第7讲4矿产资源遥感调查专题

第7讲(4)矿产资源遥感调查专题一、概述1、矿产成因及找矿方向成因①内生：如热液多金属矿床构造、岩性、蚀变带②外生：外动力地质作用如砂矿类风化壳赋存等地貌、水系等外动力地质条件③变质：变质过程中形成、富集如石墨、石棉、滑石等岩性---矿源层构造找矿方向①难识别矿体（床）②隐伏矿床：已有矿区外围找矿，扩大储量；松散沉积物埋藏、林木覆盖区找矿2、矿产地质遥感的概念以勘查矿产资源为目标的遥感技术应用利用多种遥感信息，经过图像处理、分析和判读，提取与矿产的形成、富集、改造、赋存相关的地质信息（如地层、岩性、构造等）及矿产信息（如蚀变带、氧化带、铁帽等），通过总结已知矿区遥感影像特征，确定有效的遥感找矿标志，结合物探、化探、地质等资料，分析区域成矿条件，筛选、确定有利成矿地段，圈定找矿远景区和勘探靶区。遥感技术在矿产地质中的作用：主要是三方面:●矿区影象特征：找矿标志信息●为研究成矿作用提供素材、佐证：岩性地层信息；线性构造、环形构造、隐伏构造信息、蚀变矿化信息等●提升常规工作的功效：增强野外工作的针对性，提高工作效率●矿区开采与环境保护动态监测二、直接找矿标志1、使用大比例尺遥感图象，如大比例尺航片、根据矿床、矿产独特的影像特征，直接解译、圈定。适合西部基岩裸露地区●地层：矿源层乃至矿体----层控矿床。矿体出露地表的面积较大时，在高分辨率图像上(主要是航空图像)，可直接识别。一般情况下，这些含矿体有独特的影像特征(形态特征和色调特征)。铁矿，包括磁铁矿和部分赤铁矿层，因坚硬而表现为长条状组岗正地形，呈深色调，如冀东的鞍山式铁矿常突出在变质岩系构成的山岗顶部。我国西北地区，煤层为黑色调，呈槽沟或条带状负地形，其走向与围岩层理一致，如我国马鬃山煤田表现为煤层露头沿走向延伸。大理岩、盐类矿产、含矿伟晶岩脉、石英脉则呈现浅色调，并往往呈环状、透镜状或长条状分布。●侵入体：岩体（株）----与侵入岩体有关的矿，如内生金属矿床●蚀变岩带：围岩蚀变的种类较多，而且不同矿化作用所产生的近矿围岩蚀变也不同，如与云英岩化有关的锡、钨、铜等矿产；与矽卡岩化或热液作用有关的铁、铜、多金属和钨、锡等；斑岩铜矿则具有从内至外依次为钾化—绢云母化—泥化—青盘岩化—次生石英岩化的蚀变分带。围岩的蚀变由于物理性质的变化，风化剥蚀后产生一些特殊的地貌特征，如硅化、矽卡岩化、次生石英岩化等岩石变硬条带状或不规则状的正地形；高岭土化、绢云母化、绿泥石化、滑石化、黄铁矿化岩石变软不同色彩色调的负地形，且会使水系发生局部变异。围岩蚀变使岩石结构构造发生变化，如层理消失或片理化，或出现热动力化变质晕圈等，会在微地貌、影纹图案上有所反映。蚀变产生的某些特殊蚀变矿物相对富集，与未蚀变岩石相比产生波谱和色调、色彩异常。●铁帽等矿体氧化露头：各种金属矿体露头，特别是富含硫化物矿体的露头，经风化淋滤作用后形成的氧化物或含氧盐类矿物，呈现出与围岩迥然不同的色彩。●古采坑等采矿遗迹：在大比例尺、高分辨率遥感图像上，采矿、冶炼的遗迹主要有老矿石同、采坑(场)、废石和矿渣堆、淘沙坑、冶炼遗址等，它们在遥感图像上有特殊的形态与色调特征，容易解译和识别。古采矿坑2、研究矿床矿点影像表现和展布规律，预测靶区，减少盲目性，提高野外工作针对性和效果油气渗漏的遥感检测及机理：埋藏在地下深部处于相对动态平衡状态下的油气藏，其内部有很大的压力，与地面有着巨大的压力差，由于岩石内部存在裂隙、节理、断层等，使小分子烃类物质通过压力、水动力等途径向地表渗漏，形成目视不可分辨的油气显示，称为油气藏烃类微渗漏现象。微渗漏引起油气藏上方地表出现遥感异常。另外，气态烃扩散外逸，会在油气田上方形成一种色调浅而亮的雾状异常，美国埃森石油公司在安纳达科油气田沉积盆地进行了解译判别，解译了二组图像；第一组图像上发现了35处雾状异常，其中有33处与现有地下构造和油气田相符；另一组图像上有57处雾状异常，其中有42处与已知油气田相符。三、间接分析与特定岩性、构造、地化环境有关；主要是通过图象处理，增强并提取构造、岩性、地化等信息，并参与成矿预测工作1、岩性●岩浆岩地区：内生金属矿床在成因上及空间分布上与岩浆侵入活动及火山活动密切相关。在寻找这类矿床时，遥感起5方面作用：①提取控矿、导矿构造--构造信息②判断赋存部位--次级断裂、破碎带等③岩体、火山机构识别④围岩情况--岩性识别、地层信息⑤查明蚀变带--识别、圈定蚀变带●变质岩地区：识别古火山、古侵入体；深化对成矿作用的认识在变质岩区，常规地质方法进行岩层划分、矿产预测比较困难。遥感技术的应用可深化变质岩区基础地质的研究，深化对各种控矿因素的认识，为找矿提供重要线索。在老变质岩区内，遥感影像对于圈定古老的侵入体、火山岩及古火山机构很有成效。●沉积岩地区：对于受某些岩性—地层的控制矿床，主要以航空遥感为主要的研究手段。在高分辨率航片上，有些矿层往往可以直接显示出来，如石灰岩、石膏、煤层等，岩层本身也就是矿体。对于层控矿床，遥感能全面、准确地圈定找矿远景地段，提高野外工作针对性。●表壳矿床：风化壳、砂矿类地貌因素地貌形态、水、风等动力条件，可从遥感图像上进行分析2、构造线与环A线性构造绝大多数遥感影像线性构造反映的是岩石的形变带、软弱带或应力集中带，它们往往也是导矿与容矿的场所，还可能是某些成矿沉积盆地边界的控制因素，如对油气藏的圈闭等。通过对影像线性构造的综合分析，能进一步了解区域成矿规律，进而明确找矿方向。遥感资料的应用主要在4点：①构造级别（影像级别）与矿产的关系②构造部位对矿的影响③线性构造成矿条件分析④线性构造统计分析的找矿应用：密度、交点密度、方位分布等例一美国阿拉斯加和加拿大西部地区，根据遥感图像解译，发现了线性构造与矿化的新关系，建立了新的矿化模式，确定了新的找矿有利地段和远景区(图1—8)。美国阿拉斯加和加拿大西部地区，过去根据常规方法取得的构造资料，认为成矿作用受向北突出的区域弧形岩相带控制。遥感图像解译发现了北东向和北西向线性构造，它们被解释为深部断裂在地表的反映，因而是这两组断裂，特别是它们的复合部位，而不是弧形岩相带是找矿的有利地段。这个设想为1970—1971年的勘探结果证实，并且根据这两组线性构造系统(北东和北西向)指导找到了几个铜钼矿床，例如在德纳利断层东北的两个北东向断裂之间的地带就发现了几个斑岩铜矿床。例二墨西哥北索诺拉地区，通过遥感图像上的控矿构造分析，扩大了斑岩铜矿的远景区。这个地区是一个较大的斑岩铜矿床，但是因为勘探区被大片新生代火山岩等掩盖，所以近年勘探成效不大。有了遥感影像通过解译揭示了这个地区的构造单元和蚀变现象，依遥感影象上的线性构造和区域蚀变带两类信息分析后取得的，提出了一个索诺拉地区斑岩铜矿化的区域构造模式据统计分析，主要有三组线性构造，比较集中在NE向的四个带内，其次为NNE向釉NWW向。热液蚀变作用地区的位置，主要位于NE向线性构造带的侧翼及NE向与NNW向的复合部位，成矿图上显示的矿区密度与NE向构造带及NE和NNW向的复合部位是相关的，区域模式分析也说明NE向和NNW向构造直接影响矿化作用，显示它们就是矿液的通道。这一成矿模式在构造上和美国科罗拉多矿带及南亚利桑那州矿区是类似的，也是和它们类比后取得认识的，这一认识已被地球物理和地球化学资料所验证和证实，从而明确了有价值的远景地段。缩小了找矿范围(图11—9、10，11)。B环行构造环形影像特征在航天遥感图像上反映良好---环的特征环形构造影像及与成矿的关系影像环形构造自从由航天遥感图像中被发现以来，因其与矿产关系密切，日益引起人们的重视。据统计，我国铬、镍、金、铁、铜、铜、钨、锡等主要内生金属矿产，有91%分别与2000多个大小不等的环有关。与矿产形成关系密切的影像环形构造往往与构造—岩浆成因有关，不同的成因有不同的找矿意义。与垂直构造运动有关的负向环形体，是由地壳局部沉降形成的圆形场陷和构造盆地，较大型的在地球物理场上会有反映，如重力低等，这类环形体往往与沉积矿产和石油的赋存有关，我国的不少油田分布在大—巨型负向环形体的内缘。与火山作用有关的环形体通常规模小但成群出现，呈叠环、并列、寄生等组合形态，矿产往往赋存于环体边缘或体内，如安徽庐枞地区火山盆地在图像上显示的环形体及矿床分布。环所在的部位：与岩浆侵入活动有关的环形体则往往与内生金属矿产有关，由于岩浆侵入而引起的围岩蚀变常使环体边界模糊。如安徽铜陵地区在图像上显示为一边界模糊的多层环形影像，矿体主要赋存于内部小型环形体的边缘。C环与线的交会、组合影像线性体和环形体彼此之间往往存在互为依存的关系或构造复合关系。如某些环形体定向直线排列表现为线性体，前者反映的可能是火山机构或侵入体，后者反映的是基底断裂。在某些条件下，岩体可能是成矿母岩，而断裂是成矿溶液及岩浆的有利通道。有时线、环体独立并存，但两者交汇、切线接触等，具有复合关系。许多资料表明：线性构造和环形构造常常是区域成矿的重要因素，是重要的控矿、导矿和容矿的因素。根据它们就可确定全区的构造格架，推断成矿和控矿的构造模式，进而揭示区域矿床可能的展布规律、和圈定找矿可能的远景区。例1长江中下游地区是我国重要铁铜矿带之一，该区铁铜硫矿床在遥感图像上的分布及排列有一定的方向性，它们受一定的构造控制，与环形构造关系密切。大中型矿床及矿点的区域分布相当集中，绝大多数分布在长江沿岸的铜陵---繁昌地区、宁芜地区、以及宁镇地区，结合地质、重磁资料分析，认为：北北西向及近东西向线性构造与环形构造及其它构造的复合部位，是成矿和找矿的重要地段。目前已探明的富铁、富铜的矿量已占全国总矿量的1/3强。例2从美国科罗拉多地区遥感图像中解译线性和环形构造试验中，发现了它们和重要矿区的紧密关系。具体作法是：先选最佳影像(MSS7、低太阳角，有积雪的冬季影象)，然后进行影像解译，把线形和环形构造解译出来并绘在图上。根据该地区的金属成矿作用受破碎带的控制，并且常常为侵入体(如侵入岩岩株，岩颈等)和火山活动有关的假设，圈定了直径为14km或165km2范围的十个环形构造区，作为科罗拉多地区金属矿远景区(图11—6、7)，其中线性构造交汇密集，又与环形构造的火山岩紧密相连的部位被列为远景找矿的重点，结合地面实际资料分析，被圈定的十个圆形构造区中五个是已知矿区。为了排除解译时可能受先人为主的影响，由科罗拉多矿业学院15名师生组成一个实验小组，进行了一次对比实验，要求每个成员分别在这幅图像上各自圈定十个远景区，结果相当集中，其中八个远景区非常一致，5个为已知矿区。美国科罗拉多中部矿区遥感图像解译试验结果认为，断裂性质的线性构造的分布可用以指导科罗拉多及其它地区金属矿床找矿。这种线性构造，尤其是结合地质资料分析，对于金属矿床找矿勘探是有价值的。就以解译实验区而言，它已把原来33500km2找矿地区，缩小到十个165km2的找矿远景区内，节省了财力，加快了找矿工作的速度。例3可以利用线性构造和环形构造来揭示含油盆地和油气田的远景区。有人将线性和圆形构造与已知油气田的分布进行分析对比，发现许多油气田是沿着它们分布的。根据遥感图像解译指导油气勘探，在美国已发现了哈特湖等大油田。美国犹他州云塔盆地西北部大阿尔塔蒙特——布罗贝尔油田，受350公里长的吐温塔线性构造控制。该线性构造，通过野外验证，有一系列泉水、落水洞和水系异常等的地面显示，也取得了航磁资料证实。该油田的有利生产地带位于该线性构造以南15—25公里的破裂带中。在帕拉道克斯线性构造与乌特线性构造之间为一天然气聚集带；在乌特与亨里线性构造之间则为油田带(图11—14)。美国圣胡安盆地一些线性构造控制着油气田的分布，沿着汽船泉线性构造有5个油田和2个气田分布(图11—15)。根据地质构造来指导找矿：第一是在有了遥感图像之后，根据已知矿床矿点的分布与航卫片构造解译资料结合，从成矿规律的区域构造控制上，提出了新的成矿规律认识。例如美国加利福尼亚州大约有100个汞矿床群集中在21个地区，大部分汞矿床产于北起莱克县南，至圣巴巴腊县以北的加利福尼亚海岸山脉