环形构造与地球化学异常相关性分析及其找矿意义

时建民，石绍山，江　山，王宇利，时　哲.中国地质调查局沈阳地质调查中心（沈阳地质矿产研究所），辽宁沈阳0034；.黑龙江省第四地质勘察院，黑龙江哈尔滨50036



环形构造与地球化学异常相关性分析及其找矿意义

时建民1，石绍山1，江山1，王宇利1，时哲2
1.中国地质调查局沈阳地质调查中心（沈阳地质矿产研究所），辽宁沈阳110034；2.黑龙江省第四地质勘察院，黑龙江哈尔滨150036

通过MapGIS平台对地球化学测量单元素异常与遥感解译环形构造进行相关性分析，观察两者空间位置的相互关系，划分两者套合类型.依据遥感解译形成的测区构造格架特征，认识单元素异常、组合元素异常在构造格架中的分布特征和与环形构造的空间配置特点，建立两者套合关系，判断两者的地质作用意义.利用这种套合关系开展有针对性的矿产地质调查工作，提高化探异常验证和找矿工作的成效.

环形构造；地球化学异常；相关性分析；遥感解译

0　引言

环形构造不是孤立的地质构造现象，而是具有一定的组合形式和分布规律，与区域构造和矿产有密切的内在联系［1］.它往往反映了一定的地质含义，与地质构造具有一定的成因联系［2］.遥感影像表现地质构造清晰，根据矿产与构造的关系，可以从遥感解译资料中发现矿点或进行成矿远景预测［3］.

地球化学元素异常分析的目的是发现异常并对其进行筛选评价，并由此发现矿体［4-5］.在实际工作时，元素异常具有数量多、成因复杂的特点，将有意义的元素异常筛选出来指导找矿工作是一个重要的问题.

基于上述理论和实际情况，笔者在开展黑龙江瓦拉干车站-塔丰农场地区矿产地质调查项目地、物、化、遥成果资料综合分析过程中，观察到遥感环形构造与化探元素组合异常有多种空间位置的套合关系.通过统计，发现测区98%的组合异常与环形构造有着不同方式的对应组合特点，认为两者之间存在某些地质上的成生关系，将这种相关关系运用于地质调查工作中，可以促进找矿工作水平的提升，达到事半功倍的效果.

1　遥感解译与化探异常

1.1环形构造解释

环形构造是遥感地质解译工作的重要内容之一.它是依据卫星影像的结构特点、形状差异、结构纹理等特征圈定的，是地质作用在表生环境下的形迹表现，具有一定的地质作用内涵.从影像形态上看，可以是圆形、椭圆形；从地表形态上看，可以是正地形，也可以是负地形；从物质组合和成因上看，可以是单一的地质体，如火山机构、岩株等，也可以是由复杂的地质体构成.在分析和认知遥感环形构造特征的过程中，已然融入了地质作用涵义，使之代表着一定意义上的地质体的相应作用.研究区共圈划出环形构造200余个.

1.2元素组合异常

元素组合异常是通过地球化学测量工作获取的，是由2个或2个以上的单元素异常重叠而形成.区域地球化学元素的聚集与分散特点，除了与地质体原始成生机制、环境和地质成矿作用有关外，还受后期的地质作用影响与控制.元素的聚集分布在通过地球化学子区划分与相关统计分析后，单元素异常及多元素组合异常突显出来.按照地质学的认识规律，这些突显出来的元素异常与一定的地质作用相伴，也就是说，异常元素在地质作用下运移、聚集，形成了高于地质体元素背景场的元素异常体.元素异常与地质作用或成矿地质作用具有一定的成生关系.研究区1∶5万水系沉积物测量工作共圈定出797个单元素异常和133个多元素组合异常.

环形构造与地质作用有关，元素异常亦与地质作用有关，对环形构造和元素异常相关性分析就是要探索和建立两者的地质作用关系，以便于开展有针对性的矿产地质调查工作.本文即是对项目测区200余个遥感解译环形构造和水系沉积物测量133个多元素组合异常以及与之对应的单元素异常相关性的分析认识.

2　元素组合异常与遥感环形构造相关性

本文的分析研究是基于MapGIS平台，同时打开元素异常图和遥感环形构造解译图的图层，形成两个专业成果的合置重叠.观察环形构造与单元素异常的平面位置特点，建立二者对应关系，实现元素异常与环形构造的套合，为相关性分析做好铺垫.

2.1单元素异常与环形构造叠置关系特征

2.1.1单元素异常与单个遥感环形构造套合

（1）环形构造包容单元素异常

这种叠置特点在研究区中比较少，数量不多.在重要的多元素组合异常中（如图1），环形构造C1包容了Cu42和Ag85单元素异常.这种包容关系反映了这两种元素在环形构造范围内（异常圈范围内）具有均匀分布特点，预示着某种点状地质体存在斑岩型矿化.

（2）环形构造部分重叠于单元素异常上

这种叠置特点在测区中极为普遍.单元素异常叠置于环形构造上的部位、方位和延长方向多种多样.从两者的分布特点上看，这个重叠部位应该与测区地质构造活动有关，是地质构造活动的产物，是构造通过的结点，是异常元素矿化构造活动的迹象.

图1　Hs-103组合异常与环形构造相关图Fig.1　Correlation of the Hs-103 assemblage anomaly and circle structures

（3）单元素异常脱离环形构造

这种叠置特点在测区中较普遍，从数量上说，有1/3的环形构造与单元素异常没有产生叠置关系，说明两者没有成生关系.部分脱离单元素异常的环形构造可以通过与其叠置的多元素组合异常中的其他元素与之建立联系，这种关系预示着组合异常元素分布的差异性或是形成作用的差异特点.如图2，Hs-31的Au18元素异常与C3分离，没有叠置关系，但通过Sn16、As33与环形构造C3建立联系，并可以看出Au18、Sn16与As33相对于C3的分布差异性特点.

2.1.2单个环形构造与多个单元素异常套合

这种叠置特点在测区中较为普遍.如图2，Hs-20 的Sb18、Au9、Hg5、W10环绕在C1环形构造的南西、南、南东侧，并且Sb18、Au9、Hg5主要分布在环形构造的南西部，与W10的分布特点有所差别；Hs-23的Sb24、Au15、As26、Hg7呈放射状叠加在C2环形构造上，C2环形构造似位于构造交叉处，而元素异常的展布方向似位于环形构造的放射状线性构造方向上；Hs-31的As33、Sn16及Hs-32的Sb27、As30位于C3环形构造的南西侧和北东侧.图3中，Hs-127的Ag101、Hg49，Hs-129的 Ag104、Zn39，Hs-130的Sn59、Zn40以及Mo76元素异常出现在C1环形构造的不同方向上，这些元素异常似位于C1环形构造的环形断裂构造与放射状线性构造的交汇处.图4中，Hs-27的As32、Ag23、Ag22、Bi9、Pb14、Cu9、W16围绕在C7环形构造周围，元素异常方向各异、相互叠加，相对环形构造C7显示出元素的分布差异性特征和分带特点.从其形制上看，这种叠置关系中的各元素异常与环形构造都是部分重叠的，且出现的方位不同.对于这个环形构造来说，出现在不同方位上的异常元素，构成了其异常元素的分带特征，也昭示了这些异常元素是通过具有内在联系的环形构造的差异性地质作用、地质构造作用或成矿地质作用而形成.

图2　Hs-23+24+31+32组合异常与环形构造相关图Fig.2　Correlation of the Hs-23+24+31+32 assemblage anomaly and circle structures

图3　Hs-127+129+130组合异常与环形构造相关图Fig.3　Correlation of the Hs-127+129+130 assemblage anomaly and circle structures

2.1.3多个环形构造与单个或多个单元素异常叠置

图1中Hs-103的2个环形构造（C2、C3）对Cu39、Pb58、Zn25、Hg38元素异常的叠置关系，图4中Hs-25的2个环形构造（C1、C2）与Pb10、Mo7、As27元素异常的叠置关系，元素异常界于2个环形构造之间，Hs-26的3个环形构造（C3、C4、C5）与Cu8、Au20、As31元素异常的叠置关系，元素异常出现在3个环形构造所围绕的区域内，Hs-27的2个环形构造（C6、C7）与As32、Ag23、Ag22、Bi9、Pb14、Cu9、W16元素异常的叠置关系，图5中Hs-15的4个环形构造（C1、C2、C4、C5）与 Sb13、Pb7、Ag11、Au8、Mo2、As15、Au6元素异常的叠置关系，以及图5中C3和C2环形构造对Hs-14、HS-15组合元素异常的各单元素异常的叠置关系，这些叠置特点反映了元素异常与相邻的环形构造具有相互联系、相互作用、连续作用的特点.可以理解或推测这些异常元素来源于其相邻的环形构造，也反映了不同环形构造对不同异常元素贡献大小的差异性关系.依此关系来判断造成元素异常的环形构造所代表的地质作用的重要程度，从而厘定引起主要元素异常的环形构造，确定地质调查的主攻方向.从另一方面上看，这种叠置特点也反映出多个元素异常受控于多级复合环形构造中，预示了地质构造或地质热事件的多次活动.

图4　Hs-25+26组合异常与环形构造相关图Fig.4　Correlation of the Hs-25+26 assemblage anomaly and circle structures

图5　Hs-14+15组合异常与环形构造相关图Fig.5　Correlation of the Hs-14+15 assemblage anomaly and circle structures

2.2元素组合异常与环形构造叠置特征

针对元素组合异常可以将其与环形构造的叠置关系区分为单个环形构造与1个元素组合异常的叠置关系和单个环形构造与多个元素组合异常的叠置关系以及多个环形构造与多个元素组合异常的叠置关系，并加以讨论.基于元素组合异常的定义及其实际表述状态，或者由于元素异常下限过低或过高使其出露面积很大或很小时，其与环形构造的叠置关系变得不确定，并且使划分与找寻单元素异常的内生地质作用部分与外生地质作用部分（迁移）更加复杂化等原因，笔者建议在讨论环形构造与元素组合异常叠置关系、找寻元素异常起因时，最好是使用单元素异常和环形构造的叠置关素来确定，并通过对单元素异常相对环形构造的分布特点，来了解和分析组成组合元素异常的元素分带特征.

总之，通过以上讨论划分测区元素异常、组合元素异常与环形构造的叠置关系，虽然种类比较繁杂，但总结归纳起来可以这样认为：元素异常与环形构造间存在着成生关系，与地质作用或成矿地质作用有着密切的关联性，这个成生关系可以通过单元素异常和环形构造的叠置关系来确定.

3　相关性分析的意义

（1）遥感地质解译成果与地球化学测量成果有机结合

环形构造是遥感地质解译的重要工作内容之一，属遥感地质学的工作成果；组合元素异常、单元素异常是地球化学测量工作分析统计成果，属岩石地球化学元素研究的内容.两者分属不同学科分支.通过对两者的相关性分析，探索两者之间内在的地质作用意义，使之形成有机的整体，有利于地质找矿工作的开展.

（2）通过对环形构造与组合异常的相关性分析，探索地质作用在其中的联动特点

通过对不同尺度环形构造与元素组合异常、单元素异常的相关性分析，结合地质背景，可以对两者的地质作用特点和形式有一个初步的判断，有利于提高对测区成矿地质背景的认知程度.

（3）通过对环形构造与元素异常叠置结合部的分析，揭示异常元素的来源

通过对环形构造与元素异常的叠置对应分析，认为两者之间存在一定的内在作用关系.对于这个关系理解，笔者认为：元素异常是结果，环形构造是起因.这个过程就是由于环形构造的活动，导致了元素异常的形成.因此，元素异常与环形构造重叠部位就是元素异常产生的根源.

（4）通过对环形构造与组合异常的相关性分析，判断测区成矿地质条件

通过对全测区中的环形构造与元素组合异常、单元素异常的相关性分析，可以掌握测区环形构造与元素组合异常、单元素异常的套合特点，以及在不同地球化学子区中的分布密度和在地质构造框架下的分布格局，进而判断和划分测区环形构造与元素异常叠置关联体在成矿地质背景条件下的重要性和优劣性.

（5）环形构造与元素异常重叠部位是矿产地质调查与研究工作的重点

环形构造与元素异常重叠的部位由于其所处的地质背景不同和在测区构造格架中的位置不同，以及环形构造活动强度的不同，其产出的方位、方向、延长、规模等特征也有不同的表现，引起的矿化作用、矿化强度也不同.因此，对两者的重叠部位的调查和研究就成为矿产地质调查和研究工作的重中之重.

4　结论

（1）对元素异常与环型构造相关性分析，有助于将地球化学元素测量工作成果和遥感地质工作成果进行有机结合，形成具有地质作用内涵的因果关系，对提高和加深测区地质成矿背景的认识程度有较好的支撑作用.

（2）元素异常与环形构造的重叠区域是异常元素产生的原发地，是矿产地质调查和研究工作的重要区域.这对于提高找矿工作效率有直接的指导作用.

［1］魏冠军，高建国，杨世瑜.澜沧地区遥感影像线-环形构造解译与找矿研究［J］.矿山测量，2010（6）：8—10.

［2］刘少峰，等.苏州西部地区环形构造［C］//长江中下游产业密集带遥感调查文集.北京：地质出版社，1997.

［3］陈华慧.遥感地质学［M］.北京：地质出版社，1984.

［4］王崇云.地球化学找矿基础［M］.北京：地质出版社，1987.

［5］马生明，朱立新，刘海良，等.甘肃北山辉铜矿地球化学异常结构研究［J］.地球学报，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.编辑：张哲.

中国地质调查局项目“黑龙江瓦拉干车站-塔丰农场地区矿产地质调查”（编号12120113055000）.

时建民（1963—），男，教授级地质高级工程师，从事区域地质调查与矿产普查工作，通信地址辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号，E-mail// 38650957@qq.com