時(shí)建民，石紹山，江　山，王宇利，時(shí)　哲.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心（沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所），遼寧沈陽(yáng)0034；.黑龍江省第四地質(zhì)勘察院，黑龍江哈爾濱50036

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環(huán)形構(gòu)造與地球化學(xué)異常相關(guān)性分析及其找礦意義

時(shí)建民1，石紹山1，江山1，王宇利1，時(shí)哲2
1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心（沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所），遼寧沈陽(yáng)110034；2.黑龍江省第四地質(zhì)勘察院，黑龍江哈爾濱150036

通過(guò)MapGIS平臺(tái)對(duì)地球化學(xué)測(cè)量單元素異常與遙感解譯環(huán)形構(gòu)造進(jìn)行相關(guān)性分析，觀察兩者空間位置的相互關(guān)系，劃分兩者套合類型.依據(jù)遙感解譯形成的測(cè)區(qū)構(gòu)造格架特征，認(rèn)識(shí)單元素異常、組合元素異常在構(gòu)造格架中的分布特征和與環(huán)形構(gòu)造的空間配置特點(diǎn)，建立兩者套合關(guān)系，判斷兩者的地質(zhì)作用意義.利用這種套合關(guān)系開展有針對(duì)性的礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作，提高化探異常驗(yàn)證和找礦工作的成效.

環(huán)形構(gòu)造；地球化學(xué)異常；相關(guān)性分析；遙感解譯

0　引言

環(huán)形構(gòu)造不是孤立的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象，而是具有一定的組合形式和分布規(guī)律，與區(qū)域構(gòu)造和礦產(chǎn)有密切的內(nèi)在聯(lián)系［1］.它往往反映了一定的地質(zhì)含義，與地質(zhì)構(gòu)造具有一定的成因聯(lián)系［2］.遙感影像表現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造清晰，根據(jù)礦產(chǎn)與構(gòu)造的關(guān)系，可以從遙感解譯資料中發(fā)現(xiàn)礦點(diǎn)或進(jìn)行成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)［3］.

地球化學(xué)元素異常分析的目的是發(fā)現(xiàn)異常并對(duì)其進(jìn)行篩選評(píng)價(jià)，并由此發(fā)現(xiàn)礦體［4-5］.在實(shí)際工作時(shí)，元素異常具有數(shù)量多、成因復(fù)雜的特點(diǎn)，將有意義的元素異常篩選出來(lái)指導(dǎo)找礦工作是一個(gè)重要的問題.

基于上述理論和實(shí)際情況，筆者在開展黑龍江瓦拉干車站-塔豐農(nóng)場(chǎng)地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目地、物、化、遙成果資料綜合分析過(guò)程中，觀察到遙感環(huán)形構(gòu)造與化探元素組合異常有多種空間位置的套合關(guān)系.通過(guò)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)測(cè)區(qū)98%的組合異常與環(huán)形構(gòu)造有著不同方式的對(duì)應(yīng)組合特點(diǎn)，認(rèn)為兩者之間存在某些地質(zhì)上的成生關(guān)系，將這種相關(guān)關(guān)系運(yùn)用于地質(zhì)調(diào)查工作中，可以促進(jìn)找礦工作水平的提升，達(dá)到事半功倍的效果.

1　遙感解譯與化探異常

1.1環(huán)形構(gòu)造解釋

環(huán)形構(gòu)造是遙感地質(zhì)解譯工作的重要內(nèi)容之一.它是依據(jù)衛(wèi)星影像的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形狀差異、結(jié)構(gòu)紋理等特征圈定的，是地質(zhì)作用在表生環(huán)境下的形跡表現(xiàn)，具有一定的地質(zhì)作用內(nèi)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(fù)地形；從物質(zhì)組合和成因上看，可以是單一的地質(zhì)體，如火山機(jī)構(gòu)、巖株等，也可以是由復(fù)雜的地質(zhì)體構(gòu)成.在分析和認(rèn)知遙感環(huán)形構(gòu)造特征的過(guò)程中，已然融入了地質(zhì)作用涵義，使之代表著一定意義上的地質(zhì)體的相應(yīng)作用.研究區(qū)共圈劃出環(huán)形構(gòu)造200余個(gè).

1.2元素組合異常

元素組合異常是通過(guò)地球化學(xué)測(cè)量工作獲取的，是由2個(gè)或2個(gè)以上的單元素異常重疊而形成.區(qū)域地球化學(xué)元素的聚集與分散特點(diǎn)，除了與地質(zhì)體原始成生機(jī)制、環(huán)境和地質(zhì)成礦作用有關(guān)外，還受后期的地質(zhì)作用影響與控制.元素的聚集分布在通過(guò)地球化學(xué)子區(qū)劃分與相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析后，單元素異常及多元素組合異常突顯出來(lái).按照地質(zhì)學(xué)的認(rèn)識(shí)規(guī)律，這些突顯出來(lái)的元素異常與一定的地質(zhì)作用相伴，也就是說(shuō)，異常元素在地質(zhì)作用下運(yùn)移、聚集，形成了高于地質(zhì)體元素背景場(chǎng)的元素異常體.元素異常與地質(zhì)作用或成礦地質(zhì)作用具有一定的成生關(guān)系.研究區(qū)1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量工作共圈定出797個(gè)單元素異常和133個(gè)多元素組合異常.

環(huán)形構(gòu)造與地質(zhì)作用有關(guān)，元素異常亦與地質(zhì)作用有關(guān)，對(duì)環(huán)形構(gòu)造和元素異常相關(guān)性分析就是要探索和建立兩者的地質(zhì)作用關(guān)系，以便于開展有針對(duì)性的礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作.本文即是對(duì)項(xiàng)目測(cè)區(qū)200余個(gè)遙感解譯環(huán)形構(gòu)造和水系沉積物測(cè)量133個(gè)多元素組合異常以及與之對(duì)應(yīng)的單元素異常相關(guān)性的分析認(rèn)識(shí).

2　元素組合異常與遙感環(huán)形構(gòu)造相關(guān)性

本文的分析研究是基于MapGIS平臺(tái)，同時(shí)打開元素異常圖和遙感環(huán)形構(gòu)造解譯圖的圖層，形成兩個(gè)專業(yè)成果的合置重疊.觀察環(huán)形構(gòu)造與單元素異常的平面位置特點(diǎn)，建立二者對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)元素異常與環(huán)形構(gòu)造的套合，為相關(guān)性分析做好鋪墊.

2.1單元素異常與環(huán)形構(gòu)造疊置關(guān)系特征

2.1.1單元素異常與單個(gè)遙感環(huán)形構(gòu)造套合

（1）環(huán)形構(gòu)造包容單元素異常

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

（2）環(huán)形構(gòu)造部分重疊于單元素異常上

這種疊置特點(diǎn)在測(cè)區(qū)中極為普遍.單元素異常疊置于環(huán)形構(gòu)造上的部位、方位和延長(zhǎng)方向多種多樣.從兩者的分布特點(diǎn)上看，這個(gè)重疊部位應(yīng)該與測(cè)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)，是地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)的產(chǎn)物，是構(gòu)造通過(guò)的結(jié)點(diǎn)，是異常元素礦化構(gòu)造活動(dòng)的跡象.

圖1　Hs-103組合異常與環(huán)形構(gòu)造相關(guān)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(gòu)造

這種疊置特點(diǎn)在測(cè)區(qū)中較普遍，從數(shù)量上說(shuō)，有1/3的環(huán)形構(gòu)造與單元素異常沒有產(chǎn)生疊置關(guān)系，說(shuō)明兩者沒有成生關(guān)系.部分脫離單元素異常的環(huán)形構(gòu)造可以通過(guò)與其疊置的多元素組合異常中的其他元素與之建立聯(lián)系，這種關(guān)系預(yù)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(diǎn).如圖2，Hs-31的Au18元素異常與C3分離，沒有疊置關(guān)系，但通過(guò)Sn16、As33與環(huán)形構(gòu)造C3建立聯(lián)系，并可以看出Au18、Sn16與As33相對(duì)于C3的分布差異性特點(diǎn).

2.1.2單個(gè)環(huán)形構(gòu)造與多個(gè)單元素異常套合

這種疊置特點(diǎn)在測(cè)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(gòu)造的南西、南、南東側(cè)，并且Sb18、Au9、Hg5主要分布在環(huán)形構(gòu)造的南西部，與W10的分布特點(diǎn)有所差別；Hs-23的Sb24、Au15、As26、Hg7呈放射狀疊加在C2環(huán)形構(gòu)造上，C2環(huán)形構(gòu)造似位于構(gòu)造交叉處，而元素異常的展布方向似位于環(huán)形構(gòu)造的放射狀線性構(gòu)造方向上；Hs-31的As33、Sn16及Hs-32的Sb27、As30位于C3環(huán)形構(gòu)造的南西側(cè)和北東側(cè).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(xiàn)在C1環(huán)形構(gòu)造的不同方向上，這些元素異常似位于C1環(huán)形構(gòu)造的環(huán)形斷裂構(gòu)造與放射狀線性構(gòu)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(gòu)造周圍，元素異常方向各異、相互疊加，相對(duì)環(huán)形構(gòu)造C7顯示出元素的分布差異性特征和分帶特點(diǎn).從其形制上看，這種疊置關(guān)系中的各元素異常與環(huán)形構(gòu)造都是部分重疊的，且出現(xiàn)的方位不同.對(duì)于這個(gè)環(huán)形構(gòu)造來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)在不同方位上的異常元素，構(gòu)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(guò)具有內(nèi)在聯(lián)系的環(huán)形構(gòu)造的差異性地質(zhì)作用、地質(zhì)構(gòu)造作用或成礦地質(zhì)作用而形成.

圖2　Hs-23+24+31+32組合異常與環(huán)形構(gòu)造相關(guān)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(gòu)造相關(guān)圖Fig.3　Correlation of the Hs-127+129+130 assemblage anomaly and circle structures

2.1.3多個(gè)環(huán)形構(gòu)造與單個(gè)或多個(gè)單元素異常疊置

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

圖4　Hs-25+26組合異常與環(huán)形構(gòu)造相關(guān)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(gòu)造相關(guān)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(gòu)造疊置特征

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

總之，通過(guò)以上討論劃分測(cè)區(qū)元素異常、組合元素異常與環(huán)形構(gòu)造的疊置關(guān)系，雖然種類比較繁雜，但總結(jié)歸納起來(lái)可以這樣認(rèn)為：元素異常與環(huán)形構(gòu)造間存在著成生關(guān)系，與地質(zhì)作用或成礦地質(zhì)作用有著密切的關(guān)聯(lián)性，這個(gè)成生關(guān)系可以通過(guò)單元素異常和環(huán)形構(gòu)造的疊置關(guān)系來(lái)確定.

3　相關(guān)性分析的意義

（1）遙感地質(zhì)解譯成果與地球化學(xué)測(cè)量成果有機(jī)結(jié)合

環(huán)形構(gòu)造是遙感地質(zhì)解譯的重要工作內(nèi)容之一，屬遙感地質(zhì)學(xué)的工作成果；組合元素異常、單元素異常是地球化學(xué)測(cè)量工作分析統(tǒng)計(jì)成果，屬巖石地球化學(xué)元素研究的內(nèi)容.兩者分屬不同學(xué)科分支.通過(guò)對(duì)兩者的相關(guān)性分析，探索兩者之間內(nèi)在的地質(zhì)作用意義，使之形成有機(jī)的整體，有利于地質(zhì)找礦工作的開展.

（2）通過(guò)對(duì)環(huán)形構(gòu)造與組合異常的相關(guān)性分析，探索地質(zhì)作用在其中的聯(lián)動(dòng)特點(diǎn)

通過(guò)對(duì)不同尺度環(huán)形構(gòu)造與元素組合異常、單元素異常的相關(guān)性分析，結(jié)合地質(zhì)背景，可以對(duì)兩者的地質(zhì)作用特點(diǎn)和形式有一個(gè)初步的判斷，有利于提高對(duì)測(cè)區(qū)成礦地質(zhì)背景的認(rèn)知程度.

（3）通過(guò)對(duì)環(huán)形構(gòu)造與元素異常疊置結(jié)合部的分析，揭示異常元素的來(lái)源

通過(guò)對(duì)環(huán)形構(gòu)造與元素異常的疊置對(duì)應(yīng)分析，認(rèn)為兩者之間存在一定的內(nèi)在作用關(guān)系.對(duì)于這個(gè)關(guān)系理解，筆者認(rèn)為：元素異常是結(jié)果，環(huán)形構(gòu)造是起因.這個(gè)過(guò)程就是由于環(huán)形構(gòu)造的活動(dòng)，導(dǎo)致了元素異常的形成.因此，元素異常與環(huán)形構(gòu)造重疊部位就是元素異常產(chǎn)生的根源.

（4）通過(guò)對(duì)環(huán)形構(gòu)造與組合異常的相關(guān)性分析，判斷測(cè)區(qū)成礦地質(zhì)條件

通過(guò)對(duì)全測(cè)區(qū)中的環(huán)形構(gòu)造與元素組合異常、單元素異常的相關(guān)性分析，可以掌握測(cè)區(qū)環(huán)形構(gòu)造與元素組合異常、單元素異常的套合特點(diǎn)，以及在不同地球化學(xué)子區(qū)中的分布密度和在地質(zhì)構(gòu)造框架下的分布格局，進(jìn)而判斷和劃分測(cè)區(qū)環(huán)形構(gòu)造與元素異常疊置關(guān)聯(lián)體在成礦地質(zhì)背景條件下的重要性和優(yōu)劣性.

（5）環(huán)形構(gòu)造與元素異常重疊部位是礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查與研究工作的重點(diǎn)

環(huán)形構(gòu)造與元素異常重疊的部位由于其所處的地質(zhì)背景不同和在測(cè)區(qū)構(gòu)造格架中的位置不同，以及環(huán)形構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度的不同，其產(chǎn)出的方位、方向、延長(zhǎng)、規(guī)模等特征也有不同的表現(xiàn)，引起的礦化作用、礦化強(qiáng)度也不同.因此，對(duì)兩者的重疊部位的調(diào)查和研究就成為礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查和研究工作的重中之重.

4　結(jié)論

（1）對(duì)元素異常與環(huán)型構(gòu)造相關(guān)性分析，有助于將地球化學(xué)元素測(cè)量工作成果和遙感地質(zhì)工作成果進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，形成具有地質(zhì)作用內(nèi)涵的因果關(guān)系，對(duì)提高和加深測(cè)區(qū)地質(zhì)成礦背景的認(rèn)識(shí)程度有較好的支撐作用.

（2）元素異常與環(huán)形構(gòu)造的重疊區(qū)域是異常元素產(chǎn)生的原發(fā)地，是礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查和研究工作的重要區(qū)域.這對(duì)于提高找礦工作效率有直接的指導(dǎo)作用.

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

［2］劉少峰，等.蘇州西部地區(qū)環(huán)形構(gòu)造［C］//長(zhǎng)江中下游產(chǎn)業(yè)密集帶遙感調(diào)查文集.北京：地質(zhì)出版社，1997.

［3］陳華慧.遙感地質(zhì)學(xué)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1984.

［4］王崇云.地球化學(xué)找礦基礎(chǔ)［M］.北京：地質(zhì)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(xué)異常結(jié)構(gòu)研究［J］.地球?qū)W報(bào)，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(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“黑龍江瓦拉干車站-塔豐農(nóng)場(chǎng)地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查”（編號(hào)12120113055000）.

時(shí)建民（1963—），男，教授級(jí)地質(zhì)高級(jí)工程師，從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)普查工作，通信地址遼寧省沈陽(yáng)市皇姑區(qū)黃河北大街280號(hào)，E-mail// 38650957@qq.com