Anwendung eines automatisierten Strukturextraktionsalgorithmus in der Eisen-Polymetall-Mineralisierungszone von Heiqia

Das Untersuchungsgebiet liegt am Heiqiadaban-Pass östlich von Mazar im Uigurischen Autonomen Gebiet Xinjiang (Abbildung 1). Es zeichnet sich durch gut entwickelte Gesteinsschichten, komplexe tektonische Aktivität, vielfältige Metamorphoseprozesse und häufige magmatische Aktivität aus, was äußerst günstige Mineralisierungsbedingungen zur Folge hat. Zahlreiche Mineralvorkommen mit metallischen und nichtmetallischen Mineralien wurden entdeckt. Sie weisen eine vollständige Bandbreite an Mineralarten, ein gutes Ressourcenpotenzial und vielversprechende Explorationsperspektiven auf. Allerdings erschweren die durchschnittliche Höhe von über 4600 m, das zerklüftete Gelände, die geringe Bevölkerungsdichte und die äußerst ungünstige Verkehrsanbindung die geologischen Erkundungsarbeiten erheblich. Daher wurde hyperspektrale Satellitenfernerkundungstechnologie eingesetzt, um tektonische Informationen aus dem Untersuchungsgebiet zu gewinnen, tektonisch dominante, günstige Mineralisierungsgebiete zu identifizieren, die Planung von Explorationsrouten zu unterstützen und die Explorationseffizienz zu steigern.

Bisherige Fernerkundungsstudien deuten darauf hin, dass ergiebige Erzkörper hauptsächlich an den Schnittpunkten von in NW-Richtung verlaufenden Mineralisierungszonen und in NE-Richtung verlaufenden Verwerfungen vorkommen (nach Yang Jinzhong et al., 2017). Ziel dieser Studie ist es daher, mithilfe eines automatisierten Strukturextraktionsalgorithmus die Schnittpunkte von Strukturen unterschiedlicher Orientierung innerhalb des Untersuchungsgebiets zu identifizieren und so eine Grundlage für die Abgrenzung vielversprechender Mineralisierungsgebiete zu schaffen.

Abbildung 1. Fernerkundungsbild des Untersuchungsgebiets

Heiqiadaban liegt am Schnittpunkt des West-Kunlun-Orogens, des Nord-Qiangtang-Sanjiang-Orogens und des Bayan-Har-Orogens (Abbildung 2). Seine tektonische Grenze wird vom Mazha-Kangxiwa-Gürtel bestimmt: Es grenzt im Norden an den Kunnan-Block, im Südwesten an den Tianshuihai-Block und im Südosten an den Bayan-Har-Block (zitiert nach Yang Chen et al., 2018).

Abbildung 2. Vereinfachte geologische Karte des Untersuchungsgebiets (nach Fan, 2022)

Das Untersuchungsgebiet umfasst von Norden nach Süden zwei bedeutende metallogenetische Domänen – Qinqikun und Tethys –, drei metallogenetische Einheiten zweiter Ordnung (Kunlun, Bayan Har-Songpan und Karakorum-Sanjiang), vier metallogenetische Einheiten dritter Ordnung und vier metallogenetische Einheiten vierter Ordnung (Abbildung 3 und Tabelle 1). Der Eisen-Polymetall-Mineralisierungsgürtel von Heiqia befindet sich am Nordrand des Fe-Cu-Au-Pb-Zn-RM-Mineralisierungsgürtels vierter Ordnung (III1-①) im Muztagh-Aksai Chin (Kontinentalrandbecken) (zitiert nach Wang et al., 2016).

Abbildung 3. Schematische Darstellung der Mineralisierungszonen (Gebiete) im Untersuchungsgebiet.

(Zitiert nach Wang Hui et al., 2016)

Tabelle 1. Aufteilung des Untersuchungsgebiets in Mineralisierungszonen (nach Wang Hui et al., 2016)

In dieser Studie werden zunächst die räumlichen Verteilungsinformationen der Fe³⁺-Ionen (dreiwertiges Eisen) im Untersuchungsgebiet anhand von Fernerkundungsdaten extrahiert und anschließend die Grenze der polymetallischen Mineralisierungszone anhand der linearen Verteilungseigenschaften des Fe³⁺-Anreicherungsbereichs bestimmt (Abbildung 4).

Abbildung 4. Fe3+-Verteilungskarte und Heiqia-Polymetallmineralisierungszone im Untersuchungsgebiet.

Die Mineralisierungszone erscheint als deutlich abgegrenztes, tonales Anomalieband in RGB-Komposit-Satellitenbildern (Abbildung 5).

Abbildung 5. Polymetallische Mineralisierungszone des schwarzen Chaga-Ga

Auf dieser Grundlage wurden Satellitenbilder in einen automatisierten Algorithmus zur Strukturanalyse für die lineare Strukturinterpretation eingespeist. Der Algorithmus erfasste automatisch das räumliche Verteilungsmuster der Verwerfungsstrukturen im Untersuchungsgebiet und markierte die Punkte, an denen Streichrichtungsänderungen auftraten (Abbildung 6). Die statistische Analyse identifizierte insgesamt sechs Knotenpunkte mit Streichrichtungsänderungen. Vier davon befinden sich im günstigen polymetallischen Mineralisierungsgebiet von Heiqia (Mitte von Abbildung 7), einer im günstigen Blei-Zink-Polymetallmineralisierungsgebiet nördlich von Heiqia Daban (oben links in Abbildung 7) und ein weiterer im günstigen Wolfram-Blei-Zink- und Jade-Mineralisierungsgebiet nördlich von Hepingqiao (oben rechts). Die genannten Strukturkreuzungen weisen eine gute räumliche Kopplung mit bekannten Mineralisierungszonen auf, was auf günstige metallogenetische geologische Bedingungen hindeutet.

Abbildung 6. Tektonische Verteilung und Trendänderungen im Untersuchungsgebiet

Abbildung 7. Karte der Mineralexplorationsprognose des Untersuchungsgebiets (nach Fan et al., 2022)

Referenzen

Yang Chen, Wang Hui, Zhang Shaopeng u. a. Bewertung des Mineralressourcenpotenzials im Gebiet Heiqia-Sanliyingfang im West-Kunlun-Gebirge [J]. Geologischer Dienst Chinas, 2018, 5(6):33-40.

Fan, Yuhai. Umfassende Studie zu geophysikalischen und geochemischen Anomalien im Heiqia-Gebiet des West-Kunlun-Orogens und Vorhersage günstiger Mineralexplorationsgebiete (Lage und Menge) [D]. Chang'an-Universität, 2022.

Wang Hui, Fan Yuhai, Zhang Shaopeng u. a. Abgrenzung der Heiqia-Eisenpolymetallmineralisierungszone im West-Kunlun-Gebirge mittels hochauflösender Fernerkundungstechnologie [J]. Geologischer Dienst Chinas, 2016, 3(5):13-20.

Yang Jinzhong, Chen Wei, Wang Hui. Abgrenzung eisenhaltiger Schichten in der Heiqiadaban-Wenquangou-Gruppe des West-Kunlun-Metallogenese-Gürtels [J]. Remote Sensing of Land and Resources, 2017, 29(3):191-195.