北準噶爾哈臘蘇 卡拉先格爾斑巖銅礦帶遙感地質

時間 2021-09-07 19:09:37

1樓:中地數媒

阿勒泰哈臘蘇銅礦帶位於青河縣城北西45km處,行政區劃屬青河縣管轄。工作區南西高北東低,屬中低山區,地表岩石出露較好,適宜遙感資訊提取。

一、資料來源及地質解譯方法

(一)資料來源

研究區範圍:地理緯度45°00′~47°20′,經度90°00′~90°30′,涉及該區的影象有1景,資料景號與採集日期分別為:141-28,2023年10月23日。

(二)影象處理

遙感資訊提取的要素主要為含礦地層、控礦構造(斷裂構造、構造破碎帶及環狀構造)、岩漿巖(熱源)、圍岩蝕變等。為了增強與提取這些有用的資訊,根據該區各地物特徵和地表出露情況,制定了影象處理和資訊提取方案,然後利用影象資料處理裝置和專業影象處理軟體進行多項功能處理和資訊提取。本次影象處理解決三大問題:

即構造資訊提取、成礦位場資訊(賦礦地層、熱源、容礦導礦構造、韌性剪下帶等等)提取和蝕變遙感異常資訊提取。針對三大問題分別進行了彩色合成(表5-3)、空域濾波、比值法、主成分分析、彩色空間變換等多方法結合的遙感影象處理技術。

表5-3 最佳波段組合及用途

(三)遙感地質解譯標誌

1.地層岩性解譯標誌

地層岩性遙感解譯主要是根據不同岩石型別的波譜特徵和形態特徵的變化,從影像上的色調、形態、影紋、水系型別、地貌形態和植被覆蓋程度等方面,綜合分析辨認。並經野外驗證建立解譯標誌,達到對岩性的判讀和識別。

工作區的地層屬於東準噶爾地層小區。岩石型別單一,遙感影像特徵變化較大。其主要特徵如下:

沉積岩解譯標誌

本區出露的沉積岩主要有:第四紀未固結的鬆散沉積物和已固結的碎屑岩類砂岩、礫岩、碳酸岩等。鬆散沉積物主要是沿著沖溝、谷地和丘陵地分布。

特別是山前沖溝、水系較為發育,一般為肋骨狀、樹枝狀水系,並組成渾圓狀丘陵地,植被少。

變質岩解譯標誌

變質岩在本區出露比較集中,主要分布在瑪因鄂博斷裂以北,岩石型別主要有片麻岩、大理岩、混合巖、糜稜岩等。其影像特徵由於受片理化構造和暗色礦物的影響,差異較大,其色調較深。

2.線性構造解譯標誌

線性構造是本次遙感地質解譯的重要內容,本區線性構造的主要解譯標誌可概括為:

1)具明顯的線狀影像色調,色彩異常,包括色調或色彩異常線、帶及面;

2)地層橫向錯位,不連續,兩套岩層沿走向斜交及其他地質體錯位等;

3)山脊錯位、斷開,呈線性展布的低凹負地形或衝溝谷地;

4)水系型別沿某一介面發生突變。

3.岩漿巖解譯標誌

工作區岩漿巖主要分布在哈臘蘇礦化帶東段,岩性出露也較齊全,從酸性—中性—基性巖體都有。從遙感影象上各類岩體顯示明顯,界限清楚,其影像色調明暗不一,岩性由痠到基性變化,色調逐漸加深,影紋粗糙度加大,節理逐漸模糊。

圖5-3 卡拉先格爾一帶遙感影像圖

二、線形構造遙感解譯研究

在各種遙感影象上,最醒目易認的是呈一向延伸、直線狀或弧形的線形構造和以結構或色調顯示的環形構造。線環構造與成礦關係密切,已被人們認可。因此加強研究區線環構造解譯,能夠進一步深化認識該區構造演化機制。

本工作中利用計算機濾波技術進行線性形跡快速提取,提取時對濾波核做大小和引數的選擇,使所獲線性體能最佳反映構造形跡,然後通過目視解譯並加以歸納整理。研究區遙感影像見圖5-3。

(一)線形構造的影像特徵

研究區地處新疆阿勒泰南緣的瑪因鄂博深大斷裂和卡拉先格爾斷裂交匯的北東側。該區構造以地殼受到擠壓縮短和相伴的大規模走滑形成狹長構造帶為特點,線性構造沿走向延伸較遠,成束成帶,總體呈弧形或緩波狀。它們在影像上清晰醒目,形態粗大,延伸較遠,是重要斷裂帶的顯示,同時也是長期反覆活動或近期活動斷裂的反映。

雖然利用遙感影像解譯得到的線性形跡不一定都是線性構造,但可以根據岩性界線、地質構造、水系分布和地貌等特徵,將具有地質意義的線性構造逐一加以識別。

(二)線形斷裂構造

根據組合波段優選方法,影像解譯從地質解譯角度考慮,採用(etm741)合成方案。tm7波段資訊豐富,具有紅外特徵,對地質解譯有較好的效果,tm4波段主要反映綠度,tm1波段反映亮度;同時還利用主成分分析的第二主成分作為輔助,比值法去陰影,空域濾波等影象處理分析技術,通過實施對影象比例尺的變換,解譯不同規模構造。

1.主要斷裂構造

研究區的主要斷裂不僅在影像上反映清晰,而且在地球物理場上同樣表現明顯(表5-4)。由重力、磁力(航磁和地磁)所反映的斷裂基本上與影像解譯所得的主要斷裂帶的位置大致相吻合。根據重力梯度帶、磁異常的形態以及與斷裂有關的岩漿巖型別,可以將斷裂分為岩石圈斷裂、地殼斷裂、基底斷裂和蓋層斷裂(張文佑,1986)。

表5-4 工作區主要斷裂帶和斷裂

2.弧形斷裂構造

弧形構造是一種特殊的線形構造,因其有特殊成礦、控礦作用,後文將其單獨論述。是地質構造中普遍存在的構造形式,其在影像上呈弧形狀態展布,包含了斷裂、地層和岩石等地質內容的空間總和。其變形、變質以及成礦活動都是以構造作用為主導因素支配下進行的。

某種程度上代表了一定空間範圍內,地殼物質與能量交換的場所,是一種形式的「異常成礦構造體」,反映乙個特殊的成礦環境。lin(1992)曾指出弧形構造對礦床形成的根本貢獻在於能夠在區域擠壓應力場的強應變帶中產生區域性的應力擴容空間,造成應力差及應力梯度帶,使含礦溶液沿應力梯度最大方向滲透、遷移,最後在區域性擴容空間形成礦體,特別當弧形構造體發生在具有礦源層性質的地層、岩石,更具有找礦意義。

在研究區弧形構造較多見,它們呈弧形狀態展布。其成因可能是由於水平擠壓,產生層間滑動而彎曲,也可能由於在地球自轉過程中,地球上的剛性體轉動對周圍岩石發生旋轉,形成旋捲構造。

3.斷裂構造解析

從線性構造遙感解譯圖中可以發現,區內構造以地殼受到擠壓縮短和相伴的大規模走滑形成狹長構造帶為特點。線性構造往往沿走向延伸較遠,成束成帶,總體呈弧形或緩波狀。由許多線性構造組成的線性構造帶,它們在影像上清晰醒目,形態粗大,延伸較遠。

主體斷裂主要呈nww和nw向展布,同時發育ne向的次級斷裂。

卡拉先格爾斷裂北段切割阿爾泰山區,形跡十分醒目。斷裂南段(卡拉先格爾南)在遙感影像特徵上可以清晰的反映,卡拉先格爾斷裂在老山口以南呈連續而圓滑的弧形轉彎,其走向從nnw變為nw,呈向sw突出的緩弧形。該線性構造帶主要位於卡拉先格爾斷裂以東,斷層走向以nw向為主,西端被卡拉先格爾斷裂截斷。

三、蝕變遙感異常資訊提取

在研究區內選擇哈臘蘇為典型礦床,建立了斑巖型銅礦床遙感找礦模型(表5-5),有針對性地進行etm+蝕變遙感異常提取。我們針對成礦帶、找礦靶區優選,分別進行了不同比例尺的蝕變遙感異常提取,非常有效地縮小了礦床找礦靶區的範圍。

表5-5 哈臘蘇斑巖型銅礦床遙感找礦模型

根據哈拉蘇礦化區主要岩類的分布,在etm+影象的對應位置選取樣區,並進行亮度值統計,參與統計的是經過無損拉伸等預處理的除etm6外的6個波段資料以及通過影象增強處理獲取的tm3/tm1(tm3/1)、tm5/tm7(tm5/7)比值影象和tm1、tm3、tm4、tm5主成分分析獲取的第四主成分pc4-f以及tm1、tm4、tm5、tm7主成分分析獲取的第四主成分pc4-h影象。研究區內像元亮度值統計選取的主要岩類有斑巖體、基性火山熔岩(輝斑玄武岩)、閃長岩、二長花崗岩、火山碎屑岩(凝灰岩)、陸緣碎屑岩、已知礦區蝕變巖(絹英巖化、青磐巖化和鉀矽酸鹽化蝕變巖)等。通過對樣本資料最大值、最小值、均值、方差進行分析,發現不同岩類的波譜特徵。

利用樣本資料均值作出的各岩類光譜曲線(圖5-4)。

從圖5-4中可以發現,研究區內的第四系沉積物在tm各波段的亮度值均較高;二長花崗岩在近紅外具有較高的亮度值,在藍光波段最低。這兩類地質體在假彩色合成影象上均有清晰的色調和地貌顯示,在影象上很容易區分。而其他岩體及地層的亮度值曲線形態差異較小,從影象上直接區分較為困難,但是仔細對比這些曲線,各岩類之間還是有細微差異,例如,基性火山熔岩與陸緣碎屑岩波譜特徵基本一致;青磐巖化蝕變巖與火山碎屑岩、閃長岩體的波譜曲線近似一致,在提取該蝕變岩石明顯受到干擾,但是其在pc4—h中明顯較低,能夠與其他干擾地質體區分;絹英巖化蝕變巖各tm波段亮度值曲線顯示出明顯的雙峰特徵,即tm3和tm5像元亮度值較高,這說明蝕變巖存在fe3+和0h-等成分的反射光譜特徵,在tm5/7和pc4—f影象具有較低和較高的亮度,可以加以區分。

如何確定各類地物亮度值的上下限呢?本文引用了標準誤差σ,對樣本資料進行直方圖統計,如果不服從正態分佈,刪除最大值和最小值,獲取服從正態分佈的樣本均值、標準差,利用(x-σ)作為下限,(x+σ)作為規則上限。為此獲取以下提取蝕變巖的光譜知識規則:

在tm4<120的前提下,絹英巖的亮度值為75.6<tm5/7<87.3,青磐巖化蝕變巖為64.

2<pc4h<73.42。

圖5-4 etm+影象各地物光譜均值曲線

本文採用資料探勘方法中比較成熟的決策樹技術來解決知識分類問題,就必須將所表示的知識轉換為if—then形式的分類規則知識。根據上述發現的成礦地質規律及蝕變巖光譜知識我們構建了以下蝕變資訊提取模型(圖5-5)。

圖5-5 基於知識的蝕變資訊提取模型

為了使提取的蝕變資訊連續,採用3×3中值濾波去除碎斑,最後將提取的蝕變資訊轉換為roi檔案疊加到假彩色合成影象上(圖5-6)。

蝕變遙感異常描述:從圖中可以看出,紅顏色代表的綜合異常主要呈nw向帶狀,主要沿卡拉先格爾斷裂展布。綜合異常基本與哈臘蘇礦區吻合。

根據成礦地質條件分析,1號區西側及3號區東側幾處異常值得進一步檢查。

四、哈臘蘇銅礦帶蝕變遙感異常查證

從圖5-6可以發現,沿卡拉先格爾斷裂兩側主要分布有四個蝕變遙感異常區域,經與地質資料對比以及通過野外查證,蝕變遙感異常分布與地表礦化帶基本一致。

圖5-6 哈臘蘇銅礦帶蝕變遙感異常分布

ⅰ號礦化帶內岩石蝕變分帶明顯:岩體內具鉀長石化、絹雲母化、黑雲母化、矽化蝕變;岩體外側中基性巖中發育細鱗片狀黑雲母化、絹雲母化蝕變,區域性有較強的矽化;再向外側則為綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化等蝕變。礦化岩石主要為花崗閃長斑巖,其次為中泥盆統北塔山組中基性火山岩。

ⅱ號礦化帶位於一號礦化帶南東,呈nw向展布,已查明的銅礦化範圍長約2100m,寬100~400m。礦化蝕變具面狀分帶特徵:中部為鉀長石化帶,原岩為花崗閃長斑巖;黑雲母化帶分布於鉀長石化帶兩側,原岩為輝斑玄武岩、凝灰岩、凝灰質砂岩;石英-絹雲母化帶位於黑雲母化帶外側,原岩為安山質凝灰岩;青磐巖化帶主要發育於石英絹雲母化帶外側,見有綠簾石、綠泥石、方解石呈脈狀、團塊狀集合體出現。

礦化岩石為花崗閃長斑巖、石英閃長斑巖及中泥盆統北塔山組玄武岩。在其中普遍發育細脈浸染狀、星點狀金屬硫化物,主要有黃鐵礦、黃銅礦等。地表金屬硫化物多已氧化成赤(褐)鐵礦、孔雀石、藍銅礦。

ⅲ號礦化帶位於二號礦化帶南東,長大於800m,寬大於500m,呈nw-se向展布。礦化蝕變特徵與二號礦化帶相似,具面狀分帶特徵:中部為鉀長石化帶,原岩為凝灰質砂岩、花崗閃長斑巖、輝斑玄武岩;黑雲母化帶分布於鉀長石化帶兩側,原岩為凝灰岩、凝灰質砂岩;石英-絹雲母化帶位於黑雲母化帶外側,原岩為安山質凝灰岩;青磐巖化帶主要發育於石英絹雲母化帶外側,見有綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化等。

五、靶區優選

根據研究區蝕變遙感異常資訊的空間分布特徵,結合研究區控礦構造、地層、岩體等因素的綜合分析,1號區北西側具有進一步工作的前景。該區位於玉勒肯哈臘蘇範圍內,蝕變遙感異常主要有3處,其中緊鄰1號區的範圍最廣,異常形態呈帶狀近ew展布,目前地表發現孔雀石、褐鐵礦等礦化蝕變,地質特徵與1號礦化帶近似。

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