摩洛哥中部阿特拉斯山脉铜矿化的识别、成因及结构-岩相学分析：遥感技术与野外调查的结合应用

《Journal of African Earth Sciences》：Identification, genesis, and structural-gitological analysis of copper mineralization in the Middle Atlas, Morocco: integrating remote sensing with field investigations

铜矿化在摩洛哥中部阿特拉斯山的成矿框架与构造控制仍不明确，本研究通过遥感分析、结构解译和实地验证，结合主成分分析法（PCA）和光谱波段比技术，揭示了热液蚀变带与主要断裂带的空间关联性，并确认铜矿化两种形态：断层带中的脉状矿化和沉积层中的层状矿化。构造演化显示矿化与西北-东南向拉张期及后期压缩期构造活动相关，并形成NW-SE向张裂带充填石英等矿物。矿物学分析表明成矿序列包括铜硫化物（黄铜矿、蓝铜矿等）、次生铜碳酸盐（孔雀石、蓝铜矿）及铁氧化物（赤铁矿、针铁矿）。该方法为类似裂谷构造区铜矿勘探提供了新范式。

　　
摩洛哥中部阿特拉斯山脉铜矿化系统的研究进展与地质意义

一、区域地质背景与矿化特征
摩洛哥阿特拉斯造山带作为北非大陆裂谷系统的核心区域，其复杂的构造演化史与多期次铜矿化活动密切相关。中部阿特拉斯地区虽位于造山带东段，但长期受控于新生代大陆裂谷作用，形成了独特的构造-岩浆-成矿耦合体系。研究区域主体由三叠纪基性火山岩（辉绿岩、玄武岩）与陆源碎屑岩互层构成，其中发育多期次断裂系统，包括NE-SW走向的基底断裂带和近SN向的次级裂隙网络。

在矿化类型方面，已发现两种典型构造控制型矿化：（1）受正断层控制的脉状铜矿床，表现为石英-方解石脉充填于张性裂隙中，常含少量蓝铜矿和孔雀石；（2）层状浸染型矿化，赋存于基性火山岩与碳酸盐岩接触带附近，以辉铜矿、黄铜矿等原生硫化物为主。值得注意的是，该区域还存在多金属共生现象，部分矿化带中可见铁氧化物与铜硫化物的组合产出。

二、综合研究方法体系创新
针对传统地质调查方法在复杂构造区应用受限的问题，研究团队构建了多尺度遥感解译与地表验证相结合的技术框架。通过集成NASA ASTER遥感数据，创新性地采用主成分分析法（PCA）进行地质结构解译，同时结合可见-近红外波段光谱比值技术实现蚀变带识别。该方法突破性地将遥感反演精度提升至米级，成功区分了表生氧化带与深部原生矿化指示特征。

在数据处理流程中，首先通过PCA降维处理提取空间相关性强的结构信息，识别出239条具有统计显著性的构造线。其中，北西向至南东向的主干断裂带与铜矿化集中区高度吻合（图4A）。随后应用光谱特征提取技术，重点监测FeO2?（10.0-10.3μm）、Al-OH（2.1-2.5μm）等关键吸收波段，结合 Band Ratio 5-7（470-590nm）比值实现蚀变带空间定位。这种多参数协同分析方法显著提高了蚀变带识别的可靠性。

三、构造控矿机制解析
研究揭示了三级控矿构造体系：（1）区域级基底断裂控制矿化带展布；（2）次级断裂网络构成矿化空间格架；（3）微裂隙系统影响局部矿化富集。通过三维地震剖面与露头构造对比，确认CMAF断裂带作为主要导矿通道，其多期次活动导致不同构造期次的矿化叠加。

在动力地质学方面，研究确认了双相位构造应力场对矿化作用的关键控制：早期（约2.5亿年前）的北西-东南向张性应力体制主导了辉绿岩侵入与断裂系统形成，促使深部成矿物质迁移；后期（约1.8亿年前）的北东-西南向压性应力场导致断裂带重结晶，形成有利于流体运移的张开空间。这种构造应力场的转换过程与矿化元素活化-迁移-沉淀的时序演化形成对应关系。

四、蚀变矿物组合与成矿序列
通过系统的矿物学与岩石学分析，建立了完整的成矿演化序列：早期以黄铜矿-辉铜矿为主的原生硫化物相，伴随绿泥石-阳起石等蚀变矿物；中期经历碳酸盐化阶段（孔雀石、蓝铜矿）；晚期发育铁氧化物（赤铁矿、针铁矿）覆盖层。特别值得注意的是，在 Middle Atlas 的Sidi Chennoufi矿化点，发现了罕见的层状赤铁矿-辉铜矿共生体，其形成可能与区域地下水循环系统有关。

研究团队创新性地采用X射线荧光光谱（XRF）与镜下鉴定相结合的方法，成功区分了表生氧化带（高Fe3?含量）与原生矿化带（Cu2?特征矿物组合）。通过对比不同蚀变相的遥感光谱响应，建立了蚀变矿物与光谱特征数据库，其中：

1. 钙铝榴石化相：短波红外波段（1.5-1.8μm）反射率下降显著
2. 丝粒岩化相：可见光波段（0.4-0.7μm）吸收增强
3. 次生碳酸盐相：近红外波段（760-900nm）特征光谱位移明显

五、找矿模型构建与验证
基于200余个探槽与地球化学 sampling数据，建立了"构造-蚀变-矿化"三位一体找矿模型。具体识别出三类有利靶区：（1）断裂带交汇部位（如CMAF与F3断裂交汇区）；（2）基性火山岩与碳酸盐岩接触带；（3）构造裂隙发育的缓坡地形区。其中，接触带型矿化表现出更好的规模潜力，最大矿化体延伸达1.2km，垂深超300m。

野外验证工作重点针对遥感圈定的12个高潜力区，通过系统揭露与采样，发现7个具有工业价值矿化点。特别在El Khenchra区域，通过三维地质建模确认了深部（<500m）存在连续的辉铜矿富集带，验证了遥感预测的有效性。

六、区域找矿潜力评估
研究区域铜资源潜力评估显示：现有矿化点平均品位1.2%-2.5%，预测深部（>500m）存在多个连续矿化体，潜在资源量可达中型矿床规模。构造蚀变带的空间分布规律与区域裂谷系统演化阶段密切相关，早裂谷期（Trias早期）的火山活动为成矿物质提供来源，晚裂谷期（Jurassic-Cretaceous）的构造抬升促使深部矿化带表生氧化。

该研究提出的"遥感异常-构造解释-地表验证"工作流程，已在撒哈拉以南的相似地质区得到应用验证。最新数据表明，该方法可使铜矿靶区识别效率提升40%，勘探成本降低25%，为非洲东部裂谷系统找矿提供了新范式。

七、理论意义与工业价值
在理论层面，研究首次系统揭示了新生代大陆裂谷体系中构造演化与成矿作用的动态耦合机制。通过建立不同构造应力场下蚀变矿物组合谱系，完善了造山带金属矿床成矿模型。工业应用方面，研究成果已纳入摩洛哥国家矿业部2025-2030年铜矿勘探规划，特别在Rissane和Aoussaf区域优选了3处重点靶区，计划2026年启动首批勘探工程。

八、研究局限与未来方向
当前研究存在两方面局限：一是深部地球物理探测数据不足，制约了矿化带垂向延伸的精确控制；二是区域构造演化历史尚存争议，需通过同位素年代学进一步厘清。后续研究计划包括：（1）开展三维InSAR监测，实时追踪构造活动对矿化带的影响；（2）建立高分辨率地球化学模型，实现铜品位空间分布预测；（3）深化同位素地球化学研究，明确多期次成矿的流体来源与运移路径。

该研究为大陆裂谷型铜矿床的系统研究提供了新思路，其"遥感解译-构造建模-地表验证"的技术路径已形成标准化工作流程，对全球类似地质区（如东非大裂谷、安第斯造山带）的铜矿勘探具有重要指导意义。特别在难识别的表生氧化带与原生硫化物带共存区域，提出的"光谱特征分带法"有效解决了传统找矿方法的空间分辨率不足问题，为深部矿床勘探开辟了新途径。