黑龙江小兴安岭丽林—清水地区利用航空瞬变电磁法找矿前景分析

宿晓明，李世华

（1.中国建筑材料工业地质勘查中心黑龙江总队，黑龙江 哈尔滨 150036；2.黑龙江省地质矿产局，黑龙江 哈尔滨 150036）

黑龙江小兴安岭丽林—清水地区位于小兴安岭铁及多金属成矿带中北部，找矿潜力大。但受地理因素影响，部分地段地质工作程度偏低，且近年来受林业、环保等因素影响，地质工作难度越来越大，亟需寻找新的勘查评价方法实现快速找矿突破。本文通过分析本区成矿地质条件，认为采用航空瞬变电磁法可快速实现找矿突破。

1 区域地质概况

黑龙江小兴安岭丽林—清水地区位于环太平洋造山区东北亚造山带，处于西伯利亚板块、华北板块和古太平洋板块之间，不仅经历了古生代古亚洲洋构造体系的演化阶段，同时也经历了中、新生代环太平洋构造体系的叠加与改造。区内构造演化不平衡性明显，多个微陆块（如小兴安岭－张广才岭、佳木斯、兴凯地块）的拼合与离散是古生代构造演化的特色，而古太平洋板块与欧亚大陆之间的俯冲、碰撞和地体拼贴则使得工作区中、新生代构造演化具有其独特性[1]。

目前在该成矿带已发现了大量的以Fe、Mo、Pb、Zn为主的大中型矿床、矿（化）点，如二股铁多金属矿床、翠宏山铅锌矿床、五星铅锌矿床和五营区柳树河银矿等。这些矿床的成矿作用与岩浆活动及后期的热液活动相关，特别是与晚印支期和燕山早期岩浆活动关系密切。

2 成矿地质条件

（1）地质特征。丽林地区地层分布相对简单，仅在东部出露有泥盆系下泥盆统黑龙宫组（D1hl）和二叠系上二叠统洪山组（P2h），二者为不完全接触状态。下泥盆统黑龙宫组（D1hl），下部以灰色、灰绿色砂岩、杂砂岩、凝灰砂岩、凝灰质千枚岩、粉砂岩、大理岩、结晶灰岩为主；上部主要由深灰色粉砂质泥质板岩、斑点板岩、粉砂岩、石英细砂岩、中细粒含砾砂岩夹层间砾岩、细粒杂砂岩、中酸性凝灰岩等组成。洪山组地层（P2h）岩性主要为粉砂岩，板岩夹砾岩，含砾砂岩。南部局部为第四系冲洪积物覆盖。区域内岩浆活动十分强烈，岩浆岩分布广泛，具有期次多特点，工区内大面积侵入岩出露，其面积可达工作区总面积的60%，出露的侵入岩主要为华力西晚期中酸性侵入岩，是造山期和造山期后岩浆活动的产物。

清水地区主要出露下泥盆统黑龙宫组（D1hl）和下二叠统土门岭组（P1tm）及上二叠统五道岭组等地层。其中，下泥盆统黑龙宫组（D1hl）零星分布于工区西北部一带，其下部以灰色、灰绿色砂岩、杂砂岩、凝灰砂岩、凝灰质千枚岩、粉砂岩、大理岩、结晶灰岩为主。上部主要由深灰色粉砂质泥质板岩、斑点板岩、粉砂岩、石英细砂岩、中细粒含砾砂岩夹层间砾岩、细粒杂砂岩、中酸性凝灰岩等组成。下二叠统土门岭组（P1tm）主要出露于工区中西部，其与下泥盆统黑龙宫组呈断层接触关系，岩性主要为条带状结晶灰岩、大理岩、白云岩、板岩、砂岩、粉砂岩等。上二叠统五道岭组（P2W）在区内中部大面积出露，与下伏土门岭组（P1tm）呈不整合接触关系。其下部为中性火山岩段，岩性以中性火山岩为主，上部为酸性火山岩段，以酸性火山岩为主；两端均夹中酸性火山岩及正常沉积岩薄层，沉积岩夹层中产植物化石。部分地区为第四系覆盖。区域内岩浆活动十分强烈，岩浆岩分布广泛，具有期次多的特点，区内次火山岩和侵入岩均有大面积出露。

大部分工作区位于伊春Fe-Pb-Zn-Mo-W-Sn-Cu-Ag成矿亚带，区内岩浆活动频繁，中酸性岩浆岩大面积出露，且工作区内出露碳酸盐岩地层，具备较好的矽卡岩型及接触交代型矿床成矿条件。已发现的翠宏山铅锌矿床矿体位于二长花岗岩体内外接触带，主要受北北东向褶皱带及次一级近东西向断裂构造控制；二股铁多金属矿田包含二股西山铁铅锌矿床、响水河铅锌矿和二股东山铁铅锌矿床，成矿围岩为铅山组（Є1q）富镁碳酸盐岩，成矿岩体为花岗闪长岩，呈岩株产出，矿体大都产在花岗闪长岩与大理岩接触构造带内，二者均为典型的矽卡岩矿床。此外，工作区还分布有产于中酸性岩体与成矿围岩接触带部位的五星铅锌矿床和五营区柳树河银矿等接触交代型矿床。

（2）航磁异常特征。丽林地区东部磁场特征为平缓变化的负背景场上叠加了点状、等轴状及条带状的正磁异常(图1左)，其中背景场场值为-150nT～50nT，为上二叠统红山组、下泥盆统黑龙宫组沉积岩及沉积变质岩的反映。区内东南角等轴状正磁异常与已知的伊春市五星铁矿相对应。该区西部为150nT～300nT之间平缓变化的正磁场，为隐伏的中酸性侵入岩的反映，受岩体磁性的不均匀性影响，磁场上叠加有平行排列的条带状弱尖峰异常。

图1 航磁ΔT影像示意图（左：丽林地区；右：清水地区）（1-已知矿点；2-高程点及居民点；3-河流；4-公路、省界及铁路；5-工作区范围）

清水地区隶属于伊春－延寿岩浆弧，区内以平缓变化的负磁场为背景（-50nT～-200）nT，其上叠加局部升高磁异常、小规模团块状以及局部条带状中等强度磁异常（图1右）。整体异常轴向以北北西、北北东向为主。结合区内地质背景及物性参数特征，区内小幅缓慢变化的弱磁异常场区主要由上二叠统五道岭组（P2w）陆相中性、酸性火山岩夹少量碎屑岩建造与下二叠统土门岭组（P1tm）海陆交互相细碎屑岩－碳酸盐岩建造引起；小规模团块状以及局部条带状中等强度磁异常由华力西晚期花岗闪长岩、中粒--中细粒似斑花岗闪长岩、石英闪长岩、斜长花岗岩及花岗岩引起。其中，区内东部环状特点的局部异常区，异常中心为负磁场区，强度一般在-50nT～-200nT，向四周异常强度逐渐增高，构成环状的中等强度磁场环带，该环状中等强度磁场区可能与华力西晚期花岗闪长岩有关；区内西南部分布有多个环状特点的局部弱磁异常区，异常中心为负磁场区，而四周环状异常带以弱磁异常为主，主要由太安屯期次火山岩引起。

通过对资料的综合分析表明，高极化率低电阻率地段是矿体丰富的有利地段，其电阻率与高阻围岩差异较大，使用航空瞬变电磁法能很好圈定低阻异常，进而指导多金属矿找矿。

3 利用航空瞬变电磁法找矿优势

通过成矿条件分析，高极化率低电阻率地段是矿体赋存的有利地段，电阻率与高阻围岩差异较大，使用航空瞬变电磁法能很好圈定低阻异常，进而指导多金属矿找矿。

航空瞬变电磁法是近年来国际上普遍使用的多金属矿探测方法，尤以加拿大Geotech公司开发的VTEM航空瞬变电磁系统（以下简称“VTEM系统”）最为先进[2]。VTEM系统具有极高的信噪比、大功率、信号波形理想和专利设计的补偿线圈等装置，使其具有极高的可靠性和高精度。VTEM是为了勘查和区别低阻与中高阻体而设计的。核工业航测遥感中心于2013年～2014年率先在国内引进该技术，并在新疆、黑龙江省、内蒙古、青海省等地区开展了试验，试验结果表明，该方法具有速度快、效率高、勘探深度大、分辨率高、地形影响小、对良导体探测能力强等优点。

利用该方法可以查明控矿构造破碎带的深部展布特征，也可寻找与金属伴生的低阻体（如火山块状硫化物），圈定多金属矿的有利成矿区段。

4 航空瞬变电磁法找矿效果

航空瞬变电磁法在国外多金属矿产勘查中已得到广泛应用，在国内新疆、黑龙江、内蒙等地的试验及测量，效果也非常显著。

（1）国外金矿勘查应用实例。应用航空瞬变电磁VTEM测量，在坦桑尼亚Tusker矿区新发现了金矿，该矿为与黄铁矿—磁黄铁矿硫化物有关的沉积岩型金矿。2005年，Geotech公司在加纳Nkran矿进行VTEM测量，在已知金矿床的旁边发现了两个新的低阻异常区。

（2）国内多金属矿勘查应用实例。2013年7月，核工业航测遥感中心使用VTEM系统在新疆哈密某已知矿床区进行了试验飞行，效果显著，证明该方法技术成熟有效。该矿床为典型的火山块状硫化物铜铅锌多金属矿床，视电阻率断面图中低阻异常与勘探剖面探明的矿体十分吻合，通过时间常数TAU圈定的放电异常与主矿区位置一致，验证了该系统的有效性和实用性。2014年6月，在黑龙江某地开展航空瞬变电磁法测量，测量结果中多处低阻异常与已知矿点吻合，并提供了多处找矿靶区。

由此可见航空瞬变电磁测量以其探测深度大、空间分辨率高、信息丰富等优势，在围岩和矿体电性差异较为明显的地区，有着极好的深部隐伏找矿应用前景。

5 结论

黑龙江小兴安岭丽林—清水地区位于小兴安岭铁及多金属成矿带中北部，具备较好的矽卡岩型及接触交代型矿床成矿条件，找矿潜力大。利用航空瞬变电磁法在本区圈定低阻异常范围，确定多金属矿的有利成矿区段，有望快速实现找矿突破。