中条山西段磷矿遥感地质成矿预测

摘要：本文利用对构造特征较敏感的Landsat ETM+ 7、4、1波段合成影像作为基础数据，结合合成变量比（SVR）融合方法，解译出山西省中条山西段磷矿成矿区的主要线、环、带构造特征，通过分析区内的典型解译要素提取出异常信息点，并据此推断出两个成矿远景区。

关键字：遥感地质解译、中条山磷矿、成矿预测、合成变量比

近年来，随着航天技术的不断成熟，更多遥感平台数据被应用到区域成矿和找矿预测中。遥感图像直观、综合、宏观的特点，在反映地质构造形迹上，提供了大量新的地质信息。本文以山西省中条山西段磷矿为研究对象，以Landsat ETM+为基础数据，借助图像融合方法解译了线、环、带等地质构造特征。通过提取和分析遥感异常信息，确定了两个成矿远景区，且与已知矿点吻合较好。

1 研究区概况

研究区分布在山西省中条山西段芮城及其附近地区，地理坐标为东经110°27′17″～111°03′17″，北纬34°38′27″～34°54′46″。区内磷矿主要赋存于下古生界寒武系的辛集组，类型为海相辛集式沉积型。下古生界主要岩石地层单位有寒武系的辛集组、朱砂硐组、馒头组、张夏组；寒武-奥陶系三山子组及奥陶系马家沟组，主体岩性为陆源碎屑岩-碳酸盐岩沉积建造。区内侵入岩较发育，主要有新太古代和古元古代的变质深成侵入岩和中生代侵入岩。总体构造格架形成于中生代燕山期，构造线方向以北东向和近东西向为主，发育北东向、近东西向断裂、褶皱，以中条山山前大断裂为界，控制着不同构造单元。

2 遥感构造解译

本研究选用Landsat 7的ETM+影像为基础数据，研究区所在轨道号为126/036（行/列）。本次研究采用无云覆盖影响的清晰数据，数据成像时间为2002年8月31日。解译前利用ETM+数据的全色波段（15米）和741波段经假彩色合成的多光谱图像进行融合，融合方法采用合成变量比算法（SVR）。以融合后数据作为地质解译底图，用人机交互解译方法并综合考虑地质体的色调、纹理、形状和空间关系等要素，提取出区内的线、环、带等构造信息。

图1 研究区ETM+ 741波段合成图

图2 融合后的ETM+ 741多光谱图像

2.1 线要素解译

研究区内解译出两类线要素构造，即断裂构造和脆韧性变形构造带要素。区内断裂有卜吉掌北断裂、武家岭南断裂、李家山断裂等。卜吉掌北断裂在影像上呈线性特征，两侧的色调、纹理和形状差异均比较明显（图3）。李家山断裂总体上呈北东向展布，在影像上的线性特征比较清晰，其色调、纹理和形状特征均较突出（图4）。脆韧性变形构造带要素在研究区内共解译出2条，其走向大致为北东向，整体呈直线形，主要分布在中条山涑水群片麻岩及角闪岩中（图5）。

图3 芮城县卜吉掌北断裂 图4李家山断裂　 图5 脆韧性变形构造或构造带

2.2 环要素解译

与中生代花岗岩有关的环形构造分布在武家岭附近，发育于长城系硅质灰岩中（图6）。另外研究区内还解译出一个成因不明的环形构造要素，该环形构造分布在芮城县的五老峰北东，环内出露中元古代硅质灰岩（图7）。

图6 与中生代花岗岩有关的环形构造 图7 成因不明环形构造

2.3 带要素解译

研究区内解译出的带要素共4处，岩性主要为砾岩、砂岩及页岩含磷块岩，矿种为磷矿。这些带要素主要分布在中条山焦作板隆构造单元，不但与成矿有关，而且具有良好的解译标志。构造带内德寒武系地层地势低平，色调呈灰紫色，沉积纹理清晰，在色调、影纹、地貌等特征上与围岩均有差异，界线明显。

3 远景区预测

本文根据研究区内遥感构造解译要素，结合区内地质资料圈定了两个远景区。远景区内地质情况较简单，新生界约占三分之一的面积，基岩出露约三分之二的面积，地层从老到新依次为：太古界涑水群、上元古界长城系、寒武系、奥陶系，其中以寒武和奥陶系为主，磷矿主要产于寒武系下统辛集组。远景区主要处在中条山西南端，宏观上看（图8），其颜色主要呈深绿色、紫红色和褐色。矿点出露在区内中部线、环都很发育的部位，这些部位大多都有异常显示（黑色标记）。图10是图8和图9的远景区放大影像和解译图，可以看出，在线、环都很发育的部位，遥感异常信息也有分布，所以这些部位很有可能有矿床存在。

图8遥感构造特征影像分布图 图9 区内地质解译特征和远景区

图10 黄家凹和水域村遥感远景区综合要素图

5 结论

本文以Landsat ETM+影像为基础解译数据，通过波段叠加分析以及图像融合技术，解译了研究区的线、环、带的构造。其中以北东向线性断裂最为发育，在空间上呈断续成带的特点。经解译和提取构造特征后所预测的成矿远景区与区内已发现的矿点吻合度较好，这表明借助于遥感地质方法来辅助进行成矿远景区预测的策略具有良好的应用前景。

参考文献：

[1] 张玉军，杨建民，陈薇.ETM+(TM)蚀变遥感异常提取方法研究与应用-地质依据和波谱前提.2002.国土资源遥感.(4):30-36.

[2] 李智峰,朱谷昌，张建国等. 基于SPOT数据的铁化蚀变信息提取及找矿应用研究-以陇南金矿区为例.2011.国土资源遥感.(2):91-97.

[3] 冯作海，梁金城，李晓峰等.平桂地区遥感线性构造的分形特征及其地质意义.2002.地球学报.23(6):563-566.

[4] 成永生，陈松岭.基于遥感解译的环形构造研究及其找矿意义.2007.矿业研究与开发.27(3)：53-55.

[5] 王爱武.中条山主要铁矿类型及特征.2011.华北国土资源.(2):26-27.