Question

试验区成像光谱蚀变矿物识别结果与地质分析

Answer 1

试验区内的变质作用主要为与构造破碎、热液蚀变有关的动力变质作用和热液变质作用。动力变质作用主要伴随断裂构造形成，沿构造线呈带状分布，在地貌上形成相对负地形，并使地层强片理化甚至形成糜棱岩，个别脆性岩石则形成碎粒岩。这些构造薄弱部位是主要的赋矿空间。热液变质作用主要产生部位为断裂构造带和层间裂隙，其规模和强度取决于构造规模和性质，蚀变作用主要形成黄铁绢云岩化、绢云母化、高岭土化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化、钾化，同时伴随有黄铁矿化、方铅矿化、孔雀石化及金矿化。这些热液蚀变与该区的成矿关系密切。

4.4.3.1 矿物端元的选择

根据该区的矿产成因及其蚀变类型，在分析不同蚀变矿物与成矿关系的基础之上，结合试验区岩石矿物光谱特征，选择云母、高岭石、碳酸岩、绿泥石以及蛇纹石矿物作为识别的端元矿物。

4.4.3.2 矿物识别与分布特征

利用大气校正后的重建光谱数据，选择光谱角技术、光谱分解或光谱匹配滤波技术开展上述端元的识别。从USGS矿物光谱库中选择上述5种端元的较为标准的光谱作为参考光谱，逐航带开展识别提取。然后进行航带几何校正、镶嵌和拼接。图版1是24条航带镶嵌后所识别的5种蚀变矿物分布图。

图版1可见，绿泥石与云母类矿物在试验区广泛分布，为区域蚀变的产物。蛇纹石化主要分布在绿泥石与碳酸岩化以及一些岩体的边缘。碳酸盐化主要成线状沿构造带成近东西向分布。高岭石部分与云母、绿泥石伴生，部分地段独立成面形分布。

图4-4-3 成像光谱遥感地质调查技术流程

4.4.3.3 重点成矿区段的选择

东天山铜、镍、金矿化与晚石炭-早二叠世岩浆侵位-火山活动密切相关。矿化组合分为金矿成矿系统、铜多金属成矿系统和铜-镍硫化物成矿系统。本次试验区内矿化主要是与镁铁质-超镁铁质岩有关的铜-镍浸染硫化物成矿系统。从所识别出的矿物分布分析，在矿体的边缘广泛存在绿泥石化、蛇纹石化、碳酸盐化、云母化、高岭石化以及绿帘石化，尤其在黄山、黄山东等矿体边缘存在绿泥石化与蛇纹石化组合，这些地方已经发现了具有工业品位的矿床。因此可初步将绿泥石化与蛇纹石化组合作为区域内寻找类似于黄山、黄山东型铜镍硫化物型矿床的标志。

在对绿泥石化与蛇纹石化组合模式分析的基础之上，选择红滩地区作为重点区段进行详细分析。该区分布着类似于黄山、黄山东型铜镍硫化物型矿床的绿泥石化与蛇纹石化组合，具有进一步工作的前景。基于此，选择该区作为本次重点地段进行1：1万比例尺的矿化蚀变异常信息提取。

在对区域内一些典型矿床如黄山、黄山东等进行深入地质分析的基础之上，还发现其普遍存在绿帘石化以及与金矿床有关的褐铁矿铁或黄钾铁钒化等蚀变。进一步提取与矿化相关的绿帘石化和黄价铁钒化，发现在绿泥石化与蛇纹石化组合分布较密切的区域，其绿帘石化也吻合得较好，同时还存在云母化和高岭石化。这些类似的矿物组合分布区都可能成为进一步找铜的工作靶区（图版2和图版3）。

结合区域地质和1：20万化探分析可知：①该区断裂构造较发育，岩浆岩仅见少量的后期花岗岩脉和石英脉（两大花岗岩体除外）；②南部地区，即两大花岗岩体之间存在Au、Ag、Cu、Zn、Sn、Mn、Co、Ni等异常，Au异常呈圆形，极大值3.0×10^-9，Cu异常呈长条形，极大值45.3×10^-6，与绿泥石+绿帘石+蛇纹石组合的矿物分布模式较一致，③在北部存在Cr、Ni、Co、Cu元素富集带；④存在高Mg异常（见图版4（b）），分布与遥感所识别的绿泥石分布非常吻合；⑤该区综合异常规模较大，尤其Cr、Ni、Co元素套合较好，具有较好的找矿前景。这些都较好地佐证了成像光谱识别矿物对找矿的指导与直接指示的作用。

4.4.3.4 矿物识别验证

开展矿物识别验证方法有多种：野外实地地质调查法（检查矿物识别点）；野外光谱检测法；岩矿鉴定（薄片、光片或X-衍射、电子探针）对比法等。本次工作验证采用野外实地地质调查（检查矿物识别点）和岩矿鉴定分析相结合，重点对试验区西部（第I分区）约1000km²面积的矿物识别进行实地验证。

验证点的选取充分考虑了以下原则：①验证点的密度和位置应能够控制住区域内的地层、岩体岩性及构造变化；②必须对所有的蚀变类型和蚀变矿物的相对含量进行验证；③验证点在试验区范围内尽可能分布均匀；④相同原岩不同蚀变以及不同原岩的相同蚀变均有针对性地检查。图版5是第I分区野外验证点分布图。

野外验证的检查点（红色）都发现有云母，云母化分布范围很广。主要由是由验证区内大面积出露的花岗岩发生绢云母化蚀变而产生，（样品经镜下鉴定：绢云母含量30%～35%，由斜长石交代），以及一些火山质地层（凝灰岩、安山岩、凝灰质砂岩等）和闪长岩、辉绿岩体绢云母化产生，镜下鉴定结果火山岩地层绢云母含量很最高约为85%～90%，同时伴生绿泥石化，可能与区域内不同热液作用条件有关。图5-4-5南部出露的大型半月状的花岗岩体基本未发生蚀变。

高岭石化在图5-4-5区内也很有限，零星分布在图幅北部。部分云母矿物集中的地区，发现有高岭土化伴生，它是由长石含量较高的花岗岩（如白岗岩）和闪长岩蚀变产生。野外发现高岭土化表面有花岗岩或闪长岩洪积碎砾物覆盖，分布信息较弱。

绿泥石矿物在验证区检查点（绿色和黄色）广泛分析，在区内中部形成近东西展布的强分布区。在火山岩和沉积岩地层及辉绿岩体普遍发生强度不同的区域性热液蚀变，岩石中角闪石、辉石等暗色矿物多被绿泥石、绿帘石所交代蚀变。大部分区地段为绿泥石化和绿帘石化蚀变同时存在。由于二者混合光谱不易区分，填图结果绿泥石伴生绿帘石矿物，且绿泥石分布范围较绿帘石广泛。

野外验证表明方解石得到了很精确的识别和填绘，方解石化为区内沿南北两条东西向断裂分布的灰岩带（镜下鉴定为主要由方解石组成的钙板岩），北部的一条灰岩带展布范围很大，沿断裂贯穿整个验证区；南部的灰岩带分布于该区西部，虽然宽度和范围相对较小。