郭家沟遥感地质特征及找矿预测

褚娜娜

(山西省第六地质工程勘察院，山西运城 044000)

郭家沟遥感地质特征及找矿预测

褚娜娜

(山西省第六地质工程勘察院，山西运城 044000)

利用ETM+数据，通过遥感图像处理，提取出了具有找矿意义的遥感地质信息(环形构造信息与矿化蚀变信息)，在对遥感信息、地质信息、化探信息等综合分析的基础上，对郭家沟研究区进行了靶区圈定和找矿预测，为下一步工作的开展提供了新的思路和遥感依据。

铜镍硫化物，遥感地质特征，找矿预测

近年来在中条山铜矿区开展新的找矿研究和勘探是一项重要而迫切的任务，主要因为随着中条山矿藏储量的减少及国家建设快速发展的需要，二者之间的矛盾已逐步显现出来，仅依靠常规找矿方法难以取得突破，因此本文以遥感解译为主要手段，辅以地质、化探等常规方法对中条山开展研究，以期达到成矿远景区的目的。郭家沟研究区位于太古代活动大陆边缘，为构造、岩浆、热液活动频繁、强烈的成矿条件优越地质异常区，以往发现了如胡家峪、篦子沟、铜矿峪等大型铜矿床及许多金属矿点，因此该区域始终是寻找大型金属矿床之首选地段。本文在对郭家沟开展遥感图像应用处理及综合解译分析的基础上，提出了该区环形构造信息与矿化蚀变信息具有一定的找矿意义，为下一步开展工作提供了一定的依据。

1 研究区概况

1.1 地层

区域出露地层自老至新有太古代涑水群、晚太古界绛县群;早元古界中条群、担山石群;中元古界西阳河群及新生界上第三系、第四系地层。绛县群与中条群、中条群与担山石群之间呈构造不整合接触，担山石群与西阳河群呈断层接触关系。

1.2 构造

该区以上窑—李家庄—上交—石羊山一线之中条期剥离断层及朱家庄—工人村一线之莫峪沟—架桑大断裂为界，自西向东该区依次划分为:太古代—早元古带片麻理复式单斜构造带、早元古代多期变形变质褶皱带、低缓角度单斜构造带等三个构造带。

1.3 岩浆岩

自太古代—早元古带涑水期至中生代燕山期均有分布。尤其涑水期及绛县期岩浆活动强烈，分布广泛。区内铜、铁等多种金属矿产的形成多与不同期次岩浆侵入、火山活动关系密切。

2 遥感图像处理

2.1 环形构造

环形构造多是地球内部热源活动形迹在地壳中的总体表现，它与热液成矿密切相关。与矿床有关的环形影像时常成群或成串出现，并具有一定的组合特征，环的形态往往是多层的同心环或偏心环(赵英时，2003)。此外，环形构造出现的部位多与线性构造有关，尤其是山区更为密切，环形构造往往分布于由大型断裂带构成的线性构造的旁侧，或在两组及两组以上的线性构造的交叉点上;或在两组线性构造的交角部位;而孤立的环形影像是很少见的(刘燕君，1991)。岩浆活动与地质构造密切伴生。二者不同的组合，构成的环形影像有以下几种:1)火山口、破火山口与次火山岩分布地区的环形影像;2)与火山—侵入构造有关的环形影像;3)与断裂—侵入构造有关的环形影像;4)与隐伏的侵入体或构造控制有关的环形影像;5)与侵入体岩块隆起有关的环形影像。

环的大小可以分为六级(见表1)，Ⅰ级为洲际大环，目前研究还未得出与矿产分布的关系。Ⅱ级与Ⅲ级为区域性大环，可以定义为“成矿省”或“成矿区”。Ⅳ级环多与成矿带有关。而Ⅴ级与Ⅵ级环则具体控制矿区。成矿远景区的预测则应多注意Ⅵ级环。实际上Ⅴ级与Ⅵ级环对找矿的意义更为重要。

表1 环形影像分级表

本次工作环形构造信息的提取主要以Matlab软件为平台，通过编程实现自动化提取，实现方法为Hough变换法提取边缘与环形构造。自动化提取技术的优点在于模拟专家提取线性体机制，最大程度的保留遥感信息，快速自动地实现影像信息的提取［9］。

本次提取的环形构造大部分呈北东向展布于研究区内基性—超基性岩体群分布区，该岩体群呈楔形、条带状、不规则椭圆状包裹于绛县期横岭关变二长花岗岩内，并为6条NNE或NE向规模不等的中条期变辉长岩贯入或切穿，规模较大(长度大于5 km)的晋宁期辉绿岩脉亦切穿该变基性杂岩及中条期变辉长岩中部与东南部地区，另一部分环形构造的中心线与研究区东南部的北东走向的韧性剪切带基本一致，表明环形构造与韧性剪切带存在一定的相关性。众所周知，切穿地壳或岩石圈深入地壳下部或上地幔的深大断裂，最有利于基性—超基性岩浆活动，次级构造则控制上升岩浆的定位和分异(王润民，1987)。本次提取的环形构造的直径为0.5 km～1.9 km，属于Ⅵ级环形构造，前已叙述，Ⅵ级环形构造对于成矿远景区的预测有很好的指导意义，故郭家沟研究区的环形构造对于找矿意义重大。

2.2 蚀变信息提取

蚀变信息提取是遥感地质研究的一个重点领域，目前蚀变信息提取最成熟的方法为Crosta法，即利用ETM数据的1，4，5，7波段组合进行K-L变换提取含羟基(OH-)和碳酸根()的蚀变信息，选取主成分的依据为含羟基(OH-)和碳酸根()信息的特征矿物，如绿泥石、绿帘石、高岭土等在ETM7波段有强烈的吸收特性，ETM5波段有强烈的反射特性，利用这一特性提取出含有特征信息的主成分。将第四主成分取反后，图像上最亮的部分即反映蚀变信息。研究表明，研究区矿化蚀变信息主要分布于研究区东南角与研究区南部，研究区南部地区主体为横岭关变二长花岗岩，引起大面积蚀变原因尚不得知，研究区东南角出现一条走向北东向的蚀变异常带，且与北东走向的变辉长岩吻合度极高，另有少量蚀变异常分布于绛县群平头岭组与铜凹组内，经野外验证，变辉长岩带附近地表出露岩体普遍发育绿帘石化、绿泥石化、高岭土化，表明蚀变信息提取结果的可靠性。

3 多元信息综合分析

3.1 遥感与化探信息分析

遥感与化探数据的融合是为了同时发挥各自优势，做到优势互补(朱亮璞，1994)。本次研究选取研究区铜、钴、镍三个元素的地球化学异常与遥感信息进行综合分析。

3.2 成矿远景区分析

依据遥感、地质、化探综合异常信息，本文圈出三个成矿远景区Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ。

1)成矿远景区Ⅰ。成矿远景区Ⅰ位于研究区中部，基性岩—超基性岩广泛分布于该区，NNE或NE向规模不等的中条期变辉长岩贯入或切穿，规模较大(长度大于5 km)的晋宁期辉绿岩脉亦切穿该区，显示该区次级断裂较发育且岩浆活动频繁。研究区50%的环形构造集中于该区，环形构造呈现大环扣小环、环环相扣的特征，环形构造表明了岩浆的侵入活动，也表明了有利的构造环境(如断裂)，有利于岩浆的侵入。线性构造和环形构造的密集分布，说明工作区构造活动剧烈、岩浆活动频繁，这是非常有利的成矿、控矿区(杨自安等，2004)。线性和环形构造对内外生矿床起着重要的控制作用，我国内生矿床70%以上分布在环形构造的边部，特别是环形和线性构造的交汇地带(范永香和阳正熙，2005)。元素地球化学异常可以反映表部蚀变或某些矿化现象，该区呈现明显的Co，Ni化探异常，化探异常与基性—超基性岩体分布有很好的吻合度，其原因可能为岩浆活动导致了元素的富集。综上所述，遥感、地质、化探异常均显示该区岩浆活动频繁，具有非常大的找矿潜力。

2)成矿远景区Ⅱ。成矿远景区Ⅱ主体位于研究区东南角绛县群和中条群地层内，区内存在一条北东向的基性岩带，定名为变辉长岩，野外查证岩体内并未发现明显的铜、钴、镍矿化现象，但岩体周围普遍发育有绿帘石、绿泥石、高岭土等。该区绛县群铜凹组与平头岭组内呈现明显的铜异常，研究区内最大的环形构造(1.9 km)分布于该区，表明该区也可能存在一定的岩浆活动。区内存在一条北东走向的韧性剪切带，线性构造与环形构造的交叉点附近如果存在较高的化探异常，则该区往往成为找矿的有利位置，因此该区也存在一定的找矿潜力。

3)成矿远景区Ⅲ。成矿远景区Ⅲ位于研究区南部，主体岩性为涑水期变基性杂岩与绛县期横岭关变长花岗岩，该区内存在大面积遥感蚀变信息，由于没有进行野外查证，故造成蚀变信息的原因尚不明确，但韧性剪切带仍分布于该区，环形构造和线性构造交叉分布，环形构造交叉点附近存在钴、镍化探异常叠合点，最南部同样存在钴、镍化探异常重合点，且与遥感蚀变异常吻合度较高，所以该区可以作为备选的找矿远景区。

4 结论与存在的问题

4.1 结论

本文以遥感数据处理为核心，通过对研究区遥感、地质、化探等异常的综合分析，对郭家沟研究区进行了成矿远景区的预测，圈定三个成矿远景区，并得出以下结论:1)研究区该矿化变超基性岩体规模较大，后期岩浆活动频繁、强烈，加之地表磁铁矿化普遍，局部地段可见到浸染状辉铜矿、黄铁矿、黄铜矿等，据此判定该区有巨大的成矿潜力。2)本次研究所提取的环形构造直径约为0.5 km～1.9 km，遥感影像的环形构造解译效果非常显著，前已叙述环形构造信息与成矿具有非常密切的内在成因，大多矿点均落在环形构造区域内，并且许多已知矿点与小型环形构造关系显得更为密切，尤其是小型环形构造的边缘部位，因此对于本研究区三个成矿远景区将是今后找矿勘探的重点区域。

4.2 存在的问题

1)环形构造作为一种遥感信息，其在野外实地踏勘中很难被发现证实，故所提取的环形构造不可避免的会存在一些与内生矿床无关的环形构造。

2)在对研究区进行线性构造信息提取时，发现存在数量巨大的线性构造，由于无法进行查证，故本文研究中舍弃对线性构造的研究，只对研究区东南角的韧性剪切带进行了分析。

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The remote sensing geological characteristics and prospecting prediction of Guojiagou

Chu Nana

(Shanxi Sixth Geological Engineering Investigation Institute，Yuncheng 044000，China)

Using ETM+data，through the remote sensing image processing，this paper extracted the remote sensing geological information(annular structure information and mineralization alteration information)had prospecting prediction significance，based on the remote sensing information，geological information，geochemical information and other comprehensive analysis，made target zone and prospecting prediction to Guojiagou area，offered new way and remote sensing basis for the next step work.

copper and nickel sulfide，remote sensing geological characteristic，prospecting prediction

P627

A

1009-6825(2015)29-0089-02

2015-08-07

褚娜娜(1986-)，女，硕士，助理工程师