扎西康锌多金属矿床外围遥感找矿预测

徐云峰 唐菊兴 郑文宝 陈 明 林 彬 汪重午

(1.成都理工大学地球科学学院，四川成都610059;2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京10037)

围岩蚀变是重要找矿标志，因蚀变围岩与正常围岩的矿物成分、化学成分、岩石组构和颜色上有所不同，所以在多光谱遥感图像上表现为不同颜色、色调和纹理差异［1］。国外对遥感图像的矿化蚀变信息和构造地质特征信息提取较早，早在1974年，Johnsom分析了俄亥俄州里奇兰县谢尔比地区影像线性体的方位频率，并统计编制了线性体方位偏差响应面图。Hunt等利用羟基在可见光到近红外的波谱相应特征确定特定的矿物来圈定蚀变岩石［2］。国内相关研究起步相对较晚，主要开始于20世纪80年代，刘燕君利用MSS图像采用波段比值方法在北京密云水库附近的变质铁矿实验区，成功地解译出了多个矿化点［3］;郭娜等采用主成分分析、比值分析、MNF变换，通过蒙赛尔变换，形成HLS图像，从而提取遥感矿化蚀变信息［4］。目前，国内应用的遥感矿化蚀变信息提取方法主要有比值变换法、主成分分析法、光谱角填图法、对应分析法、混合像元分解法和MPH技术等。

1 区域构造背景

研究区位于藏南拆离系，大地构造单元属喜马拉雅地块—拉轨岗日被动陆缘盆地。区域构造线总体呈EW向展布，近EW向断裂具压性兼剪切性质，主要表现为一系列的挤压破碎带和冲断层，并伴随强烈的动力变质，对区内岩浆活动及内生成矿作用起着主要控制作用［5］。该区具有多类型、多层次、多期次、多体制、高强度的构造变形和频繁的岩浆活动，从而构成复杂的地质构造。该成矿带分布多处金、锑矿床(点)，多数受次级断层构造控制［6］。这一背景是此次依据地质构造信息和蚀变信息圈定成矿远景区的前提和理论依据。

2 矿区地质概况

扎西康锌多金属矿床位于西藏隆子县，距离隆子县县城约48 km处。矿床位于东经91°59'43″～92° 00'19″、北纬28°22'15″～28°22'47″。其构造上位于北喜马拉雅锑金多金属成矿带的羊卓雍—拿日雍错复式向斜东南端北翼，日当大断裂南西侧，属于喜马拉雅陆块与冈底斯陆块的强烈碰撞造山阶段构造－岩浆热液环境［7］。

矿区及邻近区域的地层主要有上三叠统修康群(T3x)、下侏罗统日当组(J1r)、中上侏罗统遮拉组(J2－3z)和下白垩统甲不拉组(K1j)。其中下侏罗统日当组(J1r)是矿区出露的主要地层，也是矿区主要的容矿、赋矿岩层［8］。其大致可划分为5个岩性段，各岩性段之间为连续整合接触关系。其中第四岩性段(J1r4)是矿区最主要含矿岩段。

区域内岩浆活动频繁、种类繁多，喷出岩主要发育流纹(斑)岩，侵入岩则发育辉绿岩和少量基性—酸性脉岩。矿区内构造活动十分发育，构造层次、构造相、构造样式、构造组合复杂多样。其中矿区中普遍发育的近南北向的高角度断裂构造是矿区主要的控矿构造。扎西康矿床矿体产出严格受构造破碎带控制，以南北向张扭性构造破碎带为主。目前矿区主要的控矿断层为F7(张性正断层，倾向西，倾角为45°～70°)、F2(张性正断层，倾向西，倾角为50°～70°)，分别控制Ⅴ#铅锌主矿体和Ⅵ#铅锌矿体的产出。

矿区围岩主要为日当组的黑色板岩夹少量的凝灰岩、钙质砂岩。其蚀变主要有硅化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿和方解石化。

3 遥感数据源选取及数据预处理

本次遥感地质解译工作选用一景具有中等空间分辨率和光谱分辨率的装载于美国陆地卫星Landsat－7的ETM+图像，图幅号为137/40，成像日期为2000年12月28日。图像云量少，色调对比度好，基本能满足本次遥感地质特征解译提取工作的要求，见图1。

图1 研究区ETM+融合图像Fig.1 The ETM+fusion image in research area

首先对遥感图像进行波段组合、辐射校正和几何校正。研究区范围设定为北纬28°17'～28°27'、东经91°55'～92°05'，对校正后的遥感影像进行裁剪，并掩模裁剪后的影像。掩模的主要方法为:①利用B3波段对云、雪被、第四系进行掩模;②利用B3、B7波段比值对水体和阴影进行掩模;③利用B4、B3波段比值对植被进行掩模;④利用各掩模同时对裁剪影像进行掩模处理。

4 遥感矿化蚀变信息提取

藏南扎西康锌多金属矿床热液蚀变类型主要为硅化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿和方解石化。依据研究经验，将矿区蚀变矿物划分为与羟基有关的蚀变矿物和与铁离子有关的蚀变矿物，分别进行羟基蚀变异常信息和铁染蚀变异常信息的提取。

4.1 羟基蚀变信息提取

矿区内含羟基的蚀变矿物主要有绿泥石和云母类矿物，此类矿物在ETM+7波段附近有较强的光谱吸收谷，在ETM+5波段附近为较强的光谱反射峰［9］。故选取ETM+1、4、5、7波段组合进行主成分分析，用TM+5/TM+7取代了TM7，以增强羟基异常。主成分变换特征向量矩阵见表1。选取PC4作为羟基化物的主分量，并对遥感影像蚀变信息进行3 ×3低通滤波处理，依据主成分分析结果的特征向量矩阵，选取PC4进行密度分割，以平均值加1.5倍方差作为异常下限进行羟基信息提取，得到羟基蚀变异常图像，见图2。

表1 第1、4、5、7波段主成分变换特征向量矩阵Table1 Eigenvector matrix of principal component analysis of band 1，4，5，7

图2 研究区遥感羟基矿化蚀变信息分布Fig.2 Distribution of the remote sensing hydroxyl m ineralized alteration information in the research area

4.2 铁染蚀变信息提取

矿区内与铁离子有关的蚀变矿物多为黄铁矿和褐铁矿等矿物，它们在ETM+1和ETM+4波段为吸收谷，在ETM+3波段表现为相对高反峰。本次选取ETM+1、3、4、5波段组合进行主成分分析，用TM+5/TM+1替换TM+5，以增强铁染蚀变信息。主成分变换特征向量矩阵见表2。选取PC4作为羟基化物的主分量，并对遥感影像蚀变信息进行3×3低通滤波处理，依据主成分分析结果的特征向量矩阵，选取PC4进行密度分割，以平均值加1.5倍方差作为异常下限进行铁染信息提取，得到铁染蚀变异常图像，见图3。

5 遥感矿产地质特征解译

本次构造信息的提取，依据741波段的RGB波段假彩色合成所得遥感影像图，结合成矿要素进行目视解译。通过目视解译，得到了与成矿关系密切的遥感线要素、环要素及带要素。线要素是指与成矿、控矿、导矿和容矿作用相关的构造信息，主要包括断裂构造，脆、韧性变形构造，逆冲推覆构造，褶皱轴等线性构造;环要素是指包括小岩株/斑岩体、与花岗岩侵入体或侵入作用相关的环形体、与火山作用相关的环形构造、与围岩蚀变相关的环形封闭状影像、与沉积岩层及环状褶皱相关的穹隆构造;带要素是指赋矿地层、岩层［10］。解译成果整体分布见图4。

表2 第1、3、4、5波段主成分变换特征向量矩阵Table2 Eigenvector matrix of principal component analysis of band 1，3，4，5

图3 研究区遥感铁染矿化蚀变信息分布Fig.3 Distribution of the remote sensing m ineralized iron alteration information in the research area

图4 研究区遥感构造解译Fig.4 Remote sensing structure interpretation in the research area

6 找矿远景区圈定

通过对比研究发现，扎西康锌多金属矿床类型与湖南香花岭锡多金属矿床颇为相似，均为岩浆热液成因，矿体均受次级断裂构造控制。湖南香花岭锡多金属矿床矿化垂直纵向分带:次级断裂上部主要为铅锌硫化物矿体，次级断裂下部靠近岩体部位主要产出锡石硫化物矿体。而扎西康锌多金属矿床次级断裂上部也主要分布铅锌硫化物矿体，所以有希望在其深部找到锡矿化体。

结合区域内已有的地质资料，对扎西康矿区及外围遥感蚀变信息和遥感矿产地质特征信息进行了分析和验证。遥感蚀变信息分布范围广泛，尤其在环形构造内侧及边缘比较发育，与线性构造也有良好的叠合性。由于藏南地区铅－锌－锑矿床(点)多受次级断层控制，此次圈定的远景区主要分布于次级断裂构造及环形构造附近。次级断裂构造附近找矿远景区主要找矿目标为浅部铅锌矿，环形构造附近找矿远景区主要找矿目标为深部锡矿。根据遥感蚀变信息和地质特征解译成果，结合区域地质信息，在扎西康外围共圈定了5个找矿远景区，见图5。

图5 找矿远景区圈定Fig.5 Schematic diagram of ore prospecting areas

找矿远景区1位于扎西康矿床北北东向约6 km处，在下侏罗统陆热组地层内，主要岩性为泥晶灰岩、变质粉砂岩及粉砂质绢云板岩。远景区处于2个环形构造边缘的交接部位，并发育次级断层，发育强烈的铁染蚀变异常，为浅部铅锌矿找矿远景区。

找矿远景区2位于扎西康矿床正北方向约3.5 km处，在下侏罗统日当组地层内，主要岩性为钙质砂岩、石英砂岩及页岩。远景区处于环形构造与线性构造交叉部位，发育强烈的铁染矿化蚀变异常及相对较弱的羟基蚀变异常，为浅部铅锌矿找矿远景区。

找矿远景区3位于扎西康矿床正北方向约5 km处，在上侏罗统维美组地层内，主要岩性为细粒石英砂岩，粉砂质板岩及复成分砾岩。远景区处于环形构造内侧及边缘，广泛发育强烈的铁染矿化蚀变异常及相对较弱的羟基蚀变异常，为深部锡矿找矿远景区。

找矿远景区4位于扎西康矿床南西西向约4 km处，在上侏罗统维美组地层内，主要岩性为粉砂质绢云板岩及变质粉砂岩。远景区处于环形构造边缘的相切部位和环形构造边缘的交接部位，发育强烈的羟基蚀变异常和铁染蚀变异常，为深部锡矿找矿远景区。

找矿远景区5位于扎西康矿床南西西向约5.5 km处，在上侏罗统维美组地层内，主要岩性为粉砂质绢云板岩及变质粉砂岩。远景区处于环形构造与线性构造交叉部位，发育强烈的羟基蚀变异常和铁染蚀变异常，为浅部铅锌矿找矿远景区。

7 结论

遥感矿化蚀变多出现于断裂构造、环形构造及地层边界附近，多集中于两个环形构造相交或相切部位、环形构造与线性构造交叉部位、环形构造的内侧及边缘部位。

通过对扎西康及其外围遥感图像的解译分析，提取了矿化蚀变信息和矿产地质特征信息，结合区域已有地质资料，圈定了5个找矿远景区。研究成果可为扎西康矿床及外围地区进一步的矿产勘查提供有利的科学依据。

［1］ 谢艳玲，洪金益.遥感图像中蚀变信息的提取方法研究［J］.西部探矿工程，2009(5):95-98.

Xie Yanling，Hong Jinyi.The method of mineralization information extract form remote sensing image［J］.West China Exploration Engineering，2009(5):95-98.

［2］ Hunt G R，Salisbury JW，Lenhoff G J.Visible and near-infrared spectra of minerals and rocks:Ⅲ Oxides and hydroxides［J］.Modern Geology，1978(2):195-205.

［3］ 刘燕君.遥感图像中矿产信息的再现及其意义［J］.科学通报，1983(16):995-997.

Liu Yanjun.The extraction ofmineral information and its significance in remote sensing image［J］.Chinese Science Bulletin，1983(16): 995-997.

［4］ 郭 娜，陈建平，唐菊兴，等.基于RS技术的西藏甲玛铜多金属矿外围成矿预测研究［J］.地学前缘，2010，17(4):280-289.

Guo Na，Chen Jianping，Tang Juxing，et al.A study of the metallogenic prognosis for the periphery of Jiama copper-polymetallic ore，Tibet based on the RSmethod［J］.Earth Science Frontiers，2010，17 (4):280-289.

［5］ 姚晓峦，顾雪祥，李关清，等.藏南扎西康地区综合信息成矿预测［J］.矿物学报，2011(S1):903-904.

Yao Xiaoluan，Gu Xuexiang，Li Guanqing，et al.Metallogenic prognosis based on comprehensive information in Zhaxikang，southern Tibet［J］.Acta Minalogica Sinica，2011(S1):903-904.

［6］ 戚学祥，李天福，孟祥金，等.藏南特提斯喜马拉雅前陆断褶带新生代构造演化与锑金多金属成矿作用［J］.岩石学报，2008，24(7):1638-1648.

Qi Xuexiang，Li Tianfu，Meng Xiangjin，et al.Cenozoic tectonic evolution of the tethyan Himalayan foreland fault-fold belt in Tibet，and its constraint on antimony-gold Polymetallic minerogenesis［J］.Acta Petrologica Sinica，2008，24(7):1638-1648.

［7］ 王艺云，唐菊兴，郑文宝，等.西藏隆子县扎西康锌多金属矿床矿石组构研究及成因探讨［J］.地球学报，2012，33(4):681-692.

Wang Yiyun，Tang Juxing，Zheng Wenbao，et al.A tentative discussion on ore fabric and genesis of the Zhaxikang Zn-polymetallic deposit，Lhunze county，Tibet［J］.Acta Geoscientica Sinica，2012，33 (4):681-692.

［8］ 孟祥金，杨竹森，戚学祥，等.藏南扎西康锑多金属矿硅－氧－氢同位素组成及其对成矿构造控制的响应［J］.岩石学报，2008，24(7):1649-1655.

Meng Xiangjin，Yang Zhusen，Qi Xuexiang，et al.Silicon-oxygen-hydrogen isotopic compositions of Zaxikang antimony polymetallic deposit in southern Tibet and its responses to the ore-controlling structure［J］.Acta Petrologica Sinica，2008，24(7):1649-1655.

［9］ 张玉君，曾朝铭，陈 薇.ETM+(TM)蚀变遥感异常提取方法研究与应用——方法选择和技术流程［J］.国土资源遥感，2003，56(2):44-49.

Zhang Yujun，Zeng Zhaoming，Chen Wei.Themethods for extraction of alteration anomalies from the ETM+(TM)data and their application:Method selection and technological flow chart［J］.Remote Sensing for Land＆Resources，2003，56(2):44-49.

［10］ 杨日红，于学政.藏东三江地区多金属矿产遥感信息综合找矿预测［J］.地质与勘探，2005，41(3):59-63.

Yang Rihong，Yu Xuezheng.Ore-prospecting perspective of remote sensing information for polymetallicminerals in the three-river area of east Tibet［J］.Geology and Prospecting，2005，41(3):59-63.