江西铜多金属矿集区的遥感解译及其找矿意义

徐 平，曾旭东，陈 莉

(1.江西省地质调查研究院，江西 南昌 330030;2.江西省九一五地质调查大队，江西 南昌 330002)

0 引言

江西地处中国东南部大陆边缘内部，是环太平洋西部铜多金属成矿带的重要组成部分。铜矿资源得天独厚，矿床类型众多，规模巨大，无论在经济上还是在地质研究上都具有举足轻重的意义。江西地处华南板块，其中赣北属扬子陆块，赣南属南华造山带，两者之间为赣中对接带(钦杭结合带的一部分)，是环太平洋成矿带中国东部铜多金属成矿带的重要组成部分。江西铜多金属矿绝大多数成生于燕山期。赣东北地区与长江中下游地区是我国最重要的铜矿资源和生产基地，所获铜矿资源量居全国各省之首，并建有国内最大的铜矿生产基地。较著名的铜多金属矿床有德兴斑岩型铜金矿床、九瑞地区城门山铜多金属矿床、铅山永平铜硫矿床和东乡枫林铜钨矿床等。

在遥感影像图上反映出来的色调、形状、大小、位置、结构、阴影等影像特征，都是自然景观的反映。从地学的角度来说，是地质体及地质现象的反映。因此，可以根据这些影像特征来分析、确定地质体和地质现象。凡是可以用来识别地质体和地质现象的影像特征都称为解译标志。

前人在江西进行过多种手段、多种方法的遥感地质解译工作，主要是线环构造的目视解译，分别圈出了一批遥感影像异常，提出了遥感找矿预测区，并对主要的线性构造、环形构造、脆韧性变形构造和推覆滑脱构造等进行了全面解译和部分验证。特别是九江城门山—瑞昌铜矿和德兴铜矿地区，遥感解译工作程度较高。但前人所有工作均主要着重于线环构造的解译，江西省地质矿产勘查局(1998)、江西省地质调查研究院(2010)分别应用TM、ETM+/TM卫星影像图进行目视解译，编制了新的全省遥感影像地质构造解译图。在之前遥感解译工作的基础上，本次工作进行了“色、块、带”遥感异常解译的尝试，力争为江西铜多金属矿的寻找提供更多的遥感信息。

1 遥感解译主要标志及解译方法

1.1 遥感影像数据源及其质量

本次解译所用遥感影像数据为美国陆地卫星Landsat-7ETM数据，遥感数据覆盖整个江西省，但主要利用遥感影像数据的轨道编号及数据采集时间为:12041(2000-05-11)、12139(2000-04-16)、12140(2000-01-27)等，分辨率为30 m。经几何校正和光谱校正，选用7、4、1这3个波段合成处理，制作成假彩色合成图像。Landsat-7是美国陆地卫星系列最新的一颗资源卫星，增 强专题制图仪(ETM)获得的资料信息量大而准确。选用7、4、1波段合成的图像不仅含有多种类地质信息，而且分辨率较高，遥感影像清晰，对岩石类型识别、地质体边界确定和构造判读均具良好的解译效果，总体评价质量较好。

1.2 遥感解译“五要素”的解译方法

遥感地质解译以目视解译为主，辅以野外调查验证。方法是先整体后局部，通过对比、推理，从中确定各类地质体面、线、环形影像特征及其分布和变化等。主要技术方法为:首先通过对图斑影像特征(色彩、形态和影纹等)的确定来区分地质体，然后比对已有地质资料，将其与地质属性(岩性、颜色、成分等)关联起来，经过对比及推理加以综合分析，建立一定的岩性和构造解译标志，以此为基础，扩展应用于相同或相似的区段。解译中严格遵守先易后难、边译边绘的原则。

1.3 遥感解译“五要素”的识别标志

1.3.1 线性构造识别标志 线性影像清晰，通过色调和几何特征反映出的异常色调、色线;线状排列的断层(陡)崖、断层三角面、断裂洼地、断层沟或串列的垭口，多为断层直线。不同地貌单元的分区界线，两侧地貌形态有明显的差异;地质构造线的错动;受断裂控制的水系的特征形态;沟谷或河道受断裂控制呈直线或折线急弯;直线状、折线状河流或沟谷;直线状冲沟、直线状土壤、植被;直角拐弯、多角形直线拐弯;河流分段受控于某一直线方向等。

1.3.2 环形构造的识别标志 产生环形影像的主要地质因素有:小岩株、斑岩体、与岩浆侵入作用相关的环形体、与围岩蚀变相关的环形封闭状影像及其与构造活动相关的环形构造与沉积岩层、环状褶皱相关的穹隆构造5类。环要素形态与大小、线状信息闭合的环形构造、面状信息闭合的环形构造。在影像上主要表现出环形、似环形、多边形影纹特征。

在色调方面，以深、浅颜色差异与四周相区别。这种色调异常，有的显示出清楚的边界，有的显得较模糊，但总体上显示圆形特征。色调的深、浅形成因素较复杂，但主要与岩性有关。变质岩、侵入岩区，环形影像多呈较均匀的浅色调;火山岩区、环的色调组成较为复杂，大多深浅参差不齐，但其总体又与四周有所差异，故显示环形特征。

1.3.3 色要素的识别标志 “色”要素是指与各种围岩蚀变相关的色调异常、色带、色块、色晕等。在目视遥感解译中可识别的、有别于正常地质体的色带、色块、色斑、色晕等称为色调异常或色要素，它代表与成矿作用相关的热液蚀变、同化混染、物质代入、代出等围岩蚀变和矿化现象，具有指示金属矿床、矿化存在的意义。

引起色异常的主要地质因素有:与花岗岩类相关的色要素;与蛇绿岩混杂带相关的色调异常;小岩体色调异常;人工着色色调异常等。主要识别标志如下:① 类型特征，蚀变带、角岩带或褪色带;② 颜色与形态特征;③赋存状况，与出露、隐伏地质体的关系;④示矿性和含矿性分析;⑤规模大小。

1.3.4 块要素的识别标志 由几组断裂相互切割、地质体相互挤压和拉裂以及旋扭和剪切等引起的、在遥感图像上显现出菱形、眼球状、透镜状、四边形等块状地质体均属(遥感)块要素范畴。它是地质构造作用的薄弱部位，是成矿作用或找矿预测的线索部位，代表构造交叉、(旋扭)撒开与收敛、挤压、富集或开放空间等多重矿化指示含义。

影像图上的表现形态有方形、长方形、三角形、圆形、椭圆形、环带形、菱形、多边形等类型，多由构造透镜体、棋盘格子状菱形块体、花岗岩类侵入体等构成。从影像表现特征可进一步分析其力学性质:挤压扁豆体、眼球状透镜体，旋扭状构造块体等。

1.3.5 带要素及近矿找矿标志的识别 “带”要素是指与赋矿岩层、矿源层相关的地层、岩性信息。不同板块、不同地质构造单元、不同目的矿种的赋矿层位或矿源层位都不尽相同，因此带要素的具体含义亦不尽相同。带要素主要由赋矿岩层组成，其解译根据赋矿岩层以带状影像体显示在图像上的标志特点，在参考地质资料的基础上，分析对比正常影像与异常影像间的差别，解译有利矿化的部位和岩段。

近矿找矿标志是指可以指示所有矿种寻找的各类直接或间接标志。如含矿岩层、磁铁石英岩、碳质页岩、各类脉岩、蚀变带、构造破碎带等。主要表现在以下几个方面:① 含矿岩层:有煤线、油页岩层、含铁石英岩、碳质页岩、含铜砂岩等层位;② 脉岩类:包括石英脉、中酸性脉岩等;③ 断裂构造破碎带、蚀变带;④ 各种围岩蚀变带或矿化蚀变带;⑤花岗岩等中酸性岩体与围岩内外接触带出现异常的部位。

2 遥感解译“五要素”与铜多金属矿的关系

2.1 线性构造

2.1.1 断裂构造 江西省境内断裂构造十分发育，多方向、多期次的断裂纵横交错，它们多与铜多金属矿的成生密切相关。共解译出的深断裂带有10条，多构成省内二、三级构造单元的分界线，而且控制着一些重要的矿产分布。斑岩型铜矿以及与之有关的铜多金属矿床在空间上与萍乡—广丰板块缝合带、长江深断裂带、宜丰—景德镇深断裂和东乡—德兴深断裂等密切相关，是省内的主要控矿控岩构造，而次一级的北东或北西向断裂构造为重要的导矿或容矿构造。

(1)萍乡—广丰板块缝合带:该带横贯江西中部，省境长达400 km，总体走向近东西，向北倾斜，枫林、铁砂街、永平等铜矿就处于该断裂两侧。物探资料揭示，沿断裂带莫霍面不连续，且为一条重力梯度变异带和线性磁异常带。其中:线性磁异常带在抚州—丰城(洛市)间断开，抚州以东磁异常连续，强度300 γ以上;丰城以西磁异常连续性差，仅串珠状排列的次级异常仍具明显的东西走向，而遥感资料显示近东西向线性构造带也在抚州附近错开，部位与上述大致吻合。为省内一级构造单元界线，属钦州—杭州结合带的组成部分。

(2)长江深断裂带:该断裂带位于江西省境北缘，大致沿长江北岸展布，物探资料显示为一条重要的壳幔变质异常带，是一条强烈火山活动带和重要的同熔型斑(玢)岩成矿带。九瑞地区出露的20多个有关岩体，较集中地沿长江江西南侧呈北西向带状展布，与该断裂带基本平行(影像上表现为环形构造)，构成北西向构造—岩浆岩带，明显控制了九瑞地区铜多金属矿的成生，构成了省内一条重要的铜多金属成矿带(图1)。

(3)宜丰—景德镇深断裂:该断裂在影像图上反映清晰，其迹线呈舒缓波状频繁弯转，总体呈北东—北东东向展布于赣北，省境内长约500 km。其地表由一系列斜冲断层平行排列组成，宽约30 km，冲断层多倾向北西。断裂西段有中元古代火山岩沿线呈带状展布，并有中、新生代基性—超基性小侵入体沿线产出。高安村前铜矿、朱溪铜钨矿产于其南盘，并受其次级断裂控制。

(4)东乡—德兴深断裂:又名“赣东北深大断裂”，构成万年地体与怀玉地体的拼接带，为一长期活动的韧—脆性断裂带。沿断裂带及其两侧出露百余多基性、超基性岩块，它们呈透镜状侵入于浅变质岩系中，构成华南板块上规模巨大、出露最好的一条蛇绿混杂岩带。地表可见一系列韧性剪切带，局部可见高压低温断裂变质带，走向北东，倾向北，宽十至数十米。带内混有石炭—二叠系灰岩及三叠—侏罗系砂岩，并于北西盘(上盘)形成一条重要的火山—斑岩成矿带。朱砂红、铜厂、富家坞和银山等铜矿床(带)与之有关。

另外，近年来通过遥感影像解译和实地调研，陆续发现一些大的北西向断裂，多与铜多金属成矿密切相关。如闽西紫金山铜金矿床就处在上杭—万安北西向断裂带南东段，北西延至江西境内已有会昌红山陆相火山岩型铜矿。而鹰潭—瑞昌(信江)、黎川—南昌(抚河)及吉水—分宜等北西向大断裂，大多数发育于河谷、盆地分布区，地表不明显，但遥感影像反映清晰，已引起重视。例如，黎川—南昌断裂南段控制着中生代火山岩与花岗岩的分布与侵位，鹰潭—瑞昌断裂南段与信江河道一致，并控制晚侏罗世火山岩系的分布(江西地质矿产局，1984)。

2.1.2 逆冲推滑覆构造 江西已发现的推、滑覆构造以萍乐拗陷带北侧的推覆构造带规模最大，武功山北缘和怀玉山西北缘2个推、滑覆构造群次之(吴安国，1990;钟南昌等，1991)。此外，还有丰城—东乡、修水—德安和安福大光山、铅山永平、贵溪童家、信丰大桥、安远版石、龙南五里山—雄鸡山—窖岭、波阳侯家岗等中、小型推、滑覆构造。这些推、滑覆构造既控制了区内一些内生金属矿床的形成，有关矿床集中出现在推覆锋带，又可对早期形成的矿床有所改造或破坏。如高安村前铜矿形成就受与推覆构造有关的逆冲推覆锋带及北东—北北东向断裂复合控制;而丰城桥东铜矿、志木山铜矿则为推覆构造破坏之典型。志木山铜矿系逆掩断层将矿体及成矿岩体上部异地逆冲推覆于青龙组(大冶组)之上，以致成为外来无根矿床(包家宝等，2002)。2.1.3 脆韧性变形构造 银山铜金银多金属矿区内主要断裂构造为北东向韧—脆性剪切带，其中心为强应变带，沿银山背斜轴部纵贯全区。该带主断面不发育，而由糜棱岩—强烈片理化带组成，带宽数十米至数百米，其走向北东约35°，倾角近于直立。区内北东向韧—脆性剪切带和东西向构造复合控制了西山火山机构的产生和次火山岩体的侵位，是区内的控岩控矿构造。

图1 江西九江—瑞昌地区铜多金属遥感影像及线环构造解译图

2.2 环形构造

省内解译出大小环形构造共90余个，其中多数规模较小(江西省地质矿产局，1988;于志鸿等，1989)。除个别直接反映封闭、半封闭的环状断裂系统外，多数环形影像与岩浆侵入体(裸露—隐伏)或火山活动的产物(如火山洼地、破火山口、火山穹窿等)有关。最引人注目的是德兴连体环，国内外著名的德兴斑岩型铜矿田就位于此环中。德兴斑岩型铜矿田由铜厂、富家坞和朱砂红3个大型斑岩铜矿床及先告山中型铜矿床组成，成矿岩体主体为燕山早期第二阶段的花岗闪长斑岩。位于扬子陆块内万年地体与怀玉山地体的交接部位、赣东北深断裂的北西盘、北西向断裂斜贯部位。德兴连体环由2个大环套、若干个小环组成(图2)。总体呈北北东向，长约100 km，宽约70 km。环体被两条北东向的线性断裂构造夹持，环周有弧形断裂显示，环体轮廓清晰，其北东端包含天子堂环、银山环和铜厂环等。已知银山环代表了西山破火山口、次火山岩及隐伏的中酸性岩体、铜多金属矿体的空间复合结构，铜厂环与花岗闪长斑岩及隐伏岩体及斑岩型铜矿关系密切。银山铜金多金属矿床和德兴铜(金)矿田分别被环体包含，其矿体成因上与燕山期次火山—斑岩热液有关。天子堂环在银山环之西，其地质结构相仿，岩石蚀变和成矿背景相近，地表发现有铜铅锌矿化，故被列为江西寻找与次火山—斑岩有关的铜金多金属矿床的远景区。

图2 德兴矿田遥感影像特征及环形构造与成矿的关系

九瑞地区赤湖子母环，母环中包括武山菱中环、丁家山环、赛湖串珠环、望夫山环等次级环体，它们成生多与隐伏—半隐伏岩体及次火山岩有关。其中武山菱中环与武山矿床相当，丁家山环区也有铜矿化。

闽赣交界的会昌环(又称南武夷环)呈椭圆状北北东向展布，内环80 km×70 km，省境内核心部位为印支期大富足黑云母花岗岩基，并有稍后的富城花岗岩侵入。南部为加里东期的混合花岗岩围绕。其中北北东向鹰潭—安远深断裂与北西向上杭—会昌大断裂交汇处，为赣南找铜远景区之一，会昌红山铜矿位于其内。

2.3 色要素

色要素是指与各种围岩蚀变相关的色调异常、色带、色块、色晕等。在目视遥感解译中可识别的、有别于正常地质体的色带、色块、色斑、色晕等称为色调异常或色要素，它代表与成矿作用相关的热液蚀变、同化混染、物质代入、代出等围岩蚀变和矿化现象，具有指示金属矿床、矿化存在的意义。

色要素种类主要有以下5种情形:①花岗岩周围以暗色调为主，反应围岩角岩化类的蚀变:晕呈面状区域性蚀变，分布范围大于侵入体数倍时，常以深蓝色为特征，地貌上构成相对较高、岩石略微硬化的蠕虫状山体，它基本上代表岩体角岩化蚀变范围。②花岗岩体外围分布的浅蓝色调蚀变:接近岩体外接触带，部分在内部接触带保留时，基本代表青盘岩化—绿色蚀变类型的范围。③花岗岩体外围分布浅橘黄色范围:发育在岩体内外接触带附近，基本上反映出岩体边缘黄铁矿化次生黄钾铁矾化、褐铁矿化等蚀变的范围。④岩株、小岩体、隐伏岩体引起的色调异常:浅成或超浅成的斑状花岗岩株、小岩体、隐伏岩体等，它的顶盖或内外接触带部位，往往伴有不同种类的色调异常出现。通常浅黄色蚀变晕伴随S型花岗岩蚀变出现;而浅亮的色调、边缘氧化圈发育，常与I型斑岩体有关。⑤在铜多金属找矿中，白云母、绢云母化呈浅色调，褐铁矿、黄铁矿(铁帽)呈黄色调，碳酸岩化呈白色色调，碳质千枚岩类则呈黑色调(于学政等，2010)。

与岩体有关的德兴铜矿田色要素主要有硅化、绢云母化、钾长石化等，表现为面型分带特征，且严格受岩体接触带控制。由岩体往外，依次出现钾长石化→石英、钾长石化→黑云母、石英、钾长石化→黑云母化的蚀变分带。九江城门山铜矿，其围岩蚀变主要有矽卡岩化、硅化、泥化、钾化、高岭土化、透闪石化、绿帘石化、绿泥石化和碳酸盐化等。以斑岩体为中心，往外依次发育钾硅化→硅化绢云母化→泥化→青盘岩化(绿泥石化、绿帘石化)。

另外，根据铁帽、褪色带(及各种矿化、蚀变产生的色带)、古采坑、古炉渣和铜草等在遥感影像上表现的色调异常，可有效地判读铜矿化的存在与否。例如，在城门山、武山、永平等矿区由铁帽引起的色调异常下伏有原生硫化物铜矿和枫林铁矿的下部伏有富辉铜矿体等。经验证明，环形影像，尤其是多层结构的子母环、菱中环等，是预测隐伏岩体、热变质晕、蚀变晕和矿床的有利标志之一。

2.4 块要素

由几组断裂相互切割、地质体相互挤压和拉裂以及旋扭和剪切等引起的、在遥感图像上显现出菱形、眼球状、透镜状、四边形等块状地质体统称为(遥感)块要素。它是地质构造作用的薄弱部位，是成矿作用或找矿预测的线索部位，代表构造交叉、(旋扭)撒开与收敛、挤压、富集或开放空间等多重矿化指示含义。

江西境内在“江西省矿产资源潜力评价”项目解译出的100余个块要素中，有部分块异常与铜多金属矿床相关。其中:由武山菱环构造与倒“T”字型隐伏岩体组成的块要素与武山铜矿密切相关，都昌乌砂咀铜铅矿点位于都昌县老爷庙块要素与苏山块要素的交接部位;新余蒙山库里铜矿位于上高南港东侧块要素南东缘，井冈山市北侧块要素南西侧分布有永新县中村铅锌铜矿点，等等。

2.5 带要素及近矿找矿标志

在九瑞地区，城门山矿田位于北东向长山—城门山背斜北翼，总体为一走向北东东，向北陡倾斜的单斜构造。位于其南侧的五通组砂岩和黄龙组灰岩岩层延伸稳定，为其成矿母岩和良好的近矿找矿标志。沿五通组砂岩和黄龙组灰岩岩性差异面，控制块状硫化物的产出。在高安村前地区，与矿化关系密切的地层为黄龙组下段白云岩、白云质灰岩及大理岩(原岩为灰岩)，黄龙组成矿元素 Cu、Pb、Zn含量颇高，可构成含矿建造(梁超群，1996);矿区黄龙组构成主矿体赋矿层及顶底板围岩，是寻找城门山式矽卡岩型铜金硫矿的近矿找矿标志。朱溪铜矿区位于景德镇市南东15 km，扬子陆板萍乡—乐平拗陷带东端，区内上石炭统黄龙组白云岩、白云质灰岩，为主要含矿层位，其次下二叠统茅口组黑色薄层状硅质岩夹薄层至中厚层状灰岩，也是赋矿层位之一。北东向断裂在矿区东南部构成沿黄龙组与又桥山群不整合发育的层间破碎带，带内岩石强烈揉皱、破碎、蚀变、片理化、糜棱岩化及构造透镜体发育，是矿区“绿色”蚀变带发育的主要部位，是该类铜矿(沉积－岩浆热液叠改型)的直接找矿标志。郭桥铜矿之矿体均产于区域含矿层中，整个含矿层严格受下震旦统莲沱组控制，顺层产出。莲沱组下、中段以紫红色为主，岩性以含砾砂岩、砾岩、含砾中粗粒长石石英砂岩、石英砂岩等;上段为浅灰—灰绿色，上段下部为主要含矿层，岩性为厚层状中细—中粗粒长石石英砂岩夹石英砂岩、含锰凝灰质砂岩，石英砂岩，铜(银)矿层夹于其间;上部为杂色含砾杂砂岩。

3 结论

在江西铜多金属找矿过程中，除利用常规手段进行勘查外，遥感解译显得不可或缺。遥感解译过程中，特别应重视遥感影像中线块、线环、色带环、带环、色块以及线带环色块等各种解译要素组合形式的解译和判读。一方面，遥感影像对区域构造格架及铜多金属矿的控岩控矿构造有较直观的显示效果;另一方面，铜多金属矿在遥感影像中的线、环、色、块、带以及近矿找矿标志等均有各自的表现形式，不同的组合形式揭示不同的成矿信息(于学政，2003)。

江西省铜多金属矿床多处于几组线性构造的交切部位、线环节点处和多种遥感解译要素的集中部位;而规模较大的隐伏斑岩体，在影像图上往往显示环形特征，特别是出现子母环或套叠环(环中环或同心环)时，寻找铜多金属矿床意义更大。

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