巴爾喀什北部斑巖型銅鉬礦遙感成礦預(yù)測

王文博+牛寶如+王輝

摘 要：通過分析巴爾喀什湖地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)資料，結(jié)合遙感解譯，總結(jié)出區(qū)內(nèi)主要優(yōu)勢礦種-斑巖型銅鉬礦的成礦地質(zhì)類型及主要礦化蝕變類型、成礦規(guī)律、成礦條件及其遙感特征，對指示斑巖型銅鉬礦的指標(biāo)之一鐵染和羥基異常進行了礦化信息提取，解剖了已知大型礦床-科翁臘德銅礦，運用類比推理法，從已知到未知，圈定了3處斑巖型銅鉬礦成礦預(yù)測區(qū)。

關(guān)鍵詞：斑巖型銅礦；遙感；成礦預(yù)測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.073

中亞地區(qū)產(chǎn)出許多世界級特大型礦床，如穆龍?zhí)住炷就袪?、科翁臘德、卡利馬克爾、熱茲甘茲甘等。礦種涵蓋有色金屬、貴金屬、油氣資源等。中亞地區(qū)賦存的儲量巨大的礦產(chǎn)資源與我國目前急缺的礦產(chǎn)資源具有明顯的互補性，如金、銅、鈾、鉛鋅等。

巴爾喀什成礦亞區(qū)指哈薩克斯坦巴爾喀什湖以北、東北和西北濱巴爾喀什地區(qū)，北部為烏斯品成礦帶，西部和東部分別與楚-伊犁和成吉思-塔爾巴哈臺成礦帶相鄰，為一近東西向的菱形地帶，也是一個具格狀的構(gòu)造單元。斑巖銅礦是該區(qū)也是哈薩克薩克斯坦地區(qū)最重要的銅礦類型，區(qū)內(nèi)科翁臘德銅礦是前蘇聯(lián)最大的斑巖銅礦床，世界十大斑巖型銅礦床之一。

1 技術(shù)路線

通過分析巴爾喀什湖地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)資料，結(jié)合遙感解譯，總結(jié)區(qū)內(nèi)主要優(yōu)勢礦種的成礦地質(zhì)類型及主要礦化蝕變類型、成礦規(guī)律、成礦條件及其遙感特征，開展礦化蝕變信息提取，解剖已知大型礦床，運用類比推理法，從已知到未知，圈定成礦預(yù)測區(qū)。

2 巴爾喀什地區(qū)斑巖型礦床區(qū)域控礦要素

斑巖型礦床是指在時間上、空間上、成因上均與斑狀結(jié)構(gòu)的中酸性淺成或超淺成的小侵入體（花崗閃長斑巖、石英二長斑巖、石英斑巖、花崗斑巖等）有關(guān)，并具有鉀、氫蝕變礦物暈和銅、鉬、銀、鉛等地球化學(xué)暈的巖漿期后中-高溫?zé)嵋盒纬傻募毭}浸染型硫化物銅（鉬）礦床?？梢姡邘r體是形成斑巖型礦床的必要條件。

巴爾喀什地區(qū)的斑巖銅礦位于巴爾喀什-阿拉湖褶皺帶，主要由石炭紀(jì)-二疊紀(jì)火山-侵入雜巖組成，基底為隱伏的前寒武紀(jì)地塊，外側(cè)為泥盆紀(jì)造山期火山巖帶。石炭紀(jì)-二疊紀(jì)火山巖的分布受SN向、EW向基底斷裂構(gòu)造控制，火山盆地的基底斷塊構(gòu)造發(fā)育?；鹕綆r帶內(nèi)北西向、北東向斷裂發(fā)育。該區(qū)的斑巖銅礦化主要分布在石炭紀(jì)-二疊紀(jì)火山-深成巖外緣與泥盆紀(jì)火山-深成巖帶的接觸帶及石炭紀(jì)-二疊紀(jì)火山-深成巖帶的內(nèi)側(cè)，以后者最為重要。已知的大部分銅礦均集中在這個帶內(nèi)（如科翁臘德、博爾雷、阿克斗卡、科克賽等礦床）。

與斑巖銅礦成礦有關(guān)的是一些規(guī)模不大的巖株（科翁臘德、阿克托蓋）、巖墻（科克賽）和巖枝，少數(shù)為一些形態(tài)不規(guī)則的巖體（博爾雷）或是巖墻（卡斯卡爾卡茲甘、肯克杜克等）。這些巖株的面積變化較大，由1～10km2。等軸狀或卵圓形巖株對成礦最有利。這些斑巖體又往往是環(huán)形構(gòu)造的中心（科翁臘德、卡拉科伊塔斯、努爾拜等）。在剖面上斑巖體具筒狀（阿克托蓋、科翁臘德）、滴狀或蘑菇狀（博爾雷），由于巖體形成在相當(dāng)寬的深度范圍，即由近地表到深成，因此其內(nèi)部構(gòu)造亦各種各樣，斑巖相與顯晶質(zhì)花崗巖類巖石呈漸變過渡（阿爾馬雷、奧澤爾諾耶等礦床）。

巴爾喀什地區(qū)與斑巖銅礦有關(guān)的侵入體為閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖-斜長花崗巖建造，具有復(fù)雜多相多期次侵入特點，如科翁臘德礦床的巖體就有三次侵入，第一期為輝長閃長巖，第二期為石英閃長巖、花崗閃長巖、英云閃長巖，第三期為斑巖相的花崗閃長巖、斜長花崗巖、花崗斑巖，礦化主要與第三期斑巖相巖石有關(guān)。

斷裂構(gòu)造對斑巖型礦床的形成起著巨大作用。斑巖型銅礦化賦存于北西向斷裂帶內(nèi)，科翁臘德-博爾雷帶北東向區(qū)域性斷裂帶對控礦區(qū)起著不小的作用。北西向和北東向斷裂的交叉地段對斑巖型銅礦化的富集最為有利，巴爾喀什地區(qū)最大的礦床就出在這一位置。斷裂交匯部位可能是巖漿、深部流體和熱液長期滲入的地方，從而導(dǎo)致銅、鉬和其它元素的富集。

除斷裂構(gòu)造外，環(huán)形構(gòu)造對斑巖型礦床的分布和富集也起著控制作用。在北西向和北東向區(qū)域性斷裂交叉處所產(chǎn)生的火山構(gòu)造表現(xiàn)比較清楚，放射狀和環(huán)狀斷裂、裂隙、角礫巖化帶乃是這些構(gòu)造最重要的單元。不同成分和時代的礦石建造的出現(xiàn)，均與他們的形成有關(guān)。環(huán)形和弧形斷裂以及環(huán)形構(gòu)造的邊緣帶與區(qū)域性斷裂系的交叉點，對斑巖型銅礦的富集均起著重大作用。

3 巴爾喀什地區(qū)遙感信息提取

在遙感圖像上，斑巖體主要呈環(huán)形色調(diào)或結(jié)構(gòu)特征分布的影像特征，其形態(tài)有圓形、橢圓形、半圓形、弧形及不規(guī)則多邊形等，其色調(diào)略深或略淺于背景色調(diào)。目前，我國所發(fā)現(xiàn)的斑巖型銅礦區(qū)在遙感圖像上均有較好的環(huán)形影像及組合，只是環(huán)形影像組合特征不同，賦礦位置及含礦構(gòu)造的表現(xiàn)形式各異而已，就拿與斑巖銅礦有關(guān)的火成環(huán)塊來說，其表現(xiàn)形式有幾下幾種：

（1）以反映巖基和隱伏小巖體為主的多層環(huán)形影像組合：斑巖銅礦多產(chǎn)于多層狀構(gòu)造環(huán)塊的層環(huán)界面上或中心。

（2）以反映火山口及隱爆角礫巖筒為主的多層狀環(huán)形影像組合：斑巖銅礦多產(chǎn)在環(huán)帶中或環(huán)形構(gòu)造邊部。在遙感圖像上，如果顯示礦床位于寄生式環(huán)塊影像的邊部，且大環(huán)套小環(huán)，則大環(huán)多顯示下部存在較大規(guī)模的中、酸性侵入巖基，而小環(huán)為上覆圍巖中的巖株群、火山口和蝕變巖暈圈的表現(xiàn)。

（3）反映巖體、火山機構(gòu)和蝕變信息的環(huán)形影像組合：多出現(xiàn)在火山巖發(fā)育地區(qū)，直徑較小，礦床常賦存在蝕變信息環(huán)帶內(nèi)。這種蝕變信息環(huán)帶常呈半環(huán)帶狀圍繞巖體分布或位于火山機構(gòu)旁，并受線形構(gòu)造控制。這種環(huán)形影像組合形式是大型礦床賦存的重要標(biāo)志。

3.1 蝕變巖光譜特征

近礦圍巖蝕變主要是不同類型的熱液與周圍巖石相互作用的產(chǎn)物，是成礦物質(zhì)逐步富集成礦過程中留下的印跡。熱液來源主要有：巖漿作用有關(guān)的熱液、變質(zhì)作用有關(guān)的熱液以及地下水環(huán)流熱液等。熱液流體在運移過程中由于其溫度、物理化學(xué)條件以及圍巖組分差異，形成不同的蝕變礦物，按照圍巖組分可以分為三類：中酸性巖的蝕變（云英巖化、絹云母化、鈉長石化、鉀長石化）、基性超基性巖的蝕變（蛇紋石化、綠泥石化、青盤巖化、碳酸鹽化）、灰?guī)r及其它碳酸鹽類的蝕變（矽卡巖化、硅化、重晶石化、白云巖化）。并且不同類型的圍巖蝕變指示礦床存在的意義不同，這是由于各種蝕變和礦石同樣是成礦作用的產(chǎn)物，從而在時間空間上和有關(guān)的蝕變存在密切的聯(lián)系，并且不同類型的蝕變及其組合專屬一定的礦床（礦種或礦床類型）。endprint

從Hunt G.R（1978）和他領(lǐng)導(dǎo)的實驗室的研究成果以及閻積惠等（1995）依據(jù)礦物反射波譜特征吸收譜帶特點的定性分類研究中可知：主要造巖礦物在可見光-近紅外光譜（O.35～2.5μm）并不產(chǎn)生具有鑒定意義的反射譜帶，其光譜特征主要由巖石中為數(shù)不多的次要礦物決定：

一是含鐵（Fe2+、Fe3+）基團產(chǎn)生，含鐵礦物主要有角閃石、赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦、磁鐵礦、黃鉀鐵礬等，他們在TMl-TM4波段有強的吸收帶，若巖石中含多量的Fe3+，而含F(xiàn)e2+很少，這類巖石的主要吸收譜帶位于TM4和TMl波段，反射波長相當(dāng)于TM3波段的電磁波。若含大量的Fe2+、含F(xiàn)e3+很少，則主要吸收譜帶位于TM1波段，對于波長相當(dāng)于TM2波段的電磁波有某種程度的反射。

二是含羥基（OH-）、水（H20）或碳酸根（CO32-）基團產(chǎn)生，羥基的吸收譜帶主要在2.2μm和2.3μm處，由于OH-在2.2～2.31μm附近存在強吸收谷（稱為羥基譜帶），使得TM7產(chǎn)生低值，TM5產(chǎn)生高值，含羥基礦物大多為次級蝕變礦物，如高嶺土、葉臘石、云母類礦物、綠泥石、綠簾石等，水在1.4μm和1.9μm處有特征吸收帶。含碳酸根礦物主要有五個特征吸收譜帶（1.9～2.55μm），較強的兩個在2.35μm和2.55μm波長處（稱為碳酸根譜帶），相對較弱的在1.9μm、2.0μm、2.16μm三處。常見礦物包括方解石、白云石、石膏、菱鎂礦等。

因此鐵染異常和羥基異常是指示斑巖型銅鉬礦的指標(biāo)之一。

3.2 鐵染異常

鐵染異常主要分布的地層為晚泥盆世-早石炭世砂巖-粉砂巖（有時帶有酸性凝灰?guī)r夾層）沉積建造、早石炭世-中晚石炭世安山巖-英安巖-流紋巖火山建造、晚石炭世-晚二疊世酸性-次堿性火山建造。侵入巖體普遍富含鐵離子，鐵染異常多呈片狀分布在侵入巖體中。另外，鐵染異常的分布還受構(gòu)造控制，呈條帶狀展布，大致呈北西向，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致（見圖1）。

區(qū)內(nèi)已知的十個斑巖型銅礦床都分布在侵入巖巖體或者巖體與圍巖的接觸帶上。石炭紀(jì)花崗閃長巖-花崗巖中分布3處、二疊紀(jì)花崗閃長巖-花崗巖中分布6處，共有6個礦床對應(yīng)有鐵染異常（見圖3）。

3.3 羥基異常

羥基異常主要分布地層為晚泥盆世-早石炭世砂。

巖-粉砂巖（含酸性凝灰?guī)r夾層）、早石炭世-中晚石炭世安山巖-英安巖-流紋巖、晚石炭世-晚二疊世酸性-次堿性火山巖。侵入巖花崗巖-花崗閃長巖體周邊羥基異常發(fā)育。羥基異常呈片狀、條帶狀在石炭系地層及侵入巖體周邊廣泛分布。另外，羥基異常的分布還受構(gòu)造控制，呈北西向展布，大致與區(qū)域構(gòu)造線走向一致，主要分布于石炭系地層及侵入巖體周邊（圖2）。

區(qū)內(nèi)已知的十個斑巖型銅礦床都分布在侵入巖巖體或者巖體與圍巖的接觸帶上。其中4處礦床對應(yīng)有羥基異常（圖3）。

區(qū)內(nèi)已知的十個斑巖型銅礦床都分布在侵入巖巖體或者巖體與圍巖的接觸帶上。其中4處礦床對應(yīng)有羥基異常（圖3）。

4 科翁臘德斑巖型銅鉬礦遙感地質(zhì)特征

大型特大型礦床不僅具有重要的經(jīng)濟價值，其成礦作用更具典型性和代表性，對于成礦作用的研究，總結(jié)成礦特征和成礦規(guī)律，指導(dǎo)找礦具有重要意義。

科翁臘德斑巖型銅鉬礦位于杰茲卡茲干州近巴爾喀什湖地區(qū)、巴爾喀什市北15km處。

礦區(qū)出露粉砂巖-泥巖建造夾法門期酸性凝灰?guī)r，其上不整合覆蓋安山玄武巖及安山英安巖。廣泛發(fā)育侵人巖，主要是具稀有金屬礦化（鎢、鉬等）的淡色花崗巖、侵入雜巖體的花崗巖類。主要含礦的巖相為石英閃長巖、花崗閃長巖、斜長花崗巖、英云閃長巖及花崗巖，具斑狀結(jié)構(gòu)。該組合的花崗閃長巖類的特點是Al203增加、組成中Na大于K?？莆膛D德斑巖型銅鉬礦為露天采坑，在ETM遙感影像圖上特征明顯（圖4）?？刂瓶莆膛D德斑巖銅礦床形成的構(gòu)造在總體上是一套沉積-火山機構(gòu)。斷裂將礦床分割成一系列構(gòu)造塊體，主要分為兩組：一組是環(huán)狀的、放射狀的斷裂構(gòu)造，屬于火山噴發(fā)時期形成的；另一組是線型的，屬于斑巖侵入時期形成的，控制巖體的分布和斑巖型銅礦化?？莆膛D德銅礦床主要受環(huán)狀構(gòu)造的控制（見圖4）。北西和北東走向的斷裂控制了巖墻的分布和侵入體的邊界。

5 成礦有利地段預(yù)測

通過以上分析，巴爾喀什斑巖型銅鉬礦的分布具有以下特點：在石炭紀(jì)-二疊紀(jì)火山-深成巖帶內(nèi)，含礦侵入體為閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖-斜長花崗巖建造；斑巖型銅鉬礦化賦存于北西向斷裂帶內(nèi)，北西向和北東向斷裂的交叉地段對斑巖型銅鉬礦化的富集最為有利；環(huán)形構(gòu)造對成礦有很好的指示作用。結(jié)合礦化異常信息中鐵染異常和羥基異常等要素分析，圈定了3個成礦預(yù)測區(qū)（見圖5），3個預(yù)測區(qū)與科翁臘德斑巖型銅鉬礦遙感地質(zhì)特征對比見表1。

6 結(jié)束語

通過分析巴爾喀什湖地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)資料，結(jié)合遙感解譯，總結(jié)出了區(qū)內(nèi)主要優(yōu)勢礦種-斑巖型銅鉬礦的成礦地質(zhì)類型及主要礦化蝕變類型、成礦規(guī)律、成礦條件及其遙感特征，并對鐵染和羥基異常進行了礦化信息提取，圈定了3處斑巖型銅鉬礦成礦預(yù)測區(qū)，為境外礦產(chǎn)勘查和礦業(yè)開發(fā)提供了依據(jù)。

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基金項目：本文由中國地質(zhì)調(diào)查局項目（DD20160117）、國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃“973”項目（2015CB453000）及陜西省第三批地勘基金項目（61201203093）聯(lián)合自助

作者簡介：王文博（1983-），男，陜西寶雞人，碩士，工程師。endprint