黑色巖系型金礦遙感解譯與成礦規(guī)律研究——以烏茲別克斯坦龍?zhí)捉鸬V床為例

裴亞倫，尹顯科，王 波、，尹 滔，范 敏，袁華云

?

黑色巖系型金礦遙感解譯與成礦規(guī)律研究——以烏茲別克斯坦龍?zhí)捉鸬V床為例

裴亞倫1，尹顯科1，王 波1、2，尹 滔1，范 敏1，袁華云1

（1.四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081；2.成都理工大學(xué)，成都 610081 ）

黑色巖系型金礦床是世界最具工業(yè)價(jià)值的金礦床類型之一，其勘查方法種類繁多。通過對(duì)已發(fā)現(xiàn)的黑色巖系型金礦床進(jìn)行遙感地質(zhì)解譯，利用影像上色、形、紋等標(biāo)志，結(jié)合其地質(zhì)背景來建立一套遙感找礦模型，能夠?qū)υ擃愋徒鸬V床尋找提供高效、便捷的途徑。研究以亞洲最典型的黑色巖系型金礦床—烏茲別克斯坦穆龍?zhí)捉鸬V床為例，通過對(duì)礦床區(qū)域地層、構(gòu)造及蝕變等遙感信息進(jìn)行詳細(xì)解譯，建立了相應(yīng)的遙感解譯標(biāo)志，總結(jié)出了該類金礦床的遙感特征及成礦規(guī)律，建立了遙感找礦模型。

遙感；金礦床；黑色巖系；找礦模型

黑色巖系是指含有較多有機(jī)碳及硫化物的暗灰黑色的硅巖、碳酸鹽巖、泥質(zhì)巖及其相應(yīng)變質(zhì)巖石組合的總稱。黑色巖系型金礦床是指賦存于高有機(jī)碳含量的淺變質(zhì)巖系中的層控礦床。淺變質(zhì)巖系以碎屑巖為主，常含碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖和火山巖，但以砂巖、板巖為主。

表1 陸地衛(wèi)星ETM影像的觀測(cè)參數(shù)

黑色巖系在全球有較為廣泛的分布，如在俄羅斯西伯利亞里菲界上部，印度小喜馬拉雅、巴基斯坦北部、伊朗、法國南部、蒙古、澳大利亞南部、加拿大等地的下寒武統(tǒng)底部，英格蘭-芬蘭-德國到中歐的上二疊統(tǒng)，以及中亞地區(qū)元古宙和古生代地層中均有分布。黑色巖系通常富含大量的有機(jī)質(zhì)和豐富的鉑族原始以及Cu、Ni、Mo、Au、U、V、Mn、Fe、Co、Bi、Cr、Se、Hg、Sb、W等金屬元素，這些元素，在適當(dāng)條件下均可形成一定規(guī)模的礦床，黑色巖系金礦是其中一類。

以烏茲別克斯坦穆龍?zhí)捉鸬V床為例，研究黑色巖系型金礦床的遙感特征，其目的是通過成礦規(guī)律研究建立遙感找礦模型。

1 穆龍?zhí)缀谏珟r系型金礦床遙感解譯

1.1 遙感數(shù)據(jù)處理及影像制作

2）波段組合分析，對(duì)穆龍?zhí)捉鸬V區(qū)經(jīng)波段特征分析，采用波長(zhǎng)為2.09～2.53 μm（ETM7）、0.775～0.90μm（ETM4）、0.630～0.690 μm（ETM3）三個(gè)波段，分別賦予紅、綠、藍(lán)三色合成的假彩色圖像，然后融合0.520~0.90μm（ETM8），經(jīng)過處理的影像能較好地揭示各種地質(zhì)體特征；因此工作區(qū)采用以上波段組合制作假彩色合成圖像（表1）。

3）圖像校正與圖像鑲嵌，選擇多項(xiàng)式法進(jìn)行配準(zhǔn)糾正，配準(zhǔn)糾正過程中采用雙線性法或立方卷積法重采樣。鑲嵌的方法采用先校正后鑲嵌。

4）圖像的處理方法，通過對(duì)各波段亮度級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)差以及波段的相關(guān)性進(jìn)行分析比較，最終選擇亮度級(jí)差大、標(biāo)準(zhǔn)差大、波段間相關(guān)性小的ETM7、ETM4、ETM3進(jìn)行波段組合，融合ETM8波段，制作圖幅的基礎(chǔ)圖像。針對(duì)局部解譯目標(biāo)信息實(shí)施針對(duì)性增強(qiáng)處理的方法，主要選擇波段組合法、比值組合法、主成分分析法、HIS彩色空間變換法、邊緣增強(qiáng)和融合技術(shù)等圖像增強(qiáng)處理方法。

1.2 礦區(qū)區(qū)域ETM影像特征

影像數(shù)據(jù)的時(shí)相較好， 植被覆蓋較少，80%以上為地表裸露區(qū)，沿河谷及河谷兩岸有少量綠色植被覆蓋，地表風(fēng)化作用 較強(qiáng)，因此地表多為薄層的第四系覆蓋，但地質(zhì)單元的遙感標(biāo)志特別明顯（圖1）。

遙感影像圖面較為光滑的棕灰色夾暗灰色色調(diào)，團(tuán)塊狀、條帶狀，第四系地層大致沿河谷展布，棕灰褐色，板狀，細(xì)密紋理，水系較為發(fā)育。影像中部地區(qū)志留系-泥盆系地層為暗灰色、灰白色夾淺紫色、條帶狀、似層狀、細(xì)密紋理，水系中等發(fā)育；白堊系-新近系地層為棕灰色、褐灰色、條帶狀、似層狀、細(xì)密紋理，水系中等發(fā)育；東南部地區(qū)的二疊系地層為棕紅色夾淺紫色、條塊狀、細(xì)點(diǎn)紋、水系不發(fā)育。

圖1 穆龍?zhí)捉鸬V區(qū)域ETM衛(wèi)星影像圖

圖2 穆龍?zhí)捉鸬V區(qū)區(qū)域地質(zhì)及ETM影像特征示意圖

（Q:第四系 S4：志留系四段 S3-2：志留系三段上部 S3-1：志留系三段下部 S2-2：志留系二段上部 S2-1：志留系二段下部 S1：志留系一段 D：泥盆系 K-N:白堊系-新近系）

1.3 礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)遙感特征

據(jù)已有資料，該礦區(qū)出露地層主要為志留系-泥盆系砂巖、板巖、碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖和火山巖等淺變質(zhì)巖。在區(qū)域構(gòu)造上處于復(fù)背斜與深斷裂交切部位的附近，即NW向的復(fù)背斜與近EW向的斷裂相交切部位，礦區(qū)內(nèi)斷裂、褶皺構(gòu)造極為發(fā)育，北面、西面均有近EW向近于直立的深斷裂，及其產(chǎn)生的不同方向的次級(jí)斷裂，在礦區(qū)內(nèi)形成連通網(wǎng)，成為含礦熱水溶液運(yùn)移的通道，使穆龍?zhí)捉鸬V床呈現(xiàn)為一個(gè)延深很大的礦樓形式。

在了解穆龍?zhí)捉鸬V區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景的情況下，結(jié)合遙感影像數(shù)據(jù)，我們通過由點(diǎn)到線，由線到面，由已知到未知的解譯方法，對(duì)礦區(qū)做了遙感地質(zhì)解譯，形成了礦區(qū)遙感地質(zhì)特征圖，并建立了詳細(xì)的遙感解譯標(biāo)志（圖2、圖3）。

圖3 根據(jù)遙感解釋對(duì)地層分段

1.3.1礦區(qū)地層

由于所剪圖形的位置和方向不同，視角上會(huì)影響學(xué)生對(duì)所剩圖形面積的大小的判斷。通過觀察思考，筆者讓學(xué)生感受到同樣大小的正方形中，減去同樣大小的長(zhǎng)方形，剩下部分的面積大小相等，這與長(zhǎng)方形所在的位置或擺放形式無關(guān)。

礦區(qū)出露地層主要有志留系、泥盆系、白堊系-新近系，志留系地層主要為炭質(zhì)千枚巖、千枚巖、炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)片巖、炭質(zhì)砂巖、變質(zhì)砂巖、粉砂巖和泥巖等，黑色碎屑巖系為賦礦巖性；泥盆系為砂巖、粗砂巖等；白堊系-新近系巖性主要為砂巖、粉砂巖、泥巖等。

1）志留系四段（S4）：粉砂巖、變質(zhì)砂巖等。遙感影像特征為：棕褐色夾灰白色、團(tuán)塊狀、條塊狀、細(xì)點(diǎn)紋理，局部見層狀，蝕變不明顯，植被覆蓋較少，水系中等發(fā)育。

2）志留系三段蝕變帶（S3-2）：蝕變的炭質(zhì)砂巖、變質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥巖等。遙感影像特征為：棕紅色夾暗灰色、團(tuán)塊狀、條塊狀、細(xì)點(diǎn)紋理，局部見層狀，蝕變較為明顯，呈斑塊狀，植被覆蓋較少，水系中等發(fā)育。

3）志留系三段（S3-1）：炭質(zhì)砂巖、變質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥巖等。遙感影像特征為：棕褐色夾灰白色、團(tuán)塊狀、條塊狀、細(xì)點(diǎn)紋理，局部見層狀，蝕變不明顯，植被覆蓋較少，水系中等發(fā)育。

4）志留系二段蝕變帶（S2-2）：蝕變千枚巖、炭質(zhì)千枚巖、炭質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖等。遙感影像特征為：暗灰色夾灰白色、板狀、條帶狀地形、平行線狀、羽狀紋理，局部見層狀，蝕變較明顯，呈面狀分布，植被覆蓋適中，水系中等發(fā)育。

5）志留系二段（S2-1）：千枚巖、炭質(zhì)千枚巖、炭質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖、泥巖等。遙感影像特征為：暗灰色夾灰白色、板狀、條帶狀地形、平行線狀、羽狀紋理，局部見層狀，植被覆蓋適中，水系中等發(fā)育。志留系一段（S1）：炭質(zhì)片巖、板巖、泥巖等。遙感影像特征為：棕灰色夾灰白色、板狀地形、平行線狀紋理，地表風(fēng)化剝蝕較明顯，植被覆蓋適中，水系中等發(fā)育。

6）泥盆系（D）：砂巖、粗砂巖等。遙感影像特征為：褐灰色、灰白色、團(tuán)塊狀、粗點(diǎn)紋，龍崗狀地形，植被覆蓋稀少，水系不發(fā)育。

7）白堊系-新近系（K-N）：巖性主要為砂巖、粉砂巖、泥巖等。遙感影像特征為：棕灰色夾灰綠色、板狀、條帶狀、細(xì)密紋、平行線紋理，板狀地形，植被覆蓋稀少，水系較發(fā)育。

1.3.2礦區(qū)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要斷裂走向近EW向，還有眾多不同方向延伸的小型次級(jí)斷裂；地層走向主要為北西西向，局部受斷裂影響，地層呈近東西向及北西向。斷裂構(gòu)造影像特征主要為線性延伸的負(fù)地形，巖性標(biāo)志層被錯(cuò)斷，斷層三角面，線性延伸的色異常，水系彎曲等。礦區(qū)的斷裂構(gòu)造控制著礦體的展布及規(guī)模，為含礦熱液的運(yùn)移、富集成礦提供了豐富的條件（圖4）。

1.3.3礦區(qū)地層

礦體圍巖蝕變較強(qiáng)，見褐鐵礦化、黃鐵礦化、黑云母化、硅化、綠泥石化、綠簾石化等。ETM影像上褐鐵礦化、黃鐵礦化表現(xiàn)為棕紅色色斑，呈侵染狀、條帶狀，斑塊紋理；硅化、綠泥石化、綠簾石化表現(xiàn)為暗灰白色夾淺紫色，呈侵染狀、面狀分布、密點(diǎn)、紋理較細(xì)膩（圖5、圖6）。

圖5 褐鐵礦化、黃鐵礦化

圖6 硅化、黑云母化、綠泥石化

2 黑色巖系型金礦床的成礦規(guī)律遙感示范研究

2.1 黑色巖系型金礦床成礦規(guī)律

1）成因：目前大多數(shù)人認(rèn)為黑色巖系型金礦是變質(zhì)熱液型，該模式認(rèn)為金來自初始的沉積，后在沉積及區(qū)域變質(zhì)、動(dòng)力變質(zhì)和熱液蝕變作用中，金又在巖層內(nèi)發(fā)生重新分配、富集，從而形成網(wǎng)狀礦床。

2）找礦標(biāo)志：地層：富含炭質(zhì)的細(xì)碎屑巖—碳酸鹽巖，重點(diǎn)尋找富含炭質(zhì)的細(xì)碎屑巖。①構(gòu)造：主要為韌性剪切帶，韌性剪切構(gòu)造對(duì)成礦起了決定性作用，不僅起到導(dǎo)礦作用，還起到容礦作用，尤其是在脆、韌性多期轉(zhuǎn)換的地帶對(duì)成礦最為有利，是找礦的重點(diǎn)部位。②蝕變：黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、硅化以及弱石墨化等。

2.2 黑色巖系型金礦床遙感找礦模型探索

表2 黑色巖系金礦遙感找礦模型

通過對(duì)穆龍?zhí)捉鸬V的解譯分析，黑色巖系型金礦的含礦圍巖主要為早古生界富含炭質(zhì)細(xì)碎屑巖及碳酸鹽巖等，礦體多受斷裂構(gòu)造控制，特別是韌性剪切帶對(duì)成礦更有利。黑色巖系型金礦區(qū)在遙感影像上表現(xiàn)為灰黑色、灰褐色夾灰白色，板狀、條帶狀地形，平行狀、羽狀紋理，線性構(gòu)造特別發(fā)育，見褐灰色、暗灰色、侵染狀及面狀蝕變帶。由此總結(jié)出一套遙感找礦模型如下表（表2）。

3 結(jié)論

黑色巖系型金礦床主要出露于早古生界的富含炭質(zhì)的細(xì)碎屑巖、千枚巖、炭質(zhì)片巖、炭質(zhì)砂巖、變質(zhì)砂巖、粉砂巖和泥巖等地層中，主要為斷裂控礦，尤其是在脆、韌性多期轉(zhuǎn)換的地帶對(duì)成礦最為有利。

該類礦床的控礦地層在圖像上多呈灰黑色夾灰白色色調(diào)，地層形態(tài)在影像上多表現(xiàn)為板狀、條帶狀。控礦韌性剪切帶構(gòu)造總體呈灰黑色調(diào)，斷續(xù)的線性影像。以褐鐵礦化為主的蝕變類型呈褐黃色調(diào)不連續(xù)的帶狀或塊狀影紋。硅化、綠泥石化、綠簾石化表現(xiàn)為暗灰白色夾淺紫色，呈侵染狀、面狀分布、密點(diǎn)、紋理較細(xì)膩。

[1] 施俊法, 唐金榮, 周平, 金慶花. 找礦模型與礦產(chǎn)勘查[J].地質(zhì)出版社,2010.10

[2] 梅燕雄, 裴榮富, 楊德鳳, 等. 全球成礦域和成礦區(qū)帶*[J]. 礦床地質(zhì), 2009，28（4）: 383-389.

[3] 龍漢生,金中國, 張倫尉, 等. 貴州省下寒武統(tǒng)黑色巖系型多金屬礦床研究進(jìn)展[J]. 礦產(chǎn)與地質(zhì), 2010.10

[4] 朱亮璞. 遙感地質(zhì)學(xué)[M]. 北京: 地質(zhì)出版社,1994:168-176.

[5] 劉春涌, 王永江. 初論黑色巖系型金礦床的基本特征[J]. 新疆地質(zhì), 2007.3

[6] 鄭明華, 張壽庭, 劉家軍, 等. 南天山穆龍?zhí)捉鸬V床產(chǎn)出地質(zhì)背景與成礦機(jī)制[M]. 北京: 地質(zhì)出版社,2001

[7] 熊盛青. 國土資源遙感技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 國土資源遙感, 2002，14（1）: 1-5.

A Study of Remote Sensing Interpretation and Metallogeny of Black Rock Type Gold Deposits——By the Example of the Muruntau Au Deposit in Uzbekistan

PEI Ya-lun1YIN Xian-ke1WANG Bo1,2YIN Tao1FAN Min1YUAN Hua-yun1

（1-Geological Survey of Sichuan Province, Chengdu 610081; 2-Chengdu University of Technology Chengdu 610081）

Black rock type of gold deposits is one of gold deposit types of the most industrial value in the world, with various exploration methods. It is believed that gold deposits of this type may be found by means of remote sensing information such as color, shape, lineament and so on combined with its geological features. This study establishes a remote sensing prospecting model for black rock type of gold deposits based on remote sensing information of regional stratigraphy, structure and alteration by the example of the Muruntau gold deposit in Uzbekistan, providing a convenient and efficient way to find black rock type gold deposits.

black rock series; gold deposit; prospecting model

2017-12-26

“一帶一路”資源環(huán)境衛(wèi)星遙感解譯與應(yīng)用的課題之一“西亞11國地質(zhì)礦產(chǎn)與資源環(huán)境遙感解譯”項(xiàng)目資助.

裴亞倫（1981-），男，四川渠縣人，工程師，主要從事礦產(chǎn)資源遙感地質(zhì)綜合調(diào)查工作

P631.2；P618.51

A

1006-0995（2018）04-0685-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.04.033