新疆清白山鉛鋅礦遙感找礦信息提取及遙感找礦模型探討

李玉星

（新疆大學(xué)，新疆 烏魯木齊 830046）

自八十年代開(kāi)始，隨著衛(wèi)星數(shù)據(jù)及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的不斷發(fā)展，地質(zhì)研究逐漸重視礦產(chǎn)遙感信息提取技術(shù)在研究中的應(yīng)用，經(jīng)過(guò)前人不斷的研究，取得了顯著的成效，現(xiàn)在，將遙感找礦信息提取技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)研究及礦產(chǎn)勘查工作中是一種扎實(shí)可靠的技術(shù)方法。新疆北山地區(qū)具有良好的成礦地質(zhì)構(gòu)造背景，是我國(guó)西部重要成礦帶，古硐井巖群在研究區(qū)內(nèi)出露面積較大，1：25萬(wàn)基礎(chǔ)調(diào)查化探結(jié)果顯示區(qū)內(nèi)Pb、Zn異常與古硐井組密切相關(guān)，說(shuō)明區(qū)內(nèi)仍有尋找該類(lèi)型礦床的潛力。近年來(lái)，隨著對(duì)研究區(qū)綜合科研工作持續(xù)開(kāi)展，主要從北山裂谷、東天山-北山，以及新疆全疆等三個(gè)層次，對(duì)區(qū)域構(gòu)造格局、地殼演化、成礦系列等進(jìn)行了遞進(jìn)式研究并取得了重大的進(jìn)展。為此，本文通過(guò)對(duì)新疆清白山鉛鋅礦遙感找礦信息提取及結(jié)合基礎(chǔ)地質(zhì)資料總結(jié)遙感找礦模型，為完善該地區(qū)找礦工作提供一種新的參考資料與技術(shù)方法。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

清白山鉛鋅礦位于M1033鐵礦南偏西約10.8km，由雅滿蘇～M1033鐵礦的簡(jiǎn)易砂石路及雅滿蘇-磁海鐵礦柏油路均可到達(dá)礦區(qū)。礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于北山古生代裂谷帶系中部。該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁，侵入巖發(fā)育，歷史演變過(guò)程冗長(zhǎng)且復(fù)雜，由早古生代的陸塊經(jīng)晚古生代多期次的閉合-拉伸作用所遺留下來(lái)的剛性體被晚古生代裂谷包圍所形成。成礦條件優(yōu)越，是我國(guó)重要的多金屬成礦帶。

2 遙感數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理

研究區(qū)采用資源3號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)3、2、1波段進(jìn)行真彩色合成，地物影像特征明顯，影像對(duì)比性強(qiáng)，色調(diào)差異較明顯。根據(jù)研究區(qū)區(qū)遙感圖像的光譜特征、影紋特征和地物可識(shí)別能力，對(duì)區(qū)內(nèi)的巖性、構(gòu)造等進(jìn)行可解譯程度分區(qū)，分別分為。研究區(qū)Ⅱ級(jí)解譯區(qū)面積約951.02km2，約占總解譯區(qū)的46.23%；Ⅲ級(jí)解譯區(qū)面積約1106.03km2，約占總解譯區(qū)的53.77%。其詳細(xì)情況表1。

表1 研究區(qū)遙感地質(zhì)解譯程度分區(qū)表

區(qū)域遙感采用LANDSAT7數(shù)據(jù)，采用7、4、1波段進(jìn)行假彩色合成，不同地質(zhì)體影像特征差異明顯，色調(diào)豐富，色差顯著，構(gòu)造形跡清晰可辨（圖1）。

圖1 研究區(qū)及外圍LANDSAT7遙感影像圖

遙感影像圖的制作在MapGIS軟件系統(tǒng)支持下完成的，通過(guò)遙感數(shù)據(jù)的幾何糾正和配準(zhǔn)、圖像融合，生成1：5萬(wàn)遙感影像圖。巖石地層差異明顯，構(gòu)造形跡清晰，地質(zhì)可解譯度高。不同地層單元、巖性、褶皺、斷裂等要素有較好的顯示，可區(qū)分不同成因類(lèi)型的第四紀(jì)沉積。運(yùn)用影像融合、主成分分析、HSV變換、比值運(yùn)算、空間濾波、紋理分析、影像增強(qiáng)等一系列圖像處理方法對(duì)遙感影像進(jìn)行處理，所獲得的成果圖像為本次研究提供了更多的有用光譜及空間結(jié)構(gòu)特征等方面的信息。

3 遙感成礦要素識(shí)別與蝕變信息提取

3.1 巖性解譯

根據(jù)已知地質(zhì)資料，依據(jù)不同精度遙感影像數(shù)據(jù)（資源三號(hào)、LANDSAT8OLI），重點(diǎn)對(duì)研究區(qū)內(nèi)主要巖性組合進(jìn)行解譯，提高了原填圖精度，為后續(xù)野外地質(zhì)調(diào)查奠定了良好的基礎(chǔ)。其主要巖石地層解譯標(biāo)志及影像特征見(jiàn)表2、表3所示。

3.2 構(gòu)造解譯

區(qū)內(nèi)構(gòu)造線方向受三架山南斷裂影響，總體呈近東西向。三架山韌性剪切帶分布于斷裂兩側(cè)，帶內(nèi)韌性剪切變形特征局部較明顯，次級(jí)斷裂構(gòu)造發(fā)育。該韌性剪切帶涉及地質(zhì)體古硐井巖群、中元古、晚志留-泥盆紀(jì)、早石炭世侵入巖，宏觀地貌及衛(wèi)片上看為明顯呈線性構(gòu)造，且呈舒緩波狀延伸，具擠壓兼走滑特征，其內(nèi)不同部位有強(qiáng)弱應(yīng)變之別，強(qiáng)弱應(yīng)變帶的界線不是突變的，而是呈一種漸變過(guò)渡的關(guān)系。三架山南斷裂南側(cè)的侵入巖及北山巖群影像以淺色調(diào)為主，界線截然，構(gòu)造變形發(fā)育。其構(gòu)造解譯標(biāo)志見(jiàn)表4。

3.3 蝕變信息提取

研究區(qū)熱液蝕變信息提取選用LANDSAT8（OLI）數(shù)據(jù)，以選擇性主成份分析法為主。采用波段（1、4、5、7）波段提取羥基為主的基團(tuán)異常（粘土類(lèi)蝕變、綠泥石化）及碳酸鹽化異常。研究區(qū)共圈定蝕變礦物信息集中分布區(qū)9處。從遙感提取的羥基、鐵染蝕變信息分析，鐵染異常主要集中分布于區(qū)內(nèi)兩條區(qū)域大斷裂磁海-東鹽池?cái)嗔鸭叭苌侥蠑嗔褍蓚?cè)，羥基異常主要為侵入體外接觸帶及泥盆紀(jì)侵入體引起。清白山鉛鋅礦蝕變以碳酸鹽化為主[2]，圍巖特征為富鎂碳酸鹽。其特征見(jiàn)表5所示。

表2 研究區(qū)地層遙感地質(zhì)解譯標(biāo)志

巖石地層影像庫(kù)車(chē)組（N2k）砂質(zhì)泥巖、粉砂巖夾灰白色砂礫巖images/BZ_85_1681_337_1956_515.png淺灰色樹(shù)枝狀水系網(wǎng)格狀影紋，較粗糙駱駝溝組（P2l）礫巖、粗砂巖、砂巖、細(xì)砂巖夾灰?guī)rimages/BZ_85_1681_528_1956_706.png墨綠、深灰綠色不發(fā)育粗糙斑雜狀，多條帶狀分布，層理不明顯紅柳河組一段（P1h）玄武巖、安山巖夾英安巖images/BZ_85_1681_720_1956_901.png灰綠黃色不發(fā)育粗糙斑雜狀、斑雜狀，條帶狀分布羅雅楚山群（O1-2L）石英巖、硅質(zhì)板巖images/BZ_85_1681_914_1956_1092.png淺灰黃色不發(fā)育粗糙感很強(qiáng)，層理較明顯，色調(diào)分布不均勻西雙鷹山組(∈2-3x)硅質(zhì)巖、石英巖、板巖images/BZ_85_1681_1106_1956_1287.png灰色 不發(fā)育粗糙感很強(qiáng)，層理明顯，色調(diào)分布較均勻雙鷹山組（∈1s）硅質(zhì)板巖、含炭硅質(zhì)板巖images/BZ_85_1681_1300_1956_1479.png灰色 不發(fā)育粗糙感一般，層理較明顯，色調(diào)分布不均勻愛(ài)爾基干巖群（JxA。）大理巖、白云石大理巖images/BZ_85_1681_1494_1956_1672.png深灰白色不發(fā)育粗糙感很強(qiáng)，層理明顯，色調(diào)分布不均勻白沙溝巖組（Chb。）變質(zhì)砂巖、變質(zhì)巖屑砂巖、變質(zhì)長(zhǎng)石砂巖images/BZ_85_1681_1687_1956_1865.png灰白色不發(fā)育粗糙感很強(qiáng)，層理明顯，色調(diào)分布不均勻古硐井巖群（ChG。）石英片巖、斜長(zhǎng)石英片巖images/BZ_85_1681_1878_1956_2059.png淺灰白色不發(fā)育粗糙感很強(qiáng)，層理明顯，色調(diào)分布不均勻

表3 研究區(qū)侵入巖遙感地質(zhì)解譯標(biāo)志

中泥盆世二長(zhǎng)花崗巖ηγD2images/BZ_86_536_337_811_515.png淺灰白色，色調(diào)較均勻不規(guī)則狀 水系，不發(fā)育團(tuán)塊狀影紋，影紋較光滑早石炭世閃長(zhǎng)巖δC1images/BZ_86_536_527_811_705.png灰色，色調(diào)較均勻不規(guī)則狀 水系，不發(fā)育團(tuán)塊狀影紋，影紋較光滑早石炭世英云閃長(zhǎng)巖γδοC1images/BZ_86_536_716_811_895.png青 灰色、灰白色不規(guī)則狀 水系，不發(fā)育不均勻斑塊狀，影紋較粗造早石炭世二長(zhǎng)花崗巖ηγC1images/BZ_86_533_906_814_1084.png深 灰色，色調(diào)較均勻不規(guī)則狀 水系，不發(fā)育團(tuán)塊狀影紋，影紋較光滑早二疊世 輝長(zhǎng)-輝綠巖ν-βμP1images/BZ_86_533_1096_814_1274.png深灰綠色水系不發(fā)育不均勻斑塊狀，影紋較粗造中二疊世花崗閃長(zhǎng)巖γδP2images/BZ_86_536_1286_808_1464.png青灰色不規(guī)則狀 水系，不發(fā)育局部團(tuán)塊狀影紋，影紋較光滑中二疊世二長(zhǎng)花崗巖ηγP2images/BZ_86_536_1476_808_1654.png淺 肉紅-灰紅色不規(guī)則狀 水系，不發(fā)育局部團(tuán)塊狀影紋，影紋較光滑

表4 研究區(qū)構(gòu)造解譯標(biāo)志

表5 研究區(qū)蝕變信息異常特征表

4 成礦預(yù)測(cè)

4.1 遙感找礦模型

通過(guò)前人對(duì)清白山鉛鋅礦成礦理論的研究，總結(jié)該礦床成礦地質(zhì)要素信息與控礦要素，根據(jù)遙感數(shù)據(jù)特征，有針對(duì)性的提取相關(guān)成礦要素信息，緊密聯(lián)合基礎(chǔ)地質(zhì)與遙感信息，建立綜合遙感找礦模型（如表6）。

表6 遙感找礦的標(biāo)志分類(lèi)及地質(zhì)信息

4.2 綜合信息分析

根據(jù)上述鉛鋅礦遙感地質(zhì)找礦模型，在北山一帶對(duì)主要富礦地層及其斷裂，地層接觸形勢(shì)及礦化蝕變信息進(jìn)行綜合分析。

選取成礦主要地層長(zhǎng)城系古硐井巖群的白云石大理巖及成礦主要斷裂NS向拉張裂解的伸展盆地?cái)嗔褞?，與成礦蝕變信息異常特征區(qū)域，綜合分析各類(lèi)異常信息的疊加結(jié)果，可以明顯發(fā)現(xiàn)蝕變遙感異常的范圍在化探異常的范圍之內(nèi)，并且與基礎(chǔ)地質(zhì)資料比較吻合，而且遙感異常信息分布范圍比化探異常范圍精確更集中，經(jīng)過(guò)多元信息的綜合疊加，在礦產(chǎn)勘查技術(shù)上增加了佐證找礦靶區(qū)的參考依據(jù)，在范圍上明顯縮小了找礦靶區(qū)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文提出了新疆清白山鉛鋅礦遙感找礦信息提取及遙感找礦模型探討，基于控礦地層及控礦構(gòu)造對(duì)鉛鋅礦成礦的影響確定、蝕變信息對(duì)尋找鉛鋅礦的重要作用等，構(gòu)建了新疆清白山鉛鋅礦遙感找礦模型。

根據(jù)對(duì)新疆清白山鉛鋅礦基本條件的剖析，通過(guò)解譯獲得的地質(zhì)要素信息，完成新疆鉛鋅礦遙感找礦信息提取及遙感找礦模型。為進(jìn)一步圈定鉛鋅礦靶區(qū)提供一種可靠的技術(shù)手段。