華南植被覆蓋稀有金屬礦集區快速探測評價體系的建立與應用*

曹創華，張利軍，劉 鈞，黃建中，文春華，陳劍鋒，黃志飚，成永生，張立平，劉曉輝

(1湖南省地質調查院，湖南長沙 410116；2中南大學地球科學與信息物理學院，湖南長沙 410083；3湖南省有色地質勘查研究院，湖南長沙 410015；4湖南省核工業地質局311隊，湖南長沙 410100；5成都理工大學核技術與自動化工程學院，四川成都 610059)

目前稀有金屬礦產資源的勘查與開發過程大致為：區域地質調查與成礦潛力評價→礦區普查→礦區詳查→采礦各類可行性評價→采礦證審批→探礦采礦及選礦→礦山閉坑及生態修復治理→地質環境監測等。其第一步區域地質調查與成礦潛力評價在中國找礦勘探界的傳統做法是大面積網格式填圖，具體是以區域小比例尺礦產地質填圖成果為主圈定成礦靶區，最終實現由已知到未知的找礦突破。但隨著“綠水青山就是金山銀山”生態環保理念的提出，為響應和落實《加快推進生態文明建設的意見》（中華人民共和國中央人民政府,2015），自然資源部牽頭提出綠色勘查概念（國土資源部等,2017），要求礦產調查工作朝著高質量勘查之路前進。面對稀有金屬礦床的亟需和勘查的綠色要求，如何快速高效綠色勘查，盡最大可能地減少環境擾動，其關鍵是發展現有勘查技術手段，革新方法技術和勘探理念。

華南是中國稀有金屬的重要產出地區，且往往與鎢錫等多金屬礦伴生，主要礦床類型有花崗巖型和偉晶巖型（曹創華等,2020），花崗巖型的代表性礦床有江西宜春鉭鈮鋰礦床、廣西栗木鉭鈮錫礦床；偉晶巖型代表型礦床有福建南平西坑鉭鈮礦床、近年來發現的湖南幕阜山仁里稀有金屬礦床等。上述典型礦床的發現都是經過長期復雜的科研工作和野外一線調查發現的，往往呈現出投資大、周期長、風險高等特點，加之華南稀有金屬礦床產出區都在多植被、多云霧、多山地地區，如何在“十四五”期間實現快速評價，滿足國家綠色勘查需要，以探測技術進步推動戰略性礦產資源高質量勘查是目前最為緊要的工作，也是革新傳統找礦方式的必然要求。

1 國內外稀有金屬礦集區快速探測技術及評價體系現狀

近年來針對礦產資源評價體系論述較多，大致分為3類，一類是針對礦產資源安全提出的評價指標體系（周娜等,2020）；二是針對礦產資源開采期間節約集約利用而提出的評價指標體系（林鐘揚等,2020;McKenna et al.,2020;張君宇等,2020）；三是不分礦種提出的勘查評價技術體系（朱思才等,2021）。而針對稀有金屬礦床快速探測評價體系至今鮮有論述，目前基于物化遙技術探測稀有金屬礦床的具體進展如下：

遙感技術探測稀有金屬礦床方面：早在2010年，中南大學高光明團隊就在新疆阿勒泰地區開展了相關遙感技術尋找稀有金屬的工作，從早期的幾何花紋圖案，幾何特征識別發展到了利用光譜波段識別異常，逐步推進了定量遙感技術的進步（金文強等,2010;Peng et al.,2011;伍澤昆等,2014）；自2018年以來，中煤航測遙感局煤航地質勘查院王輝團隊在西昆侖大紅柳灘等地利用WorldView-2高空間分辨率數據開展地質礦產遙感解譯，并利用ASTER數據波段合成方法實現了礦化蝕變有關的遙感異常信息提取，圈定了1處含稀有金屬的花崗偉晶巖帶（范玉海等,2018）；2019年中國地質科學院礦產資源研究所王登紅團隊對中國三稀礦產資源遙感調查技術現狀進行了系統總結，提出了多源遙感數據及建立遙感數據模型是未來的發展方向（代晶晶等,2019），隨后在川西甲基卡偉晶巖型鋰礦多源利用遙感找礦技術對異常進行了分析（令天宇,2020）；2020年中國地質科學院礦產資源研究所基于一種巖性微弱信號增強技術對ASTER遙感數據進行識別，指導在新疆鏡兒泉地區發現1處鋰鈹偉晶巖脈體（姚佛軍等,2020）；同年王子燁等人利用深度學習的方法實現了喜馬拉雅淡色花崗巖巖體的識別（Wang et al.,2020;王子燁,2020）；最近中國地質調查局自然資源實物地質資料中心對新疆可可托海稀有金屬礦床的礦物和巖石進行了系列熱紅外光譜特征分析（回廣驥等,2021），為稀有金屬礦物的識別及花崗偉晶巖型礦床的勘探提供了新的支撐。

地球物理技術探測稀有金屬礦床方面：2008年胡忠德發現可可托海3號脈中的偉晶巖脈呈現的高磁異常特征與斜長角閃巖中的磁鐵礦化有關；廣西栗木錫鈮鉭礦外圍成礦構造器氡氣探測響應呈強度高、范圍大（姚錦其等,2009）；在川西甲基卡稀有金屬礦集區高視電阻率物探異常帶與地球化學組合異常，且探地雷達法能較好的分辨淺層隱伏巖體頂界面（付小方等,2014;2018）；新疆阿勒泰布勒格礦床偉晶巖脈產出部位不同而呈現出各異的物性特征，一般呈高阻、低極化；而當較大規模的偉晶巖與圍巖接觸存在磁鐵礦化、硫化物時，物探異常則表現出中高阻、高極化（李應清,2017）；針對湖南省偉晶巖型和花崗巖型稀有金屬礦床，湖南省地質調查院研究了重、磁、電、放多種地球物理探測方法在典型稀有金屬礦床探測效果，其工作成果為湖南省乃至中國華南稀有金屬快速地球物理探測技術奠定了良好基礎（曹創華等,2020）。

地球化學技術探測稀有金屬礦床方面：內蒙古曾利用水系沉積物測量及土壤地球化學測量相結合的方法發現了新的稀有金屬成礦有利區（程華生等,2012;寶音烏力吉等,2014）；為探索地球化學新技術探測深部異常的分布，以甲基卡偉晶巖型鋰礦床為研究對象，耿燕（2019）證實中性硫酸鉀溶液能較好的提取土壤中的Li元素活動態；王秋波（2020）認為地氣測量技術對大部分稀有金屬礦體有較好指示性；呂維（2020）初步建立了以第四代手持式X熒光儀器通過土壤測量快速評價花崗偉晶巖含礦性的偉晶巖稀有金屬礦X熒光勘查方法。

近幾年綜合利用多種方法技術組合是探測稀有金屬礦床的熱點方向，肖瑞卿等（2018）基于地質和地球化學調查梳理了四川甘孜甲基卡鋰礦成礦特征和找礦標志；葉小拼等（2020）基于重磁數據和Sn-W-Li-Be-F等元素組合化探異常預測了錫鎢、稀有金屬礦產找礦潛力；張忠利等（2021）證實在新疆阿爾泰卡魯安鋰輝石礦區利用土壤（植物）地球化學Li-Nb-Ta-Bi-Cs-Hf異常和高電阻率、高極化率物探響應特點套合較好，這些成果為多方法精準探測稀有金屬礦脈提供了技術支持。

上述研究成果表明物化遙方法各有特色，單一方法或者簡單技術組合可以解決一定的找礦問題，但未上升到“空、天、地”快速評價體系，工作重點也集中在新疆、內蒙、四川等植被裸露或者半裸露區，如何在中國華南多植被、多云霧等典型地理環境地貌基礎上進行無損（或者少損）的綠色快速勘查，響應國家“綠水青山就是金山銀山”理念，從而推進生態文明建設，具有重要的現實意義。

2 中國華南稀有金屬礦集區快速探測評價體系的建立

基于上，本團隊提出了中國華南稀有金屬快速探測評價體系（圖1），具體分為3個階段，第一階段利用區域小比例尺物化遙（具體有小比例尺區域航磁和衛星光學或SAR遙感數據）資料和已有其他地學資料選定成礦遠景區；第二階段是在選定的成礦遠景區利用本團隊發明的去云霧、去植被技術進行高光譜遙感定量反演圈定蝕變范圍，輔助土壤地球化學和視電阻率面積性成果進行巖體、地層和構造體系識別，進一步縮小成礦有利區；第三階段是在第二階段基礎上布設大比例尺剖面，利用電阻率測深和地氣探測以厘定礦（化）體空間分布特征。從時空上可分為“高空、低空、地表、深部”探測4個方面，評價階段的第一階段為高空、評價的第二階段為低空和地表、評價的第三階段為深部，構成了中國華南稀有金屬“空、天、地、深”一體化的綜合快速評價體系。

圖1 華南厚植被覆蓋區稀有金屬快速評價技術體系示意圖Fig.1 Sketch map of rapid assessment technology system of rare metals in thick vegetation cover area of South China

該體系實施的前提條件是建立在工作區已有地質找礦和科技成果基礎上，其技術關鍵是通過深入的預研究和本體系各種指標的精細使用，目的是提高稀有金屬快速探測效果和成功率。

2.1 高空探測評價手段

高空探測評價手段包括小比例尺（一般小于1∶50 000）的航空重力、航空磁測和光學衛星等工作。中國航空重力起步較晚，目前還未形成大面積工作能力，2006年在地質調查、資源勘探領域引進了GT-1A型航空重力儀，集成了更高精度的航空重力測量系統，形成了實際生產能力，但目前難于滿足固體礦產勘查的空間分辨率（熊盛青,2020）。航空磁測方面，中國基本完成了國內陸域和大部分海域的航磁調查，航磁資料對大地構造研究，特別是對劃分構造單元和深大斷裂的分辨和圈定有特殊作用（管志寧,2020）。針對稀有金屬礦床，1∶5萬航磁測量結果顯示甘肅阿爾金地區具有分帶特征，可以分辨地質體、蝕變帶的邊界和反映熱液蝕變的特征（杜發等,2018）。區域遙感用于找礦最早是利用衛星影像進行地質解釋，其目的是劃分地質體界限、線性/環狀構造等幾何特征，為地質找礦提供宏觀上的認識，工作中目前常用的數據來源有國外的QuickBird（快鳥）、WorldView系列、Geoeye-1、IKONOS等，國內遙感數據來源有中國資源衛星1號、2號、3號，高分1號、2號等。

2.2 低空探測評價手段

低空探測一般有低空航磁和高光譜遙感探測。低空航磁主要任務是1∶10 000尺度的面積性探測工作，一般操作是把磁力儀外掛在無人機上，其優點是能夠適應去除地面噪聲，適應一定的起伏地形，已經廣泛的應用在內蒙等礦集區的找礦工作中（張文杰等,2021）。高光譜技術在可見光、近紅外、短波紅外和熱紅外波段范圍內可獲取上百個光譜波段，包含了豐富的光譜信息，極高的光譜分辨率特性，可以定性和定量的探測寬波段遙感中不能被識別的物質。高光譜數據主要針對鋰輝石、綠柱石等具有特殊光譜特性來提取與三稀礦產資源有關的蝕變信息（代晶晶等,2019）；常用的高光譜遙感數據包括高光譜衛星及無人機獲取的高光譜遙感數據。本體系基于GF-2號衛星數據和無人機（UAV）高光譜數據，利用本團隊近期研發的“遙感圖像廣義陰影光譜重建”和“植被抑制和巖石土壤信息還原”等專利（張利軍等,2019;2020;2021）新技術對高光譜遙感數據進行處理。

2.3 地表探測評價手段

地表探測是指大比例尺（一般大于1∶10 000）的物化探工作，經過試驗和實踐以及前人在稀有金屬礦集區探測成果及認識（曹創華等,2020），利用視電阻率掃面、土壤地球化學測量、X熒光原位探測等方法進行重點解剖。在稀有金屬成礦靶區內利用視電阻率掃面圈定偉晶巖脈在平面上的分布狀態，基于土壤地球化學以元素組合特征圈定異常帶，反演遙感波譜反射率來厘定致礦巖石蝕變范圍，根據3種不同探測方法結果綜合圈定地表含礦蝕變偉晶巖范圍，快速厘定礦致區域，為鉆探定位提供依據。

2.4 深部探測評價手段

深部探測手段主要以地球物理和地球化學方法探測，探測方法建議為電阻率測深（視電阻率測深、可控源音頻大地電磁測深等方法）和地氣探測。根據需求，可按照網度布設電阻率測深剖面，其探測結果可形成三維地球物理電阻率分布圖，結合地球物理物性參數識別地下三維空間成礦地質體、構造和地層分布。

3 實例分析

眾所周知，2017年華南湘東北仁里高品位超大型偉晶巖型鈮鉭礦多金屬被評為中地質學會十大找礦成果（劉翔等,2018），近年來在國家和部省眾多項目的支撐下在其外圍做了大量的科研與找礦勘探工作，本文以其西北部工作空白區—黃柏山地區為例，闡述本團隊建立的中國華南植被覆蓋稀有金屬礦集區快速探測評價體系應用效果。

3.1 湘東北仁里礦區外圍黃柏山預測區地質特征

研究區區域上位于揚子陸塊雪峰構造帶湘東北斷隆帶，屬江南新元古造山帶中段北緣（圖2a），幕阜山西南緣（圖2b）。黃柏山示范區（圖2c）位于幕阜山巖體西南仁里偉晶巖密集區——仁里礦田西部，區內地層以走向北西、傾向南西的低角度冷家溪群云母片巖為主，是偉晶巖脈的圍巖。區內北部出露燕山晚期第一次侵入體為中粗粒似斑狀、片麻狀黑云母二長花崗巖；南部出露雪峰期梅仙巖體，巖性為中細粒黑云母斜長花崗巖及石英閃長巖。研究區內褶皺構造不發育，含稀有金屬礦的載體為偉晶巖脈。

圖2 黃柏山研究區大地構造位置圖(a)、區域地質圖(b)及地質簡圖(c)Fig.2 The geotectonic background(a),regional geological diagram(b)and geological sketch(c)of Huangbaishan demonstration area

3.2 快速探測評價技術體系的應用

本探測體系以含礦偉晶巖脈為最終識別目的，利用已有小比例尺區域重磁和地質成果，基于團隊完成的區域光學遙感解釋，遵循由已知到未知、循序漸進的原則，以實現該探測技術體系的快速評價。

3.2.1 高空探測

在本研究區所在區域上選擇了湘東北仁里-公田一帶（約1500 km2）的遙感數據進行了分析，具體的主要選擇了光學ASTER和微波PALSAR兩種數據（圖3a、b）。ASTER是Terra衛星上的一種高級光學傳感器，包括了從可見光到熱紅外共14個光譜通道，其中3個可見光近紅外波段（分辨率15 m）；6個短波紅外波段（分辨率30 m）；5個熱紅外波段（分辨率90 m）。PALSAR是ALOS衛星相控陣型L波段合成孔徑雷達，不受云層、天氣和晝夜影響，可全天候觀測，具有掃描式、合成孔徑雷達、極化三種觀測模式，空間分辨率7～44 m。數據預處理的主要手段有輻射定標、Flaash大氣校正、幾何校正和廣義陰影光譜重建。取得的主要認識有：仁里-公田地區位于慕阜山巖體西南緣，整體屬于隆升區，其北西部為斷陷沉降盆，北東向區域性斷裂為滑脫邊界，東南端以團山-桐車鋪北東東向區域性斷裂為界。區域內地層主要為青白口紀冷家溪群淺變質巖系，巖性主要為絹云母板巖、絹云母含鈣質細砂巖、絹云母砂質板巖。巖漿巖主要為燕山期黑（二）云母二長花崗巖、黑云母花崗巖，另西南部分布有時代不明的黑云母花崗閃長巖、黑云母斜長花崗巖等。仁里-公田地區內部以梅仙-南江橋北東向斷裂為界，分為2個不同的構造體系。南東部受幕阜山巖體西南伸出端和梅仙巖體影響，北西向構造變形帶整體呈狹長條帶，并存在一定的右旋扭作用，表現出一定的反“S”弧度，北東向和北東東向斷裂構造后期切錯早期北西向構造變形帶，仁里超大型礦床即就位于該地區。北西部整體為一向南西傾的滑脫構造帶，北西向構造形跡影像特征非常明顯，對應于地質上北西向層間滑脫斷裂構造或層內板理、片理構造。北東向區域性斷裂影像形跡特征顯著，往往切錯早期北西向構造。南北向斷裂構造主要分布于區域北西部慕阜山巖體內，規模較小。構造次序（從早到晚）：北西向-北東東向-北東向-南北向。

圖3 華南湘東北公田-仁里光學遙感圖像(a)及其地質解釋結果圖(b)1—第四系；2—含礫石砂巖；3—石英砂巖；4—鈣泥質石英砂巖；5—白堊系花崗質砂礫巖；6—震旦系并層；7—冷家溪群并層；8—絹云母鈣質砂巖；9—絹云母變質砂巖；10—變砂質絹云母板巖；11—砂質絹云母板巖；12—絹云母變質細沙巖；13—夾變質細砂巖；14—中細粒斑狀黑云母二長花崗巖；15—中細粒黑云母二長花崗巖；16—細中粒黑云母花崗閃長巖；17—中細粒黑云母斜長花崗巖；18—花崗偉晶巖脈；19—北東向斷裂構造；20—北西向斷裂構造；21—黃柏山示范區；22—水庫Fig.3 Optical remote sensing image(a)of Gongtian-Renliin northeastern Hunan,South China and its geological interpretation result map(b)1—Quaternary;2—Pebbly quartz sandstone;3—Quartz sandstone;4—Calcareous quartz sandstone;5—Cretaceous granitic glutenite;6—Sinian Mixture;7—Lengjiaxi Group miscite;8—Sericite calcareous sandstone;9—Sericite calcareous sandstone;10—Metasandy sericite slate;11—Sandy sericite slate;12—Sericite metamorphic fine sandstone;13—Intercalated metamorphic fine sandstone;14—Medium-fine-grained porphyritic biotitemonzonitic granite;15—Medium-fine-grained biotitemonzonitic granite;16—Fineand medium-grained biotitegranodiorite;17—Medium-fine biotite plagiogranite;18—Granite pegmatite;19—NE fault structure;20—NW fault structure;21—Huangbaishan demonstration zone;22—Reservoir

搜集的研究區內1∶50 000區域航磁探測結果（崔志強等,2015;2016）表明，湘東北幕阜山地區呈現明顯的正異常，該異常為磁性花崗巖引起，化極上延2～20 km后異常仍然存在，表明異常規模大，延深大；在較大比例尺的幕阜山航磁△T化極中，最大值在幕阜山巖體及其南緣。仁里地段地表對應地層主要為冷家溪群淺變質碎屑巖變質巖，根據變質程度，屬無磁性-中強磁性層，推斷引起異常的地質原因屬深部偏基性的變質結晶基底，同時認為本地區稀有金屬為親石元素（表明稀有金屬的物質來源可能與深部巖體有關）。

3.2.2 低空探測

低空探測利用了高光譜遙感，遙感數據源主要采用GF-2號衛星數據和無人機（UAV）高光譜數據，其中GF-2數據編號為：GF2_PMS2_E113.6_N28.8_20201111_L1A0005183888，成像時間為：2020-11-11 03:11:07，包 含Blue（0.45～0.52 nm）、Green（0.52～0.59 nm）、Red（0.63～0.69 nm）和NIR（0.77～0.89 nm）4個多光譜波段；無人機（UAV）高光譜數據由大疆MPro600無人機搭載美國Headwall高光譜相機進行拍攝采集，Headwall高光譜相機波段范圍0.40～1.0μm，波譜分辨率1～3 nm，270個波段，飛行高度300 m和400 m兩種，空間分辨率28～40 cm。遙感數據預處理除傳統輻射定標、大氣校正、幾何校正外，本次工作采用了團隊自主研發的廣義陰影光譜重建技術進行處理（張利軍等,2020;2021），解決了因研究區地形起伏大、遙感圖像地形陰影多、地物光譜曲線扭曲等光譜重建難題（圖4b）?；谧灾餮邪l的植被抑制及巖石土壤信息還原新技術（張利軍等,2019）對低空探測區域內進行了較好的還原（圖4c）。

據圖4c，黃柏山研究區北西向構造主要為青白口系冷家溪群古老地層北西走向的擠壓-伸展構造層，為一單斜構造，西北角靠近慕阜山巖體部分受擠壓應力作用強烈，緊密定向排列明顯，南部后期伸展作用明顯，相對舒緩開闊，二者之間為一地質結構面；另研究區內疊加一組北東向后期破壞斷裂構造。

如何從高光譜遙感獲取稀有金屬蝕變礦化信息是本次快速評價體系面積性探測工作的重要落腳點，傳統的礦化蝕變信息提取主要為診斷性提取方法，但巖礦的特征吸收波段往往在SWIR和TIR譜段，而該譜段的高精度數據非常稀缺，嚴重的制約了本領域的快速發展。因此筆者基于團隊研發的一套非診斷式遙感光譜信息提取新方法（張利軍等,2021），得到了研究區構造和偉晶巖礦化蝕變信息（圖4d）（其中構造用紅色實線表示，蝕變信息用彩色色斑表示，并識別了各種類型的地層）。

圖4 華南湘東北地區仁里礦田黃柏山研究區高光譜遙感處理過程及成果圖a.常規高光譜遙感圖片；b.廣義陰影光譜重建遙感圖片；c.植被抑制后遙感圖片；d.蝕變反演解釋遙感圖Fig.4 Hyperspectral remote sensing processing process and results in the Huangbaishan demonstration area of Renli mine field in South China and northeast Hunan a.Conventional hyperspectral remotesensing image;b.Hyperspectral remotesensing imageafter removing clouds and fog;c.Remotesensing image after devegetation;d.Remotesensing image for alteration inversion interpretation

3.2.3 地表探測

地表探測方面，本體系利用視電阻率、土壤地球化學和X熒光探測方法，探測尺度一般為1∶10 000～1∶5000，探測數據成圖一般為等值線圖和平面剖面圖，基于本團隊研發的標本與電性掃面數據的對應新方法（曹創華等,2021）確定了研究區內偉晶巖脈的平面分布特征（圖5a）。野外試驗時視電阻率和土壤地球化學探測采用的數據采集網度均是線距100 m、點距20 m，視電阻率掃面探測選用SQ-5型雙頻激電儀、探測裝置為中間梯度法。土壤地球化學數據野外采集物質成份主要為黏土、亞黏土、粉砂等。樣品采集時，穿過腐質層，主要在淋積層采集，野外采集樣品重量大于300 g，土壤測量的樣品自然粒度加工過20目篩孔，每個樣品曬后（干燥后）的重量不少于150 g，后續處理數據時發現若以相關距離系數20作為劃分標準（Christopher et al.,2021;Abuamarah et al.,2021），結果表現出Nb、Ta、Be、Sn、Li、Mo、Bi、Rb元素在一組內，呈現出明顯的相關特征，這組元素反映了與偉晶巖脈密切相關的稀有金屬元素組合特征?；谔綔y結果，筆者認為視電阻率面積性成果作為本體系的偉晶巖脈分布識別主要方法，地球化學土壤測量為礦化偉晶巖脈富集區提供了直接指示。

圖5 黃柏山研究區物化探地表探測成果圖a.視電阻率掃面等值線；b.土壤地球化學Be異常等值線；c.土壤地球化學Nb異常等值線；d.土壤地球化學Ta異常等值線Fig.5 Surfacesurvey resultsof geophysical and geochemical exploration in Huangbaishan demonstration area a.Apparent resistivity scan surfacecontour;b.Soil geochemical Beanomaly contour;c.Soil geochemical Nb anomaly contour;d.Soil geochemical Taanomaly contour

3.2.4 深部探測

利用上述黃柏山研究區低空高光譜遙感蝕變解譯成果，結合物探視電阻率和化探土壤面積性成果，綜合鎖定了成礦最優靶區面積性分布，選擇區內若干條剖面進行深部探測（圖4、圖6中黑色實線）。本體系深部預測根據探測深度可分為2個方面，一是探測上述步驟發現的偉晶巖脈的深部延伸情況建議用電阻率測深，二是探索成礦物質來源深部的巖體界面建議用頻率域電磁測深法（AMT/CSAMT/MT法）。

3.3 異常查證

3.3.1 面積異常查證

視電阻率探測成果為圖5a，土壤地球化學本次分析了Nb、Ta、Li、Be、W、Sn、Bi、Mo、Rb、Sr、B、Ba、Mn、Cu、Pb、Zn、Ag、Sb、Hg、As等20種元素，因篇幅所限，此處僅列出與本區域成礦密切相關的Nb、Ta和Be成果（5b～d）。結合圖4d，共識別了6條近NW-SE向的異常帶（圖6），分別命名為yc1、yc2、yc3、yc4、yc5和yc6；經過異?，F場查證，其中，yc1為北側的偉晶巖脈，此脈體圈定靶區含礦性較好，野外異常查證發現了鈮鉭礦（圖7a），且疑似為仁里礦區5號脈的延伸；yc2物化遙異常均存在明顯的指示，證實其偉晶巖脈含礦性較好且近地表存在露頭，在此處結合地形地貌等條件布設了zk01，見礦效果良好；yc3位于物化探探測測線18、19線大號點，物化探異常對應非常好，遙感蝕變反演效果一般（因存在殘積土覆蓋），驗證結果見圖7b；yc4為研究區貫穿全區的異常帶，視電阻率偉晶巖脈異常呈帶狀分布，東南和西北部都未封閉，從遙感蝕變反演結果來看礦化呈“分枝復合，膨脹收縮”特征，顯示出此條異常帶可能延綿幾公里以上，東南部連接仁里礦區的偉晶巖脈帶，異常查證見圖7c；yc5位于研究區西南部，異常查證時發現部分異常段存在露頭，也存在蝕變；yc6位于測區中南部，異常查證時全為第四系覆蓋，無遙感蝕變異常，但此區域為化探稀有金屬組合異常峰值所在區域，且物化探異常存在小范圍偏移，推斷為地形起伏所致，異常撥土發現了含礦偉晶巖脈（圖7d）。

圖6 黃柏山研究區物化探綜合異常成果圖Fig.6 Map of comprehensive anomaly results of geophysical and geochemical exploration in Huangbaishan demonstration area,physical,chemical and telecomposite

圖7 黃柏山研究區面積性靶區驗證結果a.圖6中yc1處野外景觀；b.圖6中yc 3處野外景觀；c.圖6中yc4處野外景觀；d.圖6中yc6處野外景觀Fig.7 Validation results of the area target area in Huangbaishan demonstration zonea.Field landscapeat yc1 in Fig.6;b.Field landscapeat yc3 in Fig.6;c.Field landscapeat yc4 in Fig.6;d.Field landscapeat yc6 in Fig.6

3.3.2 深部異常驗證

上述成果中面積性異常查證效果較好，對應異常經過物化遙綜合信息即可確定異常的性質及平面分布特征，實現了快速靶區優選，為了驗證探測方法對深部偉晶巖脈異常體的空間分布特征有效性判別，在研究區14線（圖4、圖6中黑色實線）以20 m點距進行了X熒光、視電阻率垂向測深，結合上述yc2化探綜合異常區特征進行了從平面到垂向空間的異常分布預測。X熒光探測了Be、Ce、Cs、La、Li、Nb、Rb等11個元素，因篇幅所限圖8中僅僅列出了Rb、Nb兩種元素的異常曲線（圖8a）；圖8b為利用雙頻激電儀基于中間梯度法采集的剖面視電阻率曲線圖，采集數據時同時采集了激發極化參數Fs，未見此區域內有明顯的激電異常，認為近地表300 m以淺不存在硫化物礦物蝕變，與偉晶巖型稀有金屬礦無關，所以沒有列出數據；圖8c為視電阻率垂向測深，供電最大極距為1.5 km，采集數據所用探測裝置利用對稱四極法，利用高斯-牛頓最優化方法進行了反演（曹創華等,2019）；圖8d為沿剖面前進方向截取的遙感蝕變反演和土壤地球化學疊合的綜合異常及鉆孔平面位置圖，鉆孔結合異常分布及實際場地選擇了綜合異常富集中心；圖8e為鉆探結果結合地表地質填圖所繪制的地質剖面圖，顯示了綜合物化遙信息對指導鉆孔定位及空間偉晶巖脈的分布起到了良好的作用。

具體的，圖8a中存在4個異常峰值區間，分別是探測剖面100～300 m、400～500 m、600～700 m和750～900 m，指示存在稀有金屬富集；圖8b中存在3個異常峰值區間，分別是150～300 m、400～500 m和550～700 m，證實這3個區段存在偉晶巖脈；結合圖8c反演電阻率斷面特征，100～300 m存在一個傾向西南的偉晶巖脈且富Nb元素，且這段偉晶巖脈呈局部膨大特征；400～500 m呈現出較小的傾向東南的相對高電阻率異常，且呈現出Rb元素富集在偉晶巖脈邊緣而Nb元素的往往聚集在其內；600～700 m段在反演電阻率斷面中呈現出區內規模最大的偉晶巖異常帶，根據曲線判斷傾向東南，表現出Rb元素富集程度相對高于Nb元素；750～900 m是全剖面X熒光及土壤地球化學異常最強的部位，但淺部電阻率較低，證實位于熱液蝕變邊緣，且由于600～700 m段大的偉晶巖脈后期穿入冷家溪地層時破壞近地表，致使裂隙較為發育引起鉆探的第一層礦體變為相對低電阻率，此區段整體上表現出Rb和Nb元素同變化的趨勢。

圖8 黃柏山研究區14線地球物理地球化學綜合探測及鉆探驗證結果a.X熒光Rb和Nb探測剖面曲線；b.視電阻率異常探測剖面曲線；c.視電阻率垂向測深反演剖面；d.14線遙感和土壤地球化學組合異常及鉆孔布設圖；e.14線地質鉆探剖面1—Rb曲線；2—Nb曲線；3—視電阻率曲線；4—電阻率等值面；5—土壤化探綜合異常曲線；6—板溪群；7—隱伏巖體；8—鉆孔；9—土壤化學樣采樣點；10—含礦偉晶巖脈Fig.8 Results of comprehensive geophysical and geochemical exploration and drilling verification in line 14 of Huangbaishan demonstration zone a.X fluorescence Rb and Nb detection profile curve;b.Apparent resistivity anomaly detection profile curve;c.Apparent resistivity vertical sounding inversion profile;d.Line 14 soil geochemical combination anomaly and borehole layout map;e.Line 14 geological section 1—Rb curve;2—Nb curve;3—Apparent resistivity curve;4—Resistivity equivalent surface;5—Comprehensiveanomaly curve of soil geochemical exploration;6—Banxi Group;7—Concealed rock mass;8—Drilling hole;9—Soil chemical sampling site;10—Ore-bearing pegmatitevein

4 結 論

（1）文章經過大量的試驗和實踐工作，建立了中國華南“空天地”探測快速評價體系。該體系以“物化遙”3個細分探測方法為依據，實現了華南稀有金屬礦床的高效、綠色勘查。各大類方法識別礦致異常的功能為：區域航空重力以識別巖體為主、區域航磁以識別熱液蝕變分帶為主、區域遙感以識別區域構造和地層格架為主、高光譜遙感以識別反演礦化蝕變信息、視電阻率掃面識別巖體外圍的偉晶巖脈為主、土壤地球化學直接指示了稀有金屬在地表的分布范圍。

（2）在本方法技術體系的指導下，黃柏山研究區取得了良好的找礦效果。本體系以不同尺度遙感技術為切入點，以物化探技術多數據鎖定礦致區域，輔以少量地質調查工作進行異常查證，相關成果為中國華南植被覆蓋區稀有金屬乃至其他緊缺性戰略性礦產資源快速探測評價提供了模式，改變了以往依靠大量人力、物力首先進行地質填圖等地表規?；{查工作，在黃柏山研究區11線發現了多層含礦偉晶巖脈，充分證實了這種快速探測技術體系的理念和做法是可復制、可推廣的。