埃塞俄比亚西部地区遥感地质解译与靶区圈定分析

梁学玉 阳正熙 余晓波 丁绍磊

（成都理工大学，四川 成都 610059）

已有的地质勘查工作显示在埃塞俄比亚西部地区，金、铁、镍、铜、铂族元素等矿产资源具有很大的找矿前景，但是该地区地质研究程度非常低。为有效、快速地对埃塞俄比亚西部地区进行地质调查和资源勘察，应当首先采用遥感技术进行宏观的把控。本文以ETM多光谱遥感数据，开展遥感地质解译和遥感异常信息提取，获取研究区的地质方面的信息，以及对研究区进行遥感找矿重点工作区的筛选与评价［1］。

1 研究区概况

研究区位于埃塞俄比亚西部地区，其坐标范围为：东经36°～37°；北纬8°～10，面积达28 069km2。研究区属低-中剥蚀地形地貌，地势南高北低，海拔为450～700m，年均气温10～27℃，年均降水量为100～500mm。

埃塞俄比亚西部大地构造位置处于东非造山带的阿拉伯-努比亚地盾，区内出露太古宙高级变质岩、古元古代角闪岩相变质岩、新元古代绿片岩相变质岩、古生代二叠纪碎屑积建造、中生代三叠纪-侏罗纪碎屑积建造、新生代古近纪和新近纪火山-陆源碎屑积建造和第四系地层。其中古元古代和新元古代变质岩为重要的含金地层位，已知金矿床主要产于这两个层位［2］。埃塞俄比亚西部地区构造主要为轴向NNE向的宽缓的复式向斜和较紧凑的复式背斜，核部为基底岩石，翼部为中生界地层。区域内基底杂岩中岩浆岩分布范围极为广泛，尤其是酸性侵入岩类型，其次是超基性侵入岩体：太古宙-新元古代基性-中性岩浆岩广布，为金矿床的形成提供了丰富的成矿热液和物质来源。

2 数据选择和图像处理

本文采用Landsat7卫星的ETM+数据作为数据源，ETM+数据对于区域内的构造解译、遥感异常信息提取有良好的效果，对于区内岩体的显示也较为明显。数据均为2000年以后数据，时相选择合理，积雪、云雾等噪音覆盖率均小于10%，可以达到工作需要［3］。

波段组合分析采用波长为2.09～2.53μm（ETM7）、0.775～0.90μm（ETM4）、0.630～0.690μm（ETM3）三个波段，分别赋予红、绿、蓝三色合成的假彩色图像，然后融合0.520～0.90μm（ETM8），空间分辨率到达30m，经过波段融合之后可以达到15m，经过处理的影像能较好地揭示各种地质体特征，最后经过图像裁剪和拉伸增强处理［4-5］，生成一幅满足1：25万遥感地质解译的图像（图1）。

图1 埃塞俄比亚西部地区卫星影像图

3 遥感地质解译

3.1 地层解译

埃塞俄比亚西部地区的地层出露面积均较为广泛，各地质单元的岩性组合特征及遥感影像（ETM）特征如下：

3.1.1 第四系

①冲积物（Qhal）

遥感影像特征：灰白色色调、夹浅灰色，板状、稀点、黑斑，细斑纹理，水系较为发育、多为树枝状水系或辫状水系。

②冲洪积物（Qhpal）

遥感影像特征：褐灰色色调，板状、条带状地形形态，细斑纹理、平行线纹理，水系较为发育，以扇状水系最具代表性。

③湖沼积物（Qhfl）

遥感影像特征：浅绿色夹灰褐色色调，板状、面状地形形态，黑斑、细斑纹理，水系以呈星点状分布的小湖泊为主。

3.1.2 新近系

①Tulu Wolel组（Ntw）：火山岩伴随有次生玄武岩。

遥感影像特征：浅灰褐色夹浅棕色，半圆浑山脊，平直山坡，条带状、似层状、细点纹理，局部团块状，水系较为发育，多为树枝状水系、梳状水系等。

②Tarmaber Megezez层（Nt）：过渡和碱性玄武岩。

遥感影像特征：浅褐灰色、褐紫色，圆浑山脊，凸坡，条块状、团块状、斑点纹理，水系较为发育，多为树枝状水系、梳状水系等。

3.1.3 古近系

Makonnen层（Em）：洪流玄武岩，通常直接覆盖在水晶的第一层。

遥感影像特征：浅灰色、土灰色局部夹绿灰色，半圆浑山脊，平直山坡，条带状、细密纹理，水系较为发育，多为树枝状水系、梳状水系等。

3.1.4 侏罗系

Adigrat组（Ja）：砂岩。

遥感影像特征：浅褐灰色夹浅棕灰色，半圆浑山脊，平直山坡，条带状、似层状、细密纹理，水系较为发育，多为树枝状水系、梳状水系等。

3.1.5 晚元古界

Birbir组（Pt3b）：变质火山岩和浅变质岩。

遥感影像特征：褐灰色、灰白色、夹绿灰色、局部深紫色，半浑圆山脊，凸坡，条块状、团块状、条带状，细点纹夹斑点纹理，水系中等发育，多为树枝状水系。

3.1.6 太古界

Baro组（Arb）：变质程度较低的片岩及片麻岩类。

遥感影像特征：褐灰色、绿灰色色调，半浑圆山脊，直坡，垄岗状地形地貌，条带状、细密纹理，水系中等发育，多为树枝状水系。

Alghe群（Ara）：变质程度稍高一些的片麻岩和麻粒岩类，另有过渡类型的混合岩类存在。

遥感影像特征：浅棕紫色、棕灰色，半浑圆山脊，凸坡，条块状、条带状、细密纹夹斑点纹理，水系中等发育，多为树枝状水系。

3.2 构造解译

构造解译显示埃塞俄比亚西部地区整体为SN向构造格架，从古生代以来一系列的逆冲走滑作用，至新生代早期的局部拉张，形成了区内复杂的地质构造背景，其中断裂构造、褶皱构造及环形构造均较为发育（图2）。

图2 埃塞俄比亚西部地区构造解译图

3.2.1 断裂构造

断裂构造解译结果显示区内总体以近SN向断裂构造为主，NW向断裂次之，近EW向断裂有少量出现。SN向主断裂控制着工作区内总体构造格架。两大区域断裂在工作区内的西北端大部分被第四系冲洪积物掩盖，东南端出露较明显，区域延伸较远。NW向及近EW向断裂形成时期相对较晚，切割了区内SN向断裂构造带。

3.2.2 褶皱构造

区内褶皱构造较为发育，大型褶皱构造主要出露在工作区西南部，轴面走向均为近SN及NNW方向，并且区内后期断裂构造明显的对褶皱构造进行了比较强烈的切割改造，使得褶皱构造两翼均有变形，局部后期剥蚀出露不太完整。

3.2.3 环体构造

本次解译出环体构造共18处，卫星图像环体地形上表现为弧形或环形的正、负地形、圆形的山岳或盆地、环形色异常。

4 遥感异常信息提取

ETM遥感异常信息的提取以主成分分析法为主要方法，辅以比值法、光谱角制图法。主成分分析法主要采用的是ETM1、2、3、4波段的组合，来提取铁染异常，利用ETM1、4、5、7提取羟基异常。比值法在铁染异常提取过程中的波段比为ETM3/1来提取矿物异常，利用ETM5/7提取蚀变矿物异常。为突出异常强度的变化信息，利用统计法将异常强度分为1级、2级、3级异常。

遥感异常信息提取显示铁染异常在区内东南部、西部和东北部有较大面积的出露，其中在渐新统洪流玄武岩，上-下侏罗统石灰岩、页岩，上元古界角闪岩、石英岩和石墨千枚岩，下元古界黑云母片岩、片麻岩、大理石及石墨片岩等地层内以及与前寒武纪和显生宙各期花岗岩接触带、线性构造及褶皱构造带发育等地段集中发育，其他地区零星分布。通过遥感数据处理所提取的铁染异常主要出现在地表裸露地区，包括基岩裸露区、断层破碎带、河谷两侧及坡积带等地，大致呈带状、团块状、不规则状沿SN向、NW向、NE向构造带及地层与其他岩体的接触边界上集中分布。大多与构造热液作用及岩浆热液作用所带来的含矿物质的蚀变有关，部分异常区可能受矿物质漂移影响。羟基异常在区内的中南部、东北部集中出露，其中在下元古界变质砂岩、石英岩和二云母片岩，太古界黑云角闪片麻岩、麻粒岩和复片麻岩，与第四系玄武岩、喷出锥和玄武碎屑岩，新近系洪流玄武岩以及前寒武纪和显生宙各期花岗岩接触带附近集中发育。羟基异常一般呈带状、团块状、不规则状沿SN向、NW向、NE向展布，其他地区零星分布，其展布没有明显规律性。羟基异常出露的主要地貌类型为较平坦的高原面、低山、丘陵及平原地貌区。

图3 埃塞俄比亚西部地区遥感重点工作区圈定

5 遥感找矿重点工作区的圈定与评价

在遥感地质解译的基础上，结合区内的主要控矿要素和有利成矿条件分析，笔者在研究区进行了矿产勘查战略选区，初步圈定了3处遥感重点工作区（W1-W3）（图3）。

5.1 W-1遥感重点工作区

W-1区位于工作区中部，区内主要的出露岩性为太古代的黑云母角闪岩，变质火山岩等，主要的出露岩体为同构造的花岗岩，早期的变质玄武岩、安山岩、流纹岩等；区内构造较为发育，共解译出断裂五条，其中NE向2条，EW向2条，SN向1条，影像显示，沿着断裂带的两侧，岩性较为复杂，推测为在断裂同期可能沿着断裂带形成了小型侵入岩脉以及石英脉等和构造变质岩石工作作用的结果；区内遥感异常明显，主要为铁染1级到3级异常，与区内的岩体及构造套合比较好，对寻找构造热液型矿产以及与石英脉作用相关的金矿有一定的指示意义。

5.2 W-2遥感重点工作区

W-2区位于工作区东北部，重点区内出露较大面积的太古代的黑云角闪岩，变质火山岩等，区内共解译出断裂五条，其中，SN向3条，NW向1条，SN向1条；环体构造3处，推测为蚀变作用引起；遥感异常较为零星，总体上沿着断裂带有零星不连续展布，铁染、羟基1级到1级均有出露，二者叠加较好，是寻找石英脉型金矿的有利区域。

5.3 W-3遥感重点工作区

W-3区也位于工作区的东北部，区内主要出露的岩性为太古代的黑云角闪岩，变质火山岩等，重点区内断裂构造带及其发育，本次共解译出断裂构造4条，其中NNE向两条，NE向1条，SN向1条，其中SN向构造规模较大，见2处环体构造，推测为蚀变环体；遥感异常发育，主要为铁染1级及羟基1级异常，铁染2级异常有少量发育，有一定寻找构造热液型矿产的前景。

6 结论

通过此次遥感地质解译，完成主要成果：1）解译出研究区岩石地层信息，出露的地层主要为第四系、新近系、古近系、侏罗系、晚元古界、太古界；2）解译出大量的构造信息，整体为SN向构造格架，其中断裂构造、褶皱构造及环形构造均较为发育；3）提取出遥感光谱蚀变信息和蚀变矿化信息，大多铁染异常与构造热液作用及岩浆热液作用所带来的含矿物质的蚀变有关，出露在区内东南部、西部和东北部等地区，羟基异常在区内的中南部、东北部集中出露。对这些信息进行地学统计和综合分析后，圈定了3处重点工作区域，为下一步工作提供指导意义。

［1］代晶晶.埃塞俄比亚西部岩浆熔离型铁矿遥感找矿模型［J］.遥感技术与应用，2012，27（3）：380-386.

［2］张玉君，曾朝铭，陈薇.ETM—TM蚀变遥感异常提取方法研究与应用：方法选择和技术流程［J］.国土资源遥感，2003，56（2）：44-49.

［3］杨国防，林子瑜.蒙古国然楚勃林地区遥感地质解译及铀成矿预测［J］.世界核地质科学，2014，31（3）：519-525.

［4］童勤龙，刘德长.刚果（金）加丹加省遥感地质解译与矿产勘查战略选区［J］.世界地质，2015，34（2）：531-541.