刘山岩铜锌矿遥感地质特征初探

2018-05-23李志龙陈鹏飞

世界有色金属 2018年6期

关键词：山岩斑岩变质

李志龙，陈鹏飞

（河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院，河南信阳 464000）

河南省桐柏县刘山岩铜锌矿床，区域上大体位于秦岭构造带东段南支，区内构造多呈北西西向形态。矿区内主要出露上元古界刘山岩组中上部火山-沉积岩系。该组为一倾向北北东的单斜构造[1]。

1 矿区及矿床地质特征

1.1 矿区地层岩石、侵入岩及构造

矿区内刘山岩组的岩石类型主要有熔岩、火山碎屑岩、沉积变质岩三种，该区熔岩主要分布在矿区北中部和中部。该地区岩性为基性的变质细碧岩以及酸性的变质石英角斑岩还有中性的变质角斑岩。主要含矿岩石主要为变质石英角斑岩。

火山碎屑岩在该区内出露广泛，且东部较西部更为发育[1，2]。沉积变质岩矿区内分布也较为广泛。沉积变质岩多为凝灰质大理岩和凝灰质硅质板岩。矿区内侵入岩整体规模较小，常见有变质辉绿岩、石英钠长斑岩等，其中经观测云煌岩多切穿矿体。区内构造为一陡倾斜的单斜层，整体呈北东向，局部倒转倾向南西向。控制矿体分布的为北西西向压扭性断裂。

1.2 矿床地质特征

矿体特征。刘山岩铜锌矿床有四个主要工业矿体L9和L10、L8、L12，受北西西向三个大致平行的挤压破碎带控制，由北向南、从上而下呈雁行排列。L9和L10出露地表已被剥蚀，L8、L12为盲矿体。矿体呈较规则的脉状和豆荚状，沿走向或倾向连续性较好，具有明显的分枝复合尖灭再现特点。矿体沿走向延伸多600米以上，倾向延深数十米至200余米，矿体厚度变化较大，小于1米～20余米。矿石的化学成分：矿石中主要有益元素为Cu、Zn、Pb、S四种；伴生有益元素有Cd、Ag、Ga、Ge、Au、Se、Te、In、Tl九种，其中Cd、Ag、Ga、Ge可综合利用，Au在精矿中可综合回收。

①围岩蚀变。该地区围岩蚀变类型主要为硅化、重晶石化、绢云母化及黄铁矿化、褐铁矿化、黄钾铁矾化等。遥感影像显示该区域含矿地层蚀变最为强烈，在空间上表现出一定的规律性。②矿床成因类型。刘山岩铜锌矿床的矿体主要受北西西向圧扭性断裂控制。其次受岩性控制和制约，石英角斑岩及酸性凝灰岩多为赋矿围岩。矿石和围岩中的硫同位素特征表明，矿石中硫和成矿元素主要来自海底火山喷发形成的细碧角斑岩系地层。开采坑道中，未发现矿体有受挤压破碎和发生变质现象；矿体与围岩的界线比较明显，沿矿体走向和倾向呈线状或带状延伸，具有一般热液矿床的特点。成矿温度，锌精矿（闪锌矿）和铅精矿（方铅矿）中Zn/Cd比值分别为271、277，成矿热液的温度为中温（大于500为高温，250左右为中温，小于100为低温）；共生矿物对中求得硫同位素平衡温度为96℃，低温特征；矿石的矿物共生组合为中低温矿物组合。刘山岩铜锌矿床成因类型为“火山沉积-变质中低温热液型”。

2 矿床遥感影像特征

2.1 遥感影像线性构造特征

线性构造是遥感地质解译中的重要解译目标。概括起来，线要素主要包括断裂构造、脆-韧性变形构造、逆冲推覆构造、褶皱轴、线性构造蚀变带等基本构造类型。

①线性构造的规模。遥感地质解译中将跟地质有关的线性要素分为断裂构造、脆-韧性变形构造、逆冲推覆构造三种类型。断裂构造以板块缝合带、深大断裂带、地质构造上的分区断裂和大区域范围内的知名断裂为主，但在该区域应重点关注与矿化相关性良好的二级导矿控矿断裂。②线性构造的解译。以获取的Landsat 7卫星遥感影像资料(5、4、3，RGB假彩色合成图)作为本次遥感解译的基础用图。解译以目视解译为主，辅助计算机监督分类的交互式解译方法。通过解译发现区内线性构造较为发育。按线性构造的方位整体正北东-南西向，整体与区内地质构造规模一致，其中规模型构造主要分布在区域中南部。区内环形构造多呈圆形、半圆形和弧形等形态，经后期验证主要为花岗岩侵入体所致。

2.2 遥感蚀变信息特征

遥感异常提取方法，一般性提取采用“面向特征主分量选择法”（克罗斯塔技术），当需要从所提取的异常中检出与某种类型矿床相关的遥感异常时（分类提取），可采用光谱角法进行监督分类。为了提取与含羟基(OH)一的热液蚀变矿物相关的蚀变遥感信息，本次工作采用TM1、TM4、TM5、TM7四个波段进行PCA。并在掩模后进行主分量分析，以不超过±4σ（标准离差）作为主分量输出的动态范围，获得蚀变遥感异常主分量结果。异常主分量的本征向量结果如下（表1）。

表1 TM1、4、5、7主成分分析特征矩阵

提取铁质成分蚀变信息，用TM1、TM3、TM4、TM5四个波段进行PCA，目的是提取与含Fe3+的矿物相关的铁染遥感异常主分量。用TM1、TM3、TM4、TM5波段经掩模后做主分量分析，同样以不高于±4σ范围做主分量结果输出的动态范围。异常主分量的本征向量应具特点是，TM1和TM4的贡献系数与TM3的贡献系数符号相反，通常也是PC4符合这一条件（表2）。