热液流体活动规律高光谱遥感分析示范研究——以新疆白杨河铀矿床为例

高光谱遥感技术可以有效地用于分析热液流体活动规律,进而指导找矿预测。利用国际先进的CASI/SASI航空高光谱遥感技术、并结合ASD便携式地面高光谱技术手段,文章从航空、地面、深部钻孔岩芯等不同尺度对白杨河铀矿区及周围地表和深部的热液蚀变类型和热液活动规律等进行了立体识别与研究。研究表明,白杨河铀矿区及周围航空高光谱遥感识别的蚀变矿物在空间上可分为北部蚀变区、矿区蚀变区、南部蚀变区等3个蚀变带。北部蚀变区发育一套以叶腊石、明矾石、高铝绢云母为主的酸性热液蚀变组合;矿区蚀变区地表发育高铝绢云母、中铝绢云母、赤铁矿、硅化等热液蚀变,矿区深部钻孔岩芯主要发育高铝绢云母、中铝绢云母、低铝绢云母、高岭石、赤铁矿、褐铁矿、绿泥石等蚀变矿物及其混合蚀变,且绢云母蚀变矿物的Al-OH吸收峰波长位置存在“单向递减”和“先减后增”等2种明显变化规律;南部蚀变区发育低铝绢云母和中铝绢云母蚀变。分析表明,北部蚀变区是相对的区域热液流体活动中心,铀矿区蚀变区是流体活动中心旁侧的一个明显的热液流体活动区,南部蚀变区是更加远离流体活动中心的,温度进一步降低的流体活动区。矿区北缘接触带的热液蚀变温度要比南缘接触带蚀变温度高,北缘接触带热液流体蚀变温度具有由中西部向东部不断降低、由接触带向接触带外围不断降低的特点。总之,白杨河铀矿区深部热液流体活动至少存在“直流型”和“分流型”2种典型的形式,前者反映热液流体活动温度自深部→接触带→浅部不断降低的特点,后者反映热液流体活动温度自接触带分别向上和向下逐渐降低的特点。此外,文章还对热液流体活动与铀矿化关系,以及矿区外围铀矿找矿方向进行了分析。

新疆白杨河铀矿床钻孔岩芯蚀变分带特征及地质意义

钻孔岩芯高光谱技术是获取岩芯地学信息与研究的新方向。新疆白杨河铀矿床钻孔岩芯蚀变发育,对其开展蚀变研究有助于对白杨河矿床深部铀矿勘探提出更好的找矿认识。本次研究利用Field Spec4可见光-短波红外地面非成像光谱仪对新疆白杨河铀矿床8个钻孔进行光谱测试与分析,研究发现钻孔岩芯热液蚀变矿物组合垂向上具有明显的"上低下高中过渡"的三分带特征:即上部为低铝绢云母+少量赤铁矿与少量褐铁矿+少量蒙脱石,中部为中铝绢云母+低铝绢云母+少量蒙脱石+少量碳酸盐、赤铁矿与褐铁矿,下部为高铝绢云母+绿泥石+碳酸盐;绢云母Al-OH吸收峰位置变化规律反映出矿床的热液活动具有深部相对高温、高压、偏酸性,浅部相对低温、低压、偏碱性的特征。蚀变三分带特征以及热液活动特征表明白杨河铀矿床具有明显的热液成矿背景,同时,铀矿化总体处于3分带特征中的中部以中铝绢云母为主的蚀变带与下部以高铝绢云母为主的蚀变带之间的过渡带中,该过渡带是铀成矿的有利部位,同时也是可能的热液/矿化中心;过渡带中发育赤铁矿,中铝绢云母和高铝绢云母,此3种蚀变矿物可能与铀成矿关系密切。这些可以为白杨河铀矿床深部铀矿勘探提供借鉴与参考。

基于深度学习的蚀变矿物识别——以新疆白杨河铀矿床为例

神经网络与深度学习理论为蚀变矿物的高效、准确、智能化识别提供了基础。文章基于深度学习框架Tensorflow,以新疆白杨河铀矿床8个钻孔的4类蚀变矿物光谱数据为例,设计全连接网络、残差神经网络与一维卷积神经网络3种不同的模型进行蚀变矿物识别研究。结果表明3种模型都能达到很好的效果,其中一维卷积神经网络的识别精度最高,测试精度达87%,kappa系数为0.78,较其他模型具有更好的稳定性。同时证明数据的预处理对模型的识别精度存在不同的影响。

短波红外伊利石结晶度在新疆白杨河铀矿床勘查中的应用

短波红外伊利石结晶度是云母族矿物的重要光谱参数,与矿物的形成温度密切相关,通常用来指示可能的矿化/热液中心。使用 Field Spec4 可见光-短波红外地面非成像光谱仪对新疆白杨河铀矿床地表进行光谱测试与分析,发现矿床主要蚀变矿物伊利石结晶度具有明显的变化规律:矿床北缘接触带短波红外伊利石结晶度变化范围为0. 7～2. 0,大部分伊利石结晶度大于1. 0,少部分小于1. 0;矿床南缘接触带短波红外伊利石结晶度变化范围为0. 3～1. 0,多数伊利石结晶度小于0. 7,矿床北缘接触带伊利石结晶度明显大于南缘接触带,同时矿床北缘接触带为铀矿化富集部位,结合相关地质资料,可以推断北缘接触带为矿床可能的矿化/热液中心,这可以为白杨河铀矿床铀矿勘探提供参考与借鉴。

新疆白杨河铀矿区白色云母短波红外光谱及电子探针成分特征

铀是我国战略性关键金属资源之一,对科技发展和国家安全具有重要意义。新疆白杨河铀矿床是我国重要的热液型铀矿床,铀成矿过程中广泛发育白色云母。已有研究表明,白杨河铀矿床白色云母短波红外光谱蕴含着丰富的地质信息,记录了其形成热液环境及其与矿化的关系,但其短波红外光谱变化规律及其地质影响因素研究依然薄弱。因此,运用短波红外光谱技术和电子探针微区分析等分析方法对矿床白色云母进行分析研究。研究表明:白杨河铀矿床白色云母Al-OH特征吸收峰波长在2190和2220 nm之间漂移变化,电子探针化学组分表明其发生了明显的Tschermak(契尔马克)替换,Al-OH特征吸收峰波长直接受Mg和Fe含量以及Fe/(Fe+Mg)比值的影响,也受围岩成分的影响。Al-OH特征吸收峰波长较短的白色云母反映了相对高温的热液流体环境,而Al-OH特征吸收峰波长较长的白色云母则代表了相对低温的热液流体环境。白杨河铀矿床铀矿化点附近白色云母具有相对较短的Al-OH特征吸收峰波长、较大的ISM(伊利石光谱成熟度)值和较低的FWHM 2200(半峰宽)值。综合白色云母的Al-OH特征吸收峰波长、ISM值和FWHM2200值的空间变化规律,可以推断白杨河铀矿床的热液矿化中心位于杨庄花岗斑岩与上泥盆统火山岩的北部接触带。这不仅对完善白杨河铀矿床成因和深部与外围勘探具有重要的实际意义,对其他热液型金属矿产勘查亦具有重要的参考价值。

新疆白杨河大型铍铀矿床成矿流体特征及矿床成因初探

新疆和布克赛尔县白杨河大型铍铀矿床是亚洲最大的铍矿床，其矿体产出于晚石炭世微晶花岗斑岩与上泥盆统塔尔巴哈台组（D3t）中酸性火山岩的接触带上，该矿床为典型的热液矿床。萤石作为白杨河铍铀矿床中与成矿作用密切相关的脉石矿物，发育大量气液包裹体。通过对萤石中流体包裹体的显微测温，获得了其主成矿期包裹体的均一温度，为237～372℃（n=40），平均为308.5℃，反映该矿床为中高温热液矿床。萤石以相对富集中稀土（MREE）（（La／Yb）N=3.18-3.55），强烈亏损Eu（diEu=0.01），REE分布模式呈“V”字型为特征。萤石锶钕同位素数据显示出较高的锶同位素初始比值（0.7106），以及正^εNd（t）值（3.50～2.95），相似于微晶花岗斑岩的锶钕同位素组成（（^87Sr／^86Sr）=0.7143～0.7466，^εNd（t）=4.06-5.29），由此提出成矿流体主要来自微晶花岗斑岩岩浆分异的晚期热液。主成矿期的萤石包裹体显示高温、低盐度的特征，推断成矿流体源于微晶花岗斑岩晚期岩浆热液与大气降水的混合。

新疆谢米斯台成矿带火山岩型铀矿预测

谢米斯台成矿带是中国新疆北部重要的铀多金属成矿带,铀矿勘查突破令人期待。文章通过对典型铀矿床观察研究,建立了火山岩型铀成矿预测模型,在GIS平台系统提取了赋矿地层、含矿围岩、控矿构造、航磁推断隐伏岩体及断裂构造、U-Be元素组合异常、铀矿床和矿化点等各类成矿、找矿信息,采用MRAS系统中的特征分析模块进行铀矿产定位预测。按照后验概率大小划分了三级有利成矿远景区,其中A级包括赛力克、白杨河和七一工区3个远景区,显示出较大的铀成矿找矿潜力,在今后的找矿勘查中应给予充分重视。