青海智益-苦海地区遥感找矿预测

青海智益-苦海地区遥感找矿预测
张志军;庄光军;徐得忠;祁万强;张吉廷
【摘要】Zhiyi-Kuhai area in Qinghai province is located in the east Kunlun metallogenic belt.The metallogenic conditions of Zhiyi-Kuhai area is good.In order to solve the problem of shortage of reserve exploration base,based on remote sensing technology and integrated multivariate information,prediction of the prospecting target areas of Zhi-Kuhai area is conducted.Firstly,the ETMand SPOT5 data are taken as the basic images,the alteration information is extracted from the ETMimage by adopting principal com-ponent analysis method,the lithology strata and tectonic information are interpreted based on SPOT5
data;secondary,combing with multivariate information,the comparison and analysis of the above interpreted in-formation of Zhiyi-Kuhai area and Kangdenongshe Au-polymetallic deposit are conducted,the two favora-ble target areas are delineated.Based on the filed exploration working results,the two chemical anomalies are found in one of the above two favorable target areas,the effective of the remote sensing prospecting ap-proach based on tectonic information enhancement,extraction of alteration information and multivariate in-formation is verified preliminary.The above research results can provide the basis for the further prospec-ting work in Zhiyi-Kuhai area in Qinghai province.%青海智益—苦海地区位于东昆仑成矿带，区内成矿条件优越。

为解决该区后备找矿勘查基地紧缺的问题，对区内综合多元信息进行了遥感找矿靶区预测。

首先选择 ETM、SPOT5数
据作为基础影像，采用主成分分析法对 ETM影像进行蚀变信息提取，基于SPOT5影像对区内岩性地层、构造信息进行了详细解译；然后结合多元数据，与抗得弄舍金多金属矿床进行对比分析，圈定了2处找矿有利靶区。

经实地工作，在一靶区内确定了两处化探综合异常，通过构造增强、蚀变信息提取及多元数据综合分析，初步验证了遥感找矿预测思路的有效性，为该区进一步开展找矿工作提供了准确依据。

【期刊名称】《现代矿业》
【年(卷),期】2016(000)006
【总页数】6页(P92-96,101)
【关键词】遥感;找矿预测;找矿靶区;主成分分析;蚀变信息;构造解译
【作者】张志军;庄光军;徐得忠;祁万强;张吉廷
【作者单位】武警黄金第六支队;武警黄金第六支队;武警黄金第六支队;武警黄金第六支队;武警黄金第六支队
【正文语种】中文
青海智益—苦海地区成矿条件优越，找矿信息丰富，具有形成特大—超大型金多金属矿的前景，近年来，该区勘查成果不断涌现[1]。

前人在该区的邻区进行了区域遥感地质解译工作，但成效不明显[2]。

为突破该区找矿瓶颈，寻找新的勘查基地，本研究结合ETM和SPOT5数据，采用SAM去干扰异常主分量阈值门限技术，进行蚀变异常信息提取和地层岩性、构造信息解译，结合矿区已有的地质、化探资料进行遥感找矿预测，圈定有利工作靶区，供该区找矿参考。

研究区介于昆中与昆南断裂之间，形成环境为晚古生代陆缘活动沉积盆地。

区域上
出露的地层主要为下元古界、上奥陶统、石炭系、下二叠统、下三叠统、侏罗系地层(图1)[3]。

区域断裂构造按其展布方向可划分为3组，即NWW—近EW向、NW向和NE向。

其中以NWW—近EW向、NW向断裂最为发育，具有规模大、活动时间长、性质多变等特点。

NWW—近EW向断裂构造不但控制了区内地层展布及岩浆活动，而且对区域矿产也有明显的控制作用[4]。

研究区岩浆活动以海西
期为主，超基性—酸性岩石均有出露，主要为石英闪长岩、花岗闪长岩、角闪花
岗岩等，超基性岩石出露面积较小。

研究区及邻区已发现多处大型多金属矿床，主要有果洛龙洼金矿、抗得弄舍金多金属矿、铜峪沟大型多金属矿、赛什塘中型铜锌矿、苦海大型汞矿。

2.1 数据源
ETM影像1景，影像获取时间为2001年7月3日；SPOT5影像覆盖全区，面积476 km2，影像获取时间为2008年5月3日。

正射纠正所用DEM为GDEM 30 m数据。

2.2 预处理2.2.1 ETM影像预处理
ETM原始数据附带的“.met”文件提供了辐射定标所用参数，大气校正采用FLAASH模型完成。

为抑制影像噪声，使地物轮廓和纹理更加清晰，需将多光谱
波段与全色波段融合。

多光谱最佳波段组合的方法较多，其中最佳指数法具有计算简单、易于实现等优点，因而被广泛采用。

最佳指数 (OIF)作为衡量合成方案优劣的一个因子，其基本思路是方差最大，相关性最小[5]。

最佳指数法作为一种基于
数理统计意义上的组合算法，其中的相关系数具有两面性。

基于数理统计和目标局部意义的差异决定了无法简单地以OIF值最高作为选取方案的标准，应从多个候
选方案中合理选择最佳方案[6]。

研究区内ETM影像波段组合的OIF值见表1。

由表1可知：B1、B4、B7，B3、B4、B7，B4、B5、B7组合的OIF值较优，三
者对应的相关系数之和分别为2.38、2.56、2.30。

由于B5主要反映的是地形信息，
B7主要反映地质信息，且B4与B3、B5的相关系数分别为0.71、0.85，均较大。

因此，为便于提取各种地质信息，突出岩性、构造信息，本研究采用B7、B4、B1进行彩色合成。

2.2.2 SPOT5影像预处理
SPOT5融合采用波段组合加权法[7]，即：B波段采用XS1波段代替，G波段经(XS1×3+XS3)/4波段运算实现，R波段用XS2波段表示。

研究区可分为西北缘布尔汗布达山东段高山区、中部第四纪覆盖区、东部中低山区等3个大影像区，以昆中大断裂为主体，NEE、近EW向断裂和北缘3个环形影
像构成了研究区的主体构造格架。

研究区受昆中大断裂影响，区内构造以NWW
向为主，次为NEE、NNE、近SN、近EW向。

NWW向断裂贯穿全区，NEE向
断裂主要分布于研究区西北部，与NWW向主干构造交叉复合。

NEE向断裂多集
中于圆黑山附近。

研究区线性构造等级差别明显，构造规模大者多为地质体的分界线，规模小者多发育于地层内部，大者断裂两侧挤压现象明显，小者多为大型节理带、破碎带(图2)。

研究区西北部布尔汗布达山东段，NW、NEE、近SN向线性构造相互交切、复合，构成了3个典型的线—环交切结构，表现为环状、放射状水系、山脊。

其中一个
环形影像推测由火山活动引起，位于康德龙地区鄂拉山组的流纹质熔凝灰岩中心，熔凝灰岩NE向展布，与线性构造方向一致；另外2个环形影像为断裂交切、围限造成，分别为抗得弄舍北和恰当北金水口岩群韧性剪切部位。

研究区东部圆黑山地区内二叠纪和三叠纪地层受南北应力作用，呈近EW向、浅紫色、条带状展布。

抗得弄舍北地区环形影像内部分布2个中—酸性侵入岩体，即英云闪长岩(T3L)和
黑云母二长花岗岩(P1S)，两岩体断裂接触，切穿该环形构造，黑云母二长花岗岩(P1S)严格受该断裂限制产出，与围岩接触界线清楚。

恰当北金水口岩群韧性剪切
部受NEE、NWW、NW向断裂控制，在遥感影像上呈现椭圆形特征，长轴方向
为近EW向，短轴方向近SN向。

该环形影像北部边界处NEE向断裂部位发育石
英二长闪长岩(P1T)和黑云二长花岗岩(P1J)。

该环形影像的东部边界为SN向断裂，向北延伸影像特征清晰，向南延伸至恰当沟，影像特征模糊，因此，断裂切断恰当东西两侧的NWW向构造形成了大型沟谷。

推测该断裂与抗得弄舍控矿构造相交，对控矿构造具有切断破坏作用，由于影像特征模糊、不连续，无法确定其断裂活动性质。

蚀变信息提取以ETM数据为基础，采用SAM去干扰异常主分量门限技术[8]提取蚀变信息，并进行异常筛选。

4.1 去干扰
去干扰工作的目的是将非目标地物经处理归入干扰窗进行掩模主成分分析，减少水体、云、阴影等对蚀变信息提取带来的干扰。

为消除该类干扰因素对蚀变信息提取结果的影响，可根据不同地物具有不同波谱特征的特点，通过一定的数学方法实现。

4.2 蚀变异常信息提取
本研究以羟基信息提取为例，详细分析蚀变异常信息的提取流程。

基于羟基波谱特征，选用B1、B4、B5、B7进行羟基信息提取，特征向量矩阵见表2。

由表2可知：PC4主要包含B5、B7信息，PC4中B1、B5贡献为负，B4、B7贡献为正，因此PC4可反映羟基和碳酸盐化信息，而实际中B7为吸收区间，B5为反射区间，因而对PC4求反。

本研究采用中值滤波算法去除孤立异常，并根据滤波后的影像
统计特征，确定异常下限值，以1/2倍标准差为步长，对异常进行分级。

4.3 异常筛选
本研究选用USGS光谱库中典型的矿物光谱进行光谱角筛选。

将已选定的典型矿
物曲线重采样至ETM波段上，分别进行含Fe矿物和羟基基团矿物的SAM填图，阈值分别为0.16、0.14。

利用波段运算，将同类PCA结果与SAM结果相乘，实
现对PCA结果的筛选[9]，结果见图3。

4.4 野外验证
研究区平均海拔4 500 m，实地验证难度较大。

经验证，多数遥感解译构造都与
实际吻合，各类地质体清晰显示，信息宏观连续，SPOT5数据对线环构造有较好
的识别效果。

图4(a)为晚石炭纪洛特洛哇组地层内部断层，走向320°，特别是草
皮覆盖、岩石出露不佳的地段，遥感解译作用更明显。

异常验证结果显示，ETM
提取的蚀变异常信息(特别是铁染异常)可较好地指示褐铁矿化、黄钾铁钒等与找矿关系密切的蚀变信息。

图4(b)所示岩性为硅质岩，黄铁矿发育，团块状、粒状，
含量约9%，岩石表面褐铁矿化明显，岩块在地表散落分布，面积较大，易引起强铁染异常。

5.1 找矿标志
(1)蚀变。

有矿体产出的部位常见褐铁矿化、硅化、碳酸盐化等矿化蚀变现象，另外，黄钾铁矾化、磁铁矿化等也是较重要的标志，尤其是褐铁矿化、黄铁矿化是重要的多金属矿体含矿带[10]。

(2)构造。

NW、EW向构造及其派生的次级构造蚀变破碎带是矿体的良好储矿空间，类似的断裂构造为找矿的间接标志[10]。

(3)侵入岩。

燕山期侵入岩与鄂拉山组火山岩的接触带为矿体产出的主要部位[10]。

(4)地球化学。

Ag、Pb、Zn、As等为找矿的直接指示元素，Cu、Bi等为近矿指示元素，Ag、Pb、Zn、Cu等的化探异常内带大致指示了矿化带的范围[10-11]。

5.2 构造、蚀变信息综合分析
(1)遥感异常沿线性构造分布，构造控制作用明显。

在抗得弄舍北，康德龙NEE向断裂附近、切穿抗得弄舍北环形构造的近EW向断裂，遥感异常严格按断裂延伸
展布。

抗得弄舍北辉长岩体南缘与石炭纪哈拉郭勒组断层接触，两侧线性构造严格夹持异常。

康德龙地区和恰当北金水口岩群的2个环形影像边缘以及断裂交汇部
位发育蚀变异常，推测异常为与岩体侵入有关的热液活动蚀变围岩所致。

(2)研究区铁染异常分布相对分散，呈聚集片状，局部斑点状展布，在恰当北地区
分布相对集中，呈面状展布。

异常整体NWW向延伸，受构造控制作用明显。

研
究区羟基异常分布相对集中，呈聚集片状展布，在恰当和抗得弄舍北地区均有集中分布。

(3)在抗得弄舍和恰当北，遥感异常较强，两者应处于同一断裂构造上，该断裂为
抗得弄舍金矿床的控矿构造，因此恰当北地区具有较大的找矿潜力。

圆黑山地区遥感蚀变异常强度较小。

1∶50 000化探异常HS64、HS65接触处分布有面积相对
大的羟基异常，还有弱铁染异常。

(4)在野外验证时，在抗得弄舍矿区北部1 km处的山地覆盖区，基岩露头少，遥
感异常提取结果显示，该处有铁染异常。

在该异常处，发现一较短探槽，探槽内岩石主要为蚀变辉长岩，局部黄铁矿含量可达5%～8%，可见，遥感数据对高原低
山浅覆盖区找矿工作也可发挥一定的作用。

5.3 地球化学特征
研究区内的1∶50 000水系沉积物异常有HS31、HS33、HS35、HS36、HS37、HS38[11]。

HS37异常位于拉玛托洛胡沟口，为Au、Pb、Zn、Sb、As综合异常，形态呈椭圆状，长轴方向为NW向，面积约4 km2，各元素套合较好，强度较高，具明显的浓度分带，异常区出露布青山群地层，异常中已发现抗得弄舍金多金属矿床，该异常为矿致异常。

HS31异常由Au、Ag、Zn、Cr、Sn组成的综合异常，
呈不规则状，元素组合复杂，各元素套合较好，面积约10 km2，该综合异常以Au、Zn、Ag为主，各元素异常面积大，峰值高，规模大，有明显的浓集中心和
分带，该异常分布于花岗岩体与马尔争组地层的侵入接触部位，形成与构造蚀变带有直接关系，经初步检查推测为矿致异常[12]。

5.4 预测靶区圈定
本研究基于控矿因素组合理论，根据已知矿床反映出的规律、控矿条件及找矿标志，
结合区域地质调查成果，将蚀变、解译构造、地球化学以及已知矿体、矿化信息等进行综合分析，获得了成矿有益的空间分布信息，并与抗得弄舍金矿进行了对比分析，在此基础上，圈定2个预测靶区(表3)。

5.4.1 恰当北预测区
恰当北预测区位于本研究恰当登记区西南角，面积约6.2 km2。

(1)成矿地质条件。

预测区主要出露布青山群马尔争组地层。

该预测区被NWW向主干断裂切穿，对地层的分布有较强烈的控制作用。

该断裂向东延伸，为马尔争组与石炭纪浩特洛哇组的分界线，为抗得弄舍多金属矿床的控矿构造，该预测区与抗得弄舍具有相似的成矿地质条件。

(2)地球化学特征。

预测区东部分布有1∶50 000 水系异常HS35，异常面积较大，元素套合不佳；预测区西部有1∶50 000水系异常HS33，元素套合作用较好，浓集中心明显。

通过后期的岩石地化剖面测量工作，在该预测区圈定了2个规模较
大的综合异常HS-4、HS-6。

HS-4异常位于测区东部，为Pb、Au、W、Cu、Ag、Sb、Zn综合异常，形态呈长条状NW向展布，异常面积为0.31 km2，各元素套合较好，异常强度较高，Pb、Au、Cu、Ag具明显的浓集中心及内、中、外
浓度分带。

HS-6异常位于测区东部，为Ag、Au、As、Sb、Zn、Mo、Bi、Pb
综合异常，形态呈树枝状呈NW向展布，由NW分叉向SE合拢，异常面积约
0.23 km2，各元素套合较好，异常强度较高，Au、Ag、As、Mo、Pb、Cu具明显的浓集中心及浓度分带特征，Sb、Zn具中、外浓度分带特征。

(3)遥感异常特征。

预测区内分布有强度较大，范围较广的ETM铁染、羟基异常。

铁染异常分布最广，沿NWW向构造方向展布，一级异常面积较大，三级异常套
合作用较好。

ETM羟基异常也主要分布于预测区东南角，与NWW向断裂伴生，呈聚集片状分布，主要为二、三级异常。

(4)遥感异常野外检查时，发现异常区内岩石发育褐铁矿化、绿泥绿帘石化，见硅
质岩内含团块、粒状黄铁矿，含量约5%。

5.4.2 抗得弄舍北预测区
抗得弄舍北预测区位于本研究抗得弄舍北登记区内，面积约11.13 km2。

(1)成矿地质条件。

主要出露元古界金水口岩群片麻岩组，华力西期的黑云母二长
花岗岩，印支期的英云闪长岩。

该预测区位于康德龙环形影像西部，主干构造
NW向与旁侧构造近EW、近SN向构造的交汇处，构造严格控制岩体展布，在二长花岗岩和英云闪长岩岩体边部，发育围岩蚀变。

(2)地球化学特征。

预测区南部有1∶50 000水系异常HS38，异常面积较大，多
种元素套合作用较好，浓集中心明显。

(3)遥感异常特征。

预测区内ETM铁染异常面积较大，主要为二、三级异常，呈聚集片状，有弱羟基异常，呈斑点状。

异常都沿近EW、NEE向构造、岩体边部延展，构造控制作用明显。

在康德龙环形构造边部，近NS、近EW向构造交汇处，蚀变异常强度大，范围广。

(4)经查阅资料，在康德龙一带的二长花岗岩体边部与围岩内外接触带多处取基岩
进行了光谱分析，结果表明，样中有Au显示，As、Sb、Pb、Ag、Zr、Cu等组
合的金找矿线索也有明显显示。

(1)本研究中ETM数据用于提取遥感蚀变信息，SPOT5数据用于解译精细构造，
控制边界，识别微小地质体，为最终圈定找矿靶区提供了准确依据。

(2)通过实地工作，在恰当北预测区圈定2处综合异常(HS-4、HS-6)，表明本研究提取的蚀变信息与实际情况较吻合，进一步说明了本研究通过构造增强、蚀变提取及多元数据综合分析进行遥感找矿的思路具有可行性。

(3)该区下一步找矿工作应针对已圈定的靶区设计相应的地表工作，特别对于遥感
提取的蚀变异常、解译构造、化探异常三者或两两重的合部位，应进一步进行验证
工作，以期有新的发现。

另外，还应重视与环形影像交切的线性构造、主干构造旁侧的次级断裂，重点查证抗得弄舍北缘中—酸性岩体边部和构造部位异常。