基于遥感和航磁数据的迪木那里克铁矿带找矿定位预测

张策， 彭莉红， 张恩， 付丽华， 汪冰

(核工业航测遥感中心，石家庄 050002)

0 引言

随着我国信息科学技术的革命性变革，矿产勘查技术与手段发生了根本性变化，已从人工野外勘查进入了现代信息化找矿新阶段。地球物理、地球化学与遥感等技术方法的不断成熟和完善，为矿产勘查与成矿预测提供了丰富的资料[1]。综合应用地球物理、地球化学和遥感等数据进行成矿信息提取与预测，已成为矿产勘查研究的热点之一。

迪木那里克铁矿带所处的阿尔金造山带是我国西北地区的一个重要成矿带，成矿条件优越，找矿潜力巨大[2-4]。中国自然资源航空物探遥感中心在新疆维吾尔自治区且末县迪木那里克一带开展了1∶5万航磁勘查工作，圈定了新C-2008-2208等11处异常，经查证，已发现迪木那里克、玉岭和河肃等多处大、中型铁矿床，均产出于长沙沟蛇绿构造混杂岩带中，赋矿岩石以复理石岩片中的千枚岩为主，矿体严格受地层控制，属于沉积变质型铁矿[5-8]。

由于迪木那里克铁矿带地处阿尔金南缘断裂带，伸展滑脱、逆冲和走滑剪切等构造强烈，岩石受到强烈的变形变质作用改造，赋矿层位断续出露，加之该地区位于海拔4 600～5 000 m的无人区，山势陡峭，地形切割剧烈，给地质勘查造成了很大的困难，故本文在已有地质勘查、航磁资料的基础上，引入WorldView-2高空间分辨率遥感数据，利用其光谱信息丰富，能够精确地显示地质体的结构、形状和纹理等特征[9-15]，对区内典型矿床、重点航磁异常进行重点剖析，建立集地质—航磁—遥感于一体的沉积变质型铁矿综合找矿模型，精确定位沉积变质型铁矿赋矿目的层。开展迪木那里克铁矿带沉积变质型铁矿综合找矿方法研究，对阿尔金地区寻找同类型铁矿具有重要的指导意义。

1 区域成矿条件

1.1 区域地质背景

迪木那里克铁矿带在大地构造上属塔里木板块，位于阿尔金造山带南缘的阿帕—茫崖(蛇绿)构造混杂岩带内，夹持于阿尔金南缘断裂和红土沟断裂之间，呈NEE向展布。受阿尔金南缘断裂带强烈的构造作用(伸展滑脱、逆冲和走滑剪切等)，区内不同时代、不同成因类型、不同变形变质特征的岩层(体)产生了剪切位移和混杂拼贴。

迪木那里克铁矿带内长沙沟蛇绿构造混杂岩带主要由复理石岩片、碳酸盐岩岩片、(中)基性火山岩岩片、基性岩墙及超镁铁质、镁铁质岩岩片组成。北部为阿中地块古元古界阿尔金岩群中深变质岩系及青白口系碎屑岩—碳酸盐岩建造； 南部分布奥陶系祁漫塔格群复理石夹火山碎屑岩、硅质岩和少量碳酸盐岩建造及侏罗系陆相含煤碎屑岩建造。区域内太古宙—元古宙、加里东期、海西期和燕山期均有不同规模的岩浆活动。在阿尔金南缘断裂蛇绿构造混杂岩带附近，分布规模较大的太古宙—元古宙变质侵入岩，其变质程度相对较深。区域地质矿产图如图1所示。

1.第四系； 2.新近系； 3.侏罗系； 4.奥陶系； 5.青白口系； 6.蓟县系； 7.长城系； 8.古元古界阿尔金岩群； 9.新太古界米兰岩群； 10—15为长沙沟蛇绿构造混杂岩单位： 10.碳酸盐岩岩片； 11.复理石岩片； 12.(中)基性火山岩岩片； 13.基性岩墙岩片； 14.超镁铁质—镁铁质岩岩片； 15.新太古—中元古代变质基底岩片； 16.变质侵入岩； 17.白垩纪钾长花岗岩； 18.二叠纪二长花岗岩； 19.志留纪二长花岗岩； 20.奥陶纪二长花岗岩； 21.奥陶纪—寒武纪二长花岗岩； 22.蓟县纪钾长花岗岩； 23.地层界线/角度不整合界线； 24.区域性断裂/实测断裂； 25.推测断裂/遥感解译断裂； 26.大、中、小型铁矿床； 27.铜(镍)矿化点； 28.迪木那里克铁矿带范围

图1 区域地质矿产图

Fig.1Regionalgeologicalandmineralmap

1.2 区域矿床地质特征

迪木那里克铁矿带受NEE向阿尔金南缘断裂控制，已发现有迪木那里克、玉岭和河肃等多处铁矿床(点)。磁铁矿矿体主要产于长沙沟蛇绿构造混杂岩带中，赋矿岩石以复理石岩片中的千枚岩为主，矿体严格受地层控制，属于沉积变质型磁铁矿[16-18]。围岩千枚岩中普遍发育黄铁矿化、绿泥石化，在矿体的顶板或顶、底板围岩中，一般发育有2～120 m的褐铁矿化风化破碎带，蚀变矿物主要为褐铁矿、黄钾铁矾等。

1.3 区域航磁特征

迪木那里克铁矿带航磁△T等值线如图2所示。区域磁场特征总体呈NEE向展布，表现为平稳变化的背景场上叠加点状、串珠状及规模较大的团块状航磁异常，背景场值为-30～50 nT； 异常强度不等，多为150～350 nT。强磁场和强磁异常主要由超基性、基性侵入岩，变质火山岩及磁铁矿引起，磁场梯度带(磁场等值线密集带)与NEE向区域性断裂带及其他方向的大型断裂密切相关。迪木那里克铁矿带选编航磁异常11处，自西向东编号依次为新C-2008-2200—2202，2206—2208，2196，2218—2221，呈系列椭圆或长椭圆状高值区，异常轴走向近EW—NEE向，分布于阿尔金深大断裂带南侧的“长沙沟蛇绿构造混杂岩带”之中的复理石岩片内。其中，新C-2008-2200、新C-2008-2208和新C-2008-2221分别与玉岭铁矿、迪木那里克铁矿和河肃铁矿对应，由此可确定迪木那里克铁矿带已控制长度达50 km。

图2 迪木那里克铁矿带航磁△T等值线

Fig.2Aeromagnetic△TcontourofDimunalikeironorebelt

2 蛇绿构造混杂岩带分解

长沙沟蛇绿构造混杂岩带是区内铁及铜多金属矿的重要赋矿层位。其中，复理石岩片是沉积变质型铁矿的重要赋矿层位，蛇绿岩岩片是岩浆融离型铜镍多金属矿赋矿岩石。依据WorldView-2高空间分辨率遥感数据(时相为2014年7月27日； 空间分辨率为0.5 m)开展信息提取及1∶1万遥感地质解译，对其进行分解，有利于缩小矿产勘查范围。

受阿尔金南缘断裂控制，长沙沟蛇绿构造混杂岩带呈NEE向展布，进一步可解体为蛇绿岩岩片、复理石岩片和碳酸盐岩岩片3大类。

2.1 蛇绿岩岩片

蛇绿岩岩片分布于蛇绿构造混杂岩带的中部，受多期构造变形作用改造，各组分多以构造残片产出，呈NEE向条带状、透镜状出露，主要由(中)基性火山岩岩片和基性岩墙岩片组成，岩性以辉长岩、辉绿岩为主； 局部零星出露超镁铁质—镁铁质岩岩片。在WorldView-2 B8(R)，B4(G)，B2(B)假彩色合成影像上，呈褐色、浅褐色色调，条纹状影纹，山脊呈棱角状。

2.2 复理石岩片

复理石岩片是区内构造混杂岩带中出露面积最大的组分，沿阿尔金南缘断裂呈NE—NEE向展布，多呈大小不一的透镜状，与其他岩片呈韧性剪切带或断层接触。在WorldView-2 B8(R)，B4(G)，B2(B)假彩色合成影像上，呈褐色、灰色色调，色调不均匀，条纹状、斑状影纹，树枝状水系，山脊呈次棱角状—浑圆状，边界较清晰。岩性以千枚岩、片岩和石英岩为主。千枚岩是沉积变质型铁矿主要赋矿层位，呈条带状、透镜状，规模较大，沿玉岭铁矿—迪木那里克铁矿—河肃铁矿呈NE向延伸，长约51 km，成矿潜力较大。

2.3 碳酸盐岩岩片

碳酸盐岩岩片位于构造混杂岩带的中部，红土沟断裂的北侧，呈NEE向条带状、透镜状展布，部分呈断块状，与复理石岩片呈韧性剪切带接触，少数呈断层接触。在WorldView-2 B8(R)，B4(G)，B2(B)假彩色合成影像上，呈黄色、蓝灰色色调，色调不均匀，条纹状、斑状影纹，树枝状(局部羽状)水系，山脊呈棱角状。

3 铁矿综合找矿模型构建

3.1 迪木那里克铁矿矿床特征

3.1.1 矿床地质特征

迪木那里克铁矿位于阿尔金山南缘，出露地层主要为长沙沟蛇绿构造混杂岩带复理石岩片、碳酸盐岩岩片及少量(中)基性岩片，为一套浅变质的碎屑岩、泥灰岩及少量火山碎屑岩组合，赋矿地层主要为复理石岩片中的千枚岩，迪木那里克铁矿地质矿产图如图3所示。矿区构造比较简单，为一向NE倾斜的单斜层，倾向20°～55°，倾角30°～52°。矿区共有63个矿体，主矿体为Fe36和Fe37号矿体。矿体地表产状和围岩基本一致，走向125°～155°，倾向NE，倾角30°～60°； 矿石矿物主要为磁铁矿，其次为褐铁矿，全铁量w(TFe)一般在20%～40%之间，平均为29%左右，个别样品达40%以上； 其顶底板围岩均为千枚岩或千枚岩的风化破碎带，一般发育有2～120 m的褐铁矿化风化破碎带； 蚀变矿物主要为褐铁矿、黄钾铁矾等。

1.第四系； 2.复理石岩片； 3.碳酸盐岩岩片； 4.千枚岩； 5.石英岩； 6.石英岩夹千枚岩； 7.大理岩； 8.大理岩夹炭质千枚岩； 9.土状粉末状风化氧化破碎带； 10.闪长岩/辉绿辉长岩； 11.已知磁铁矿体； 12.推测断层/实测断层

图3 迪木那里克铁矿地质矿产图

Fig.3Interpretationofgeologicalmapbyremotesensing

3.1.2 矿床航磁特征

迪木那里克铁矿对应新C-2008-2208航磁异常，表现为两翼近于对称、圆滑规则的宽峰状正异常，异常强度为265 nT(图4)。其西侧为新C-2008-2206和新C-2008-2207这2处航磁异常，异常强度分别为190 nT和202 nT，为迪木那里克铁矿磁铁矿体西延引起。

(a) 1∶ 5万航磁△T等值线平面图(b) 1∶5万航磁△T剖面平面图

图4 迪木那里克铁矿航磁异常

Fig.4AeromagneticanomalyofDimunalikeironore

3.1.3 赋矿千枚岩层影像特征

迪木那里克铁矿磁铁矿矿体均赋存于复理石岩片第二岩性段中的灰绿色绢云千枚岩夹浅黑灰色含炭绢云千枚岩中，与上覆的第二岩性段黑灰色含炭泥灰岩夹灰黑色炭质千枚岩总体上呈整合接触，局部呈断层接触。根据WorldView-2 B8(R)，B4(G)，B2(B)假彩色合成影像，赋矿千枚岩总体呈条带状展布，局部呈透镜状，色调呈黄色、黄褐色，条带状影纹，发育树枝状(局部羽状)水系，山脊半浑圆，影像特征明显，与围岩界线清晰(图5)； 黑灰色含炭泥灰岩呈条带状展布，总体延伸稳定，局部被NNW向线性构造错切，色调较深，呈蓝灰色，条带状粗糙影纹，发育树枝状水系，山脊呈棱角状，影像特征明显，与围岩界线清晰。

(a) 成义铁矿赋矿千枚岩影像特征(b) 迪木那里克铁矿赋矿千枚岩影像特征

图5 赋矿千枚岩层WorldView-2 B8(R),B4(G),B2(B)影像特征

Fig.5WorldView-2B8(R),B4(G),B2(B)imagecharacteristicsoforebearingphyllitestrata

3.2 异常区综合剖析

新C-2008-2201、新C-2008-2202和新C-2008-2207航磁异常位于迪木那里克铁矿西侧，异常的规模和形态均与迪木那里克铁矿床所在新C-2008-2208异常相当，异常强度分别为158 nT，173 nT和202 nT(图6)。异常中心(红色五角星位置)及周边均出露有较大面积的灰黑色条带状磁铁矿及转石，属矿致异常，具有较好的找矿前景。

图6 重点航磁异常区航磁△T等值线Fig.6 Aeromagnetic △T contour in the key aeromagnetic anomaly area

3.2.1 异常区地质特征

重点航磁异常区主要出露长沙沟蛇绿构造混杂岩带复理石岩片、碳酸盐岩岩片及中(基)性火山岩岩片(图7)。

(a) 新C-2008-2201遥感影像 (b) 新C-2008-2201遥感地质解译

1.第四系； 2.古元古界阿尔金岩群； 3.复理石岩片； 4.碳酸盐岩岩片； 5.中(基)性火山岩岩片； 6.变粒岩； 7.千枚岩； 8.片岩； 9.石英岩； 10.泥灰岩； 11.玄武岩； 12.奥陶纪—寒武纪二长花岗岩； 13.地层界线； 14.岩性界线； 15.区域断裂； 16.次级断裂； 17.已知赋矿层位； 18.新解译赋矿层位

图7-1 重点航磁异常区遥感地质解译

Fig.7-1Remotesensinginterpretationofthekeyaeromagneticanomalies

(c) 新C-2008-2202遥感影像 (d) 新C-2008-2202遥感地质解译

(e) 新C-2008-2207遥感影像 (f) 新C-2008-2207遥感地质解译

1.第四系； 2.古元古界阿尔金岩群； 3.复理石岩片； 4.碳酸盐岩岩片； 5.中(基)性火山岩岩片； 6.变粒岩； 7.千枚岩； 8.片岩； 9.石英岩； 10.泥灰岩； 11.玄武岩； 12.奥陶纪—寒武纪二长花岗岩； 13.地层界线； 14.岩性界线； 15.区域断裂； 16.次级断裂； 17.已知赋矿层位； 18.新解译赋矿层位

图7-2 重点航磁异常区遥感地质解译

Fig.7-2Remotesensinginterpretationofthekeyaeromagneticanomalies

与迪木那里克铁矿床以千枚岩为主相比较，岩石的变质程度略高，其复理石岩片主要岩性为绢云千枚岩、浅灰绿色石英片岩、浅黄绿色—灰黑色土状粉末状风化破碎蚀变带、黑灰色大理岩化含炭灰岩、灰白色—黄绿色石英岩，碳酸盐岩岩片主要为含炭泥灰岩，中(基)性火山岩岩片主要为玄武岩。

3.2.2 异常区遥感特征

重点航磁异常区内主要岩性为复理石岩片浅变质碎屑岩，其次为大理岩及少量火山碎屑岩。其中，复理石岩片呈条带状、透镜状，黄色、黄褐色色调，条纹状平滑影纹，树枝状、羽状水系，山脊浑圆； 大理岩呈带状、透镜状，蓝灰色色调，斑状粗糙影纹，树枝状水系，山脊呈棱角状； 火山碎屑岩呈团块状，红褐色色调，发育树枝状水系，山脊多呈浑圆状(图7)。断裂构造在影像上具有清晰的线状特征、地层单元的错位、影纹突变等特征，NW向断裂具错断NE向断裂的迹象。

3.2.3 矿化特征

矿化体主要赋存于浅黄绿色—灰黑色土状粉末状风化破碎蚀变带。新C-2008-2207航磁异常区蚀变带宽约80～120 m，长约9 km，发现磁铁矿体露头8处，均赋存于褐铁矿化蚀变千枚岩中； 出露长度为100～800 m，宽度为6～50 m，全铁量w(TFe)为22.35%～39.50%，磁性铁品位为10.90%～30.80%。新C-2008-2201和新C-2008-2202航磁异常仅在异常附近山谷中发现磁铁矿转石，未能对异常区矿体进行控制。

3.2.4 成矿条件分析

据异常区所处的构造位置、航磁异常规模和遥感等特征分析，可初步确定其成因与迪木那里克铁矿床相一致，为沉积变质型铁矿床，应与迪木那里克铁矿床同期形成。

3.3 沉积变质型铁矿综合找矿模型构建

通过对区内典型矿床、重点航磁异常成矿和控矿地质条件分析，结合航磁特征、遥感地质解译、野外查证以及其他地质、矿产资料的综合研究，建立了集地质、航磁和遥感等多因素于一体的、适宜于该区沉积变质型铁矿的综合找矿模型(表1)。

表1 沉积变质型铁矿综合找矿模型Tab.1 Comprehensive ore prospecting model for sedimentary metamorphic magnetite

4 迪木那里克铁矿带找矿定位预测

以建立的沉积变质型铁矿综合找矿模型为依据，结合迪木那里克铁矿带地质矿产、航磁和遥感特征，精确定位了迪木那里克铁矿带磁铁矿赋矿目的层(图8)。目的层受阿尔金南缘断裂影响，总体呈NEE向展布，宽约60～500 m，长约48 km。岩性以千枚岩为主，其上覆岩性为黑灰色含炭泥灰岩； 赋矿目的层受多组NW向和NWW向右行走滑断裂影响发生错切，其中，NW向主干断裂位于迪木那里克铁矿西侧，NW向延伸大于40 km，断距约1.5 km，受该断裂走滑牵引作用影响，断裂西侧磁铁矿呈NEE向展布，与阿尔金南缘断裂方向一致，靠近断裂附近受右行走滑断裂的影响，呈近EW向、NWW向展布，断裂东侧受断裂影响呈NW向展布。对新C-2008-2201和新C-2008-2218这2处航磁异常对应区域内的磁铁矿赋矿目的层进行野外查证，均发现有较大面积的灰黑—铁黑色条带状磁铁矿出露，平均磁化率近40 000×10-6SI，全铁量w(TFe)为20%～35%，其顶底板均为蚀变的石英千枚岩和炭质千枚岩。

1.第四系； 2.上新统狮子沟组； 3.侏罗系大煤沟组； 4.奥陶系祁漫塔格群； 5.复理石岩片； 6.碳酸盐岩岩片； 7.(中)基性火山岩岩片； 8.基性岩墙岩片； 9.超镁铁质、镁铁质岩岩片； 10.青白口系平洼沟组； 11.古元古界阿尔金岩群； 12.二叠纪二长花岗岩； 13.寒武纪—奥陶纪二长花岗岩； 14.阿尔金南缘断裂； 15.区域断裂； 16.次级断裂； 17.推测断裂； 18.地层界线； 19.已知赋矿目的层； 20.新解译赋矿目的层； 21.大、中、小型铁矿床； 22.航磁异常； 23.铁矿带范围； 24.冰雪覆盖物

图8 迪木那里克铁矿带磁铁矿赋矿目的层分布解译

Fig.8InterpretationofthedistributionofthetargetlayeraboutmagnetiteorebearingintheDimunalikeironorebelt

5 结论

1)针对我国西部自然条件恶劣、基岩裸露较好的特点，采用遥感与航磁技术相结合的方法，对赋矿岩性、控矿构造和矿化带等信息进行精确定位，以减少矿产勘查成本和缩短勘查周期，并有效提高勘查的准确度与效率。

2)利用WorldView-2高空间分辨率遥感数据和航磁数据，对迪木那里克铁矿带典型矿床、重点航磁异常进行剖析，建立了集地质—航磁—遥感于一体的沉积变质型铁矿综合找矿模型，对该区探寻同类矿床也具有参考意义。

3)依据建立的沉积变质型铁矿综合找矿模型，在迪木那里克铁矿带精准定位了磁铁矿赋矿目的层，缩小了铁矿找矿范围，为该区铁矿勘查规划部署提供了基础资料。