大瑶山-大桂山南缘金矿成矿带遥感信息综合找矿预测

吴 继 炜

(中国有色桂林矿产地质研究院有限公司,广西 桂林 541004)

大瑶山-大桂山南缘金矿成矿带遥感信息综合找矿预测

吴 继 炜

(中国有色桂林矿产地质研究院有限公司,广西 桂林 541004)

全面收集了大瑶山-大桂山成矿带地质、遥感、已知矿点等资料,利用ETM+遥感数据在该区域展开了遥感矿产地质特征解译、遥感蚀变信息提取等工作,综合分析得出“线、环型构造及蚀变信息”为该区遥感找矿要素,据此在研究区圈定出11个找矿远景区,应用遥感与地质相互结合找矿的方法对研究区进行了成矿预测,为研究区找矿提供了决策支持。

遥感;地质解译;蚀变信息；大瑶山-大桂山；广西

1 研究区概况

研究区(东经109°49′59.87″—111°59′59.79″, 北纬23°26′—24°24′)位于广西东部,西起甫上水库,东至岗坪镇,北到清塘镇,南至广东封开县。本区山区海拔高度一般在500～1 000 m,相对高差一般为100～500 m，个别高达800～1 200 m。在浔江、濛江流域两岸,均为冲积平原,地势平坦。区内水系发育,除浔江外,尚有桂江、濛江、大同江及思旺河等。本区位于北回归线两侧,雨量丰富,属于亚热带气候。矿山企业主要有东南金矿、八一锰矿、大蒙锰矿、木圭锰矿、天平煤矿等。区内各地通行程度不一:西南、中部地势较低平,交通颇为便利;西北、东南部高山峻岭,均靠步行。

2 区域地质背景

本区的地质发展史可分为3个主要阶段：早古生代地槽发展阶段，晚古生代地台发展前阶段，中、新生代地台发展后阶段。早古生代地槽发展阶段：沉积了浅海相的寒武系、奥陶系类复理式

建造；加里东运动时,地槽回返,地层强烈发生褶皱,形成与上覆泥盆系的角度不整合接触；岩浆活动,有花岗闪长岩、花岗斑岩的小岩体及岩墙、岩脉侵入,并伴随有金、铜等有工业价值的矿产。晚古生代地台发展前阶段：沉积了海相的泥盆纪碎屑岩建造、碳酸盐岩建造和含锰硅质岩建造，本阶段的褶皱与断裂是印支运动所形成；本阶段岩浆侵入活动也很强烈,同时,伴随有钨、锡的成矿作用。中、新生代地台发展后阶段：均为内陆盆地沉积,局部还夹有火山喷发岩；地层有侏罗系、白垩系、古近系、新近系，它们之间均为角度不整合接触,可见本阶段的褶皱运动极为频繁；燕山期区内可能有岩浆的侵入活动，这一时期所形成的内生矿产有黄铁矿、重晶石等。

2.1 区域地层

地层出露面积约占全区面积的94.5%,其中以寒武系(∈)、 泥盆系(D)为主, 约占全区面积的77.5%； 其次是第四系(Q)、 震旦系(Z)和白垩系(K)约占全区面积的15.5%； 另有少量的古近系(E)、 二叠系(P)、 三叠系(T)、 奥陶系(O)、 侏罗系(J)、 石炭系(C)。

2.2 区域构造

图1 研究区大地构造划分图

2.3 区域岩浆岩

侵入岩约占研究区面积的5%,火山岩面积约占0.5%。区内出露的侵入岩主要为侏罗纪、 奥陶纪、 志留纪、白垩纪的花岗岩类, 另外还有少量的二叠纪、 三叠纪、 元古代的煌斑岩、 中性岩脉及古近纪苦橄玢岩等。 火山岩的形成时代只有白垩纪。

2.4 区域矿产

金矿是本区最主要的矿种，分原生金矿(脉金)和砂金两种。①原生金矿分布于大瑶山复背斜南翼的次级复式背斜的倾没端，复式向斜的扬起端,区域地质构造线明显变化地区,以及与上述构造同区域性断层的交切地区。矿床和矿体的成矿构造为断层附近或背斜的倾没端和向斜的扬起端的裂隙构造。成矿裂隙构造主要为剪切与层间裂隙,在成因上多与断层、褶皱有关,在区域性断层附近常以边幕式压扭性裂隙为主,远者以褶皱所产生的剪切、劈理裂隙为主,但往往是双重作用的结果。成矿时期有加里东期和燕山早期,以前者分布最广、价值较大。加里东期侵入岩与金矿也有一定关系。金矿主要分布在寒武系水口群上亚群中组和上组,少数产于下组,由该地层的岩性、构造等特征决定。含矿地层为一套灰绿色复理式砂页岩建造,夹有黑色页岩或炭质页岩，并在加里东运动中受到强烈的褶皱,断裂变形、形成的剪切、层间裂隙非常发育。因此,黑色页岩或炭质页岩等对矿液有吸附、中和、阻隔作用,是非常好的有利于成矿的容矿围岩，变形的地层还提供了许多较好的储矿裂隙构造,是成矿的重要前提。② 砂金主要分布于河流沿岸第四系冲积层及含金石英脉附近的残坡积层中,但以全新统第一阶地砂砾石层中的砂金价值较大。

2.5 研究意义

研究区矿产资源丰富, 但受交通、 地理条件限制, 不利于传统的地质勘查工作开展, 有必要应用遥感技术在该地区进行找矿研究。本文研究意义主要体现在: (1)查清区内矿产资源分布情况, 为增加国家战略资源储量、解决资源短缺问题服务; (2)针对研究区的地形特点, 使用传统野外地质工作手段成本高、 难度大, 本文方法可以充分展现遥感地质勘查技术“多、 快、 好、 省”的巨大优势; (3)基于前人地质工作基础,整理已有资料, 利用遥感技术对其验证并加以完善。将矿区地质(点)、 矿床地质(线)和区域地质(面)3个不同尺度的工作有机联系在一起，利用影像数据ETM+,寻求特殊景观区相对应的图像增强处理手段,解译研究区环形、线性构造,研究已知矿床,结合岩性、地质资料及遥感铁化、泥化蚀变信息,归纳、总结遥感影像特征,预测未知区域金矿等矿种有利分布部位,缩小找矿靶区,加强全区地质特征和成矿规律的基本认识,为成矿预测提供依据。

3 遥感构造解译

3.1 基础遥感影像

采用遥感图像处理方法[1-6],获得了本区融合了ETM8的ETM741遥感影像图(图2),该图信息量丰富、层次分明、色彩饱和度适中,且又含有目标地物特征信息,因此可用来进行目视地质解译。

3.2 遥感构造解译

本区范围甚广,涉及的岩石地层分布、地质构造、岩浆活动都很复杂,各种矿化蚀变也随处可见。用遥感基础影像图进行目视解译,得到了大瑶山-大桂山南缘金矿成矿带遥感构造初步解译图(图3)。

3.2.1 主要线性构造 区内主要线性构造有44条。有的规模较大、延长较长,各种走向均有,其中仍以NE—NNE向为主,SN及EW向者也不少见。 线性构造的方向变化也比较大,有的还呈“S”形或微波曲状形态,它们的分布特点大多依其所在褶皱构造单元、岩体地层单元而异。因此,本区应为线性构造较复杂的区域。

根据线性构造出现的特点,归纳为以下8种情况:① 沿岩石地层走向展布或横切岩石地层走向的,构成纵断层和横断层形迹;② 沿不同地层岩石单元接触地带出现的,构成断层接触界面形迹;③ 沿长形褶曲轴部或翼部出现的,构成破坏褶曲构造的断层形迹;④ 沿凹陷或断陷盆地边界出现的,构成边界界线或断层形迹;⑤ 穿切多个地层岩石单元的,是多期性或复合式断层形迹;⑥ 一些大岩体或古老岩石地层上出现的为数较多、规模不大而又互相交切、交叉呈网格状的,表现为岩石区域性的大节理或破裂形迹;⑦ 区内一些规模较大的线性构造或线性构造区域,见有岩体出现,或见有多个多种金属矿床(点)分布的,表现为对岩浆活动或区域成矿有重要的控制作用;⑧ 部分线性构造上或其旁侧出现较多的环形构造,表明其对推测隐伏岩体或隐伏短轴褶皱有一定的实用价值。

3.2.2 环形构造 区域内环形构造甚多,数量达百余个, 形态各异，大小悬殊,见于各种岩石地层单元内,基本可以分为两大类：一类是反映或可能反映岩浆岩体存在的统称为“岩体型”;另一类是可能表现短轴褶皱或隐伏短轴构造(如穹窿、隆起)存在的统称为“构造型”。根据环形构造的出现部位、形态特征还可以分门别类。

“岩体型”环形构造主要是指与岩体有直接关系或可间接作为推断有隐伏岩体存在的环形构造,它又分为以下5种情况:① 出现在大岩体上并围限大岩体的环形构造。这类环型构造规模极大,形态也与大岩体相当,如Φ66。② 表现大岩体的大型环形构造中的次级环形构造,可能是反映大岩体中另期、另类小岩体存在的信息,如Φ66中的Φ67以及七星岩大岩体中的Φ74～78等。③ 直接反映出露地表的中小型岩体的环形构造,在规模、形态以及展布范围上都与已出露地表的中小型岩体大致相当,同时其影像的色彩比较特殊,可以直接作为判读标志,如Φ60、Φ49、Φ43等。④ 推测可能为隐伏小岩体存在的环形构造,一般规模不大、形态各异、组合复杂，其有以下6种情况:A.出现在岩体边部或附近的小型环形构造; B.出现在岩体与地层接触带附近的环形构造;C.在寒武系地层中,尤其是在该地层中的背斜、向斜轴部出现的环形构造;D.在寒武纪与泥盆纪地层接触界线附近的环形构造;E.在主要线性构造旁侧或多条次级环形构造交汇部位的环形构造;F.泥盆纪地层中的环形构造,这类环形构造不多见。⑤ 可推测为地层下伏的短轴褶皱(如穹隆、局部隆起等)的环形构造多见于泥盆纪地层中,尤其是那些喀斯特地貌明显的地段。中生代、新生代中这类环形构造甚少。

3.2.3 金属矿化与遥感构造的关系 区域上可能与金属矿化有关的遥感构造大体有:① 弧形构造边部,尤其是环形构造与线性构造的组合地段;② 沿主要线性构造分布的环形构造(尤以“岩体型”为主);③ 多组线性构造交汇部位。

4 遥感成矿信息提取

由于工作区地处广西,山高林密、雨水充沛、冰雪较少而且面积较大,为了尽量减少信息提取时的干扰因素影响,在选取遥感数据源时主要采用了秋冬两季的时相,利用特征主成分分析“克罗斯塔法”,结合比值法、掩膜，减少干扰因素,突出目标地物,从而进行蚀变信息异常的增强提取。

4.1 数据预处理[7]

本次研究所涉及到的ETM数据,购买时已进行了几何校正、辐射校正,所以在图像预处理中主要做了去干扰工作,主要为：(1)波段比值TM3/TM4，水体和居民区呈现高亮度,进行高值切割, 可减弱水体

和居民区产生的干扰。(2)波段比值TM5/TM4，当TM5/TM4<1,视为植被全覆盖区;当TM5/TM4>1,视为植被浅覆盖区。(3)波段比值TM7/TM1，去阴影。将TM7/TM1

分别将每个比值图像密度分割为干扰窗(像元值定义为0)和非干扰窗(像元值定义为255)两部分,生成分类图像,继而生成掩膜文件对ETM数据实施掩膜。

4.2 遥感信息提取[3]

4.2.1 比值法 采用TM3/TM1波段比值增强含Fe2+、Fe3+等蚀变矿物信息,TM5/TM7波段比值增强含OH-蚀变(泥化)矿物信息,设置不同的区间值,分割出一、二、三级铁染及OH-异常。

4.2.2 去干扰异常主分量门限化分割技术 主分量门限化技术就是以主成分分析为基础,并利用标准误差来对蚀变信息的强弱进行分级。门限化技术对蚀变异常进行分级实际上就是把图像的灰度均值(X)作为区域背景, 以标准离差值(σ)作为尺度, 用数倍σ值作为阈值, 采用公式(X+kσ)对各级异常进行划分, 借用灰度值的标准离差σ作为划分异常的尺度, 限定异常水平,k值一般取在1.0～3.0。

先利用TM1、TM3、TM4、TM5进行主成分变换,选择含Fe2+、Fe3+蚀变信息的主分量图像(一般为PC4),划分一、二、三级铁化信息异常;再用TM1、TM4、TM5、TM7进行主成分变换,选择含OH-蚀变信息的主分量图像(一般为PC4),划分一、二、三级泥化信息异常。按照遥感成矿信息提取的方法和具体步骤,结合遥感地质解译,获得了本区的两张遥感信息异常图,即铁化信息异常图(图4)、 泥化信息异常图(图5)。

5 遥感异常评价

5.1 成矿靶区圈定原则

本区以下3种条件叠加的区域可作为成矿靶区:(1)构造条件，本区各级构造的交结点、线、环构造的复合部位；(2)围岩蚀变条件，工作区内采用铁化异常、泥化异常指标；(3)分布有已知矿点和矿化点的区域。

5.2 成矿靶区的分级

成矿靶区分为最佳(A)、 较好(B)、 一般(C)3类。 其筛选的原则为: (1)成矿靶区异常值高且面积大, 与已知的矿床(点)相吻合或分布于已知矿床(点)附近, 并且有很好的成矿条件(如含矿地层、 岩体倾伏端、 构造控矿)的为一类异常远景区(A), 对地质找矿有着直接的指导作用; (2)成矿靶区异常值中等且面积不大, 其中或附近有少量的矿床(点), 成矿条件良好的为二类异常远景区(B), 对地质找矿有着一定的指示意义; (3)成矿靶区异常值低且面积小, 附近没有或只有少量的已知矿床(点), 成矿条件一般的为三类遥感异常远景区(C), 可提供一定程度的找矿信息。

将上述两张信息异常图(图4、图5)叠加,结合遥感地质解译图(图3),参考区域矿产地质图、1∶5万地形图,圈定了11个遥感成矿远景区(找矿靶区)，并获得了各异常远景区的地理位置、分布地层及所处地质构造情况(图6)。

① Ⅰ号成矿远景区:面积约1 341km2, 东至陈塘镇,西至大鹏镇,南至宇华村, 北至近田, 中心在旺江一带。 地层约占该远景区面积的96%, 主要为寒武系黄洞口组(∈h)、 小内冲组(∈x), 少量泥盆系莲花山组(D1l)、 贺县组(D1h), 震旦系培地组(Z2p)。 岩体主要为白垩纪昆仑关超单元细粒黑云二长花岗岩、 花岗斑岩, 少量侏罗纪古隆超单元石英闪长岩、花岗斑岩。一条东西向实测性质不明断裂横跨异常区,被4条南北向逆断层、正断层(如陈塘断裂带)切割。矿体受地层和构造的双重控制,是寻找金矿最有利的远景区。

② Ⅱ号成矿远景区:面积约297 km2,东至六茶顶,西至老黄顶,南至岭背,北至大船口,中心在牛何顶一带。地层以寒武系黄洞口组(∈h)、小内冲组(∈x)为主,少量泥盆系、震旦系。岩体占该远景区面积的75%,以晚侏罗世粗粒、中粒、细粒(或斑状)黑云母花岗岩为主,少量晚侏罗世花岗斑岩,早白垩世石英闪长玢岩、石英闪长玢岩，奥陶-志留纪细粒-中粒斑状花岗闪长岩。区内N、NNW向次级断裂发育。金矿产于寒武纪地层中或与奥陶-志留纪岩体接触带上,铁产于岩体内部。因此,本区是金矿、 铁矿找矿远

景区,北部找金南部找铁。

③ Ⅲ号成矿远景区:面积约180 km2,东至珊瑚镇,西至山猪塘,南至田厂,北至花子屯,中心在三元寨一带。出露地层为泥盆系,岩体仅占该远景区面积的0.3%,为晚侏罗世黑云二长花岗岩。区内NE、EW向断裂发育,珊瑚钨锡矿就分布在此区内。本区是寻找钨锡矿的最有利远景区。

④ Ⅳ号成矿远景区:面积约51 km2,东至六汉山林场,西靠近松木坳,南至大风圳,北至白合,中心在仙殿顶一带。地层约占该远景区面积的60%,主要出露寒武系黄洞口组(∈h)、 小内冲组(∈x)和泥盆系莲花山组(D1l)。岩体为晚白垩世花岗斑岩、长石石英斑岩,呈NNW向展布。本区为铜铅锌锡多金属矿找矿远景区。

⑤ Ⅴ号成矿远景区:面积约58 km2,东至石古,西至石梯,南至连塘,北至米升尖,中心在学田一带。区内出露地层为泥盆系砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及少量灰岩,寒武系石英砂岩、砂质页岩、页岩互层及第四系全新统冲积层。走向北东的博白-梧州断裂带穿过本区,区内及附近NW向次级断裂发育。本区应属铜矿、铅矿找矿远景区。

⑥ Ⅵ号成矿远景区:面积约70 km2,东至盟冲,西至石龟坪,南至高岭,北至贤贞,中心在大满坪一带。地层主要为寒武系黄洞口组(∈h)， 其次为小内冲组(∈x), 少量泥盆系莲花山组(D1l)。博白-梧州断裂带穿过本区南端,附近还发育一组NW向次级断裂。应属铜铅矿找矿远景区。

⑦ Ⅶ号成矿远景区:大桂山Ⅶ号异常区，面积约58 km2,东至明昌垌,西至杉木冲口,南至神公冲,北至砂子冲,中心在大白石一带。地层主要为寒武系黄洞口组(∈h)， 其次为小内冲组(∈x), 少量震旦系培地组、泥盆系莲花山组(Z2p、D1l)。区内或附近NE向、NW向断裂发育。应属铜铅矿找矿远景区。

⑧ Ⅷ号成矿远景区:面积约89 km2,东至大海林场,西至屯凤,南至幸福林场,北至龙门,中心在六双一带。出露地层约占本区面积的75%,主要为寒武系小内冲组(∈x)， 其次为黄洞口组(∈h)。出露岩浆岩为中侏罗世(J2)石英闪长岩、花岗闪长岩。本区夹在两条逆断层之间,其西、北两侧发现大量金矿床(点)。本区应属金矿找矿远景区。

⑨ Ⅸ号成矿远景区:大桂山Ⅸ号异常区，面积约48 km2,东至大和尾,西至景涌口,南至简塘口,北至思蟹口,中心在思位口一带。出露地层为寒武系,主要为黄洞口组(∈h), 少量小内冲组(∈x) 和高滩组(∈g)。本区东侧为郴县-怀集大断裂带(实测正断层),西侧为一条实测逆断层。附近分布有许多金矿床(点),应属金矿找矿远景区。

⑩ Ⅹ号成矿远景区:大桂山Ⅹ号异常区，面积约33 km2,东至山华塘林场,西至白石口,南至风门坳,北至对面江,中心在坝首一带。本区出露地层为黄洞口组(∈h)不等粒砂岩、 粉砂岩与页岩互层， 泥盆系莲花山组(D1l)紫红色砂砾岩、沙岩、粉砂岩、泥岩及少量灰岩。走向北东东复合张性断裂性质的大黎断裂带贯穿本区,南端北西向次级断裂发育，应属铜矿、铅矿找矿远景区。

综上所述,结合第5.2节的遥感异常的筛选评价原则,总结出遥感找矿远景区对应潜力矿种，从表1可以看出,本区是寻找金和钨锡矿的有利地区：Ⅰ、Ⅸ号异常区是寻找金矿的优选靶区；Ⅲ号异常区是寻找钨锡矿的优选靶区。

表1 遥感成矿远景区对应潜力矿种

异常远景区分类:A—最佳,B—较好,C —一般。

6 结 论

(1)在波段数据特征值统计分析基础上，按照遥感图像彩色合成原则，通过几种合成方案的对比，选用ETM7、4、1三个波段进行图像彩色合成，并与ETM8波段融合处理，制作了成矿区带清晰的1∶10万遥感影像，该影像信息量丰富、层次分明、色彩饱和度适中，且又含有目标地物特征信息。

(2)利用遥感技术手段,结合已有的地质矿产资料，建立了各类岩石、地层、构造等遥感影像解译标志，目视完成成矿区带的1∶10万遥感地质解译及图件编制，初步解译出了44条主要线性构造和近百个构造环带或环群，并初步分析了构造与成矿的关系。

(3)结合已有的地质矿产等资料，完成了成矿区带1∶10万铁化、泥化成矿信息提取。铁化、泥化遥感异常信息对成矿远景区的寻找、成矿靶区的优选具有实际的指导意义。

(4)在上述工作基础上，进行了遥感综合信息成矿预测，成矿区带共圈定找矿靶区(遥感异常远景区)11处，其中A类(最佳)3处、B类(较好)4处、C类(一般)4处。大瑶山-大桂山南缘金矿成矿带Ⅰ、Ⅸ号异常区是寻找金矿的优选靶区，Ⅲ号异常区是寻找钨锡矿的优选靶区。

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Prospecting forecasting by remote sensing information in gold metallogenic belt of southern Dayaoshan-Daguishan

WU Ji-wei

(China Nonferrous Metals (Guilin) Geology and Mining Co.Ltd., Guilin 541004,China)

With the comprehensive collection of Dayaoshan-Daguishan metallogenic belt of geology, remote sensing and other information about the known mines,remote sensing interpretation and remote sensing geological characteristics of mineral alteration information extraction were carried out.A comprehensive analysis showed that ‘line, ring structure and alteration of information’are the remote sensing prospecting elements for the area,11 prospecting areas in the study area are delineated.The research provides the basic data and scientific basis for further mineral resources investigation in Dayaoshan-Daguishan area.

remote sensing;geological interpretation;alteration information;Dayaoshan-Daguishan;Guangxi

1674-9057(2015)04-0823-11

10.3969/j.issn.1674-9057.2015.04.022

2015-05-09

广西自然科学基金重点项目(2015GXNSFDA139029); 广西有色金属集团有限公司地质找矿科研项目(GYDK090017)

吴继炜(1981—),男,硕士,工程师,研究方向:地质与遥感工程,61089254@qq.com。

吴继炜.大瑶山-大桂山南缘金矿成矿带遥感信息综合找矿预测[J].桂林理工大学学报，2015,35(4):823-833.

P627

A