西藏多龙铜多金属矿集区构造及蚀变遥感信息提取

代晶晶，曲晓明

(1．中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京100083; 2．国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037)

西藏多龙铜多金属矿集区构造及蚀变遥感信息提取

代晶晶1，2，曲晓明2

(1．中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京100083; 2．国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037)

本文选取RADARSAT2四极化雷达数据及ASTER多光谱遥感数据，通过对两者的数据处理及联合分析，提取了西藏多龙矿集区的构造格架和蚀变信息。理清区域环形构造为一个大的半圆形环状构造里嵌套两级小的环形构造;断裂构造总体有三组:近东西向断裂、北东向断裂及北西向断裂，组成菱形格架。通过对已知矿点、蚀变信息、岩体信息与构造信息之间的关系分析，得出构造与成矿之间关系密切，已知矿点及蚀变信息主要分布在断裂交汇部位及断裂密集区域，最后根据构造背景及蚀变信息预测了4处区域找矿靶区:铁格隆区段、多不杂波龙区块、地保那木岗区段、色那至赛角区段，目前这四个区块均存在找矿线索。

多龙矿集区RADARSAT2ASTER地质构造蚀变信息

Dai Jing－jing，Qu Xiao－ming．Structural pattern and alteration information derived from remote sensing data and their significance for ore search in the Duolong copper－ore concentration area of Tibet［J］．Geology and Exploration，2012，48(4):0815－0822．

合成孔径雷达作为一种主动微波遥感成像技术，具有全天时、全天候、穿透性强等特点，在岩性、地质构造探测以及构造带控制下的金属矿床探测等方面具有独特的优势。前人在运用雷达数据进行地质构造研究中所选用的雷达数据主要为单极化数据(范湘涛等，2000;徐凌等，2002;石火生等，2002;赵珍梅等，2007;荆燕等，2008;颜蕊等，2008)，单极化雷达数据由于仅具有一种极化模式，反映的雷达信息比较局限。近年来，随着雷达卫星的发展，全极化、高分辨率雷达卫星数据的获取成为可能。RADARSAT2是近年发射的一颗高级雷达卫星，它具有四极化工作模式，大大增加可识别地物或目标的类别，并且可为用户提供高空间分辨率的雷达数据，是构造信息提取研究良好的数据源。另外，ASTER数据作为多光谱数据的典型代表，具有较高的波谱分辨率，可获取3个可见光、6个短波红外、5个热红外波段的数据，是蚀变岩提取的良好数据源，前人已有许多成功的研究案例(丛丽娟等，2007;张玉君等，2007;吕凤军等，2008;耿新霞等，2008)。西藏改则县多龙矿集区是西藏班公湖－怒江成矿带近几年发现的较大的铜多金属矿集区，前人对其地球化学特征、流体包裹体、蚀变等进行了相关研究(佘宏全等，2006;李光明等，2007;李金祥等，2008;代晶晶等，2010)，而对其构造特征、构造与成矿之间的联系研究较少。本文在前人成矿研究的基础上，运用RADARSAT2四极化雷达数据及ASTER多光谱数据，对研究区进行了构造信息及蚀变信息解译及提取，从遥感角度更好的诠释了整个矿集区构造、蚀变与成矿之间的联系，这对于今后此地区开展找矿研究具有一定的借鉴意义。

1 研究区地质概况

西藏改则县多龙铜多金属矿集区位于班公湖－怒江成矿带西段(图1)，区内典型已知矿床为多不杂和波龙斑岩型铜矿，出露地层均为中侏罗统曲色组第一、二岩性段及下白垩统美日切错组及第四系(如图2)。其中中侏罗统曲色组第一岩性段(J2q1)为深灰色褐铁矿化弱硅化粉砂质板岩夹变长石石英砂岩、灰岩条带及透镜体。中上部有花岗闪长斑岩、闪长玢岩出露、具孔雀石化、褐铁矿化、硅化。中侏罗统曲色组第二岩性段(J2q2)为浅绿灰色、浅黄褐色薄至中厚层状弱褐铁矿化、弱硅化变长石石英砂岩，中部有花岗闪长斑岩出露、具孔雀石化、锰矿化、硅化，上部有褐红色、褐灰色玄武质安山岩出露。下白垩统美日切组(K1m)为紫红色安山质火山碎屑岩、安山玢岩。新近系中新统康托组(N1k)为棕红色粘土及砂砾岩。第四系(Qh)为为残坡积的松散砂碎石堆积及洪冲积的砾石、砂土等。区域侵入岩主要有花岗闪长斑岩、辉绿岩，其中多不杂矿区与波龙矿区的含矿斑岩均为花岗闪长斑岩。成矿时代为燕山期，成矿构造环境为碰撞后的区域性隆升构造环境。矿区内的矿化主要有孔雀石化、蓝铜矿化、黄铜矿化、黄铁矿化、锰矿化、辉铜矿化、褐铁矿化。蚀变主要为硅化、绢云母化、钾长石英化，斜长石化、绿泥石化、绿帘石化等。

图1 多龙矿集区构造位置图Fig．1 Map showing tectonic setting of the Duolong ore concentration area

2 数据源简介

2．1 RADARSAT2

RADARSAT2是一颗搭载C波段传感器的高分辨率商用雷达卫星，由加拿大太空署于2007年12月14日在哈萨克斯坦拜科努尔基地发射升空。RADARSAT2采用多极化工作模式，大大增加可识别地物或目标的类别，可提供3～100 m分辨率、幅宽从10～500 km范围的雷达数据，在原有水平极化(HH)的基础上增加了垂直极化(VV)和正交极化(HV或VH)，4种极化模式将提供全面的极化数值设定。RADARSAT2提供10种波束模式，包括2种高分辨率模式、3种极化模式、扫描增宽、大容量固态记录仪，使运行更为灵活(吴军虎等，1999;匡燕等，2007)。本文选用四极化精细模式产品，购买了研究区两景RADARSAT2数据，具体技术参数如表1所示。

表1 RADARSAT2技术参数表Table1 Technical parameters of RADARSAT2

2．2 ASTER

图2 多龙矿集区地质图①Fig．2 Geological map of the Duolong ore concentration area①

ASTER是Earth Observing System TERRA AM－1平台预定的重要有效载荷之一，属于高级多光谱遥感成像。它有14个波段，波长范围在0．52～0.86μm的三个可见光近红外波段(VNIR)和波长范围在1．6～2．43 μm的六个短波红外波段(SWIR)同时观测太阳反射辐射亮度，它们的空间分辨率分别是15 m和30 m;另外，波长范围在8．125～11．65 μm内的五个热红外波段(TIR)观测地表的发射辐射值，空间分辨率是90 m。本文购买了两景ASTER数据，数据级别为L1B级，数据获取时间为2002年3月31日。

3 数据处理

3．1 ASTER数据处理

星载成像遥感器实际上获取的是太阳辐射通过大气层之后的信息。因此，传感器获取的信息包括地物和大气信息。为了定量分析地表参数，去除大气影响是实现定量分析地表参数遥感研究的关键一步。FLAASH是由世界一流的光学成像研究所－波谱科学研究所(Spectral Sciences)在美国空气动力实验室支持下开发的大气校正模块，是目前精度最高的大气辐射校正模型。本文对ASTER L1B级1～9波段数据采用ENVI软件中FLAASH模块完成大气校正(李小娟等，2007;郝建亭等，2008)。经过FLAASH大气矫正后的图像，将两景ASTER数据进行镶嵌，并按照研究区域进行裁剪，然后选择不同的波段组合进行彩色合成、比值增强、光谱角填图处理等，提取蚀变岩体信息(代晶晶等，2010)(如图3)。

图3 ASTER468波段彩色合成及蚀变信息提取图Fig．3 Map showing color composition of ASTER bands 4，6 and 8 and alteration information extraction

3．2 RADARSAT2数据处理

为了更好的解译极化雷达数据，我们可以从极化雷达数据中提取目标的极化散射特性，其理论核心就是极化分解。地物目标的极化散射特性和其形状结构等有着本质的联系，可以反映目标的表面粗糙度、对称性和取向等其他雷达参数不能提供的信息。极化分解的方法有很多种，最常用的有Pauli分解、Cloude分解、Hlm＆Barnes分解、Freeman－Durden分解等(王超等，2008)。本文主要利用雷达处理软件Palsarpro对研究区全极化雷达数据进行处理，获取四极化雷达数据的极化分解图像，为研究区构造解译提供数据支持。具体步骤为:首先分别读取两景RADASAT2原始数据，分别进行滤波及极化合成处理，本文选取的极化分解方法为Pauli分解。然后对于处理后的两景极化合成数据进行镶嵌，裁剪出研究区域，并将裁剪后的RADARSAT2数据与ASTER数据进行配准，使得两类数据能够对比分析，运用的几何配准方法是多项式几何校正，图像选取点数为25个，误差控制在3个象元之内，几何校正结果良好，如图4所示。

4 构造及岩体信息解译

多极化雷达图像从视觉效果上优于单极化雷达图像;与光学图像相比，它的立体视觉感更强，且具有光学图像不具备的一些信息表达。基于多极化雷达数据及ASTER数据对多不杂地区构造和岩体信息进行了目视解译，得到了以下认识:多不杂地区构造特征在图象上表现非常特殊，遥感解译的线性构造和环形构造是该区总体构造特征的反映。环形构造为一个大的半圆形环状构造，半圆形里还可分出两级小的半圆形以及小的环形构造，推断可能存在深部大的岩浆房。断裂构造非常发育，总体有三组:近东西向断裂构造、北东向断裂、北西向断裂，其中近东西向断裂构造延伸较长，为区域性的断裂;北东向断裂、北西向断裂组成菱形状格架，规模较近东西向断裂小，为次级断裂。遥感解译的蚀变岩体信息主要分布在断裂构造的交汇部位及断裂构造较为密集的区域(图5)。

5 构造与成矿分析

通过对成矿区岩体信息叠加，蚀变岩体主要出露于区域性大断裂及旁侧次级断裂构造所控制的交汇部位，断裂构造导致岩体的侵入并控制了岩体的展布。根据遥感解译结果分析，断裂构造为重要控矿因素之一，线性断裂构成的菱形状格架与环形构造的交切或截切部位是导岩或导矿的有利空间，控制岩体或次火山岩的形态、规模，火山－次火山岩所携带的气－矿质热液或岩浆矿质热液或变质矿质热液，在有利部位岩体的接触带上或者气－液爆破冲击力作用下使岩石破碎，再交代、充填形成矿体。综上所述，区域上整体为断裂构造－岩体控矿，矿质热液是成矿的控矿因素。

图4 RADADSAT2全极化数据极化分解图Fig．4 RADADSAT2 quad－polari metric decomposition image

图5 构造及蚀变信息解译图Fig．5 Interpretation of faults and alteration rocks based on remote sensing data

研究认为线性构造组合的菱块构造代表成矿前的基底构造，多处于上升部位。环形构造，一般代表成矿时岩浆活动的特点，环的中心以及环线结点部位通常是火山机构的中心部位，成矿母岩形成的有利构造空间，该部位的岩体从物质成份、组构的差异性、分带性、蚀变类型的复杂程度说明是多次活动所造成。环形构造一般代表幔源柱或成矿时岩浆活动的特点。当菱块清楚，环形模糊时，说明盖层构造存良好，成矿母岩(侵入岩)埋深较大，对中低温热液矿体形成有利。如果环形构造清楚，菱块不明显，表明侵入体已出露地表，盖层已被剥蚀掉。当菱、环都清楚时，说明盖层薄，岩体隐伏不深，是寻找多金属矿体的有利地段。多不杂地区的特殊地质构造背景经比选大致存在四个有利找矿靶区。

(1)铁格隆区段

从遥感图象上该区块位于铁格山地区环形构造的环形构造中心部位内环，中酸性蚀变岩发育，火山机构发育，线性构造条数和交点数统计都处于高密度区(见图5)，图像特征非常明显，可以说是属于菱、环都清楚的区块。目前铁格隆的砂金矿点的物资来源主要是该地段，且有岩金矿化线索。

(2)多不杂波龙区块

该区块构造背景是在大的环形构造南段西翼(见图5)，已知矿点与NE向、近EW向、NW向断裂相关，并可见三个以上的火山机构以及蚀变岩体，环、线性构造都较清楚，线性构造发育，这种情况说明盖层较薄，岩体隐伏不深，是寻找中低温热液型铜金矿的有利区块之一，目前已经先后发现多不杂和波龙两个大型铜矿体。

(3)地保那木岗区段

该区块在遥感图上反映蚀变岩发育，发育东西向断裂，其次为NW向断裂。环形构造表现较清楚，而菱形线性构造不清楚，这种情况表明侵入体已出露地表，盖层已被剥蚀掉，在岩体周围是寻找蚀变岩型金矿的有利地段。

(4)色那至赛角区段

该区块处在铁格山大型环状构造的环缘上，从遥感解译图上(见图5)，赛角处在外环上的两组NE向和近SN向线性构造相交切的位置上、色那矿所处位置蚀变岩体发育，它们所处的环－线相交切的部位不清楚，说明盖层构造保存完好，矿体埋藏较大，是中低温热液矿体形成的有利区块之一。目前色那铜金矿就存在该区块中，赛角也己发现有铜金矿化线索。

6 结论

随着遥感数据的日益丰富，利用多源遥感数据进行区域构造研究及成矿分析是一种快速、有效、可行的方法，特别是多极化雷达数据对地表具有一定的穿透能力，且具有四种极化模式，可以揭示光学遥感数据所不能揭示的信息。本文基于ASTER多光谱数据和RADARSAT2全极化雷达数据，经过数据校正、数据增强、极化合成等处理，对多龙矿集区构造格架及蚀变岩体信息进行解译，分析了该地区构造主要为环形构造和断裂构造，通过蚀变岩体及构造格架分析，得出了该区构造对于成矿影响巨大的结论，并预测了该区的找矿靶区。但在研究过程中也存在一些问题:(1)多源遥感数据的合理选择问题:目前四极化雷达数据有几种，如RADARSAT2数据、ALOS PALSAR数据等。由于穿透波段、飞行角度等因素的影响，这几种数据在构造信息提取中的应用效果也有所不同，在今后的应用过程中需要做对比试验，以选择最佳数据源。(2)区域物探及地质资料的辅助研究:物探信息对于区域构造信息也有很好的揭示作用，在今后的研究中可以结合物探和其他地质资料，以更好的揭示区域构造信息。

［注释］

①西藏地质调查院．2008．1∶5万西藏自治区改则县多龙地区地质调查报告［R］．

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Structural Pattern and Alteration Information Derived from Remote Sensing Data and Their Significance for Ore Search in the Duolong Copper－Ore Concentration Area of Tibet

DAI Jing－jing1，2，QU Xiao－ming2
(1．Faculty of Earth Sciences，China University of Geosciences(Beijing)，Beijing100083; 2．MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment，Institute of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100037)

In this paper，RADARSAT2 quad－polari metric data and ASTER multi－spectral data were processed and analyzed to extract structural pattern and alteration information in the Duolong copper ore concentration area of Tibet．The result shows that this region hosts a big semicircle，in which a second－order and third－order semicircle are embedded．The major faults can be classified into three groups in trends:nearly east－west，north－east and north－west，which constitute a rhombus pattern．Through the analysis of the known mineral deposits，alteration rocks information and structural information，it is demonstrated that the structure was one of the main controlling factors in the mineral forming process．The known mineral deposits and alteration information are mainly distributed in the intersection and areas with dense faults．Finally，according to the structure background and alteration rocks information of this area，four promising ore areas were predicted，including the Tiegelong area，Duobuza－Bolong area，Dibaonamugang area and Senan－Saijiao area，where ore－search clues have been found．

Duolong ore concentration area，RADARSAT2，ASTER，geological structures，alteration information

book=7,ebook=251

TP79

A

0495－5331(2012)04－0815－8

2011－12－19;

2012－4－1;［责任编辑］郝情情。

本文为国家科技支撑计划重点项目(编号:2006BAB01A05)，中国地质调查工作项目(编号:212010818097)，中央级公益性科研院所基本科研业务费专项基金资助项目(编号:K1011)联合资助的成果。

代晶晶(1982年－)，女，2007年毕业于中国科学院遥感应用研究所，获硕士学位，在读博士，助研，现主要从事遥感地质研究工作。E－mail::daijingjing863@sina．com。