環(huán)形構造與地球化學異常相關性分析及其找礦意義

時建民，石紹山，江　山，王宇利，時　哲.中國地質調查局沈陽地質調查中心（沈陽地質礦產研究所），遼寧沈陽0034；.黑龍江省第四地質勘察院，黑龍江哈爾濱50036

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環(huán)形構造與地球化學異常相關性分析及其找礦意義

時建民1，石紹山1，江山1，王宇利1，時哲2
1.中國地質調查局沈陽地質調查中心（沈陽地質礦產研究所），遼寧沈陽110034；2.黑龍江省第四地質勘察院，黑龍江哈爾濱150036

通過MapGIS平臺對地球化學測量單元素異常與遙感解譯環(huán)形構造進行相關性分析，觀察兩者空間位置的相互關系，劃分兩者套合類型.依據遙感解譯形成的測區(qū)構造格架特征，認識單元素異常、組合元素異常在構造格架中的分布特征和與環(huán)形構造的空間配置特點，建立兩者套合關系，判斷兩者的地質作用意義.利用這種套合關系開展有針對性的礦產地質調查工作，提高化探異常驗證和找礦工作的成效.

環(huán)形構造；地球化學異常；相關性分析；遙感解譯

0　引言

環(huán)形構造不是孤立的地質構造現象，而是具有一定的組合形式和分布規(guī)律，與區(qū)域構造和礦產有密切的內在聯系［1］.它往往反映了一定的地質含義，與地質構造具有一定的成因聯系［2］.遙感影像表現地質構造清晰，根據礦產與構造的關系，可以從遙感解譯資料中發(fā)現礦點或進行成礦遠景預測［3］.

地球化學元素異常分析的目的是發(fā)現異常并對其進行篩選評價，并由此發(fā)現礦體［4-5］.在實際工作時，元素異常具有數量多、成因復雜的特點，將有意義的元素異常篩選出來指導找礦工作是一個重要的問題.

基于上述理論和實際情況，筆者在開展黑龍江瓦拉干車站-塔豐農場地區(qū)礦產地質調查項目地、物、化、遙成果資料綜合分析過程中，觀察到遙感環(huán)形構造與化探元素組合異常有多種空間位置的套合關系.通過統(tǒng)計，發(fā)現測區(qū)98%的組合異常與環(huán)形構造有著不同方式的對應組合特點，認為兩者之間存在某些地質上的成生關系，將這種相關關系運用于地質調查工作中，可以促進找礦工作水平的提升，達到事半功倍的效果.

1　遙感解譯與化探異常

1.1環(huán)形構造解釋

環(huán)形構造是遙感地質解譯工作的重要內容之一.它是依據衛(wèi)星影像的結構特點、形狀差異、結構紋理等特征圈定的，是地質作用在表生環(huán)境下的形跡表現，具有一定的地質作用內涵.從影像形態(tài)上看，可以是圓形、橢圓形；從地表形態(tài)上看，可以是正地形，也可以是負地形；從物質組合和成因上看，可以是單一的地質體，如火山機構、巖株等，也可以是由復雜的地質體構成.在分析和認知遙感環(huán)形構造特征的過程中，已然融入了地質作用涵義，使之代表著一定意義上的地質體的相應作用.研究區(qū)共圈劃出環(huán)形構造200余個.

1.2元素組合異常

元素組合異常是通過地球化學測量工作獲取的，是由2個或2個以上的單元素異常重疊而形成.區(qū)域地球化學元素的聚集與分散特點，除了與地質體原始成生機制、環(huán)境和地質成礦作用有關外，還受后期的地質作用影響與控制.元素的聚集分布在通過地球化學子區(qū)劃分與相關統(tǒng)計分析后，單元素異常及多元素組合異常突顯出來.按照地質學的認識規(guī)律，這些突顯出來的元素異常與一定的地質作用相伴，也就是說，異常元素在地質作用下運移、聚集，形成了高于地質體元素背景場的元素異常體.元素異常與地質作用或成礦地質作用具有一定的成生關系.研究區(qū)1∶5萬水系沉積物測量工作共圈定出797個單元素異常和133個多元素組合異常.

環(huán)形構造與地質作用有關，元素異常亦與地質作用有關，對環(huán)形構造和元素異常相關性分析就是要探索和建立兩者的地質作用關系，以便于開展有針對性的礦產地質調查工作.本文即是對項目測區(qū)200余個遙感解譯環(huán)形構造和水系沉積物測量133個多元素組合異常以及與之對應的單元素異常相關性的分析認識.

2　元素組合異常與遙感環(huán)形構造相關性

本文的分析研究是基于MapGIS平臺，同時打開元素異常圖和遙感環(huán)形構造解譯圖的圖層，形成兩個專業(yè)成果的合置重疊.觀察環(huán)形構造與單元素異常的平面位置特點，建立二者對應關系，實現元素異常與環(huán)形構造的套合，為相關性分析做好鋪墊.

2.1單元素異常與環(huán)形構造疊置關系特征

2.1.1單元素異常與單個遙感環(huán)形構造套合

（1）環(huán)形構造包容單元素異常

這種疊置特點在研究區(qū)中比較少，數量不多.在重要的多元素組合異常中（如圖1），環(huán)形構造C1包容了Cu42和Ag85單元素異常.這種包容關系反映了這兩種元素在環(huán)形構造范圍內（異常圈范圍內）具有均勻分布特點，預示著某種點狀地質體存在斑巖型礦化.

（2）環(huán)形構造部分重疊于單元素異常上

這種疊置特點在測區(qū)中極為普遍.單元素異常疊置于環(huán)形構造上的部位、方位和延長方向多種多樣.從兩者的分布特點上看，這個重疊部位應該與測區(qū)地質構造活動有關，是地質構造活動的產物，是構造通過的結點，是異常元素礦化構造活動的跡象.

圖1　Hs-103組合異常與環(huán)形構造相關圖Fig.1　Correlation of the Hs-103 assemblage anomaly and circle structures

（3）單元素異常脫離環(huán)形構造

這種疊置特點在測區(qū)中較普遍，從數量上說，有1/3的環(huán)形構造與單元素異常沒有產生疊置關系，說明兩者沒有成生關系.部分脫離單元素異常的環(huán)形構造可以通過與其疊置的多元素組合異常中的其他元素與之建立聯系，這種關系預示著組合異常元素分布的差異性或是形成作用的差異特點.如圖2，Hs-31的Au18元素異常與C3分離，沒有疊置關系，但通過Sn16、As33與環(huán)形構造C3建立聯系，并可以看出Au18、Sn16與As33相對于C3的分布差異性特點.

2.1.2單個環(huán)形構造與多個單元素異常套合

這種疊置特點在測區(qū)中較為普遍.如圖2，Hs-20 的Sb18、Au9、Hg5、W10環(huán)繞在C1環(huán)形構造的南西、南、南東側，并且Sb18、Au9、Hg5主要分布在環(huán)形構造的南西部，與W10的分布特點有所差別；Hs-23的Sb24、Au15、As26、Hg7呈放射狀疊加在C2環(huán)形構造上，C2環(huán)形構造似位于構造交叉處，而元素異常的展布方向似位于環(huán)形構造的放射狀線性構造方向上；Hs-31的As33、Sn16及Hs-32的Sb27、As30位于C3環(huán)形構造的南西側和北東側.圖3中，Hs-127的Ag101、Hg49，Hs-129的 Ag104、Zn39，Hs-130的Sn59、Zn40以及Mo76元素異常出現在C1環(huán)形構造的不同方向上，這些元素異常似位于C1環(huán)形構造的環(huán)形斷裂構造與放射狀線性構造的交匯處.圖4中，Hs-27的As32、Ag23、Ag22、Bi9、Pb14、Cu9、W16圍繞在C7環(huán)形構造周圍，元素異常方向各異、相互疊加，相對環(huán)形構造C7顯示出元素的分布差異性特征和分帶特點.從其形制上看，這種疊置關系中的各元素異常與環(huán)形構造都是部分重疊的，且出現的方位不同.對于這個環(huán)形構造來說，出現在不同方位上的異常元素，構成了其異常元素的分帶特征，也昭示了這些異常元素是通過具有內在聯系的環(huán)形構造的差異性地質作用、地質構造作用或成礦地質作用而形成.

圖2　Hs-23+24+31+32組合異常與環(huán)形構造相關圖Fig.2　Correlation of the Hs-23+24+31+32 assemblage anomaly and circle structures

圖3　Hs-127+129+130組合異常與環(huán)形構造相關圖Fig.3　Correlation of the Hs-127+129+130 assemblage anomaly and circle structures

2.1.3多個環(huán)形構造與單個或多個單元素異常疊置

圖1中Hs-103的2個環(huán)形構造（C2、C3）對Cu39、Pb58、Zn25、Hg38元素異常的疊置關系，圖4中Hs-25的2個環(huán)形構造（C1、C2）與Pb10、Mo7、As27元素異常的疊置關系，元素異常界于2個環(huán)形構造之間，Hs-26的3個環(huán)形構造（C3、C4、C5）與Cu8、Au20、As31元素異常的疊置關系，元素異常出現在3個環(huán)形構造所圍繞的區(qū)域內，Hs-27的2個環(huán)形構造（C6、C7）與As32、Ag23、Ag22、Bi9、Pb14、Cu9、W16元素異常的疊置關系，圖5中Hs-15的4個環(huán)形構造（C1、C2、C4、C5）與 Sb13、Pb7、Ag11、Au8、Mo2、As15、Au6元素異常的疊置關系，以及圖5中C3和C2環(huán)形構造對Hs-14、HS-15組合元素異常的各單元素異常的疊置關系，這些疊置特點反映了元素異常與相鄰的環(huán)形構造具有相互聯系、相互作用、連續(xù)作用的特點.可以理解或推測這些異常元素來源于其相鄰的環(huán)形構造，也反映了不同環(huán)形構造對不同異常元素貢獻大小的差異性關系.依此關系來判斷造成元素異常的環(huán)形構造所代表的地質作用的重要程度，從而厘定引起主要元素異常的環(huán)形構造，確定地質調查的主攻方向.從另一方面上看，這種疊置特點也反映出多個元素異常受控于多級復合環(huán)形構造中，預示了地質構造或地質熱事件的多次活動.

圖4　Hs-25+26組合異常與環(huán)形構造相關圖Fig.4　Correlation of the Hs-25+26 assemblage anomaly and circle structures

圖5　Hs-14+15組合異常與環(huán)形構造相關圖Fig.5　Correlation of the Hs-14+15 assemblage anomaly and circle structures

2.2元素組合異常與環(huán)形構造疊置特征

針對元素組合異常可以將其與環(huán)形構造的疊置關系區(qū)分為單個環(huán)形構造與1個元素組合異常的疊置關系和單個環(huán)形構造與多個元素組合異常的疊置關系以及多個環(huán)形構造與多個元素組合異常的疊置關系，并加以討論.基于元素組合異常的定義及其實際表述狀態(tài)，或者由于元素異常下限過低或過高使其出露面積很大或很小時，其與環(huán)形構造的疊置關系變得不確定，并且使劃分與找尋單元素異常的內生地質作用部分與外生地質作用部分（遷移）更加復雜化等原因，筆者建議在討論環(huán)形構造與元素組合異常疊置關系、找尋元素異常起因時，最好是使用單元素異常和環(huán)形構造的疊置關素來確定，并通過對單元素異常相對環(huán)形構造的分布特點，來了解和分析組成組合元素異常的元素分帶特征.

總之，通過以上討論劃分測區(qū)元素異常、組合元素異常與環(huán)形構造的疊置關系，雖然種類比較繁雜，但總結歸納起來可以這樣認為：元素異常與環(huán)形構造間存在著成生關系，與地質作用或成礦地質作用有著密切的關聯性，這個成生關系可以通過單元素異常和環(huán)形構造的疊置關系來確定.

3　相關性分析的意義

（1）遙感地質解譯成果與地球化學測量成果有機結合

環(huán)形構造是遙感地質解譯的重要工作內容之一，屬遙感地質學的工作成果；組合元素異常、單元素異常是地球化學測量工作分析統(tǒng)計成果，屬巖石地球化學元素研究的內容.兩者分屬不同學科分支.通過對兩者的相關性分析，探索兩者之間內在的地質作用意義，使之形成有機的整體，有利于地質找礦工作的開展.

（2）通過對環(huán)形構造與組合異常的相關性分析，探索地質作用在其中的聯動特點

通過對不同尺度環(huán)形構造與元素組合異常、單元素異常的相關性分析，結合地質背景，可以對兩者的地質作用特點和形式有一個初步的判斷，有利于提高對測區(qū)成礦地質背景的認知程度.

（3）通過對環(huán)形構造與元素異常疊置結合部的分析，揭示異常元素的來源

通過對環(huán)形構造與元素異常的疊置對應分析，認為兩者之間存在一定的內在作用關系.對于這個關系理解，筆者認為：元素異常是結果，環(huán)形構造是起因.這個過程就是由于環(huán)形構造的活動，導致了元素異常的形成.因此，元素異常與環(huán)形構造重疊部位就是元素異常產生的根源.

（4）通過對環(huán)形構造與組合異常的相關性分析，判斷測區(qū)成礦地質條件

通過對全測區(qū)中的環(huán)形構造與元素組合異常、單元素異常的相關性分析，可以掌握測區(qū)環(huán)形構造與元素組合異常、單元素異常的套合特點，以及在不同地球化學子區(qū)中的分布密度和在地質構造框架下的分布格局，進而判斷和劃分測區(qū)環(huán)形構造與元素異常疊置關聯體在成礦地質背景條件下的重要性和優(yōu)劣性.

（5）環(huán)形構造與元素異常重疊部位是礦產地質調查與研究工作的重點

環(huán)形構造與元素異常重疊的部位由于其所處的地質背景不同和在測區(qū)構造格架中的位置不同，以及環(huán)形構造活動強度的不同，其產出的方位、方向、延長、規(guī)模等特征也有不同的表現，引起的礦化作用、礦化強度也不同.因此，對兩者的重疊部位的調查和研究就成為礦產地質調查和研究工作的重中之重.

4　結論

（1）對元素異常與環(huán)型構造相關性分析，有助于將地球化學元素測量工作成果和遙感地質工作成果進行有機結合，形成具有地質作用內涵的因果關系，對提高和加深測區(qū)地質成礦背景的認識程度有較好的支撐作用.

（2）元素異常與環(huán)形構造的重疊區(qū)域是異常元素產生的原發(fā)地，是礦產地質調查和研究工作的重要區(qū)域.這對于提高找礦工作效率有直接的指導作用.

［1］魏冠軍，高建國，楊世瑜.瀾滄地區(qū)遙感影像線-環(huán)形構造解譯與找礦研究［J］.礦山測量，2010（6）：8—10.

［2］劉少峰，等.蘇州西部地區(qū)環(huán)形構造［C］//長江中下游產業(yè)密集帶遙感調查文集.北京：地質出版社，1997.

［3］陳華慧.遙感地質學［M］.北京：地質出版社，1984.

［4］王崇云.地球化學找礦基礎［M］.北京：地質出版社，1987.

［5］馬生明，朱立新，劉海良，等.甘肅北山輝銅礦地球化學異常結構研究［J］.地球學報，2011，32（4）：405—412.

Correlation analysis of circular structures and geochemical anomaly and the significance on ore searching

SHI Jian-min1,SHI Shao-shan1,JIANG Shan1,WANG Yu-li1,SHI Zhe2
1.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China;
2.No.4 Institute of Geological Exploration of Heilongjiang Province,Harbin 150036,China

With MapGIS platform,the correlation of element anomaly by geochemical survey and circular structures interpreted by remote sensing is analyzed.Based on the interrelationships of spatial positions of the two factors,the coupling types are classified.According to the remote sensing interpretation of the structural framework in the surveying area,the distribution characteristics of the element anomaly in the structural framework are recognized.With the establishmentof the coupling relationship between the geochemical anomalies and circular structures,the geological significance of the two factors is studied.This coupling relationship can be used in geological investigation for mineral resources to improve geochemical anomaly verification and mineralexploration.

circular structure;geochemical anomaly;correlation analysis;remote sensing interpretation

1671-1947（2016）02-0181-05

P627

A

2015-12-21；

2016-03-25.編輯：張哲.

中國地質調查局項目“黑龍江瓦拉干車站-塔豐農場地區(qū)礦產地質調查”（編號12120113055000）.

時建民（1963—），男，教授級地質高級工程師，從事區(qū)域地質調查與礦產普查工作，通信地址遼寧省沈陽市皇姑區(qū)黃河北大街280號，E-mail// 38650957@qq.com