普朗斑岩型铜矿床典型蚀变矿物短波红外波谱响应及勘查指示意义

【作者】 杨旭； 陈建国； 陈志军；

【机构】 东北大学资源与土木工程学院； 中国地质大学(武汉)资源学院； 中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室；

【摘要】 铜矿资源对我国国防安全、经济建设和战略性新兴产业的发展起着至关重要的作用。普朗铜矿是我国铜矿产出的重要一员,其位于云南省迪庆藏族自治州香格里拉市东北部,属于铜-钼-金等多金属超大型矿床。虽然目前普朗铜矿首采区研究程度较高,但依旧存在以下问题亟待解决:1)前期该矿区内蚀变信息的研究主要基于宏观的人工地质编录,辅以有限的岩石学观察,这在矿床尺度上研究蚀变信息受到限制;2)典型蚀变矿物类型对矿体品位以及含矿流体性质的指示意义并不明确;3)宏观人工地质编录和岩石地球化学分析难以评估蚀变矿物的变质程度及其对岩浆热液中心近端的指示意义。围绕以上问题,本文利用高光谱技术对普朗铜矿钻孔岩芯进行系统地研究,旨在从矿物光谱学的角度更为详细地厘定蚀变矿物与成矿模式的对应关系。本文主要的研究成果如下:(1)建立了集成光谱库的多尺度融合自编码器高光谱解混网络。针对蚀变矿物间高光谱具有高度相似性和各蚀变矿物光谱吸收特征峰形态不同(即不同尺度)的特点,本文提出了集成光谱库的多尺度融合自编码器解混网络以更加准确批量地完成普朗铜矿35口钻孔岩芯高光谱数据的批量解译工作。(2)重新厘定了普朗铜矿中蚀变矿物共生组合和分带模式。针对蚀变矿物高度叠加、蚀变矿物组合及分带不够清晰的问题,重新厘定了该矿区内不同蚀变矿物共生组合。从内到外划分结果为:石英±钾长石→钾长石+黑(金)云母+白云母+绿泥石→白云母族矿物+绿泥石+阳起石-透闪石±石膏±蒙脱石±绿帘石→伊利石+蒙脱石+绿泥石±阳起石-透闪石→绿泥石±绿帘石(少量)。(3)构建了典型蚀变矿物短波红外(SWIR)勘查标识体系。针对矿区内广泛分布的白云母和绿泥石族矿物化学成分变化对铜矿体品位、热液运移以及含矿流体性质指示意义不明确的问题,使用了SWIR光谱参数量化了白云母和绿泥石族矿物的类型:其中白云母族矿物Al OH在2200nm附近的吸收位置较大值(> 2210nm)对富矿体有着很好地指示意义;发育于石英二长斑岩中的绿泥石族矿物在2250nm附近的吸收位置较大值(> 2252 nm)指示较富的铜矿体。此外,针对宏观人工地质编录和岩石地球化学分析难以评估该矿床中典型蚀变矿物变质程度的问题,本文通过层状硅酸盐的光谱成熟度量化了变质程度。其中具有更大光谱成熟度(> 2.0)的白云母族矿物指向岩浆热液中心近端。本研究为普朗铜矿深部和外围的矿产勘查工作提供了理论依据,并为相关矿床的找矿勘查工作提供了一种新的技术手段和思路。更多还原