基于遙感預(yù)測(cè)模型的廣東省找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)與優(yōu)選

王耿明， 朱俊鳳， 武國(guó)忠， 吳海陸

(廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣東廣州510080)

基于遙感預(yù)測(cè)模型的廣東省找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)與優(yōu)選

王耿明， 朱俊鳳， 武國(guó)忠， 吳海陸

(廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣東廣州510080)

摘要：通過(guò)總結(jié)廣東省礦產(chǎn)地遙感影像構(gòu)造特征，提出遙感影像異常是重要的找礦標(biāo)志，建立了主要典型礦田影像模式，通過(guò)影像異常類(lèi)比尋找類(lèi)似礦床。通過(guò)線-環(huán)影像結(jié)構(gòu)研究和典型礦田影像模式對(duì)比分析，建立遙感預(yù)測(cè)模型。通過(guò)區(qū)域成礦規(guī)律和遙感找礦五要素研究，根據(jù)遙感預(yù)測(cè)模型，建立不同礦種不同礦產(chǎn)預(yù)測(cè)類(lèi)型的遙感預(yù)測(cè)模式，在廣東省范圍內(nèi)圈定了18個(gè)礦種235個(gè)遙感找礦靶區(qū)；進(jìn)一步縮小找礦有利地段，圈定了58個(gè)遙感最小預(yù)測(cè)區(qū)，通過(guò)優(yōu)選遙感找礦靶區(qū)，選取6處找礦最有利地段，為廣東省礦產(chǎn)資源勘查找礦突破提供遙感選區(qū)依據(jù)。建議在找礦潛力巨大的6個(gè)遙感最小預(yù)測(cè)區(qū)加大勘查投入力度，務(wù)求短期內(nèi)取得找礦重大進(jìn)展和突破。

關(guān)鍵詞：遙感預(yù)測(cè)模型；找礦靶區(qū)；預(yù)測(cè)；優(yōu)選；廣東

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2015.03.445

中圖分類(lèi)號(hào)：P627

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-3636(2015)03-0445-06

收稿日期：2015-06-11；修回日期：2015-07-08；編輯：侯鵬飛

基金項(xiàng)目：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“廣東省礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)”(1212011220081)、“廣東省礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)”(12120115059701)

作者簡(jiǎn)介：王耿明(1983—)，男，高級(jí)工程師，碩士，遙感地質(zhì)專(zhuān)業(yè)，主要從事礦山開(kāi)發(fā)環(huán)境、地質(zhì)礦產(chǎn)、水工環(huán)、國(guó)土資源遙感與GIS應(yīng)用研究工作，E-mail：157000867@qq.com

0引言

廣東省已知大中型礦床外圍及深部找礦潛力大，同時(shí)區(qū)內(nèi)分布眾多找礦遠(yuǎn)景好的異常、找礦有利地段和勘查程度低的礦產(chǎn)地，為進(jìn)一步開(kāi)展找礦勘查提供了基礎(chǔ)。通過(guò)已知礦床研究，對(duì)新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地和找礦有利地段開(kāi)展進(jìn)一步工作，近期完全有可能實(shí)現(xiàn)重大找礦進(jìn)展和突破。

遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯主要運(yùn)用圖像增強(qiáng)技術(shù)提取與成礦有關(guān)的線性和環(huán)形構(gòu)造信息，通過(guò)遙感影像解譯標(biāo)志，結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)背景，建立遙感地質(zhì)找礦模式，達(dá)到識(shí)別礦床和圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)的目的。

以廣東為研究區(qū)，利用ETM+遙感數(shù)據(jù)，進(jìn)行遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯獲取有效示礦的構(gòu)造信息，通過(guò)典型礦田影像模式分析，建立遙感預(yù)測(cè)模型。根據(jù)遙感預(yù)測(cè)模型，圈定遙感最小預(yù)測(cè)區(qū)，為廣東省礦產(chǎn)資源勘查提供遙感依據(jù)。通過(guò)遙感找礦靶區(qū)優(yōu)選，為廣東省找礦突破提供遙感選區(qū)依據(jù)(王耿明等，2011)。

1研究區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)概況

廣東是有色金屬、貴重金屬、稀有稀土稀散金屬和放射性金屬等礦產(chǎn)的重要聚集區(qū)，礦產(chǎn)種類(lèi)比較齊全，優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)集中度高，儲(chǔ)量較大，有色金屬有較大優(yōu)勢(shì)，但大宗支柱性礦產(chǎn)資源短缺，部分礦產(chǎn)貧礦多、共生伴生礦多。

廣東分布有3個(gè)國(guó)家部署找礦工作重點(diǎn)成礦區(qū)帶：(1) 南嶺成礦帶是我國(guó)著名的有色金屬成礦帶，產(chǎn)出鉛鋅、銅、銻、銀、鎢、鐵等礦產(chǎn)，礦床規(guī)模大、品性富；(2) 欽杭成礦帶主要分布有色金屬、貴金屬，產(chǎn)出鉛、鋅、錫、鉬、金、銀、錳等礦產(chǎn)，礦床類(lèi)型獨(dú)特、規(guī)模大；(3) 武夷成礦帶主要分布有色金屬，產(chǎn)出鉛鋅、銅、銀、錫、鐵等礦產(chǎn)，礦床多為半隱伏—隱伏(圖1)(王耿明等，2012)。

圖1　廣東省遙感地質(zhì)略圖Fig.1　Simplified remote sensing geological map of Guangdong Province

2典型礦田影像模式

2.1　遙感數(shù)據(jù)源

采用2000—2003年美國(guó)陸地衛(wèi)星ETM+數(shù)據(jù)，開(kāi)展遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯，利用K-L變換、方向?yàn)V波、比值增強(qiáng)、反差擴(kuò)展、線性變換等方法進(jìn)行圖像預(yù)處理，通過(guò)波段組合(紅色波段7、綠色波段4、藍(lán)色波段1)來(lái)制作廣東省遙感影像。遙感具有宏觀、快速、信息量大等優(yōu)點(diǎn)，利用遙感技術(shù)進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)省時(shí)省力，是地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的重要手段(黃鐵蘭等，2014)。

2.2　遙感影像異常

遙感影像中普遍見(jiàn)到各種各樣的線環(huán)、菱形塊、三角形塊與礦產(chǎn)有密切空間關(guān)系，將這些影像定為遙感影像異常。影像異常的形成常常與構(gòu)造變動(dòng)有關(guān)，變動(dòng)使構(gòu)造形跡發(fā)生強(qiáng)烈變形-應(yīng)變。構(gòu)造變動(dòng)的扭動(dòng)、旋動(dòng)，形成一些特殊形式的構(gòu)造，使影像出現(xiàn)異常。在有利部位，這些巖體與適當(dāng)?shù)貙踊ハ嘧饔眯纬啥喾N多樣的礦產(chǎn)(張貽俠，1993)。

吳川—四會(huì)斷裂與信宜—陽(yáng)江斷裂交匯部南側(cè)的陽(yáng)春—崗美—潭水—永寧環(huán)、信宜—陽(yáng)江斷裂帶西端的錢(qián)排—平塘環(huán)，合水環(huán)、洪冠環(huán)構(gòu)成影像異常主體，主要產(chǎn)出石菉銅礦、錫山錫礦、銀巖錫礦和東田金礦等多個(gè)大中型礦床(圖2)。

圖2　陽(yáng)春—信宜遙感影像異常Fig.2　Map showing anomalies of remote sensing images in the Yangchun-Xinyi area

對(duì)礦產(chǎn)地影像進(jìn)行進(jìn)一步分析，總結(jié)遙感影像構(gòu)造特征，建立影像異常概念。遙感影像異常與礦床之間存在以構(gòu)造為紐帶的共存關(guān)系，遙感影像異常是重要的找礦標(biāo)志(林建南，2003)。

2.3　典型礦田影像模式

通過(guò)對(duì)廣東省典型礦田遙感影像構(gòu)造的綜合研究，建立主要典型礦田影像模式。對(duì)典型礦田遙感特征進(jìn)行總結(jié)，研究影像構(gòu)造異常與成礦關(guān)系，通過(guò)影像異常類(lèi)比，對(duì)進(jìn)一步尋找類(lèi)似礦床具有重要指導(dǎo)意義(表1)。

通過(guò)對(duì)典型礦田遙感影像構(gòu)造研究，得出以下結(jié)論：(1) 主要內(nèi)生礦床均沿巖石圈斷裂及其附近展布，位于2組或2組以上基底斷裂交匯部位，構(gòu)成幾個(gè)重要的成礦帶；(2) 各礦床內(nèi)均有若干個(gè)形成時(shí)代相近和同源的巖體出露，它們來(lái)自同一巖漿房；(3) 深部巖漿房環(huán)、巖漿柱環(huán)、蝕變礦化暈環(huán)以及熱變質(zhì)暈環(huán)等均有不同程度的顯示，往往構(gòu)成復(fù)式環(huán)，并有多組斷裂與其交切；(4) 不同類(lèi)型的礦田礦床的遙感影像有一定的差別。掌握以上特征，對(duì)深入探討線環(huán)構(gòu)造的成因、成礦機(jī)理及指導(dǎo)尋找隱伏礦床具有重要意義(林建南，2003)。

3遙感預(yù)測(cè)模型

3.1　線-環(huán)影像結(jié)構(gòu)

遙感圖像中代表一定地質(zhì)意義或具有成因意義的特定線環(huán)組合模式稱之為線-環(huán)影像結(jié)構(gòu)，它是一種影像-地質(zhì)型式，具有影像特征和地質(zhì)特征的雙重性。以其不同的組合型式，可劃分為不同的線-環(huán)影像結(jié)構(gòu)類(lèi)型。其研究不僅有助于影像特征的描述和表達(dá)，而且有助于從遙感圖像中識(shí)別地質(zhì)特征，有利于建立線-環(huán)結(jié)構(gòu)找礦策略，開(kāi)展遙感地質(zhì)成礦預(yù)測(cè)(樓性滿等，1991；于學(xué)政等，2003)。

表1　廣東省主要典型礦田影像模式

3.2　遙感預(yù)測(cè)模型

基于典型礦田影像模式對(duì)廣東省找礦工作進(jìn)行綜合研究，突出遙感技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提出找礦的遙感預(yù)測(cè)模型。

遙感預(yù)測(cè)模型是以現(xiàn)代成礦地質(zhì)理論為指導(dǎo)，依據(jù)不同成礦地質(zhì)背景、成礦環(huán)境和成礦條件，結(jié)合地質(zhì)礦產(chǎn)、物化探資料，利用遙感技術(shù)，以遙感影像異常、遙感地質(zhì)解譯和成礦信息提取為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)典型礦田影像模式的對(duì)比分析，同時(shí)對(duì)區(qū)內(nèi)已知礦床的遙感地質(zhì)特征進(jìn)行歸納總結(jié)，分析成礦特點(diǎn)，總結(jié)遙感成礦規(guī)律，提取導(dǎo)礦控礦影像構(gòu)造，圈定遙感找礦靶區(qū)，建立遙感地質(zhì)找礦模型(圖3)(趙玉靈，2003；王耿明等，2010，2014)。

圖3　遙感預(yù)測(cè)模型圖Fig.3　Model for remote sensing prediction

3.3　新洲式脈型金礦遙感預(yù)測(cè)模式

該影像構(gòu)造影紋明顯，斷裂旁側(cè)支狀構(gòu)造影紋較發(fā)育，巖漿熱液活動(dòng)較頻繁，隱伏巖體表現(xiàn)為環(huán)形構(gòu)造。采用MapGIS 6.7軟件的空間分析模塊，綜合斷裂構(gòu)造、脆韌性帶和環(huán)形構(gòu)造制成構(gòu)造密度圖，高密度異常區(qū)代表斷裂發(fā)育部位，為多元信息找礦提供線索。

斷裂構(gòu)造是新洲式脈狀金礦最直接的控礦因素。礦床主要產(chǎn)于不同方向、規(guī)模斷裂交匯區(qū)域。斷裂構(gòu)造不僅提供了礦液活動(dòng)的通道，而且次級(jí)斷裂破碎帶、裂隙帶常直接容礦或儲(chǔ)礦。分析發(fā)現(xiàn)研究區(qū)與陽(yáng)春—信宜典型礦田影像模式類(lèi)似，是尋找隱伏金礦的有利地段，建立新洲式脈型金礦遙感預(yù)測(cè)模式，圈定1個(gè)遙感找礦靶區(qū)(圖4)(王耿明等，2014)。

圖4　新洲式脈型金礦遙感預(yù)測(cè)模式圖Fig.4　Remote sensing prediction model of the Xinzhou-type veined gold deposits

4遙感找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)與優(yōu)選

4.1　成礦規(guī)律遙感研究

4.1.1區(qū)域成礦規(guī)律研究根據(jù)遙感地質(zhì)構(gòu)造特征與礦產(chǎn)關(guān)系總結(jié)出以下區(qū)域成礦規(guī)律：(1) 形成時(shí)間早，活動(dòng)期次多，影響深度大，作用面廣的區(qū)域性深大斷裂，對(duì)成礦區(qū)帶起明顯的控制作用，沿帶有重要礦田分布及大型礦床產(chǎn)出；(2) 區(qū)域性成礦斷裂交結(jié)部位或主要構(gòu)造帶強(qiáng)烈應(yīng)變部位常產(chǎn)出重要礦床；(3) 形成較早、活動(dòng)次數(shù)多的斷裂帶中的韌性剪切變形帶后期經(jīng)變質(zhì)及巖漿熱液疊加作用的地段形成中大型貴金屬礦床；(4) 礦點(diǎn)大多分布在環(huán)狀構(gòu)造內(nèi)，斷裂構(gòu)造與環(huán)形構(gòu)造相交部位及大型斷裂和大型環(huán)形構(gòu)造相切部位(樓性滿等，1991)。

4.1.2遙感找礦五要素研究線要素一般是控礦、導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造，與礦產(chǎn)關(guān)系十分密切。一級(jí)線性構(gòu)造控制區(qū)域礦化帶的形成，二級(jí)線性構(gòu)造往往是礦體形成的導(dǎo)礦構(gòu)造，三級(jí)線性構(gòu)造往往是成礦的容礦構(gòu)造。成、控礦構(gòu)造全部經(jīng)過(guò)后期熱液充填或熱液蝕變改造，其影像特征多較模糊。

環(huán)要素與礦點(diǎn)的關(guān)系：(1) 與花崗巖有關(guān)的環(huán)形構(gòu)造與礦點(diǎn)關(guān)系最為密切；(2) 熱液型和接觸交代型礦產(chǎn)與環(huán)形構(gòu)造關(guān)系較密切；(3) 金、銅和鉛鋅礦與環(huán)形構(gòu)造關(guān)系較密切；(4) 多數(shù)礦點(diǎn)在環(huán)形構(gòu)造邊部，少數(shù)靠近環(huán)形構(gòu)造中心。

色要素以角巖化和鐵帽為主：(1) 角巖化色異常與熱液型和巖漿巖型礦產(chǎn)關(guān)系較密切；(2) 角巖化色異常與金、銅和鉛鋅礦關(guān)系較密切；(3) 一般產(chǎn)在角巖化色異常的邊部。

塊要素的形成既包括穩(wěn)定的地質(zhì)體，也包括多組斷裂控制的穩(wěn)定地質(zhì)體，礦點(diǎn)集中分布在沿透鏡邊緣形成的剪切帶或斷裂附近。而帶要素主要是指賦礦地層、巖層。近礦找礦標(biāo)志是與成礦關(guān)系密切的遙感要素，如脈巖、構(gòu)造蝕變帶、巖體與圍巖接觸帶(于學(xué)政等，2003；王耿明等，2014)。

4.2　遙感找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)

在廣東省遙感影像異常地段，通過(guò)典型礦田影像模式類(lèi)比分析，結(jié)合鐵、鋁、銅、鉛、鋅、鎢、銻、金、稀土、磷、銀、錳、鉬、錫、硫、重晶石、螢石、硼18個(gè)礦種63個(gè)礦產(chǎn)預(yù)測(cè)類(lèi)型的成礦規(guī)律遙感研究，根據(jù)遙感預(yù)測(cè)模型，建立不同礦種不同礦產(chǎn)預(yù)測(cè)類(lèi)型的遙感預(yù)測(cè)模式，在廣東省范圍內(nèi)圈定18個(gè)礦種遙感找礦靶區(qū)共235個(gè)。其中，一級(jí)找礦靶區(qū)108個(gè)，二級(jí)找礦靶區(qū)95個(gè)，三級(jí)找礦靶區(qū)32個(gè)。

這些遙感找礦靶區(qū)有些位置重疊，并且找礦范圍較大，主要針對(duì)單礦種進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)尋找多金屬礦指導(dǎo)意義不大。通過(guò)分析多金屬礦找礦線索，在遙感找礦靶區(qū)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步縮小找礦有利地段，圈定了58個(gè)遙感最小預(yù)測(cè)區(qū)。通過(guò)遙感成礦預(yù)測(cè)，縮小了找礦有利地段范圍，為廣東省礦產(chǎn)資源勘查提供遙感依據(jù)(林建南，2003)(圖5)。

圖5　廣東省遙感最小預(yù)測(cè)區(qū)分布圖Fig.5　Map showing distribution of the minimum forecast areas by remote sensing data in Guangdong Province

4.3　靶區(qū)優(yōu)選與找礦建議

本著在遙感找礦靶區(qū)中優(yōu)先考慮一級(jí)靶區(qū)，二級(jí)、三級(jí)依次遞減的原則，開(kāi)展遙感找礦靶區(qū)優(yōu)選。結(jié)果表明：乳源大布—英德波羅為10個(gè)礦種的一級(jí)靶區(qū)，樂(lè)昌黃尾山、云浮葵洞為7個(gè)礦種的一級(jí)靶區(qū)，陽(yáng)山江英為6個(gè)礦種的一級(jí)靶區(qū)，乳源南頭沖、陽(yáng)山寨崗、英德大鎮(zhèn)為5個(gè)礦種的一級(jí)靶區(qū)；梅縣石坑、龍川紫市、河源黃村為6個(gè)礦種的二級(jí)靶區(qū)。通過(guò)遙感找礦靶區(qū)優(yōu)選，選取若干找礦最有利地段，為廣東省找礦突破提供遙感選區(qū)依據(jù)。

根據(jù)廣東省整裝勘查區(qū)的分布情況，英德大鎮(zhèn)位于國(guó)家級(jí)勘查區(qū)雪山嶂地區(qū)銅多金屬礦整裝勘查區(qū)內(nèi)，樂(lè)昌黃尾山、乳源南頭沖位于樂(lè)昌—始興地區(qū)鎢銻多金屬整裝勘查區(qū)內(nèi)，云浮葵洞位于封開(kāi)—廣寧地區(qū)金多金屬整裝勘查區(qū)內(nèi)，龍川紫市、河源黃村位于紫金中壩地區(qū)銅錫多金屬整裝勘查區(qū)內(nèi)。

研究表明，英德大鎮(zhèn)、樂(lè)昌黃尾山、乳源南頭沖、云浮葵洞、龍川紫市和河源黃村為找礦潛力巨大的6個(gè)遙感最小預(yù)測(cè)區(qū)，建議在部省合作整裝勘查中，加大對(duì)以上找礦最有利地段勘查投入力度，主攻云英巖型、矽卡巖型、破碎帶蝕變巖型錫、鎢，兼顧沉積改造型鉛、鋅、銅等，務(wù)求短期內(nèi)取得找礦重大進(jìn)展和突破。

5結(jié)論

(1) 在遙感影像異常研究的基礎(chǔ)上，建立廣東省主要典型礦田影像模式，通過(guò)研究影像構(gòu)造異常與成礦關(guān)系，作為下一步通過(guò)類(lèi)比進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)的遙感依據(jù)。

(2) 通過(guò)典型礦田影像模式的對(duì)比分析，分析線-環(huán)影像結(jié)構(gòu)，提取導(dǎo)礦控礦影像構(gòu)造，通過(guò)遙感預(yù)測(cè)模型，根據(jù)不同礦產(chǎn)預(yù)測(cè)類(lèi)型的礦種成礦規(guī)律建立遙感預(yù)測(cè)模式。

(3) 通過(guò)遙感找礦五要素的成礦規(guī)律研究，利用遙感預(yù)測(cè)模型，在廣東省圈定了235個(gè)遙感找礦靶區(qū)，在此基礎(chǔ)上圈定了58個(gè)遙感最小預(yù)測(cè)區(qū)，為廣東省礦產(chǎn)資源勘查提供遙感依據(jù)。

(4) 通過(guò)遙感找礦靶區(qū)優(yōu)選，選取英德大鎮(zhèn)、樂(lè)昌黃尾山、乳源南頭沖、云浮葵洞、龍川紫市和河源黃村6個(gè)最有利找礦地段，為廣東省找礦突破提供遙感選區(qū)依據(jù)。建議加大對(duì)以上6個(gè)地區(qū)的勘查投入力度，希望3年內(nèi)取得找礦重大進(jìn)展和突破。

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Prediction and preference of prospecting targets in Guangdong Province based on remote sensing forecast model

WANG Geng-ming， ZHU Jun-feng， WU Guo-zhong， WU Hai-lu

(Guangdong Geological Survey Institute， Guangzhou 510080, Guangdong, China)

Abstract：The paper summarizes the characters of remote sensing images from mineral deposit areas, and brings forwards that anomalies in remote sensing images are an important prospecting indicator. The study established image models for the primary representative mines, and searched for similar deposits by analogy of image abnormity. We established the prediction model of remote sensing by studying string-ring image framework and the contrast analysis of representative mine image mode. We also set up remote sensing forecast modes for different mine types and mine forecast style, base on the prediction model of remote sensing, by the research of regional meta-llogenic regularities and five remote sensing prospecting indicators. A total of 235 remote sensing prospecting targets for 18 mineral species were delineated in Guangdong Province. Furthermore, 58 minimum remote sensing prediction areas were determined in order to further reduce the advantageous prospecting regions of seek deposit, which provides remote sensing evidence for mineral exploration in Guangdong Province. Moreover, we selected six optimal prospecting areas, by preferential selection of remote sensing prospecting targets; this will provide remote sensing evidence for the prospecting breakthrough in Guangdong Province. Finally, we suggested increasing perambulation devotion in the zone of six preferential remote sensing minimal predictions areas with an enormous prospecting potential in order to make great progress and prospecting in a short period.

Keywords：remote sensing forecast model； prospecting target； forecast； preference; Guangdong Province