黑色岩系型金矿遥感解译与成矿规律研究——以乌兹别克斯坦龙套金矿床为例

裴亚伦，尹显科，王 波、，尹 滔，范 敏，袁华云



黑色岩系型金矿遥感解译与成矿规律研究——以乌兹别克斯坦龙套金矿床为例

裴亚伦1，尹显科1，王 波1、2，尹 滔1，范 敏1，袁华云1

（1.四川省地质调查院，成都 610081；2.成都理工大学，成都 610081 ）

黑色岩系型金矿床是世界最具工业价值的金矿床类型之一，其勘查方法种类繁多。通过对已发现的黑色岩系型金矿床进行遥感地质解译，利用影像上色、形、纹等标志，结合其地质背景来建立一套遥感找矿模型，能够对该类型金矿床寻找提供高效、便捷的途径。研究以亚洲最典型的黑色岩系型金矿床—乌兹别克斯坦穆龙套金矿床为例，通过对矿床区域地层、构造及蚀变等遥感信息进行详细解译，建立了相应的遥感解译标志，总结出了该类金矿床的遥感特征及成矿规律，建立了遥感找矿模型。

遥感；金矿床；黑色岩系；找矿模型

黑色岩系是指含有较多有机碳及硫化物的暗灰黑色的硅岩、碳酸盐岩、泥质岩及其相应变质岩石组合的总称。黑色岩系型金矿床是指赋存于高有机碳含量的浅变质岩系中的层控矿床。浅变质岩系以碎屑岩为主，常含碳酸盐岩、硅质岩和火山岩，但以砂岩、板岩为主。

表1 陆地卫星ETM影像的观测参数

黑色岩系在全球有较为广泛的分布，如在俄罗斯西伯利亚里菲界上部，印度小喜马拉雅、巴基斯坦北部、伊朗、法国南部、蒙古、澳大利亚南部、加拿大等地的下寒武统底部，英格兰-芬兰-德国到中欧的上二叠统，以及中亚地区元古宙和古生代地层中均有分布。黑色岩系通常富含大量的有机质和丰富的铂族原始以及Cu、Ni、Mo、Au、U、V、Mn、Fe、Co、Bi、Cr、Se、Hg、Sb、W等金属元素，这些元素，在适当条件下均可形成一定规模的矿床，黑色岩系金矿是其中一类。

以乌兹别克斯坦穆龙套金矿床为例，研究黑色岩系型金矿床的遥感特征，其目的是通过成矿规律研究建立遥感找矿模型。

1 穆龙套黑色岩系型金矿床遥感解译

1.1 遥感数据处理及影像制作

2）波段组合分析，对穆龙套金矿区经波段特征分析，采用波长为2.09～2.53 μm（ETM7）、0.775～0.90μm（ETM4）、0.630～0.690 μm（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），经过处理的影像能较好地揭示各种地质体特征；因此工作区采用以上波段组合制作假彩色合成图像（表1）。

3）图像校正与图像镶嵌，选择多项式法进行配准纠正，配准纠正过程中采用双线性法或立方卷积法重采样。镶嵌的方法采用先校正后镶嵌。

4）图像的处理方法，通过对各波段亮度级、标准差以及波段的相关性进行分析比较，最终选择亮度级差大、标准差大、波段间相关性小的ETM7、ETM4、ETM3进行波段组合，融合ETM8波段，制作图幅的基础图像。针对局部解译目标信息实施针对性增强处理的方法，主要选择波段组合法、比值组合法、主成分分析法、HIS彩色空间变换法、边缘增强和融合技术等图像增强处理方法。

1.2 矿区区域ETM影像特征

影像数据的时相较好， 植被覆盖较少，80%以上为地表裸露区，沿河谷及河谷两岸有少量绿色植被覆盖，地表风化作用 较强，因此地表多为薄层的第四系覆盖，但地质单元的遥感标志特别明显（图1）。

遥感影像图面较为光滑的棕灰色夹暗灰色色调，团块状、条带状，第四系地层大致沿河谷展布，棕灰褐色，板状，细密纹理，水系较为发育。影像中部地区志留系-泥盆系地层为暗灰色、灰白色夹浅紫色、条带状、似层状、细密纹理，水系中等发育；白垩系-新近系地层为棕灰色、褐灰色、条带状、似层状、细密纹理，水系中等发育；东南部地区的二叠系地层为棕红色夹浅紫色、条块状、细点纹、水系不发育。

图1 穆龙套金矿区域ETM卫星影像图

图2 穆龙套金矿区区域地质及ETM影像特征示意图

（Q:第四系 S4：志留系四段 S3-2：志留系三段上部 S3-1：志留系三段下部 S2-2：志留系二段上部 S2-1：志留系二段下部 S1：志留系一段 D：泥盆系 K-N:白垩系-新近系）

1.3 矿区区域地质遥感特征

据已有资料，该矿区出露地层主要为志留系-泥盆系砂岩、板岩、碳酸盐岩、硅质岩和火山岩等浅变质岩。在区域构造上处于复背斜与深断裂交切部位的附近，即NW向的复背斜与近EW向的断裂相交切部位，矿区内断裂、褶皱构造极为发育，北面、西面均有近EW向近于直立的深断裂，及其产生的不同方向的次级断裂，在矿区内形成连通网，成为含矿热水溶液运移的通道，使穆龙套金矿床呈现为一个延深很大的矿楼形式。

在了解穆龙套金矿区区域地质背景的情况下，结合遥感影像数据，我们通过由点到线，由线到面，由已知到未知的解译方法，对矿区做了遥感地质解译，形成了矿区遥感地质特征图，并建立了详细的遥感解译标志（图2、图3）。

图3 根据遥感解释对地层分段

1.3.1矿区地层

由于所剪图形的位置和方向不同，视角上会影响学生对所剩图形面积的大小的判断。通过观察思考，笔者让学生感受到同样大小的正方形中，减去同样大小的长方形，剩下部分的面积大小相等，这与长方形所在的位置或摆放形式无关。

矿区出露地层主要有志留系、泥盆系、白垩系-新近系，志留系地层主要为炭质千枚岩、千枚岩、炭质板岩、炭质片岩、炭质砂岩、变质砂岩、粉砂岩和泥岩等，黑色碎屑岩系为赋矿岩性；泥盆系为砂岩、粗砂岩等；白垩系-新近系岩性主要为砂岩、粉砂岩、泥岩等。

1）志留系四段（S4）：粉砂岩、变质砂岩等。遥感影像特征为：棕褐色夹灰白色、团块状、条块状、细点纹理，局部见层状，蚀变不明显，植被覆盖较少，水系中等发育。

2）志留系三段蚀变带（S3-2）：蚀变的炭质砂岩、变质砂岩、粉砂岩、泥岩等。遥感影像特征为：棕红色夹暗灰色、团块状、条块状、细点纹理，局部见层状，蚀变较为明显，呈斑块状，植被覆盖较少，水系中等发育。

3）志留系三段（S3-1）：炭质砂岩、变质砂岩、粉砂岩、泥岩等。遥感影像特征为：棕褐色夹灰白色、团块状、条块状、细点纹理，局部见层状，蚀变不明显，植被覆盖较少，水系中等发育。

4）志留系二段蚀变带（S2-2）：蚀变千枚岩、炭质千枚岩、炭质板岩、变质砂岩等。遥感影像特征为：暗灰色夹灰白色、板状、条带状地形、平行线状、羽状纹理，局部见层状，蚀变较明显，呈面状分布，植被覆盖适中，水系中等发育。

5）志留系二段（S2-1）：千枚岩、炭质千枚岩、炭质板岩、变质砂岩、泥岩等。遥感影像特征为：暗灰色夹灰白色、板状、条带状地形、平行线状、羽状纹理，局部见层状，植被覆盖适中，水系中等发育。志留系一段（S1）：炭质片岩、板岩、泥岩等。遥感影像特征为：棕灰色夹灰白色、板状地形、平行线状纹理，地表风化剥蚀较明显，植被覆盖适中，水系中等发育。

6）泥盆系（D）：砂岩、粗砂岩等。遥感影像特征为：褐灰色、灰白色、团块状、粗点纹，龙岗状地形，植被覆盖稀少，水系不发育。

7）白垩系-新近系（K-N）：岩性主要为砂岩、粉砂岩、泥岩等。遥感影像特征为：棕灰色夹灰绿色、板状、条带状、细密纹、平行线纹理，板状地形，植被覆盖稀少，水系较发育。

1.3.2矿区构造

区内断裂构造发育，主要断裂走向近EW向，还有众多不同方向延伸的小型次级断裂；地层走向主要为北西西向，局部受断裂影响，地层呈近东西向及北西向。断裂构造影像特征主要为线性延伸的负地形，岩性标志层被错断，断层三角面，线性延伸的色异常，水系弯曲等。矿区的断裂构造控制着矿体的展布及规模，为含矿热液的运移、富集成矿提供了丰富的条件（图4）。

1.3.3矿区地层

矿体围岩蚀变较强，见褐铁矿化、黄铁矿化、黑云母化、硅化、绿泥石化、绿帘石化等。ETM影像上褐铁矿化、黄铁矿化表现为棕红色色斑，呈侵染状、条带状，斑块纹理；硅化、绿泥石化、绿帘石化表现为暗灰白色夹浅紫色，呈侵染状、面状分布、密点、纹理较细腻（图5、图6）。

图5 褐铁矿化、黄铁矿化

图6 硅化、黑云母化、绿泥石化

2 黑色岩系型金矿床的成矿规律遥感示范研究

2.1 黑色岩系型金矿床成矿规律

1）成因：目前大多数人认为黑色岩系型金矿是变质热液型，该模式认为金来自初始的沉积，后在沉积及区域变质、动力变质和热液蚀变作用中，金又在岩层内发生重新分配、富集，从而形成网状矿床。

2）找矿标志：地层：富含炭质的细碎屑岩—碳酸盐岩，重点寻找富含炭质的细碎屑岩。①构造：主要为韧性剪切带，韧性剪切构造对成矿起了决定性作用，不仅起到导矿作用，还起到容矿作用，尤其是在脆、韧性多期转换的地带对成矿最为有利，是找矿的重点部位。②蚀变：黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化以及弱石墨化等。

2.2 黑色岩系型金矿床遥感找矿模型探索

表2 黑色岩系金矿遥感找矿模型

通过对穆龙套金矿的解译分析，黑色岩系型金矿的含矿围岩主要为早古生界富含炭质细碎屑岩及碳酸盐岩等，矿体多受断裂构造控制，特别是韧性剪切带对成矿更有利。黑色岩系型金矿区在遥感影像上表现为灰黑色、灰褐色夹灰白色，板状、条带状地形，平行状、羽状纹理，线性构造特别发育，见褐灰色、暗灰色、侵染状及面状蚀变带。由此总结出一套遥感找矿模型如下表（表2）。

3 结论

黑色岩系型金矿床主要出露于早古生界的富含炭质的细碎屑岩、千枚岩、炭质片岩、炭质砂岩、变质砂岩、粉砂岩和泥岩等地层中，主要为断裂控矿，尤其是在脆、韧性多期转换的地带对成矿最为有利。

该类矿床的控矿地层在图像上多呈灰黑色夹灰白色色调，地层形态在影像上多表现为板状、条带状。控矿韧性剪切带构造总体呈灰黑色调，断续的线性影像。以褐铁矿化为主的蚀变类型呈褐黄色调不连续的带状或块状影纹。硅化、绿泥石化、绿帘石化表现为暗灰白色夹浅紫色，呈侵染状、面状分布、密点、纹理较细腻。

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A Study of Remote Sensing Interpretation and Metallogeny of Black Rock Type Gold Deposits——By the Example of the Muruntau Au Deposit in Uzbekistan

PEI Ya-lun1YIN Xian-ke1WANG Bo1,2YIN Tao1FAN Min1YUAN Hua-yun1

（1-Geological Survey of Sichuan Province, Chengdu 610081; 2-Chengdu University of Technology Chengdu 610081）

Black rock type of gold deposits is one of gold deposit types of the most industrial value in the world, with various exploration methods. It is believed that gold deposits of this type may be found by means of remote sensing information such as color, shape, lineament and so on combined with its geological features. This study establishes a remote sensing prospecting model for black rock type of gold deposits based on remote sensing information of regional stratigraphy, structure and alteration by the example of the Muruntau gold deposit in Uzbekistan, providing a convenient and efficient way to find black rock type gold deposits.

black rock series; gold deposit; prospecting model

2017-12-26

“一带一路”资源环境卫星遥感解译与应用的课题之一“西亚11国地质矿产与资源环境遥感解译”项目资助.

裴亚伦（1981-），男，四川渠县人，工程师，主要从事矿产资源遥感地质综合调查工作

P631.2；P618.51

A

1006-0995（2018）04-0685-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.04.033