西藏冈底斯斑岩铜矿综合信息预测

左仁广^{1, 2}，夏庆霖^{1, 2}，谭  宁^{1, 2}，郑有业^{1, 2}

 (1. 中国地质大学 (武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室，湖北 武汉，430074；

2. 中国地质大学 (武汉)资源学院，湖北 武汉，430074)

摘  要：建立了研究区1?500 000的地质、矿产、地球物理、地球化学和遥感等基础空间数据库，分析了斑岩铜矿控矿地质因素，对地球物理、地球化学和遥感等信息进行提取，建立了中间分析过程空间数据库，在此基础上利用证据权法进行信息综合，圈定3个A级找矿远景区，5个B级找矿远景区，4个C级找矿远景区，建立了成果空间数据库。预测结果表明：基于GIS综合信息预测是一种有效的矿产预测评价方法，其技术路线可分为空间数据库建设路线和地质信息路线，并建议加强对日多乡远景区矿产堪查工作，并在西部开展更大比例尺的地质调查工作。

关键词：斑岩铜矿；证据权；找矿远景区；GIS；冈底斯

中图分类号：P618         文献标识码：A         文章编号：1672-7207(2007)02-0368-06

Synthetic information prediction of porphyry copper in Tibet

ZUO Ren-guang^{1, 2}, XIA Qing-lin^{1, 2}, TAN Ning^{1, 2}, ZHENG You-ye^{1, 2}

 (1. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences,

Wuhan 430074, China;

2. The Faculty of Earth Resources, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China)

Abstract: After establishing basal spatial database, including geology database, ore deposit database, geophysics database, geochemistry database and remote sensing database on the scale of 1?500 000, the control of ore body formation for porphyry copper was analyzed, and the information from geophysics, geochemistry, remote sensing was extracted, and a middle analysis process spatial database was set up. The integratement of the information based on the evidence of weight was carried out, 3 A level, 5 B level, 4 C level potential mineral resources areas were circled, and the achievement spatial database was established. The prediction results show that the Synthetic Information Prediction is a good method to predict and assess the mineral resources, and the method has spatial database construction route and geological information construct. It is reasonable to explore the mineral resources in Riduoxiang potential mineral resources area and work for geological survey in the west.

Key words: porphyry copper; weight evidence; potential mineral resources area; GIS; Gangdise

西藏冈底斯火山-岩浆弧带是我国重要的铜多金属成矿远景区带，目前已发现墨竹工卡县甲马赤康铜多金属矿床、驱龙铜多金属矿床、尼木县厅宫铜矿床、冲江铜矿床、白容铜矿床、岗讲铜矿床、曲水县达布铜金矿床、谢通门县洞嘎金矿床为代表的数十处金、银、铜及金银多金属矿床(点)，有望成为西藏第2条“玉龙”铜矿带^[1-2]，其资源前景一直倍受国内外关注，需要尽快开展矿产预测评价工作。然而，西藏冈底斯成矿带地质工作程度较低，信息化建设滞后，矿产预测评价较多地停留在定性分析思路上，利用GIS进行以信息综合和空间分析为基础的矿产资源预测评价较为薄弱。

1　区域地质背景

冈底斯斑岩铜矿带属于世界三大主要斑岩铜矿成矿域之一的特提斯-喜马拉雅成矿域，大地构造位于冈底斯-念青唐古拉板片次级构造单元冈底斯陆缘火山-岩浆弧之东段，是东特提斯构造域中晚古生代以来具有独特演化历程的1个多岛弧碰撞造山带^[3-4]。自古生代来，该地区构造活动频繁和剧烈。古生代该地区就处于活动大陆边缘构造背景；在中生代时期，发育岛弧与弧后盆地相间的构造格局；白垩纪末期至古近纪早期受欧亚大陆与印度大陆沿雅鲁藏布江结合带碰撞造山作用的影响，在冈底斯构造带南缘发育了目前青藏高原中规模最大的俯冲-碰撞型火山喷发和深成岩浆侵入活动，形成东西延伸大于2 000 km 的冈底斯火山-岩浆岩带；自新生代以来,雅鲁藏布江成矿区转入碰撞后强烈的陆内汇聚造山阶段，在冈底斯火山-岩浆带南缘，由于受碰撞造山带山根的拆沉和高原伸展作用的影响，引起上地幔或壳幔混合层岩石的局部熔融，形成一系列具碱性-偏碱性特征的浅成斑岩体侵位，斑岩体的同位素年龄介于22.2~12.2 Ma 之间，冈底斯带斑岩铜矿带的形成即与这期具幔源特征的浅成斑岩岩浆活动密切有关^[5-7]。

1.1  地层

区内分布的地层^[8]以中生界三叠系-白垩系为主，西部有大面积第三系沉积，沉积物以火山岩为主，仅侏罗系有较多碳酸盐沉积。其中在拉萨以东地区出露齐全，主要有三叠系查曲浦组；侏罗系叶巴组、却桑温泉组、多底沟组；白垩系林布宗组、楚木龙组、塔克那组、设兴组；老第三系林子宗组；新第3系典中组、年波组、帕那组及第四系。图1所示为西藏地质简图。

为喜山晚期花岗岩；为喜山早期花岗岩；喜山期花岗斑岩；为燕山晚期-喜山期花岗岩；为燕山晚期-喜山期花岗闪长岩；为燕山晚期-喜山期石英闪长岩；为燕山晚期-喜山早期辉长岩；为燕山晚期-喜山早期基性岩；为燕山晚期花岗岩；Q为第四系；R为第三系；K₂-E₂为上白垩统－始新统；K为白垩系；J₃-K为上侏罗统－白垩系；T为三叠系；Mz为中生界；Pz为古生界；AnZ为前震旦系；Oph为蛇绿岩；Opm为蛇绿混杂岩

图1  西藏地质简图

Fig.1  Geological map of Tibet

1.2  构造

区内构造线总体呈近东西向，以发育线性复式褶皱和压扭性逆断裂为主要特征，同时发育有紧密倒转褶皱及推覆构造，已知矿床受北东、北西向和南北向几组次级断裂交汇部位控制。

1.3  岩浆岩

区内岩浆岩极为发育，约占测区总面积的3/4，主要为燕山晚期至喜山期的中酸性侵入岩与火山岩；侵入岩多呈带状分布的岩基产出燕山期以中酸性岩为主，岩石类型有闪长岩、花岗闪长岩及部分花岗岩、花岗斑岩等；喜山期以酸性岩为主，由石英二长岩、二长花岗岩、花岗岩及花岗斑岩组成，其成因类型多属Ⅰ型花岗岩类。

2  数据准备与基础空间数据库建设

收集了冈底斯成矿带地质、物探、化探、遥感及矿产地等综合资料，并进行数据处理、转换，建立了研究区1:500 000地质、地理、矿产地、地球化学、遥感解译、航磁解译和重力共7个基础空间数据库。

3  信息提取与中间分析过程空间数据库建设

3.1  控矿地质信息分析与提取

3.1.1  火山沉积建造分析

冈底斯由东向西可以依次分为东、中、西3个区，每个区之间的成矿特征具有一定的差异，而且火山沉积建造找矿标志也不相同。

东区：以驱龙、吹败子、得明顶等矿床(点)为代表，围岩地层主要为中侏罗统叶巴组火山岩夹碳酸盐岩地层。

中区：以冲江、厅宫、白荣等矿床(点)为代表，围岩地层为上白垩统设兴组和古新统典中组的火山岩夹碎屑岩地层。

西区：以朱诺、洞嘎、雄村等矿床(点)为代表，围岩地层为古近系林子宗群火山岩；研究区上白垩统设兴组和古新统典中组的火山岩夹碎屑岩地层、古近系林子宗群火山岩等火山沉积建造找寻斑岩铜矿的有利找矿标志。

3.1.2  构造控矿分析

a. 大地构造控矿分析。区内斑岩铜矿主要产于南冈底斯中新生代火山-岩浆弧带中，它位于雅鲁藏布江弧-陆碰撞结合带北侧，其主体由中新生代钙碱性弧火山岩和中酸性侵入岩组成冈底斯构造带中规模最为宏大的陆缘火山-岩浆弧，它控制了区内斑岩铜矿的空间展布。

b. 断裂构造控矿分析。区域性断裂构造对斑岩铜矿带的展布和矿床的分布起着决定性作用。区内羊八井-乌郁区域性深大断裂及其伴生构造控制了区内主要矿化集中区的空间展布，而NE向张扭性大断裂则控制了区内斑岩体和斑岩型矿化的空间分布。

3.1.3  岩浆岩控矿分析

a. 岩性。含矿斑岩主要为形成于喜马拉雅晚期二长花岗斑岩、斑状花岗闪长岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩、斑状黑云母花岗岩、二长花岗斑岩、石英斑岩等中酸性浅成侵入体。

b. 空间分布。冈底斯斑岩铜矿带产于冈底斯火山-岩浆弧内，已发现的矿床(点)东起工布江达县，西到昂仁县，大致均匀分布于雅鲁藏布江北岸20~60 km范围内，集中分布于25~35 km之间。

c. 时间分布。冈底斯斑岩铜矿形成时间集中于20~10 Ma；从东往西(吹败子→驱龙→达布→冲江、厅宫)，成矿年龄略有减少，但这种规律并不明显；为始新世末至中新世造山期后伸展走滑体制下的产物。

3.2  物、化、遥数据处理与信息提取

3.2.1  地球物理数据处理与信息提取

通过对地球物理数据(重力、航磁)进行延拓(延高度分别为20，10和5 km)和求导(0?，45?，90?，135?这4个方向水平一阶导数和垂直二阶导数)处理，解译隐伏构造和岩体，并编绘地球物理推断构造骨架图。该图详细反映了研究区不同方向、不同深度、不同规模的地球物理地质异常界面的空间分布特征。

3.2.2  地球化学数据处理与信息提取

研究区斑岩铜矿可分为东、中、西3个区：东区以驱龙、吹败子、得明顶等矿床(点)为代表，成矿元素组合为Cu-Mo-Pb-Zn-Ag，以富Mo为特征；中区以冲江、厅宫、白荣等矿床(点)为代表，成矿元素组合为Cu-Au-Ag-Mo；西区以朱诺、洞嘎、雄村等矿床(点)为代表，成矿元素组合主要为Cu-Au-Zn，以富Au为特征。在MapGIS属性管理中，分别以元素的含量除以元素的平均含量得到该元素的衬度。并分别选择Cu，Mo，Pb，Zn和Ag的含量累加，Cu，Au和Zn的含量累加以及Cu，Mo，Au，Cd，Pb，Zn的含量累加，作为Cu-Mo-Pb-Zn-Ag衬度异常、Cu-Au-Zn衬度异常和Cu-Mo-Au-Cd-Pb-Zn衬度异常，作为有利的找矿标志。

3.2.3  遥感数据处理与信息提取

在工作区TM图像通过比值增强、空间滤波、主成分分析、HIS变换、反差扩展、纹理信息提取及矿化(蚀变)信息提取等多种处理方法，使经过增强的结果图像能够较好地识别线性、环形构造，揭示细部构造信息和矿化(蚀变)信息。并与研究区矢量数据进行空间配套，解译线形构造、环形构造、矿化信息及主要水系，并与区域地球物理和地球化学对应起来解译隐伏岩体和隐伏构造，最后生成研究区遥感解译构造图。

3.3  中间分析过程空间数据建设

根据基础空间数据库和控矿地质因素分析、地球物理、地球化学、遥感等信息提取的结果，建立研究区大地构造相图、岩浆岩构造图、物、化、遥空间推断解译空间数据库以及地球物理、地球化学、遥感异常图中间分析过程空间数据库。

4  信息综合与成果空间数据库建设

证据权法是基于Bayes统计分析模式综合地学信息，目前已广泛应用于矿产预测评价中，并取得良好的效果^[9-16]。

4.1  单元划分与变量选择

将研究区划分为2 628个规则网格单元(单元面 积为4 km×4 km)，先验概率P(D)=N(D)/N(T)=0.008 0。在控矿地质因素分析和信息提取的基础上，对各类信息图层进行筛选、优化、组合，从中优选用于成矿预测的证据图层。所选择的证据层必须满足以下条件：

a. 具有空间信息，能利用GIS进行空间分析；

b. 与矿床(点)具有空间或成因上的联系；

c. 条件相互独立或基本独立；

d. 应覆盖整个研究区或者研究区的绝大部分。

据此选择：2个地质-地球物理-遥感综合变量、3个地质变量和3个地球化学变量，具体如表1所示。可见该证据权模型的最突出优点是信息综合程度高，承袭了多学科编图及综合解译的成果。

表1  远景区预测的证据因子权重

Table 1  Weight of each evidence variable of potential mineral resources area

4.2  信息综合与找矿远景区预测

在GIS系统中，利用证据权法将上述8个证据图层进行信息综合，计算正负权重，并进行条件独立性检验(a=0.05)，删除条件不独立的证据图层，最终建立了用于研究区斑岩铜矿资源潜力评价和找矿远景区预测的证据权模型(如表1所示)，并计算得到矿产潜力后验概率预测图。

根据后验概率频度分布模式，拟合出2条直线，以其拐点值(后验概率=0.24)作为阈值，最终定量圈定12个找矿远景区(如表2所示)，其中3个A级找矿远景区，5个B级找矿远景区，4个C级找矿远景区，找矿远景区总面积占预测区总面积的7.79%。其中A级找矿远景区占总预测区的3.73%，B级找矿远景区占总预测区的3.35%，C级找矿远景区占总预测区的0.71%。

表2  找矿远景区的信息

Table 2  Information potential mineral resources area

4.3  成果空间数据库建设

根据中间分析过程空间数据库和典型矿床研究，建立了研究区斑岩铜矿成矿规律图、综合信息地质图(见图2)；根据矿产预测结果，建立了研究区斑岩铜矿矿产预测图和工作部署图等成果空间数据库。可见，预测远景区基本包含了研究区所发现的大型矿点，含矿性(远景区矿点数/总矿点数)为66.7%，其中，A₁—驱龙-夏工普远景区，A₂—白容-冲江-厅宫靶远景区和A₃—德明顶-吹败子靶区分别与已发现的驱龙矿集区，冲江矿集区和德明顶矿集区吻合较好；B₂—松多握远景区，B₃—南布乡远景区，B₄—洞嘎-雄村远景区和B₅—吉如远景区包含已发现矿点或矿化。

图2  西藏冈底斯斑岩洞矿矿产预测图

Fig.2  Potential mineral resources area map of porphyry copper in Tibet

5  结　论

a. 基于GIS综合信息预测是一种有效的矿产预测评价方法，其实质是空间分析问题。这可以高效地组织空间数据，方便地进行信息提取和快捷的信息综合，其路线可以概括为以下2条：1) 空间数据库建设路线：基础空间数据建设—中间过程空间数据库建设—成果空间数据建设；2) 相应地质信息路线：数据准备—成矿地质分析、信息提取—矿产预测评价、信息综合路线。

b. 在B₁—日多乡远景区没有发现矿点和矿化，但该区地、物、化、遥综合异常显示较好，且构造发育。此外该区位于A₁—驱龙-夏工普远景区和A₃—德明顶-吹败子靶区之间，应该与具有其相似的成矿条件，应重视该区进一步的矿产堪查工作。

c. 在现有1?500 000数字化资料中，大面积被林子宗群火山岩沉积建造覆盖，且铜矿化异常极不明显(主要是Au异常)，需要进一步开展更大比例尺的地质调查工作，以揭示该地区岩浆岩、断裂分布与铜矿化异常。

致谢：

项目研究和论文撰写过程中，始终西藏地质调查院高顺宝工程师鼎力帮助，在此表示衷心感谢。

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收稿日期：2006-09-10

基金项目：国土资源大调查科研基金资助项目(2003182004-8)

作者简介：左仁广(1981-)，男，汉族，湖北孝感人，博士研究生，主要从事矿产预测评价及GIS系统研究

通讯作者：左仁广，男，博士研究生；电话: 027-67883087-81; E-mail: zrguang@cug.edu.cn