高彩霞
摘要:遥感作为一种先进的技术,在岩性填图方面相比于传统方法具有高效率、低成本的优势。文章通过对内蒙古鄂伦春自治旗奇力滨地区遥感地质特征及典型矿床进行分析,希望在建立遥感解译模型的基础上,为该区今后找矿工作提供参考。
关键词:岩性识别;鄂伦春;遥感地质
1.研究区地质特征
工作区大地构造位置属夹持于华北板块与西伯利亚板块之间的兴蒙造山带东段,中生代以来处于大兴安岭构造—岩浆岩带北段,鄂伦春—伊尔施断裂与大兴安岭—太行山断裂及多宝山—满洲里断裂交汇部位的西侧。本区晚古生代以前受古亚洲构造域影响明显,中生代遭受了蒙古鄂霍茨克构造域和环太平洋构造域的叠加改造,造就了形式多样的构造格局,次级构造单元属喜桂图旗晚华力西期褶皱带东北段与中生代火山盆地叠合部位的西侧。
本区先后经历了元古代硅铝壳形成阶段、加里东一华力西期西伯利亚板块南部大陆边缘发展阶段、中生代板内构造发展阶段,地质演化历史漫长,地质构造复杂多样,火山活动岩浆作用强烈,尤以燕山期的岩浆活动最为突出,为金属矿产成矿作用提供了丰富的物质来源和赋存空间,具有较好的找矿远景。
2.研究区遥感地质特征
本次遥感地质解译和信息提取工作采用SPOT6卫星数据与美国8号陆地卫星OLI的B753融合全色波段处理的假彩色影像图数据相结合的方式。SPOT6数据拍摄时间为2015年10月5日,数据质量良好,数据分辨率为1.5m的全色分辨率和6m的多光谱分辨率,无云、雪覆盖。美国8号陆地卫星数据采用的数据景号为OLI121-25,数据拍摄时间为2013年10月5日,数据质量良好,无云覆盖,拍摄时间为植被相对不发育的季节,且数据拍摄时间避开了高山积雪的季节,有利于遥感地质解译工作的开展。
2.1遥感地质解译
工作区位于大兴安岭北段伊勒呼里山南麓,属于低山与中山的丘陵地貌,中新生代的地壳强烈上升和广布外流水系的深切,使测区地形切割较强烈,地势高差较大,植被发育,基岩出露较差,地表多有风化残坡积碎石、土层覆盖,尤其是地势相对较和缓地区,给卫星图像上地质解译带来一定影响。遥感影像对线性构造、环形构造和第四系沟谷及其松散沉积物解译效果较好,但岩类划分效果一般,岩性解译效果相对较差。
通过对工作区的遥感影像特征进行分析和野外地质剖面、地质路线调查对比分析,对奇力滨地区的地层、侵入岩、构造等单元分别进行综合解译划分并建立了解译标志。
(1)地质体解译特征及解译效果。全新统一级阶地冲洪积层解译效果最好,其色调、影纹相对均一,亮度有变化,且与河漫滩相松散沉积物紧密伴生,与其不同之处在于色调多为浅紫色,且亮度也较高,边界清晰。地势相对河漫滩相松散沉积物高。经野外实地验证,解译影像地质单元界线与实测地质界线基本吻合。
全新统河床及河漫滩冲积层色调不均匀,亮度不均匀。河流经过处多表现为斑杂色调,沟谷及第四系松散沉积物以不均匀的绿色为主。不规则的辫状、蛇曲状水系,周围为沼泽、湿地,易于辨认,地势低缓。经野外实地验证,解译影像地质单元界线与实测地质界线基本吻合。
测区中生代火山岩广布,岩石类型主要为中酸性火山碎屑岩、火山熔岩,虽属不同地质单元,但岩石类型差异不大,影像特征表现为色调不均匀,多为斑杂色调,亮度较低,局部影纹均一,山脊宽缓,山形陡峭,山脊规模较大。发育羽状、环形、树枝状及钳状水系,水系密度较小,不同地质单元的地貌形态和水系类型有明显差别。经野外实地验证,解译影像地质单元界线与实测地质界线基本吻合。岩石多呈块状,抗风化剥蚀能力较强,所以导致影像特征上显现出浑圆山形及弱环状影像。测区内能够通过遥感影像帮助识别判定中生代火山岩的范围。只有少部分解译效果不好,可能由大面积分布的火山岩转石所致。
侵入岩主要分布在斗克河幅西北部、西部和中南部。几个小规模的侵入岩体与周边的火山岩围岩影响特征相似,解译效果不好。侵入岩脉虽很发育,分布也较多,只是规模相对较大,分布在山脊上的岩脉用有一定的解译标志,而规模较小的,在遥感图像上基本无显示,不可能圈定出来。依其地貌位置、色调、形态、水系和纹理的独特性,对研究区地层、岩体进行解译。
(2)线性构造解译特征及解译效果。线性构造解译是地质找矿过程中一种常用的技术方法,区内线性断裂构造发育,规模大小均有,图像特征明显,解译效果较好。下面所描述的线性断裂都具有较好的解译标志,大部分在野外得到证实。有些线性断裂在图像上也有较明显的图像特征,但是由于风化剥蚀、岩浆侵入等地质作用的影响和改造,野外特征不明显,实测中没有得到验证。下面是区内主要断裂构造的影像特征。
①北东—北北东向断裂:区内北东—北北东向断裂在影像上主要由一些相互平行的沟谷反映出来,其中以展现于东南部的库尔滨北东向断裂规模最大,影像最清晰(圖1)。南西从库尔滨河进入本区,经库尔滨—二十二工队向北东沿库尔滨东沟舒缓波状延伸,区内长8km,北东段出露地表,切割上元古界—下寒武统大网子组和中侏罗世二长花岗岩,南西段隐于库尔滨东沟第四系冲积层之下,沟的两侧地层错位,沟北上侏罗统满克头鄂博组与沟南上侏罗统玛尼吐组隔沟对接,沟南出露有中侏罗世二长花岗岩及晚白垩世花岗斑岩,应是断裂存在的佐证。
②北西—北北西向断裂:这组断裂在本区西南部比较发育,表现为库尔滨河侧的一系列北西向平行沟谷,影像结构粗糙,与其他地带的影像结构显著不同。以跃进沟北西向断裂为例:断裂沿跃进沟直线延伸,走向325°,区内长9km,切割上侏罗统玛尼吐组,北东侧地形起伏较和缓山脊走向北东,南西侧地形较破碎,由一系列近东西走向的山丘及梳状冲沟组成,两侧地形地貌特征差异明显,断裂倾角陡,性质未明。
③近南北向断裂:推测甘河河谷是一条近南北向的断裂带,因为甘河河谷近南北向纵贯本区,两侧地质特征差异大:东侧分布上元古界—下寒武统老基底及中侏罗世中细粒碱长花岗岩、文象二长花岗岩、黑云角闪二长花岗岩等、上侏罗统玛尼吐组英安质火山岩,构造以北东向断裂为主;形成出露上侏罗统塔木兰沟组中基性火山岩和下白垩统英安质火山岩及火山碎屑岩白垩纪侵入岩不太发育。东西两侧影像特征差异也较明显:东侧主要发育北东向沟谷,影像结构较粗;西侧以北西向沟谷居多,影像结构较细。可能在晚侏罗世之前甘河河谷断裂带东侧上升,西侧下降,至早白垩世断裂活动相对平静。
(3)环形构造解译特征及解译效果。通过解译可以看出工作区内环形构造在影像色调上常表现为圆形或者半圆形色斑、色块或色环,色调有深有浅,或暗或明。影纹图案、纹形结构与地质体关系极为密切。在地形、地貌上常表现为正地形、放射状水系、线性沟谷或山脊。所显示的环形构造规模、形态及其组合的影像特征较为明晰多样。环形构造的地质属性分别归属于火山机构、环形断裂和花岗岩类侵入体。代表火山机构的环形影像单元,主要特征表现为以地貌特征显示为主,并沿某一层位成群出现,其环形边界明显,环内分布有小的环形影像,指示火山口或破火山口的存在,并伴生有放射状水系,依据环形构造、火口影像的这些特征从遥感影像解译出24个环形构造,分布在测区北部、南部及东部。下面是本区几处解译相对较好的火山机构的遥感图像特征。
①跃进沟西环形影像。位于跃进沟西约1.5km,为一规则的同心圆环,外环直径800m,内环直径400m,中心有小凸起,环内地势低洼,影像呈黄绿色,环外地势较高处于近东西向断裂与北东向断裂的复合部位上侏罗统玛尼吐组酸性火山岩中,可能是一个由火山机构形成的环形构造(图2)。
②跃进沟北环形影像。位于跃进沟北约6.5km,为一规则的圆环,直径1200m,环中心为山顶,植被发育,影像呈绿色,环外为沟系,环形影像的南部被近东西向构造切断,所处的地层为上侏罗统玛尼吐组,可能是一个由火山机构形成的环形构造。该环形影像与跃进沟西北部的两个环形影像呈串珠状展布,可能为同一系列的火山机构。
2.2蚀变信息提取
铁染异常矿物主要有赤铁矿、黄铁矿等;含羟基矿物主要有伊利石、绢云母、绿泥石、黑云母等,这些蚀变含有OH-、CO32-离子或离子基团。对应矿区围岩蚀变,铁染蚀变和羟基蚀变存在于大多数成矿岩体中,提取这两种蚀变信息可以确定研究区成矿岩石的分布情况。
由于工作区位于原始林区,为森林沼泽地貌,土壤覆盖厚、植被非常发育,对矿化蚀变遥感异常信息的提取带来了较大的干扰,提取结果也表明异常图斑的分布规律不明显。
(1)铁染蚀变遥感异常。根据前述的蚀变信息提取方法,铁染蚀变遥感异常提取采用OLI2456波段进行PCA主成分分析。铁染蚀变在OLI的第4波段有较强的反射作用,而在第2波段则表现为弱吸收,在主成分变换的结果中,PC4的2波段值和4波段值符号相反,绝对值也较大。
综合分析,PC4能较好反映铁染蚀变遥感异常,故此次铁染蚀变遥感异常提取选用PC4,进行密度分割,完成蚀变信息提取工作。提取出的遥感蚀变信息结果在arcgis中进行叠合。图3所示为工作区的铁染蚀变异常信息图。
铁染蚀变显示多沿较大断裂带呈零星点状分布,野外调查过程中发现在七运沟北侧为大网子组岩石发生较强的磁铁矿化及氧化淋滤的褐铁矿化,该蚀变信息较真实可靠,其他地段上一些零星点状异常,分布在较重要的地质体边界处,如断裂带、侵入岩边界、不同岩性实变边界等,分布受这些控制者,大多為真实异常信息。
成片密集分布的团块状铁染异常信息区,大多是异质同谱、水系、植被等因素引起。如花岗岩区的大片连续状的铁异常色块,多由红色的钾长石碎屑堆积区引起,一些洼地、水系中分布的铁异常信息,是由流水带来的含铁黏土或异质同谱物质堆积而成。
(2)羟基蚀变遥感异常。根据前述的蚀变信息提取方法,羟基蚀变遥感异常提取采用OLI2567波段进行PCA主成分分析。羟基蚀变在OLI的第6波段有较强的反射作用,而在第7波段则表现为弱吸收,在主成分变换的结果中,PC4的6波段值和7波段值符号相反,绝对值也较大。综合分析,PC4能较好反映羟基蚀变遥感异常,故此次羟基蚀变遥感异常提取选用PC4,进行密度分割,完成蚀变信息提取工作。提取出的遥感蚀变信息结果在arcgis中进行叠合。
3.典型矿床—岔路口超大型钼多金属矿床
岔路口超大型钼多金属矿床位于大兴安岭松岭区劲松镇北西24km处,中部有多布库尔河自北西向南东流过,将矿区自然分割成两部分,即河东矿段与河西矿段,主矿体位于河东矿段。
3.1地质概况
该区出露的地层有上元古界—下寒武统倭勒根群大网子组,分布于矿区的北西部和南东部,岩性主要为变安山岩,夹少量变流纹岩、变质砂岩及板岩等,在构造挤压强烈部位出露绿泥石石英绢云母片岩,该组地层中Pb-Zn-Ag背景值较高,并在变安山岩中已发现了Pb-Zn-Ag矿体和Mo矿体。中生界上侏罗统白音高老组分布于矿区北部东部,岩性为流纹岩、流纹质凝灰岩、英安质凝灰岩、含砾凝灰岩等。
矿区出露的侵入岩主要有燕山早期二长花岗岩,是钼矿体的含矿围岩,燕山晚期次火山岩发育,与成矿关系最为密切,主要为流纹斑岩和流纹质隐爆角砾岩。在河东矿段流纹斑岩是钼矿体的主要含矿围岩,岩石裂隙发育,呈网脉状分布,裂隙中发育后期石英脉和辉钼矿。流纹质隐爆角砾岩为携矿岩体,与矿化属同期同阶段产物,其角砾呈棱角状,大小不等,成分由流纹岩、流纹斑岩、花岗岩、花岗斑岩、变安山岩等组成,胶结物为流纹质及硅质,硅质胶结物中普遍发育辉钼断裂构造主要有NW向和NE向两组,NW向断裂构造的代表是多布库尔断裂,沿多布库尔河谷通过,推断影响宽度约1km-2km,属大杨气—塔源—塔河北东向深断裂带的次级构造。NE向断裂构造的代表是岔路口断裂,控制了岩体和次火山岩体的分布。在上述两条断裂构造的交汇处,形成了火山—岩浆活动的中心,与此同时也形成了岔路口次火山穹隆构造,是岔路口钼多金属矿床控矿构造的主体,其长轴方向为北东,长约9km,宽约3km,北西、南东两侧出露了大网子组变安山岩,周围出露白音高老组酸性火山岩,地层产状相背而倾,核部侵入有燕山期花岗岩和次流纹斑岩,晚期又侵入了流纹质隐爆角砾岩,同时发生了强烈的围岩蚀变和钼多金属成矿作用。
成矿期后构造—岩浆活动仍在继续,各类岩脉、挤压破碎现象发育,但总体对矿体破坏性较小。
参考文献:
[1]傅碧宏.遥感岩石学的研究及其进展.地球科学进展. 1996.
[2]丁喧等.光谱遥感找矿理论,技术与应用.地球化学. 1992.
[3]甘甫平,王润生.遥感岩矿信息提取基础与技术方法研究.北京:地质出版社. 2004.