青海智益
—苦海地區遙感找礦預測*

張志軍　莊光軍　徐得忠　祁萬強　張吉廷

(武警黃金第六支隊)

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青海智益
—苦海地區遙感找礦預測*

張志軍莊光軍徐得忠祁萬強張吉廷

(武警黃金第六支隊)

摘要青海智益—苦海地區位于東昆侖成礦帶，區內成礦條件優越。為解決該區后備找礦勘查基地緊缺的問題，對區內綜合多元信息進行了遙感找礦靶區預測。首先選擇ETM、SPOT5數據作為基礎影像，采用主成分分析法對ETM影像進行蝕變信息提取，基于SPOT5影像對區內巖性地層、構造信息進行了詳細解譯；然后結合多元數據，與抗得弄舍金多金屬礦床進行對比分析，圈定了2處找礦有利靶區。經實地工作，在一靶區內確定了兩處化探綜合異常，通過構造增強、蝕變信息提取及多元數據綜合分析，初步驗證了遙感找礦預測思路的有效性，為該區進一步開展找礦工作提供了準確依據。

關鍵詞遙感找礦預測找礦靶區主成分分析蝕變信息構造解譯

青海智益—苦海地區成礦條件優越，找礦信息豐富，具有形成特大—超大型金多金屬礦的前景，近年來，該區勘查成果不斷涌現[1]。前人在該區的鄰區進行了區域遙感地質解譯工作，但成效不明顯[2]。為突破該區找礦瓶頸，尋找新的勘查基地，本研究結合ETM和SPOT5數據，采用SAM去干擾異常主分量閾值門限技術，進行蝕變異常信息提取和地層巖性、構造信息解譯，結合礦區已有的地質、化探資料進行遙感找礦預測，圈定有利工作靶區，供該區找礦參考。

1研究區概況

研究區介于昆中與昆南斷裂之間，形成環境為晚古生代陸緣活動沉積盆地。區域上出露的地層主要為下元古界、上奧陶統、石炭系、下二疊統、下三疊統、侏羅系地層(圖1)[3]。區域斷裂構造按其展布方向可劃分為3組，即NWW—近EW向、NW向和NE向。其中以NWW—近EW向、NW向斷裂最為發育，具有規模大、活動時間長、性質多變等特點。NWW—近EW向斷裂構造不但控制了區內地層展布及巖漿活動，而且對區域礦產也有明顯的控制作用[4]。研究區巖漿活動以海西期為主，超基性—酸性巖石均有出露，主要為石英閃長巖、花崗閃長巖、角閃花崗巖等，超基性巖石出露面積較小。研究區及鄰區已發現多處大型多金屬礦床，主要有果洛龍洼金礦、抗得弄舍金多金屬礦、銅峪溝大型多金屬礦、賽什塘中型銅鋅礦、苦海大型汞礦。

圖1　東昆侖構造區劃及礦產分布示意

2數據預處理

2.1數據源

ETM影像1景，影像獲取時間為2001年7月3日；SPOT5影像覆蓋全區，面積476 km2，影像獲取時間為2008年5月3日。正射糾正所用DEM為GDEM 30 m數據。

2.2預處理2.2.1ETM影像預處理

ETM原始數據附帶的“.met”文件提供了輻射定標所用參數，大氣校正采用FLAASH模型完成。為抑制影像噪聲，使地物輪廓和紋理更加清晰，需將多光譜波段與全色波段融合。多光譜最佳波段組合的方法較多，其中最佳指數法具有計算簡單、易于實現等優點，因而被廣泛采用。最佳指數 (OIF)作為衡量合成方案優劣的一個因子，其基本思路是方差最大，相關性最小[5]。最佳指數法作為一種基于數理統計意義上的組合算法，其中的相關系數具有兩面性。基于數理統計和目標局部意義的差異決定了無法簡單地以OIF值最高作為選取方案的標準，應從多個候選方案中合理選擇最佳方案[6]。研究區內ETM影像波段組合的OIF值見表1。

表1　研究區ETM影像波段組合的OIF值

由表1可知：B1、B4、B7，B3、B4、B7，B4、B5、B7組合的OIF值較優，三者對應的相關系數之和分別為2.38、2.56、2.30。由于B5主要反映的是地形信息，B7主要反映地質信息，且B4與B3、B5的相關系數分別為0.71、0.85，均較大。因此，為便于提取各種地質信息，突出巖性、構造信息，本研究采用B7、B4、B1進行彩色合成。

2.2.2SPOT5影像預處理

SPOT5融合采用波段組合加權法[7]，即：B波段采用XS1波段代替，G波段經(XS1×3+XS3)/4波段運算實現，R波段用XS2波段表示。

3SPOT5構造解譯

研究區可分為西北緣布爾汗布達山東段高山區、中部第四紀覆蓋區、東部中低山區等3個大影像區，以昆中大斷裂為主體，NEE、近EW向斷裂和北緣3個環形影像構成了研究區的主體構造格架。研究區受昆中大斷裂影響，區內構造以NWW向為主，次為NEE、NNE、近SN、近EW向。NWW向斷裂貫穿全區，NEE向斷裂主要分布于研究區西北部，與NWW向主干構造交叉復合。NEE向斷裂多集中于圓黑山附近。研究區線性構造等級差別明顯，構造規模大者多為地質體的分界線，規模小者多發育于地層內部，大者斷裂兩側擠壓現象明顯，小者多為大型節理帶、破碎帶(圖2)。

研究區西北部布爾汗布達山東段，NW、NEE、近SN向線性構造相互交切、復合，構成了3個典型的線—環交切結構，表現為環狀、放射狀水系、山脊。其中一個環形影像推測由火山活動引起，位于康德龍地區鄂拉山組的流紋質熔凝灰巖中心，熔凝灰巖NE向展布，與線性構造方向一致；另外2個環形影像為斷裂交切、圍限造成，分別為抗得弄舍北和恰當北金水口巖群韌性剪切部位。研究區東部圓黑山地區內二疊紀和三疊紀地層受南北應力作用，呈近EW向、淺紫色、條帶狀展布。

圖2　研究區遙感構造解譯結果

抗得弄舍北地區環形影像內部分布2個中—酸性侵入巖體，即英云閃長巖(T3L)和黑云母二長花崗巖(P1S)，兩巖體斷裂接觸，切穿該環形構造，黑云母二長花崗巖(P1S)嚴格受該斷裂限制產出，與圍巖接觸界線清楚。恰當北金水口巖群韌性剪切部受NEE、NWW、NW向斷裂控制，在遙感影像上呈現橢圓形特征，長軸方向為近EW向，短軸方向近SN向。該環形影像北部邊界處NEE向斷裂部位發育石英二長閃長巖(P1T)和黑云二長花崗巖(P1J)。該環形影像的東部邊界為SN向斷裂，向北延伸影像特征清晰，向南延伸至恰當溝，影像特征模糊，因此，斷裂切斷恰當東西兩側的NWW向構造形成了大型溝谷。推測該斷裂與抗得弄舍控礦構造相交，對控礦構造具有切斷破壞作用，由于影像特征模糊、不連續，無法確定其斷裂活動性質。

4遙感蝕變信息提取

蝕變信息提取以ETM數據為基礎，采用SAM去干擾異常主分量門限技術[8]提取蝕變信息，并進行異常篩選。

4.1去干擾

去干擾工作的目的是將非目標地物經處理歸入干擾窗進行掩模主成分分析，減少水體、云、陰影等對蝕變信息提取帶來的干擾。為消除該類干擾因素對蝕變信息提取結果的影響，可根據不同地物具有不同波譜特征的特點，通過一定的數學方法實現。

4.2蝕變異常信息提取

本研究以羥基信息提取為例，詳細分析蝕變異常信息的提取流程。基于羥基波譜特征，選用B1、B4、B5、B7進行羥基信息提取，特征向量矩陣見表2。由表2可知：PC4主要包含B5、B7信息，PC4中B1、B5貢獻為負，B4、B7貢獻為正，因此PC4可反映羥基和碳酸鹽化信息，而實際中B7為吸收區間，B5為反射區間，因而對PC4求反。本研究采用中值濾波算法去除孤立異常，并根據濾波后的影像統計特征，確定異常下限值，以1/2倍標準差為步長，對異常進行分級。

表2　羥基信息提取的主成分本征向量矩陣

4.3異常篩選

本研究選用USGS光譜庫中典型的礦物光譜進行光譜角篩選。將已選定的典型礦物曲線重采樣至ETM波段上，分別進行含Fe礦物和羥基基團礦物的SAM填圖，閾值分別為0.16、0.14。利用波段運算，將同類PCA結果與SAM結果相乘，實現對PCA結果的篩選[9]，結果見圖3。

圖3　研究區篩選后蝕變異常

4.4野外驗證

研究區平均海拔4 500 m，實地驗證難度較大。經驗證，多數遙感解譯構造都與實際吻合，各類地質體清晰顯示，信息宏觀連續，SPOT5數據對線環構造有較好的識別效果。圖4(a)為晚石炭紀洛特洛哇組地層內部斷層，走向320°，特別是草皮覆蓋、巖石出露不佳的地段，遙感解譯作用更明顯。異常驗證結果顯示，ETM提取的蝕變異常信息(特別是鐵染異常)可較好地指示褐鐵礦化、黃鉀鐵釩等與找礦關系密切的蝕變信息。圖4(b)所示巖性為硅質巖，黃鐵礦發育，團塊狀、粒狀，含量約9%，巖石表面褐鐵礦化明顯，巖塊在地表散落分布，面積較大，易引起強鐵染異常。

圖4　野外實地驗證情況

5多元信息綜合分析及找礦預測

5.1找礦標志

(1)蝕變。有礦體產出的部位常見褐鐵礦化、硅化、碳酸鹽化等礦化蝕變現象，另外，黃鉀鐵礬化、磁鐵礦化等也是較重要的標志，尤其是褐鐵礦化、黃鐵礦化是重要的多金屬礦體含礦帶[10]。

(2)構造。NW、EW向構造及其派生的次級構造蝕變破碎帶是礦體的良好儲礦空間，類似的斷裂構造為找礦的間接標志[10]。

(3)侵入巖。燕山期侵入巖與鄂拉山組火山巖的接觸帶為礦體產出的主要部位[10]。

中國的農業保險起步于1930年代，新中國成立后，又經歷了從政府引導到純商業化運作，再到政策性補貼的衍變，可謂一波三折。李曉林告訴記者，我國的政策性農業保險體系是在“摸著石頭過河”中逐步形成的：2004年，原中國保監會選取9個省區（市）正式啟動政策性農業保險試點工作；2007年，財政部選取6個省區拿出10億元進行農業保險保費補貼試點；2011年財政部又選取四川省和內蒙古自治區進行農業保險保費補貼績效評價試點工作；2012年，財政部將試點范圍擴大到4個省區；2013年，農業保險補貼績效評價試點的范圍進一步擴大到了10個省區，至此，我國政策性農業保險體系初步形成。

(4)地球化學。Ag、Pb、Zn、As等為找礦的直接指示元素，Cu、Bi等為近礦指示元素，Ag、Pb、Zn、Cu等的化探異常內帶大致指示了礦化帶的范圍[10-11]。

5.2構造、蝕變信息綜合分析

(1)遙感異常沿線性構造分布，構造控制作用明顯。在抗得弄舍北，康德龍NEE向斷裂附近、切穿抗得弄舍北環形構造的近EW向斷裂，遙感異常嚴格按斷裂延伸展布。抗得弄舍北輝長巖體南緣與石炭紀哈拉郭勒組斷層接觸，兩側線性構造嚴格夾持異常。康德龍地區和恰當北金水口巖群的2個環形影像邊緣以及斷裂交匯部位發育蝕變異常，推測異常為與巖體侵入有關的熱液活動蝕變圍巖所致。

(2)研究區鐵染異常分布相對分散，呈聚集片狀，局部斑點狀展布，在恰當北地區分布相對集中，呈面狀展布。異常整體NWW向延伸，受構造控制作用明顯。研究區羥基異常分布相對集中，呈聚集片狀展布，在恰當和抗得弄舍北地區均有集中分布。

(3)在抗得弄舍和恰當北，遙感異常較強，兩者應處于同一斷裂構造上，該斷裂為抗得弄舍金礦床的控礦構造，因此恰當北地區具有較大的找礦潛力。圓黑山地區遙感蝕變異常強度較小。1∶50 000化探異常HS64、HS65接觸處分布有面積相對大的羥基異常，還有弱鐵染異常。

(4)在野外驗證時，在抗得弄舍礦區北部1 km處的山地覆蓋區，基巖露頭少，遙感異常提取結果顯示，該處有鐵染異常。在該異常處，發現一較短探槽，探槽內巖石主要為蝕變輝長巖，局部黃鐵礦含量可達5%～8%，可見，遙感數據對高原低山淺覆蓋區找礦工作也可發揮一定的作用。

5.3地球化學特征

5.4預測靶區圈定

本研究基于控礦因素組合理論，根據已知礦床反映出的規律、控礦條件及找礦標志，結合區域地質調查成果，將蝕變、解譯構造、地球化學以及已知礦體、礦化信息等進行綜合分析，獲得了成礦有益的空間分布信息，并與抗得弄舍金礦進行了對比分析，在此基礎上，圈定2個預測靶區(表3)。

5.4.1恰當北預測區

恰當北預測區位于本研究恰當登記區西南角，面積約6.2 km2。

(1)成礦地質條件。預測區主要出露布青山群馬爾爭組地層。該預測區被NWW向主干斷裂切穿，對地層的分布有較強烈的控制作用。該斷裂向東延伸，為馬爾爭組與石炭紀浩特洛哇組的分界線，為抗得弄舍多金屬礦床的控礦構造，該預測區與抗得弄舍具有相似的成礦地質條件。

(2)地球化學特征。預測區東部分布有 1∶50 000 水系異常HS35，異常面積較大，元素套合不佳；預測區西部有1∶50 000水系異常HS33，元素套合作用較好，濃集中心明顯。通過后期的巖石地化剖面測量工作，在該預測區圈定了2個規模較大的綜合異常HS-4、HS-6。HS-4異常位于測區東部，為Pb、Au、W、Cu、Ag、Sb、Zn綜合異常，形態呈長條狀NW向展布，異常面積為0.31 km2，各元素套合較好，異常強度較高，Pb、Au、Cu、Ag具明顯的濃集中心及內、中、外濃度分帶。HS-6異常位于測區東部，為Ag、Au、As、Sb、Zn、Mo、Bi、Pb綜合異常，形態呈樹枝狀呈NW向展布，由NW分叉向SE合攏，異常面積約0.23 km2，各元素套合較好，異常強度較高，Au、Ag、As、Mo、Pb、Cu具明顯的濃集中心及濃度分帶特征，Sb、Zn具中、外濃度分帶特征。

表3　圈定靶區與抗得弄舍金礦地質特征對比

(3)遙感異常特征。預測區內分布有強度較大，范圍較廣的ETM鐵染、羥基異常。鐵染異常分布最廣，沿NWW向構造方向展布，一級異常面積較大，三級異常套合作用較好。ETM羥基異常也主要分布于預測區東南角，與NWW向斷裂伴生，呈聚集片狀分布，主要為二、三級異常。

(4)遙感異常野外檢查時，發現異常區內巖石發育褐鐵礦化、綠泥綠簾石化，見硅質巖內含團塊、粒狀黃鐵礦，含量約5%。

5.4.2抗得弄舍北預測區

抗得弄舍北預測區位于本研究抗得弄舍北登記區內，面積約11.13 km2。

(1)成礦地質條件。主要出露元古界金水口巖群片麻巖組，華力西期的黑云母二長花崗巖，印支期的英云閃長巖。該預測區位于康德龍環形影像西部，主干構造NW向與旁側構造近EW、近SN向構造的交匯處，構造嚴格控制巖體展布，在二長花崗巖和英云閃長巖巖體邊部，發育圍巖蝕變。

(2)地球化學特征。預測區南部有1∶50 000水系異常HS38，異常面積較大，多種元素套合作用較好，濃集中心明顯。

(3)遙感異常特征。預測區內ETM鐵染異常面積較大，主要為二、三級異常，呈聚集片狀，有弱羥基異常，呈斑點狀。異常都沿近EW、NEE向構造、巖體邊部延展，構造控制作用明顯。在康德龍環形構造邊部，近NS、近EW向構造交匯處，蝕變異常強度大，范圍廣。

(4)經查閱資料，在康德龍一帶的二長花崗巖體邊部與圍巖內外接觸帶多處取基巖進行了光譜分析，結果表明，樣中有Au顯示，As、Sb、Pb、Ag、Zr、Cu等組合的金找礦線索也有明顯顯示。

6結論

(1)本研究中ETM數據用于提取遙感蝕變信息，SPOT5數據用于解譯精細構造，控制邊界，識別微小地質體，為最終圈定找礦靶區提供了準確依據。

(2)通過實地工作，在恰當北預測區圈定2處綜合異常(HS-4、HS-6)，表明本研究提取的蝕變信息與實際情況較吻合，進一步說明了本研究通過構造增強、蝕變提取及多元數據綜合分析進行遙感找礦的思路具有可行性。

(3)該區下一步找礦工作應針對已圈定的靶區設計相應的地表工作，特別對于遙感提取的蝕變異常、解譯構造、化探異常三者或兩兩重的合部位，應進一步進行驗證工作，以期有新的發現。另外，還應重視與環形影像交切的線性構造、主干構造旁側的次級斷裂，重點查證抗得弄舍北緣中—酸性巖體邊部和構造部位異常。

參考文獻

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(收稿日期2016-04-06)

Remote Sensing Prospecting Prediction of Zhiyi-Kuhai Area in Qinghai Province

Zhang ZhijunZhuang GuangjunXu DezhongQi WanqiangZhang Jiting

(NO.6 Glod Geological Party of Chinese People′s Armed Police Force)

AbstractZhiyi-Kuhai area in Qinghai province is located in the east Kunlun metallogenic belt.The metallogenic conditions of Zhiyi-Kuhai area is good. In order to solve the problem of shortage of reserve exploration base, based on remote sensing technology and integrated multivariate information,prediction of the prospecting target areas of Zhi-Kuhai area is conducted.Firstly,the ETM and SPOT5 data are taken as the basic images,the alteration information is extracted from the ETM image by adopting principal component analysis method,the lithology strata and tectonic information are interpreted based on SPOT5 data;secondary,combing with multivariate information,the comparison and analysis of the above interpreted information of Zhiyi-Kuhai area and Kangdenongshe Au-polymetallic deposit are conducted,the two favorable target areas are delineated.Based on the filed exploration working results,the two chemical anomalies are found in one of the above two favorable target areas,the effective of the remote sensing prospecting approach based on tectonic information enhancement,extraction of alteration information and multivariate information is verified preliminary.The above research results can provide the basis for the further prospecting work in Zhiyi-Kuhai area in Qinghai province.

KeywordsRemote sensing, Prospecting prediction, Prospecting target area, Principal component analysis, Alteration information, Tectonic interpretation

*青海省地質勘查基金項目(編號：[2012]85)；武警黃金專項業務費(編號：HJY12-03)。

張志軍(1986—)，男，工程師，碩士，810000 青海省西寧市城中區南川工業園奉青路2號。