狄永军地质大学
A. “中华九龙璧”名称认定的依据和意义
川水歌
龙寿桃(收藏:杨光品)
其次,三叠纪海相沉积地层在华南地区的广泛分布为该地区九龙璧的可能性蕴藏提供了前景。九龙璧属沉积变质岩,沉积于距今约2亿4000万年前的二叠纪晚期至三叠纪早期(印支地壳运动时期),形成于距今1.5亿年前后的中、晚侏罗世(燕山运动时期)——而我国华南地区具有迄今已知世界上最广布的二叠—三叠纪海相连续地层。当然,九龙璧是在二次热力变压作用下热液变质,形成了现今的低绿片岩、亚绿片岩、低角闪岩、角岩等,形成条件十分复杂。有的地质学家认为华南地区的三叠纪海相沉积岩并未发生变质,几十年前几位地质教授、学者和方家也著文认为只有华安县才产出九龙璧,而后经众多石友多方考察才证实漳平市亦为主产区之一,再后来发现漳州市的南靖、长泰,龙岩的长汀、连城、上杭,三明的永安等县市也都有产出。随着科技的进步和实践的检验,或许能在华南相关区域有新的发现。
笔者与福建漳平的陈江华、湖南郴州的史景凌等石友通过实地考察和初步检测,发现广东卤盐、江西大余、湖南郴州等地都有产出与九龙璧造型、色彩、纹理和画面极其相近的岩石,经摩氏硬度测试法测试,硬度也大体介于6到7.5度之间(期待有关权威部门的进一步考察鉴定)。
综上所述,九龙璧冠以“中华九龙璧”的称号是当之无愧的,也有利于纠正有失客观科学的纷乱命名现状。倘能在其他省份确定亦有产区,则可参照中国观赏石协会《关于观赏石石种的命名原则》中“沿袭历史、命名在先、约定俗成和产出的地域名称+石种”的原则,在“中华九龙璧”之后附加产地省份,如“中华九龙璧(福建)”、“中华九龙璧(江西)”等,对于系统、科学地规范各类石种,构建中国观赏石(奇石)品牌战略,弘扬中华赏石文化,必将具有十分重要的现实和长远意义。
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C. 闽中地区新元古代古构造环境及铅锌矿成矿预测研究
张达1,2 吴淦国1,2 狄永军1 余心起1 陶建华3 石建基3 张祥信1 汪群峰1
(1.中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京100083;2.中国地质大学岩石圈构造、深部过程及探测技术教育部重点实验室,北京100083;3.福建省地质调查研究院,福州350003))
摘要:闽中地区变质基底地层主要由古元古代、中元古代及新元古代—早古生代三部分组成,中元古代变质岩地层包括龙泉群和马面山群,根据变质变形特征及同位素年代学研究马面山群从下到上应为龙北溪组、东岩组及大岭组。东岩组绿片岩系构成了中元古代地层记录的主体,和该区广泛分布的块状硫化物矿床有直接关系。东岩组地层在闽中地区主要为绿片岩为主的一套古火山沉积建造。其主要岩性类型包括各种成分的绿片岩、大理岩、石英岩及变粒岩类。绿片岩显示海底火山喷发特征。岩石化学表明绿片岩的原岩应为玄武岩类。变粒岩类主要属于英安岩及流纹岩。这些特征反映东岩组具双峰式火山岩特征,形成于大陆内部张性环境。绿片岩稀土元素特征也显示出大陆拉斑玄武岩的特征;微量元素分布显示出该组变质岩原岩类似于大洋岛和大陆裂谷的板内碱性玄武岩。因此闽中地区中元古代可能处于板内古裂谷环境。根据该类矿床特征、找矿方法的分析,总结了该类矿床的找矿标志,并对闽中裂谷、崇安—石城裂谷等的找矿前景进行了初步分析。
关键词:闽中;中元古代;东岩组;古裂谷;马面山群
闽中地区地处武夷山隆起、永梅晚古生代拗陷与闽东火山断陷带的交接部位(图1)。其主体位于政和—大埔断裂带以西的前寒武纪变质基底出露区及以东的火山基底隆起带内。近年来,该区经勘探发现了较多的铅、锌、铜、银、金等矿床。地球化学异常浓集区在整条带内分布多达20多处,并且这些高异常区和包括东岩组在内的变质基底出露区及位于火山岩区的变质基底“天窗”的分布高度吻合。和闽中前寒武纪古构造环境有关的矿床的发现及研究极大推动了该区找矿工作的进展。古裂谷环境块状硫化物矿床研究历经20余年,但闽中地区开展此项研究时间较短,研究工作基础较薄弱。综合已有的工作成果及地质大调查过程中存在的主要基础地质问题,该区制约找矿的主要问题表现在3个方面:对于已进行勘查评价的矿区,地层层序及构造控矿特征是扩大找矿的主要疑难问题;对于区域矿产资源评价进一步整合地物化遥数据及资料是找矿工作取得进展的关键所在;理论上的突破也是避免走弯路的重要方面,因此要注重完善区域成矿规律、明确原生层状矿床的分布空间及后期构造、变质、岩浆热液的叠加机理。
本文是地质调查矿产资源评价项目“闽中裂谷铅锌矿成矿规律研究”(项目编号:200310200064)的成果之一。主要对马面山群地层层序及东岩组地层层序、变质岩原岩组合、岩石化学与地球化学特征进行初步研究,在此基础上探讨中新元古代闽中地区的古构造环境并进行成矿预测研究。
1 新元古界马面山群地层层序
马面山群作为闽中中新元古代变质基底的主要组成部分,它和浙江龙泉群、江西铁砂街群一起已成为华夏古陆中新元古代的代表性层位,其成生的构造环境对于同期海底喷流沉积块状硫化物铅锌铜矿床有明显的控制作用。但马面山群组成部分龙北溪组、东岩组及大岭组在闽中一带的正常地层层序、空间叠置关系还不清晰,以至于有将龙北溪组置于顶层、而有的置于底的混淆格局。通过野外剖面调查,选取这些典型地层进行变质变形研究,得出空间上龙北溪组和东岩组变质地层褶皱以小型流变褶皱为主,经过多期次的叠加改造,变质程度深,无论变质还是变形程度上都较大岭组强,大岭组变质程度不高,变形更弱。因此可以认为闽中古裂谷马面山群正常地层层序从下到上应该是龙北溪组、东岩组、大岭组,为该区进一步找矿提供科学依据。
图4 闽中地区东岩组变质火山岩稀土元素配分模式图球粒陨石标准化数据引自Sun & McDonough(1989)[2]
9 后期叠加改造特征
闽中裂谷带自华夏古陆形成以来经过了近1800Ma的地质演化史。形成于中新元古代的块状硫化物矿床也历经了长期的演变过程。其中伴随着强烈的构造变形改造、区域变质作用、岩浆作用的叠加。这种改造作用使原生矿床(矿化)或消失(构造抬升剥蚀)、或破坏(构造对矿体褶皱加厚及断裂错断)、或叠加(岩浆期后热液使原生矿富集或形成新类型矿床)、或表层氧化。这种后期改造作用涉及到矿床的保存及后期富集两个主要方面。闽中裂谷区地处东南沿海中生代岩浆活动带上,改造成矿作用非常发育。早期矿床的后期改造主要表现在3个方面:一是变质改造,主要经历了晋宁期区域变质作用;二是岩浆期后热液的叠加改造,主要形成于中生代晚期,占后期改造的主导地位;三是构造改造,造成先期矿体的变形及变位。岩浆热液叠加改造在全区都明显存在,但在矿区周围表现更为清晰。矿区变质岩由于受到热液蚀变叠加其特征与区域变质岩有明显区别,总体上矿区蚀变矿物如透辉石、绿帘石、绿泥石、绢云母、石榴石等发育。野外调查及镜下观察得出,后期热液叠加主要出现在3个主要部位:一是岩体接触带附近,形成明显的矽卡岩型矿床,其中有大量的石榴石、辉石等蚀变矿物及对围岩的交代,同时在外围形成绿帘石化等蚀变;二是在断裂带中有矿体存在,这种断裂带主要为NNE向及其派生断裂,如峰岩NWW向断裂控矿及水吉NNE向断裂控矿明显。另外在早期(新元古代)层状、似层状矿体也可以发现后期热液对早期矿石矿物的改造,初步认为是后期热液渗透到变质岩片理中发生叠加交代作用形成。初步研究表明:后期热液叠加改造作用具有明显的分布规律,研究区北部及东部一带叠加改造作用强烈,造成蚀变强烈,矿体加厚,品位变富。
10 找矿标志及找矿前景
闽中裂谷中块状硫化物型铅锌矿的发现,是在武夷山成矿带开展大调查工作以来,找矿思路从寻找岩浆热液、变质热液型脉状矿床向寻找层控矿床转变的一项重大成果。到目前为止已发现尤溪丁家山、峰岩、东坑、建瓯八外洋、顺昌山后、屏南泮地(黛溪)、建阳水吉、政和夏山等大-中型块状硫化铅锌(多金属)矿床,已求得333+3341资源量Pb+Zn近500万吨。闽中裂谷中大规模的块状硫化物矿床的发现,填补了该区矿床成因类型方面的空白,为在该区进一步寻找同类型的矿床及扩大储量奠定了重要的基础。
从更大范围来看,新元古代华夏古陆的裂解是一个广泛的地质事件,闽中地区海底火山喷发沉积作用形成的块状硫化物矿床的发现和研究,对整个华南地区寻找类似的矿床都有一定指导意义。
根据闽中裂谷中尤溪丁家山、峰岩、建瓯八外洋、建阳水吉、政和夏山、屏南泮地等矿床的勘查过程及地质特征,总结出在该区寻找块状硫化物型铅锌矿床的如下标志:(1)中新元古代东岩组(为一套海底火山喷发的细碧质—石英角斑质火山岩系、浅海相复理石建造)是最为特征的层位标志。中—新元古代东岩组分布区,尤其是闽中裂谷东部中生代火山岩区中的变质岩“天窗”是寻找该类矿床的有利地区;(2)中—新元古代东岩组等变质岩构成的背斜核部扩容带有利于成矿物质的堆积,形成厚大矿体,是寻找规模较大的富矿体的有利部位;(3)透辉石化、阳起石化、透闪石化、绿帘石化等围岩蚀变是较明显的找矿标志;(4)该类矿床在地表氧化后形成铁帽,氧化矿石常呈骨架-蜂窝状构造、胶状构造,有时见星散分布的细小方铅矿晶体,是寻找该类矿床的直接标志;(5)水系沉积物、土壤Cu-Pb-Zn-Ag组合异常呈带状分布,规模大,浓度高,可作为良好的找矿标志;(6)与磁黄铁矿有关的磁异常表现为规整的带状,可作为寻找该类矿床的标志。绿片岩中高极化低阻异常地段也是找矿的有利部位;(7)古采坑(硐)等是寻找该类矿床的间接标志。
利用以上找矿标志,结合闽中地区已有的地质、地球物理及地球化学调查成果,认为该区在以下几个方面存在进一步找矿的前景:(1)闽中裂谷分布有中-新元古代马面山群变质岩区20多处Cu、Ag、Pb、Zn、Au为主的地球化学异常密集区、数十个矿(化)点。对其中的小部份进行勘查评价发现了10余个大、中型块状硫化铅锌(多金属)矿床。还有大量的有类似成矿地质条件、找矿标志的地球化学异常密集区、矿(化)点有待进一步工作,有望发现更多的大-中型块状硫化铅锌(多金属)矿床。(2)闽中裂谷北段的浙西南遂昌—庆元一带,中-新元古代龙泉群与闽中地区的马面山群基本相同,可能也是中-新元古代在大陆裂谷中发生海底基性—酸性火山喷发沉积形成的细碧角斑岩建造。具有相同成矿地质条件,也分布有大量的矿床、矿(化)点及金银铜铅锌地球化学异常密集区。因此,通过深入的调查评价,有可能发现一批大中型的块状硫化物型铅锌矿床。(3)武夷—云开褶皱带武夷山隆起遂昌—顺昌隆起的另一侧(西侧)也发育一条中-新元古代的大陆裂谷——崇安—石城裂谷。该裂谷中发育与马面山群相当的万全群(也是细碧—石英角斑岩建造),经历了相似地质构造演化历史,也分布有大量的矿床、矿(化)点及铜铅锌地球化学异常密集区。从理论上讲,该区也可能发育大中型的块状硫化物型铅锌矿床。其中,近年发现的宁化溪源块状硫化物型铅锌矿已初步证明这一推断。分析表明,闽中裂谷(包括浙西南地区)、崇安—石城裂谷仍有很大的寻找块状硫化物型铅锌(银)矿的潜力。
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Zhang Da1,2,Wu Ganguo1,2,Di Yongjun1,Yu Xinqi1,Tao Jianhua3,Shi Jianji3,Zhang Xiangxin1,Wang Qunfeng1
(1. State Key Laboratory of Geo-Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083;2. Key Laboratory of Lithosphere Tectonics and Lithoprobing Technology of Ministry of Ecation,China University of Geosciences, Beijing 100083;3. Fujian Institute of Geological Survey, Fuzhou 350003)
Abstract: The metamorphosed basement is primarily composed of Paleoproterozoic, Mesoproterozoic and Proterozoic-early Paleozoic strata in Central Fujian Province. The Mesoproterozoic metamorphosed strata include the Longquan group and Mamianshan group. According to the metamorphism, deformation characteristics and isotopic geochronology, the sequence of the Mamianshan group should be the Longbeixi Formation, the Dongyan Formation and the Daling Formation from bottom to top. The greenschists of the Dongyan Formation, the principal part of the Mesoproterozoic, is directly related to extensive massive sulfide deposits in this area. The Dongyan Formation was a suite of palaeovolcano-sedimentation formation of principally greenschists. The rock types comprise mainly greenschist, marble, quartzite and felsic rocks. The greenschists showed the features of submarine volcanism. The protoliths of the greenschists were basalt. The protoliths of felsic rocks were dacite and rhyolite. These features suggest that the Dongyan. Formation was the result of bimodal volcasnism, formed in an extension setting within continent. REE features of greenschists also indicate that they were continental tholeiite. Trace elements suggest that the protoliths of the metamorphosed rocks were similar to alkaline basalts in ocean island or continental rift. So the central Fujian Province was probably within-plate ancient rift in Mesoproterozoic. In accordance with the features of this type of deposits, analysis of exploration method, the prospecting marks of this type of deposits have been summarized, and the future prospecting in the central Fufian rift and Chongan-Shicheng rift has been analysed.
Key words: Central Fujian Province; Middle Proterozoic; Dongyan Formation; Ancient rift; Mamianshan Group
D. 东南沿海成矿带成矿规律及找矿方向综合研究
张达1,2 吴淦国1,2 陶建华3 狄永军1 余心起1
(1.中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京100083;2.中国地质大学岩石圈构造、深部过程及探测技术教育部重点实验室,北京100083;3.福建省地质调查研究院,福州350003
摘要:本文在以往东南沿海成矿带地质矿产及地球物理、地球化学研究工作基础上,以区域成矿学理论及区域构造地质学为指导,通过综合编图及数据库建设,综合分析了东南沿海成矿带构造演化及成矿规律。内容包括:全面总结了东南沿海大地构造、地球物理、地球化学及区域成矿规律特征;建立了该区构造在时间和空间上的演化模式;厘定了东南沿海成矿带的成矿地质条件;详细分析了东南沿海成矿带矿床时间及空间分布规律;对重点成矿区带成矿地质条件及成矿规律进行了详细总结与研究;根据综合研究成果,将东南沿海成矿带与国内外主要成矿带进行对比,总结了区域找矿模式及典型矿床找矿模式,划分了东南沿海成矿区成矿远景区带,提出了区域找矿思路及找矿方向;并指出了不同成矿远景区及成矿集中区的主攻矿种、主攻成矿类型及主攻方向。
关键词:东南沿海成矿带;数据库建设;成矿规律;找矿方向
1 引言
东南沿海成矿带地处欧亚大陆东南缘的华南大陆东部,濒临西太平洋,地质历史早期是华夏古陆的重要组成部分,中新生代由于强烈的构造岩浆作用而使其成为环西太平洋构造-岩浆-成矿带的重要成矿区之一。该区属古华夏构造域,经历了华夏古陆的形成与裂解、扬子与华夏板块的碰撞拼合、太平洋板块与欧亚大陆坂块的相互作用。北北东向的萍乡—江山—绍兴断裂带(华夏地块与江南古地块的分界线)及北东向的丽水—政和—大埔—海丰断裂带(中生代火山岩带与前中生代沉积变质基底的分界线)控制了该区主要的构造成矿格局,从而成为东南沿海地区具有重要远景的成矿区(带)之一(图1)。
长期以来,前人对东南沿海成矿带的区域构造演化、成矿地质条件、成矿规律及成矿系列已经做了较为详细的工作,并取得了大量的找矿成果,基本形成了该区主攻的找矿区带。特别是1999年实施国土资源大调查以来,东南沿海成矿带开展了大量的矿产资源评价项目,发现了一批金、铅锌、银、铜、钼、锰等大、中型矿产普查基地和重要找矿远景区段,确定了该区主攻矿种及主攻矿床类型。综上所述东南沿海成矿带铜铅锌多金属矿产资源具有较好的潜力及找矿前景。为了深化东南沿海成矿带成矿规律及找矿方向综合研究,中国地质调查局设立了重点成矿区(带)综合研究项目“东南沿海成矿区成矿规律和找矿方向综合研究”(项目编号:200110200035)。项目的主要目标任务是:全面收集并分析整理该区前人资料及成果,掌握区内地质工作程度,明确与矿产资源评价有关的亟待解决的重大地质问题,编制成矿区工作程度图、工作部署图、矿产地质图、地球化学及地球物理图件、成矿规律及成矿预测图等数字化基础性图件,建立东南沿海成矿区数字地质图数据库、化探数据库、重力和航磁数据库、矿产地数据库(应包括小型矿床和矿化点)等,明确区域资源评价的主攻矿种、主攻矿床类型及找矿方向,建立区域找矿模型,划分成矿带,筛选有利成矿地段或重要成矿远景区并进行排序,提出下一步工作部署建议。下面对该区编图及建库成果、多金属矿成矿地质条件、成矿规律及找矿方向等主要成果进行简要介绍。
中-新元古代马面山群为一套空间上密切伴生的具绿片岩相-低角闪岩相变质的细碧-石英角斑岩系及细碎屑岩、钙镁、硅质岩类组合,原有的划分方案认为自下而上分为大岭组、东岩组、龙北溪组。为该区铅锌矿床的主要赋矿层位,在浙江龙泉群及江西铁砂街群变质岩中也有大量的铜铅锌矿化存在。
晚泥盆世—中三叠世盖层岩系:主要分布在永梅地区和赣东北一带。中下石炭统、下二叠统、下三叠统等层位碳酸盐岩相与碎屑岩相过渡处见层状、似层状Cu多金属矿层产出,说明该套岩系为区内主要的成矿层位。
中三叠统—第四系:主要由陆相碎屑物和火山喷发及火山沉积物质组成。蕴藏着与火山和次火山作用有关的Cu、Au、Sn等多种金属、非金属矿产。
4.2 重要岩浆岩条件
岩石类型齐全,从超基性-超酸性及碱性岩类均有,以酸性岩类为主体。花岗岩成因类型多种多样,包括陆壳改造型、同熔型、A型及地幔分异型;岩浆活动与构造运动关系密切,不同时代、不同成因的岩浆岩分带性明显。由中部向西北与东南,后期叠加的岩浆岩时代有变新的趋势,幔源在分亦随之增高;中生代中、晚期岩浆岩规模大,侵入岩和火山岩紧密共生,形成双峰式火山-侵入岩岩石组合。岩浆岩和区内金铜铅锌矿化有关。
4.3 构造控矿条件
多方向构造的复合部位往往控制矿床产出。东南沿海成矿带盖层构造以断裂为主,方向有NE、NNE、SW、SN、NW及EW向,隐伏或出露地表,延伸几千米至几十千米。推覆构造和滑脱构造是重要的控矿类型。推覆构造在该区具有长期的演化史,如加里东期、印支期及燕山期,甚至喜马拉雅期都有见及,其规模有大有小,主要出露重要的地质块体界线及附近。很明显对于该区矿床的形成具有重要的控制作用,对铜、铅锌矿的控制作用也不容忽视,成为某些矿床重要的控矿要素。如武夷山隆起带上的冷水坑银铅锌矿受多级别的推覆构造控制。此外不同岩性层之间的滑脱构造在该区也较普遍,主要集中在盆地边缘。对早期层状矿化体的后期富集起到了关键作用,永平铜多金属矿、玉水铜铅锌矿及枫林铜硫矿床都有此控制规律。
5 成矿系列及成矿规律
5.1 成矿系列研究
根据东南沿海成矿带矿床同位素年代学特征及成矿时代分布规律,结合成矿作用特征及矿床空间分布,从时代演化角度,该区可划分为如下成矿系列。
(1)与中新元古代华夏古陆裂谷内海相变基(中)性火山作用有关的海底喷流沉积-叠加改造型铜(钴)铅锌银成矿系列。主要矿床类型有闽中地区的梅仙式铅锌矿床(峰岩、丁家山、八外洋等矿床)、水吉式铅锌矿床、东岩式铜钴矿床,北武夷山一带的铁砂街式铜矿床。
(2)与加里东期区域变质、岩浆热液活动有关的金矿化及与花岗岩混合岩化有关的伟晶岩型铌钽锡成矿系列。主要矿床类型有闽中地区西坑式伟晶岩脉型铌钽锡矿床的形成,双旗山-肖坂金矿床、何宝山式金矿的初步富集。
(3)与晚古生代坳陷盆地内局部裂谷(永梅坳陷)火山喷气作用有关的块状铁、铜铅锌矿床成矿系列或海相热水喷流沉积-叠改型铜铅锌钴钨铁矿床成矿系列。主要分布在龙门坳陷、永梅坳陷内的梅州—连城、永定—龙岩—大田、华安—德化阳山等3条北东向裂陷带及北武夷山西侧的赣中坳陷带。矿床(矿体)严格受地层层位控制,含矿层位为一套浅海-海湾相碳酸盐岩、细碎屑岩夹火山岩及火山碎屑岩相建造,由南西往北东,含矿层位的时代逐渐变新,由广东龙门马星到梅县玉水、龙岩马坑、大田等地其含矿层位依次为D3—C1、C1—C2、P1q1—P1w、T1x。与成矿有关的火山岩类主要岩性包括英安岩、安山玄武岩、安山质角砾岩、凝灰岩、流纹质凝灰岩、沉凝灰岩、铁硅质岩等,岩石化学性质具拉张构造环境下火山活动的特点,北武夷山地区则以海底喷流作用为主。主要矿种以铁、铜、铅、锌、银、硫组合为特点,矿床类型有永梅坳陷区的玉水式铜铅锌矿床、马坑式铁矿床、钟魏式铅锌矿,北武夷山一带的枫林式铜矿床、永平式铜硫钨矿床。
(4)与早侏罗世幔壳混源花岗质岩浆有关的锡、钼、钨、金矿床成矿系列,成矿岩浆岩分布于断陷盆地及其边缘,岩浆物质主要来源于地幔,部分源于地壳熔融,属同熔型成因,矿化分布于火山碎屑建造中或侵入岩体周围。主要矿床有与中性、中基性有关的有Fe、Ti矿、中甲锡多金属矿、鹞子岽锡矿。后期热液叠加改造的闽中肖坂-双旗山金矿、何宝山金矿、上村金矿、白仁岩金矿、小坑金矿、大丘埂金矿等。
(5)与早侏罗世海相黑色页岩建造及海底喷流作用有关的黑色页岩型银锑矿床成矿系列,如梅州嵩溪银锑矿。
(6)与晚侏罗世中酸性花岗岩有关的锡、钼、钨、铅、锌、金矿床成矿系列,主要有与中酸性花岗岩有关的矿床主要形成厚婆坳式锡矿床、龙凤场式铅锌铜银矿、遂昌治岭头金矿床、枫林式铜矿及永平式铜硫钨矿床的热液叠加改造。
(7)与早白垩世中酸性斑岩-潜火山作用有关的铜、钼、金、银、铅锌、钨、锡成矿系列,矿床类型较为广泛,主要有紫金山式高硫浅成低温热液型铜金(银)矿床、冷水坑式银铅锌矿床、岩背式锡矿、悦洋式(冰长石、绢云母型-低硫型)、行洛坑式钨钼矿床、罗卜岭式铜钼矿床、赤路式钼矿床等。
(8)与晚白垩世陆相火山作用及热液活动有关的金银铅锌硫铁成矿系列,主要分布在武夷山隆起带、永梅坳陷带与北西向陆相火山带叠加复合部位及沿海火山断陷带上。主要矿床有浙江东部大型及超大型典型非金属矿床、闽中裂谷带热液叠加改造作用、岭头坪式金矿床、银坑式层状铅锌矿床、屏峰式层状硫铁铅锌矿床。
根据东南沿海成矿带铜铅锌矿产资源找寻需求,对于铜矿资源评价要优先研究成矿系列(1),另外还要注意研究成矿系列(3)的对于扩大铜矿资源的重要性,在北武夷山一带成矿系列(1)中的铜矿资源有大的潜力。
5.2 成矿作用特征
成矿作用特征研究是为了确定一个成矿区(带)最具资源潜力的成矿作用的类型,以为该区开展资源评价奠定基础。
根据成矿系列特点,东南沿海成矿带绝大多数矿床都是由岩浆作用所形成,是该区区域成矿作用的最大特色。与成矿有关的岩浆作用方式有多种多样,包括不同时期的海相火山及陆相火山作用,潜火山和中浅成侵入作用等。
与岩浆作用有关的成矿是该区最重要的特征,因此,在对本区铜矿产资源评价过程中应该按以下顺序重视以下几个主要的成矿作用类型。
(1)潜火山中低温热液成矿作用。是本区一种最具特色极其重要的成矿作用,已发现的紫金山及台湾金瓜石大型-超大型金、铜矿床均由其形成。
(2)斑岩成矿作用。本区由斑岩作用形成的大型-超大型矿床有铜、钨、钼、锡及铅锌银等。其成矿斑岩与国内外典型地区相比有许多共同点。
(3)海底喷气(喷流)作用形成的铜矿床在本区极具找矿潜力。区内一批大型铜铅锌银矿床由其形成。主成矿时代是新元古代及晚古生代,构造环境为陆内古裂谷或晚古生代坳陷的局部裂陷环境,成矿作用与地壳拉张及壳幔作用而形成的双峰式火山岩有关。新元古代铜矿床主要包括武夷山隆起西部的铁砂街型块状硫化物铜矿床及东部的东岩铜钴矿床。本区已发现由海底火山活动或喷气(热液)作用形成的晚古生代块状硫化物铜矿床,具有很大的找矿潜力。这类矿床均产于永梅坳陷及武夷山西麓的饶南海盆内。石炭纪中期由于地壳伸展作用而在海盆内形成多个张裂中心,导致深源的火山及气液活动。福建龙岩和广东梅州及江西的铅山处于当时盆地内的凹陷中心。形成了与海底远火山及喷气-热液有关的玉水块状铜铅锌矿床及永平式和枫林式铜硫钨矿床。
(4)侵入接触交代作用形成广泛分布的中小型铜矿床。燕山期岩浆侵入至碳酸质围岩时,在其接触带往往形成矽卡岩矿床,以铅锌银为主。侵入岩成分偏酸性,地层层位从元古界到下三叠统都有。矽卡岩及矿体常沿一定层位和层间破碎带分布而成为层状矽卡岩矿床。此类矿床又往往围绕某个侵入岩体成群分布而形成矿田或矿集区。有的矿床内还见到有矿化的斑岩及爆破角砾岩类,因而又与斑岩型矿床构成一种具有成因联系的共生组合系列。本类矿床以形成于永梅坳陷区特别是大田一带广泛分布。
(5)岩浆热液、叠加改造及构造充填作用也能形成大型矿床。成矿与燕山期花岗岩的侵入和岩浆热液作用有关。矿体虽产于侵入接触外带的沉积岩地层内,但随着距岩体的远近而呈现出成矿元素的水平分带特征。此外,其控矿构造也比较特殊,使主矿体成为一种似筒状体产出。这种类型的矿床在武夷山隆起东麓如建阳—顺昌一带广泛分布。
5.3 时空分布规律
时间分布规律:从以上成矿时代特征可以总结出如下分布规律。
(1)东南沿海主要矿床成矿时代阶段性集中分布特征非常明显。成矿时代主要在新元古代、志留纪(420Ma左右)、石炭纪(300~350Ma)、侏罗纪(200~180Ma、154~135Ma)、白垩纪(125~96Ma、92~70Ma)。其中,中生代以来成矿作用阶段多、延续时间长。
(2)东南沿海区域构造经历了7个主要演化阶段:华夏古陆形成、裂解、华夏古陆与江南古陆对接碰撞、加里东改造、准地台裂陷、中生代大陆边缘活动和新生代板边裂陷与碰撞造山阶段。成矿作用也是这些主要构造事件的产物。因此,成矿时代和构造运动的时代有较好的对应关系。华夏古陆形成阶段始自古元古代早期,初期形成一套低成熟度的杂砂岩夹大陆拉斑玄武岩,具有典型的板内和MORB特征,此阶段还没有如此相对应的成矿记录;华夏古陆的裂解发生在新元古代,龙泉群和马面山群及铁砂街群以及鹤溪群可能为古陆地壳拉张减薄过程中裂谷内的产物。裂谷带的下部是由双峰式的细碧一角斑质火山岩所构成,其岩石化学属钙碱或钙碱拉斑过渡系列,地球化学具陆内裂谷特征。由于海底火山喷流作用而形成梅仙式、水吉式、东岩式等Cu、Pb、Zn、Ag矿床;华夏古陆的稳定发生在新元古代早期的青白口纪,华夏古陆整体呈隆起状态,只有一些零星的矿化而没有形成一定规模的矿床;加里东运动发生在志留纪末,主要表现为古地块的活化,420Ma左右金元素的初步富集及伟晶岩型矿床的形成和加里东运动对应;晚泥盆世在闽西南发育内陆断陷盆地,早石炭世时裂陷范围扩大,中石炭世—早二叠世裂陷和晚二叠世—早三叠世裂陷更显著。与此相应形成石炭纪末期的玉水铜多金属矿床、马坑铁矿、潘田铁矿等,早二叠世末期的小型Pb、Zn、Cu矿床以及早三叠世末期钟魏式铅锌矿等;中生代活动大陆边缘最先记录是由晚三叠世和早侏罗世的裂堑作用,此时东南大陆从特提斯向环太平洋构造域转换业已开始。主要矿床有中甲锡矿、肖坂金矿、泰宁何宝山金矿。之后经历了古太平洋板块与古亚洲大陆之间洋陆俯冲(中侏罗世),这一期间成矿记录很少。晚侏罗纪后期开始,东南大陆由挤压转变为拉张环境,成矿分为两个阶段:晚侏罗世(154~135Ma)主要矿床有厚婆坳锡银矿床、遂昌治岭头金矿床,早白垩世(135~96Ma)有紫金山铜金矿、莲花山钨矿床、西岭锡矿床、毫石银矿、大岭口银铅锌、冷水坑银铅锌矿床、岩背斑岩型锡矿。晚白垩世则表现为扩张裂解,主要矿床有浙江东部大型及超大型典型非金属矿床、闽中地区晚白垩世的热液叠加作用等。
(3)成矿作用时代和构造应力场特征也有密切的关系。东南沿海的主要成矿阶段几乎都和拉张构造应力场相对应。虽然加里东期的成矿形成于挤压构造应力场,但不论从规模还是类型上都不占主导地位。中晚元古代古裂谷环境、晚古生代的裂陷环境及中生代早期及末期的伸展环境对应的成矿作用强度大、持续时间长,是东南沿海主要成矿环境。
(4)东南沿海金矿的形成经历了早古生代的初步富集、早侏罗世成矿、晚侏罗世及白垩世多阶段成矿;铅锌矿的形成同样经历了几个大的阶段。说明不同的金属矿化时代都是构造岩浆演化的结果。
(5)矿床时间分布和不同的构造单元有关。中晚元古代及早古生代成矿主要发生在浙闽前寒武隆起带上,晚古生代成矿作用主要发生在永梅坳陷带上,中生代成矿作用呈线状(NE、NW)分布在中生代断陷盆地边缘同时对早期成矿进行强烈的叠加改造。
空间分布规律:广义上的东南沿海成矿带包括武夷山隆起及其相邻构造成矿单元,是东南沿海成矿带的重要组成部分。根据该区矿床、点或矿化点的密度统计,主要表现为总体成带分布(成矿带),局部集中分布(矿集区)的特征。
矿床的空间分布受三级构造单元的控制明显。铅、锌、银、铜、金、钼矿床主要分布在闽浙火山断陷带上;锡、银、铜、钨则主要分布在粤东火山断陷带上;龙泉—建殴隆起以金、铜、铅、锌为主;永安-梅县坳陷带以铜、铅、锌、金、锡、钨、钼、稀土、铁矿为主;武夷山隆起带以金、铜、银、铅、锌、锡、钨、铌、钽、稀土矿为主。
6 矿产资源找矿方向及找矿远景区划
6.1 主攻矿床类型
根据区域成矿地质背景、成矿作用特征、成矿系列及成矿规律分析对比,东南沿海成矿带铜矿床主攻矿床类型如下。
主攻类型:加强潜火山中低温热液硫酸盐型,重视斑岩型,在不同成矿单元开展晚古生代海底喷气(喷流)-叠加改造型及中新元古代海底火山喷流沉积-叠加改造型,注意岩浆热液、叠加改造及构造充填作用类型铜铅锌矿、韧性剪切带型和破碎蚀变岩型金矿。
6.2 找矿远景区划
根据东南沿海成矿带矿产资源区域成矿规律及成矿地质条件,以此为基础,对该区主要成矿区带重点铜矿成矿远景区进行了划分,指出了重点找矿地段及主攻方向等(图2)。
图2 武夷成矿区成矿远景区划图
A上饶—江山—绍兴铜(金)成矿亚带
A1饶南坳陷弋阳—上饶—铅山铜铅锌找矿远景区
A2江山—绍兴细碧角斑岩型、混合岩化型、热液型铜(金)成矿带
B武夷山隆起铜铅锌银钼成矿亚带
B1贵溪冷水坑—金溪珊城铜铅锌钼找矿远景区
B2广昌—建宁铜金找矿远景区
C浙西南—闽中铅锌铜银成矿亚带
C1遂昌—庆元铜金铅锌找矿远景区
C2政和夏山—建瓯东岩铜、金、银、铅、锌找矿远景区
C3顺昌黄锌厂—建阳唐科铜金铅锌多金属找矿远景区
C4尤溪县梅仙—德化仙洋铜、铅、锌多金属找矿远景区
D大田—梅州铜铅锌银成矿亚带
D1大田铅锌银铜找矿远景区
D2梅州铜铅锌银(锑)找矿远景区
E上杭—云霄构造岩浆成矿亚带
E1上杭—永定燕山期上叠式火山盆地铜金找矿远景区
E2平和—南靖铜铅锌找矿远景区
F宁德—浦城—上饶燕山期构造岩浆成矿亚带
F1浦城—松溪一带铜钼多金属找矿远景区
F2铅山篁碧—上饶梨子坑铜铅锌找矿远景区
G浙闽粤火山断陷成矿亚带
G1寿宁—古田铜铅锌银金找矿远景区
G2闽清铜找矿远景区
G3永春铜成矿集中区
Comprehensive Research on the Mineralization Regularity and Further Ore Prospecting in Coastal Metallogenic Belt, Southeastern China
Zhang Da1,2, Wu Ganguo1,2, Tao Jianhua3, Di Yongjun1, Yu Xinqi1
( 1. State Key Laboratory of Geo-Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083 ;2. Key Laboratory of Lithosphere Tectonics and Lithoprobing Technology of Ministry of Ecation, China University of Geosciences, Beijing 100083; 3. Fujian Institute of Geological Survey, Fuzhou 350003)
Abstract: Based upon the formerly researches on the mineral resources, geophysics, geochemistry, and through comprehensive compilation of geological maps and data-bases, this paper analysed the tectonic evolutions and mineralization regularities of coastal metallogenic belt of Southeastern China. In detail, this research summarized the features of tectonic, geophysics, geochemistry and mineralization regularities,and established the spatio-temporal model of tectonic evolutions. By analysed the mineralization characteristics and the spatio-temporal distribution of the ore deposits, as well as by paralleled internal ore bets with foreign ones, this paper studied and summed up the geological and mineralizing conditions. Furtherly, this work partitioned the coastal metallogenic belt into several perspective areas and put forward the thoughts and direction for ore deposits probing, as well as provided the major mineral deposit and mineralization type for further prospecting.
Key words: Coastal metallogenic belt of Southeastern China; Compilation of geological data-bases; Mineralization regularity; Further prospecting direction
E. SPOT5卫星数据在菏泽市土地利用现状库更新中的应用
李友纲 曹文玉 齐建伟 潘春梅
(中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083)
摘要:本文叙述了利用 SPOT5 卫星遥感数据制作菏泽市1∶1 万正射影像图(DOM)的流程,并以此为工作底图,对比土地利用现状矢量图,提取与库不一致的图斑(变化图斑),赋予其更新库需要的属性,并尝试在外业前填写变化图斑的三级地类。
关键词:SPOT5;土地利用;卫星遥感;更新
1 前言
随着国土资源大调查的深入开展,各省属市级地区的土地利用现状调查数据库开始逐步更新。利用卫星遥感资料制作能与数据库矢量数据精确套合的正射影像图,作为土地利用现状调查的工作底图,既可缩短更新时间,结果也更准确可靠[1~2]。为此,作者利用2005年5~8月SPOT5 卫星数据,按照山东省《卫星影像1∶1 万数字正射影像图制作技术方案》和《山东省土地利用现状调查技术细则》,为山东省菏泽市制作了1∶1 万遥感数字正射影像图(DOM),与已经完成的土地调查成果进行了对比,提取了大量土地利用现状库更新的相关变化图斑。
2 技术路线
本项目采用高分辨率、多源遥感数据,运用计算机制作 DOM,并生成矢量与栅格数据一体化的信息管理文件。SPOT5 数据正射纠正的基础控制资料为1∶1 万航摄正射影像图和1∶5 万 DEM 数据。然后再对比土地利用现状矢量图与 DOM 提取变化图斑,实地调查内业难以确定的变化图斑类型、位置、面积,补充遗漏的图斑。
此次采用的卫星遥感数据为 SPOT5 2.5 m 分辨率的全色数据和10 m 分辨率的多光谱数据,共涉及10 景数据,时相等信息见表1。DEM 数据为国家测绘局提供的 NSDTF 标准格式的1∶5 万 DEM。纠正基础控制资料为1∶1 万黑白航摄正射影像图。
表1 数据基本信息
主要工作流程包括卫星遥感数据质量检查、基础控制资料和DEM 精度检查,SPOT5 卫星遥感数据正射纠正、融合、镶嵌,标准1∶1 万DOM数字正射影像图分幅和整饰等环节。
3 数学基础与技术指标
1∶1 万 DOM 数字正射影像图数学基础与1∶1 万土地利用现状图一致。大地基准采用1980 西安坐标系。投影采用高斯-克吕格投影。分带方式为3°带。高程基准为1985年国家高程基准。
原始遥感数据要达到影像纹理清楚,云量不超过10%,城乡结合部等重要区域没有云雾。DEM 数据比例尺为1∶5 万,采样间隔25 m。1∶1 万航摄正射影像图纠正精度,内图廓点、公里格网交点坐标与理论值的偏移值不超过1m。遥感影像几何校正精度和配准精度按《SPOT 2.5M 数字正射影像图制作技术规定》[3]操作。1∶1 万 DOM 点位中误差为平原2.5m,丘陵5m,山地5m。
4 DOM 制作技术方法
以精度符合要求的1∶1 万航摄正射影像图为基础控制资料,辅以1∶5 万 DEM数据,对SPOT5 数据进行正射纠正,再将正射纠正后的 SPOT5 2.5 m 全色数据与10 m 多光谱数据进行影像配准、融合,按1∶1 万土地利用现状图标准图幅范围进行分幅,制作成模拟真彩色的1∶1 万标准分幅的 DOM 数字正射影像图。
4.1 基础资料的检查与处理
基础资料主要包括1∶1 万航摄正射影像图、1∶5 万 DEM 和最新行政界线等。
DEM 采用由国家测绘局提供的 NSDTF 标准格式的1∶5 万 DEM。对其处理主要包括坐标转换、3°换带处理和转换成遥感图像处理软件可接受的数据格式转换处理。
地方提供的标准分幅1∶1 万正射航摄图带有公里格网,但不带坐标。首先要逐幅给赋坐标及投影参数,再检查1∶1 万正射航摄图是否满足1∶1 万DOM 数字正射影像图制作基础控制资料所要求的精度。以县(区)为单元进行拼接,转换为处理软件所需数据格式,作为正射纠正 SPOT5 的参考影像。
4.2 卫星影像处理
卫星影像处理流程见图1。处理软件采用 GEOIMAGE[4]、PHOTOSHOP[5]等。
采用满足精度要求的1∶1 万航摄正射影像图为控制资料进行控制点选取。控制点选取应控制四周、均匀分布。
以SPOT5 的整景数据为纠正单元,方能利用卫星提供的辅助数据建立严密的物理模型。
影像配准以全色高分辨率数据为基准,配准低分辨率多光谱数据。多光谱数据波段组合采用2、1、3 或4、1、2。
配准单元采用整景或完整的监测区、县为配准单元,当区、县面积较大时,对区、县再次分区。
配准模型选择物理模型。配准影像的采样间隔与其配准参考影像相同。
选取最佳波段组合的多光谱影像,与高分辨率全色波段影像融合,形成兼有高分辨率空间信息和多光谱彩色信息的融合影像。通过融合处理突出反映土地利用各地类及变化地类的空间信息和光谱信息,用于分析和信息提取。融合方法选择加权相乘或 HIS 变换。
图1 数字正射卫星影像处理技术流程
镶嵌影像应保证色调均匀、反差适中,接边时应保证有10~50个像素的重叠带,重叠带不应出现明显的模糊或重影。
最后,按1∶1 万标准图幅对数字正射影像进行分幅与整饰。分幅要求覆盖完整行政辖区,当分幅影像不满幅时,按不满幅分幅、满幅整饰。整饰内容按有关规范进行,包括图名、图幅号、比例尺、数据来源、地名、主要河流、道路、接图表、制作单位等(图2)。
图2 标准数字正射分幅影像及整饰
5 地类不一致信息提取
以正射数字遥感影像图(DOM)和土地利用更新调查数据库为基础,对地类不一致的动态变化情况,利用人机交互式提取方法进行提取,主要内容包括位置偏移、地类判读、新增地物和综合范围等信息。
提取土地利用更新调查库相对于1∶1万标准分幅DOM边界较差大于配准误差的图斑,位置一致、但土地利用类别不同的图斑。
耕地、园地动态变化最小上图面积为6.0mm2,建设用地为4.0mm2,林地、草地等其他地类为15.0mm2。
5.1 地类不一致信息提取技术流程
以1∶1 万标准分幅土地利用更新调查数据库和 DOM 管理文件为基础,人机交互提取不一致信息,建立信息管理文件夹,具体技术流程如图3 所示。
图3 土地利用现状图与 DOM 不一致信息提取技术流程图
5.2 地类不一致信息提取技术方法
土地利用更新调查数据库是在MAPGIS[6]平台上实现的,为方便库的更新修改,把DOM转换成MAPGIS图像格式。将矢量库图斑区文件透明显示于DOM的上层,根据颜色的特征变异即可发现不一致图斑(图4 箭头所示)。逐公里格网人机交互式判读,一方面剔除特征变异图斑中的伪变化图斑,另一方面发现遗漏的变化图斑。
图4 特征变异法发现不一致图斑
对发现的不一致图斑逐一沿边界勾绘,生成面文件,与地方提供的土地利用库做空间分析,构成相应属性表(见表2)。在勾绘变化图斑时,一定要以原库图斑线文件为基础。图斑之间有公共边的情况,不能出现两条线,这样才能保证更新后库文件的拓扑关系正确。
表2 不一致图斑属性表结构
变化图斑编号以图幅为单位按统一编号,从左到右、自上而下由1 顺序编号。因属性中有图幅号信息,所以编号具有唯一性。
6 结论
在该工作区中,经过对比土地利用现状库和遥感正射影像图,各区县均发现了上千个变化图斑。由此可见,用高分辨率卫星数据做土地利用现状更新是非常快速有效的。
本次工作应地方要求,尝试了在外业前填写变化图斑的三级地类。在周边有相同纹理的现状图斑情况下,可以准确填写,并可减少外业工作量。如果周边无相同纹理的参考图斑,只能发现其变化,三级地类需要外业辅助确定。
参考文献
[1]杨清华,齐建伟,孙永军.高分辨率卫星遥感数据在土地利用动态监测中的应用研究[J].国土资源遥感,2001,50 (4):20~26
[2]王珂,冯秀丽,王友富,黄炎.基于SPOT5影像的1∶1万土地利用更新调查面积精度研究.国土资源遥感技术发展文集[M].吉林:吉林大学出版社,2006∶74~80
[3]国土资源部地籍管理司,中国土地规划院.SPOT 2.5M 数字正射影像图制作技术规定,北京∶2003
[4]北京视宝卫星图像有限公司.专业制图工作室 GEO Image
[5]罗心晶,吉庆祥.Photoshop 7.0 实用教程,北京:中国铁道出版社,2003
[6]武汉中地信息工程有限公司,武汉中地数码科技有限公司,中国地质大学(武汉)信息工程学院.MAPGIS 地理信息系统使用手册,2002