾路支北缘查盖新生代火山弧区斑岩铜金矿带，分布有一系列的斑岩型铜金矿床；
⑤印度河谷盆地及周边的煤层和油气矿带，在古拗陷带周边白垩系地层中尚有一定
规模的沉积型及火山沉积型铁锰矿床。

主要采用美国Landsat-7卫星ETM数据，用于重要成矿带的遥感地质解译与蚀变信息提取，优选战略选区。

ETM数据在TM数据基础上增设了分辨率为15m的全色波段，为最佳波段融合处理、增强图像纹理等提供了方便，并且地面覆盖范围宽、单位价格适中，是区域遥感地质调查的理想数据源；采用GeoEye-1卫星数据，用于找矿有利地段的较大比例尺的遥感地质矿产信息提取。

GeoEye-1卫星于2008年9月6日发射，其数据具有分辨率最高、测图能力极强、重访周期极短的特点，其全色影像分辨率达0.41m，多光谱影像分辨率达1.65m，定位精度达到3m，最大成图比例可达1∶2000，3天或更短时间内重访地球任一点进行观测。

此次遥感地质解译主要以重要成矿带1／25万ETM7、4、1波段彩色合成图像，找矿有利地段1／5万GeoEye3、2、1波段彩色合成图像为基础底图，参考收集到的地质矿产资料，在建立主要地质体影像解译标志的基础上，进行色、线、环、块、带等地质要素的解译，重点进行地层单元的划分、成／控矿构造的厘定、岩体的圈定和矿化蚀变（体）带的识别等，分析成矿地质特征及成矿规律。

2.2.1 地层岩性
（1）松散未固结的粘土、砂、砾（即第四系）：主要分布于平原、沙漠及河沟两侧，地表较平坦，影像色彩单一，变化较小。

（2）泥质灰岩（或膏岩）：影像色调以浅绿色—灰色为主，冲沟发育，细小而弯曲，局部可见灰岩层理，具“花生壳状”岩溶地貌特征。

（3）砂岩（＋页岩）：常与页岩、灰岩互层，影像上呈砖红色，坚硬的块体，层理清晰，山脊较尖锐，水系（冲沟）平直，部分地区可见褶皱构造。

（4）中酸性侵入岩：如花岗岩、花岗闪长岩等，影像上色调较浅，纹形细碎，边界圆滑而清晰，地表较平坦，钳状水系特征，常发育环形构造。

（5）中基性侵入岩：影像上色调较深，“疙瘩状”地貌，平行裂隙发育，树枝状
水系，网状冲沟，“V”形沟谷，棱角状山脊。

（6）超基性岩：蛇绿混杂岩主要分布在碰撞带内，影像上呈深色调，边界清楚，地表相对平缓，水系（冲沟）小而密集。

（7）变质岩：前寒武纪的变质岩如千枚岩、炭质板岩、绢云母片岩等，在影像上色调较深，树枝状水系（冲沟）发育，纹形细碎，层理隐约可见。

（8）火山岩：以集块岩、火山灰、凝灰岩、安山质熔岩为主，分布较少，仅见于俾路支省盆地查盖地区的白垩纪和更新世地层中，常见火山口。

影像上呈深色调，色调鲜艳，平行状裂隙发育，网格状冲沟。

2.2.2 构造
（1）断裂：影像上形迹清楚，呈直线状或弯曲状，两侧影像特征差异大，可见地层有错移现象。

（2）褶皱：影像上显示为不同地层呈条带状扭曲，特征明显。

（3）大型节理：以多条线状平行状水系、冲沟为特征，多发育于岩浆岩地区。

（4）环形构造：一般由弧形水系及山脊围成，与岩体有关的环形构造形迹比较隐约，火山口形成的环形构造影像特征清晰，可见环形山脊和火山锥。

2.2.3 主要成矿要素
（1）斑岩型铜金矿：主要分布于西部查盖—拉斯科赫铜金成矿带，新生代火山活动及岩浆侵入作用十分强烈。

在遥感影像上，可见一系列影像十分特征的火山—
岩浆成因的环形构造。

铜金矿（如赛恩德克Saindak矿床）产于火山—侵入岩系中，环形构造为重要的遥感找矿标志。

（2）与蛇绿岩有关的铬铁矿：靠近西部近SN向构造带中，形成不连续的串珠状、透镜状蛇绿岩带，在遥感影像上呈灰黑—紫黑色调。

铬铁矿即产于蛇纹石化纯橄
岩中（如穆斯林巴格铬铁矿床）。

（3）沉积型铅锌矿：主要分布在中部吉尔特尔山脉西坡的胡兹达尔一贝拉一带
（如贡加铅锌矿床），赋矿地层为侏罗系，其中灰岩呈暗紫色、块状，砂页岩色调略浅，微显层结构纹理。

（4）沉积型铁矿：是巴基斯坦最主要的铁矿类型，分布于中部苏莱曼山脉一带，赋存于晚侏罗世一渐新世砂页岩地层中（如佩朱铁矿床）。

遥感影像色调较浅，细条带状，粗糙表面，地貌略凸起状。

巴基斯坦西部山区是金属矿产的主要分布区，植被不发育，岩石裸露，干扰因素少，有利于遥感蚀变信息的提取。

此次研究主要利用ETM数据，采用特征主成分分析法和“弱信息”多层次分离提取方法，提取铁染蚀变信息时，选用具有铁吸收带的ETM1、3、4、5四个波段进行主成分分析，提取泥化蚀变信息时，选用含羟基、碳酸根和粘土类矿物吸收特征的ETM1、4、5、7四个波段进行主成分分析，在分析特征向量矩阵的基础上，选取最佳变量，通过拉伸增强、均值滤波、最优密度分割等处理，提取出遥感蚀变异常。

在遥感地质解译和蚀变信息提取的基础上，通过对区域成矿地质条件、成矿规律和矿产分布规律的研究，在五大重要成矿带中优选出了7个战略选区（图3）。

（1）斑岩型铜金矿战略选区：位于俾路支省西北部的赛恩德克—查盖一带，是巴基斯坦重要的铜、钼、铅、锌、铁、金、银多金属成矿带，地处钙碱性岩浆岛弧带，新生代火山活动及岩浆侵入作用十分强烈，发育近EW展布的白垩系—渐新世火
山岩、火山沉积岩，地层挤压强烈，褶皱构造发育，断裂构造以近EW向、NW
向为主，遥感蚀变异常呈块状、条带状，沿岩体和断裂带分布，在赛恩德克、雷克迪克一带可以明显看到许多影像十分特征、大小不一的由火山机构或岩体引起的环形构造，形成宽136km，长480km的铜钼铅锌铁金矿化带，有“硫化物谷”之称。

（2）铬镍矿战略选区：主要是沿碰撞带近SN向展布的混杂堆积蛇绿岩带，包括
南段贝拉地区、中段穆斯林巴格地区、北段科希斯坦地区等三个战略选区，是巴基
斯坦重要的铁、铬、镍、铅锌成矿带，褶皱构造发育，断裂构造以近SN向、NE
向为主，遥感蚀变异常呈分散状、串珠状，主要分布于蛇绿岩带及其接触带中。

（3）沉积型铅锌矿战略选区：位于中部吉尔特尔山脉西坡胡兹达尔—贝拉地区，为巴基斯坦重要的铅锌、铁、铬、镍成矿带，地处弧后裂陷槽或裂谷环境，层控型铅锌矿产于上侏罗统碳酸盐岩、泥岩和细碎屑岩中，与密西西比型较类似，遥感蚀变异常呈条带状沿地层分布。

（4）沉积型铁矿战略选区：位于苏莱曼山脉一带，是巴基斯坦重要的沉积型铁矿成矿带，地处印度板块与阿拉伯板块间的弧后边缘带，地层比较简单，褶皱构造发育，断裂构造以NW向为主，矿体赋存于晚侏罗世一渐新世砂页岩地层中，以褐
铁矿、菱铁矿为主，遥感蚀变异常呈条带状沿地层分布。

（5）热液型铜矿战略选区：位于北部的科希斯坦岛弧带中，近EW向、NW向断裂构造发育，遥感蚀变异常呈条带状、块状沿地层和断裂带分布，热液型含铜石英脉、含铜花岗岩脉发育，具有进一步寻找铜（金）矿的前景。

在上述战略选区中，利用GeoEye-1卫星数据，对已知的大型—特大型铜、铁、
铅锌矿床及其外围进行了大比例尺的成／控要素遥感详细解译与分析，按照成矿条件、赋矿层位、矿化特征、遥感异常分布等要素，进一步圈定了马什基恰赫、纳尔、吉拉赛富拉、贝祖等4处找矿有利地段（靶区）。

（1）马什基恰赫斑岩型铜金矿找矿靶区：位于斑岩型铜金矿战略选区的西部，即赛恩德克—雷克迪克铜金矿床之间，成矿地质条件优越，火山机构或次火山岩显
示的环形构造非常发育，在NE—SW向强烈挤压作用下，新近系与古近系地层形成NW向褶皱带，断裂构造以与褶皱轴向大致平行的NW向纵断层和与其正交的NE向横断层最为发育，遥感蚀变异常沿岩体和断裂带呈块状、条带状分布。

（2）纳尔沉积型铅锌矿找矿靶区：位于沉积型铅锌矿战略选区的北部，贡加铅锌矿的南部，侏罗系分布最广，其中上侏罗统的碳酸盐岩、细碎屑岩为主要含矿层位，
构造变形比较强烈，可见轴线呈“S”形的复背斜及次级向斜，断裂构造不太显著，仅见一些规模不大的近SN向、NE向及NW向断层，遥感蚀变异常沿地层呈条块状分布。

（3）吉拉赛富拉铬铁矿找矿靶区：位于中部铬镍矿战略选区的南西部，出露地层主要为侏罗系海相地层和蛇绿混杂岩带，矿体主要产于岩体接触带中，岩体内基性岩脉发育，呈密集的NW—SE向细长条带状，在南部侏罗系地层中，发育轴向近EW向的褶皱，在两个超基性岩体中间的地层中可见NNW向的向斜，可能是侵入时挤压作用形成的构造变形，断裂构造以NE向为主，遥感蚀变异常呈团块状主要分布于岩体及其接触带中。

（4）贝祖沉积型铁矿找矿靶区：位于沉积型铁矿战略选区的南西部，地处苏莱曼山北部沙赫巴兹海勒褶皱轴向由北东向急剧转为NW向转折部位向南突出的顶端，第四系覆盖面积较广，出露地层仅有侏罗系和古近系，为主要含矿地层，构造特征显示不多，仅见一组NE向的断层，据影像分析可能为左行平移断层，遥感蚀变异常沿地层呈长条状分布。

本次研究利用ETM、GeoEye多光谱遥感数据，对巴基斯坦的重要金属成矿带进
行了不同尺度的遥感地质矿产信息提取，结合收集到的地质矿产资料分析，优选出了斑岩型铜金矿、铬镍矿、沉积型铅锌矿、沉积型铁矿、热液型铜矿等7个战略
选区，并圈定了4处找矿有利地段（靶区），取得了良好的应用效果，为我国境
外矿产资源勘查的部署规划提供了基础资料和科学依据。

因巴基斯坦国内政治、社会等因素，所取得的研究成果目前尚未能得到实地调查与验证。

【相关文献】
［1］Akhtar Mohammad Kassi，Gilbert Kelling，Aimal Khan Kasi.etc.Contrasting Late Cretaceous-Palaeocene lithostratigraphic successions across the Bibai Thrust，western
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［5］吴良士.巴基斯坦伊斯兰共和国矿产资源及其地质特征［J］.矿床地质，2010，29（2）：379-381.
致谢：本文在编写过程中，得到了中国科学院长沙大地构造所王道经研究员、杨自安教授级高工的悉心指导，在此深表感谢。