航磁、遥感和化探方法在月井子地区区域地质调查的应用*

吉宏泰 梁 璐

(1.内蒙古煤炭地质调查院；2.上海海洋大学海洋科学学院)

航磁、遥感和化探方法在月井子地区区域地质调查的应用*

吉宏泰1梁 璐2

(1.内蒙古煤炭地质调查院；2.上海海洋大学海洋科学学院)

以内蒙古阿拉善右旗月井子地区为例，对现代航空磁法、卫星遥感影像分析、勘查地球化学等方法在大面积、复杂地质环境地区开展地质调查、勘查的工作方法进行了探讨。结果表明：上述方法能够为划分地质构造、判断侵入岩体活动区域、预测成矿背景和成矿模式等方面提供较为准确的依据，对于区内找矿勘查工作具有一定的参考价值。

航磁 遥感影像 区域化探 成矿背景 成矿模式 找矿勘查

目前，现代航空磁法、卫星遥感影像和地球化学分析等方法已经成为现代区域地质调查工作，特别是在一些复杂地质条件区域不可缺少的重要技术方法。综合物探、化探和遥感信息能够为地质找矿提供更加可靠的依据。为此，结合内蒙古阿拉善右旗月井子地区区域地质调查工作，对上述方法在地质调查、勘查中的应用成果进行探讨。

1 方法概述

航空磁法勘探在区域地质调查中可提供丰富的地质、地层、构造等信息[1]，如：①圈定岩体范围和区分岩性，确定超基性、基性岩边界；②推断断裂、破碎带、褶皱；反演磁性体地质特征，划分成矿远景区域等。但航磁异常解译往往仅能够提供定性的认识，解释的准确性很大程度上决定于解释人员经验和对勘查区内地层、岩性等地质信息的掌握程度。

现代遥感技术可高效获取高空间分辨率、光谱分辨率的影像数据，据此，能够快速对地质构造、岩浆岩活动区域及活动特征等进行系统解译，能够建立主要地质构造单元及矿化信息的解译标志，对多金属矿化蚀变信息进行提取[2]。在遥感影像构造单元分析过程中，线性构造带在遥感影像上表现为影像特征区分界线、线性影像密集带[3]，不同方向的线性构造带表现出不同的应力特征，从而反映出次级地质构造运动特征，往往也是多金属成矿的有利部位。线性构造带交汇处常是重要的地质异常区。环形构造体系带和线性构造带相吻合处，反应出岩浆活动受断裂构造控制。脆-韧性剪切带及周边等处也可能成为有利成矿地段。针对不同矿种的地质调查，遥感影像所发挥的作用也有所不同。

区域化探工作通过揭露地化原生异常和次生异常，客观反应原生地球化学背景与异常分布[4]，能够寻找与成矿有关的物质成分，寻找埋藏较浅的盲矿和第四系盖层下的隐伏矿体。目前，地球化学分析找矿主要以岩石地球化学、土壤地球化学、水系沉积物地球化学找矿较为成熟[5-10]。化探异常区内指示元素的组合关系、异常强度、异常点的集中程度、异常形态和大小等都可以作为成矿评价的依据。

将航磁异常信息、遥感影像地质单元构造及提取矿化信息分别解译后，综合已有的地质资料，能够对深部构造、多次构造以及岩浆活动情况作出较准确的判断。根据综合信息反映的构造、岩体活动特点，结合地球化学异常分布和组合特征，能够为研究成矿背景、成矿模式、确定成矿元素、圈定找矿靶区等提供可靠依据。多种方法的综合信息在区域地质调查中的应用，能够更加准确地确定靶区位置。

2 实例分析

2.1 航磁异常结合遥感构造解译分析

测区位于塔里木板块和华北板块结合的板块北缘接合部位，以色尔腾山岩群岩系作为结晶基底，岩浆活动极为强烈[11]，既有大规模的岩浆侵入活动，又有小面积的火山喷发活动。区内以早—中古生代侵入岩分布最为广泛，岩石类型较齐全，种类较为复杂，超基性、基性、中性、酸性岩及不同类型过渡岩石均有出露，以中—酸性岩类为主；岩浆活动时间大体可分为早元古代、石炭纪、二叠纪3个主要时期，尤以石炭纪、二叠纪时期的岩浆侵入活动最为强烈，为测区内岩浆侵入活动的主体。

航磁测量在区内圈定了30多处磁异常，32#、22#、21#、20#异常的类串珠状磁异常特征反映此处可能存在较大断裂构造，遥感影像地质构造单元分析该区域为明显近EW向线性构造带，线性构造带连接了32#、24#异常，其长度延深至8#异常附近，20#、21#、22#异常则对应独立的线性构造带特征。综合地质岩性分布特点，可知航磁和遥感影像分析解译成果可靠性较强。区内的航磁异常分布特征主要受到构造运动和岩浆活动影响，东西异常连续性较好，南北异常梯度变化较大。结合遥感影像地质构造单元分析，测区中部EW向长线性构造带与航磁异常推断的断裂特征相符，可确定在测区中部存在2条较大的断裂构造带。断裂带将磁异常划分为2部分，北部以负异常为主，南部以正异常为主，其方向基本由遥感线性构造带确定，延伸长度基本由分布于线性构造带上的航磁异常控制，主要是由华力西期火山运动引起。

北部长线性构造带由西向东，后向南延深，其东部多出现基性、中性岩体。北西部负值磁异常区多以中性、酸性岩体和沉积岩性为主，构造带东部为侵入岩体分布区域。在中部南北两侧正值异常区内夹1条负磁异常区域带。20#、13#、8-2#异常连续串珠状正值异常与其南部大面积的正值异常带说明构造带控制了9#、14-2#、17#、15-2#异常方向的负磁异常区域带。测区南部18#、19#航磁异常反映出沿近EW方向推断有较大断裂带存在，但遥感影像构造分析18#、19#异常并非组成近EW向断裂带，而是分别处在2条线性构造带位置上。对该区域地层、岩性特征进一步分析可知，该区域主要是石炭系岩浆岩侵入，18#、19#异常反映了老结晶基底变质岩性特点，造成了在航磁测量时的磁性差异，经实地勘查并未发现较大的连续断裂构造。

通过标本物性测定，区域内侵入岩的磁性远大于沉积地层的磁性，说明上述以航磁异常和遥感影像构造分析勘查区中部分布的3条断裂构造控制了岩浆岩分布。据此，进一步圈定了主要磁源体(侵入岩及磁性矿化带)，为预测与岩浆控矿相关的矿化体的赋存位置提供可靠依据。其他小规模的6#、8#、8-1#、10#、10-1#、12#、15#、16#、18#、19#、20-1#异常是由基性脉体辉长岩、辉石岩引起。14#、14-1#异常为超基性岩引起，磁源均为侵入岩体。

根据遥感影像构造解译，测区内有2处较为明显的菱形块体构造，一处分布于钾长花岗岩中，另一处分布于二叠纪花岗闪长岩中，均由2组不同方向的断裂或密集的节理构成，可作为找矿信息的一种构造标志加以重视。经实地勘查进一步证实，分布于测区北部花岗闪长岩中的棱形块状构造为断层和切割的冲沟所致。该区域中环形构造分布于地层中，无明显的航磁异常及成矿背景。综合航磁、遥感影像分析结果，圈定了区内有利控矿构造带。

2.2 遥感影像信息提取和地球化学测量相结合

测区遥感数据采用ETM+数据，采用7、4、1波段合成假彩色图像，采用主成分分析法，提取以铁染为主的变价元素异常和以羟基为主的基因团异常。其中第一主成分主要突出了测区的地形信息，1、3、4、5或2、3、4、5波段的主成分分析增强了Fe3+信息，1、4、5、7或2、4、5、7的主成分分析用于突出金属或羟基信息。对所提取的异常利用标准离差的倍数进行分级，羟基异常的分级分别取3.0，2.5，2.0倍的标准差，铁染异常的分级分别取3.2，2.7，2.2倍的标准差。分别将各级异常输出到不同的通道中并赋与红绿蓝颜色，得到异常数据。

结合遥感影像分析中的菱形块状构造分析，在菱形块状构造带内存在一级、二级羟基异常，周围伴随存在二级、三级铁染异常。菱形块状构造带周围存在300～400 nt的高航磁异常，基本能够圈定该区域内岩浆热液活动的主要位置，为寻找与岩浆岩侵入有关的成矿背景提供依据。区内中部的羟基、铁染异常主要由2条EW向断裂构造引起的破碎带和基性岩体引起。南部大范围的羟基、铁染异常主要由热液侵入后沿不同方向形成的断裂、节理引起，其地表主要为第四系冲积物引起。

土壤地球化学测量分析在航磁、遥感影像和遥感矿化信息提取共同圈定的范围内密集布点，其他区域布仅设控制点。测量分析结果一共圈定了Cu、Pb、Zn、Au、Ag、W、Mo、As、Sb、Bi、Sn、Hg、Cd等13种单元素异常200多处。图1为测区Cu、Zn、Sb、Hg、As化探综合异常图(仅列出具有找矿意义、元素套合较好的乙3级以上异常)。由图1可知：主要的异常套合区集中于测区东部3条断裂带区域内，Au、Ag、Cu、Pb等综合异常分布于测区北部；在测区北部以Au、Cu、Ag、Mo组合异常为特征呈近EW向展布，中部以Cu、Ag、Pb、Zn、Ni、Mo、W、Bi组合异常为主要特征呈近EW向或NW向展布，南部以Cu、Au、Ag、Mo、W、Bi组合异常为主要特征呈NW向或NE向展布，表明区内该类亲铜类成矿元素和铁组元素具有较大的找矿潜力。

图1 Cu、Zn、Sb、Hg、As化探异常与遥感影像构造分析结果

根据元素二级浓集克拉克值，该地质单元大多数元素均无明显的富集或贫化现象，变异系数为0.76～1.1，Cu、Au、Zn、As、Sb、W、Mo、Bi等成矿元素变异系数较大，分布极不均匀，容易产生局部富集。根据区内地质矿产情况，测区分布着大量的岩浆岩，主要为华力西期的中—酸性侵入岩。华力西期是区内外矿产的主要成矿期，酸性侵入岩与热液元素富集成矿关系密切，特别是中—基性岩类。

区内R型聚类分析结果见图2。由图2可知，区内13种成矿元素可以分为6个簇群：①As；②Pb、Ag；③Bi、W、Cd、Sn、Mo；④Au；⑤Hg、Sb；⑥Zn、Cu。①、②簇群主要为1组中—低温热液元素组合，以亲硫元素为主；③簇群主要为中—高温热液元素，以亲氧元素为代表；④～⑥簇群主要为1组中—低温热液元素组合。上述元素组合反映了与岩浆作用有关的多金属成矿元素在不同的成矿阶段或与热源体距离的不同而形成不同元素组合的特点。

区内的矿产总体上具有中东部矿产密集，中西部矿产和北东部零散分布的特点。根据土壤测量结果，该测区富集元素为Au、Ag、Pb、Mo、Cu、W、Bi、Hg等，变异系数和离散程度较大，具有成矿优势。由中—低温热液作用富集元素(As、Sb、Bi、Au、Hg、Ag、Pb、Zn、Cu等)和岩浆热液作用富集元素(Au、Cu、Zn、As、Sb、W、Mo、Bi等)可知，测区地球化学异常总体反映了以基性、中—酸性侵入岩为主体的成矿作用，以Cu、Ag、Zn、Pb、Mo、Au、Ni为优势矿种[12]，据此确定了重点找矿元素及重点靶区位置。

2.3 找矿模型

结合航磁、遥感特征综合分析，测区矿(化)点严格受近EW向构造控制、NW，NE向构造为辅，不同方向的伸展构造的叠加部位往往是金属成矿最有利的部位。测区内矿床的找矿模型可从控矿地质条件、找矿历史标志、地球物理与地球化学标志、遥感信息标志和地表找矿标志[12]等方面建立。

区内岩浆岩对矿产的控制主要表现为华力西期的超基性岩、基性岩、中—酸性岩，其中—超基性主要呈小面积岩瘤产出，主要岩性为辉石橄榄岩、辉石岩等。高精度磁测方面，正磁异常与负磁异常的梯度带附近与区内铜、铜银、铜多金属矿赋存部位关系较为密切。由航磁异常平面图与矿点分布的对应情况可知，主要铜多金属矿(点)都分布于正、负异常交界处或梯度带变化显著的地段，或零值与负值变化较窄的地段以及负磁异常中的孤立异常中，因此，正、负磁异常交替部位、负磁异常中的孤立异常可作为找矿的间接标志。在测区中部3条断裂构造带的东、西部，Cu、Zn、Sb、Hg、As化探组合异常较丰富，地化异常带对应航磁异常中部东侧6#、9#、8-2#、14-1#、14-2#、12#、13#、12#、17#异常，西侧20#、21#、22#、32#等13处正值异常，对应地球化学异常多分布于航磁、遥感解译确定的断裂带和中—基性岩区域。测区遥感提取矿化信息的中部，矿化异常基本与地化异常对应。由遥感影像构造分析可知，测区中部西侧有菱形块状构造带、小型断裂构造带，东侧有大的断裂带，进一步说明矿化异常受断裂构造、岩浆活动控制。

寻找与岩浆岩有关的镍多金属矿产，首先应寻找到超基性岩类，该岩类与航磁异常关系特别密切，有航磁异常反映的地段，大部分为超基性—基性岩类，测区航磁异常对寻找与岩浆岩有关的镍矿产有着重要指示意义，但其在工作区内分布规模较小。区内矿(化)点以Cu、Pb、Zn、Ag、Ni等多金属矿为主，规模较大，与岩浆岩活动和构造运动关系密切，航磁异常与遥感影像构造单元反应的构造特征是间接找矿的重要依据。

工区内仅存在1个已知小型规模的矿床，对典型矿床的深入研究基本属于空白，因而缺乏系统完整的矿床特征、形成温压条件、物质来源等方面的资料，仅能从控矿地质因素、找矿标志等方面探讨区内Cu、Pb、Zn、Ag、Mo 等多金属矿点的成因类型及控矿特征[12]。据此可知，测区内应以Cu、Ag为主要找矿对象，次为Mo、Pb、Zn、Au多金属矿产。总结地质和物化探资料，该区可能存在的成矿模式为构造-热液型、构造-热液斑岩型、岩浆分凝型。在综合应用现代航空磁法、卫星遥感影像分析、勘查地球化学等3种方法确定的成矿元素主要靶区位置上，发现了多处有意义的矿(化)点(1处铜矿点、1处铜银矿点、1处铜铅锌矿点、1处铜钼矿点)，在该区域成功设立了矿权勘查区。

3 结 论

(1)在岩体发育的地质调查区域，主要由航磁、遥感影像数据结合地质岩性特征进行综合分析确定有利的构造控矿带范围；航磁异常划定测区岩性边界与区域地质界线进行对比，推测隐伏地质体(岩体)位置；遥感影像数据解译构造单元的线性构造带(环形构造带)与磁异常反应的构造特点相结合在工作区内圈定有利的控矿构造。

(2)在划分的有利控矿构造范围内，合理安排区域调查工作(土壤测量以及异常查证工作)，保证重点地区重点布设，使得区域地质调查工作更加有效、目的性更强。

(3)通过土壤地球化学测量、遥感影像构造单元和提取矿化信息，分析岩浆的主要活动区域、活动情况以及岩浆活动引起的地球化学背景发生的变化，可确定有利的成矿元素和重点成矿靶区。

(4)总结分析航磁、遥感和地球化学测量取得的成果，并结合地质信息，确定成矿背景和控矿因素，有助于建立区内重点成矿元素的找矿模型。

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Application of Aeromagnetic, Remote Sensing and Geochemical Prospecting Methods in Regional Geological Survey in the Yuejingzi Area

Ji Hongtai1Liang Lu2

(1.Inner Mongolia Coalfield Geological Research Institute;2.College of Marine Sciences, Shanghai Ocean University)

Taking the Yuejingzi area in Alxa Right Banner,Inner Mongolia as the research object,the geological survey and exploration methods in large region or in difficult and complex areas of aeromagnetic,remote sensing image analysis and exploration geochemistry methods are discussed in depth.The results show that the above methods can provide some more veracious information for division of geological structures,judgment of intrusive mass activity areas, prediction of metallogenic background and metallogenic model,therefore,the above methods can have a certain reference value for the prospecting and exploration work in this area.

Aeromagnetic, Remote sensing image, Regional geochemical exploration, Metallogenic background, Metallogenic model, Prospecting and exploration

*内蒙古自治区地质勘查项目(编号：NMKD2008—25)。

2015-03-19)

吉宏泰(1984—)，男，工程师，硕士，010010 内蒙古自治区呼和浩特市新城区展览馆东路25号。