航磁测量通过探测地球磁场的微小变化，揭示地下地质结构和矿产资源的分布特点，对于矿产资源勘查和评价具有重要意义（杨海等，2013；袁杨森等，2019）。与传统的钻探和地震勘探等技术方法相比，航磁数据解译在时间和经济效益方面具有显著优势，是一种高效、经济的地球物理勘探方法，得到了广泛应用（王有学等，2006；李世超等，2009；Smith et al.，2015；Jones et al.，2017）。
黑龙江大小兴安岭地区位于浅覆盖森林区，地表条件复杂，地面勘探工作面临着较大挑战。2008—2010年和2010—2014年黑龙江省政府与中国地质调查局先后合作开展了“黑龙江省大兴安岭地区1/5万航空物探测量”和“黑龙江省小兴安岭成矿带1/5万航空物探测量”项目，筛选出一批在森林覆盖区内具有找矿意义的航磁异常，为后续地质勘探工作提供了重要依据（史建民等，2015；沈正新等，2017）。以往研究表明，航磁技术在复杂地质条件下能够迅速且有效地识别磁性矿体，以及与铁磁性矿物相关的金属矿产（林泽付，2011；史建民等，2015；祁程等，2019）。由此可知，深入分析航磁异常特征，不仅能够为矿产资源勘探提供科学依据，而且能够为快速实现找矿突破奠定坚实基础。
黑龙江东安地区位于小兴安岭多金属成矿带北段的最北端，是一个地质背景复杂、矿产资源（金、铜、钨和铅锌等）极为丰富的区域（韩仁萍等，2017；高全，2018；Gao et al.，2021）。目前，研究区及周边已发现团结沟、东安和高松山3个大型金矿床，其中东安金矿床探明金资源量已超过24 t，远景资源量有望突破50 t，证实该地区仍具有巨大找矿潜力（郭继海等，2004；常景娟等，2015）。然而，由于东安矿区外围地质条件复杂，地表残坡积物和第三系覆盖较厚，传统的地质勘探方法在找矿过程中面临诸多困难，导致该地区找矿工作一直未取得新突破。鉴于此，本研究通过引入1/5万航磁测量技术，对航磁异常特征进行识别和分析，深化对东安地区地质构造和成矿机制的认识，快速准确地识别和定位潜在的金成矿靶区，为解决这一难题提供新的途径。该研究成果能够为东安地区金矿资源勘探提供科学依据和技术支持。
1 研究区地质特征
研究区大地构造位置处于松嫩地块与佳木斯地块之间的拼接活动带。区内地质历史演化时间较长，古生代地层主要为中二叠统土门岭组陆源碎屑岩，多呈微小的残块分布于中生代侵入岩中（图1），该岩层普遍遭受动力变质作用，出现片理化和极糜棱岩化；中生代地层以火山岩和火山碎屑岩为主，从老至新发育有下白垩统宁远村组酸性—中酸性火山熔岩和凝灰岩以及下白垩统甘河组中性火山岩，二者呈喷发不整合接触；新生代地层分布面积较大，以发育新近系孙吴组砂砾岩和沿库尔滨断裂发育的第四系大熊山玄武岩为特征（图1）。该区域岩浆活动强烈，主要出露于库尔滨断裂的东侧，包括中奥陶世、晚三叠—早侏罗世和晚白垩世3期岩浆活动（李碧乐等，2016）。其中，中奥陶世侵入岩和晚三叠—早侏罗世侵入岩多呈岩基状产出，少部分呈岩株状产出；晚白垩世侵入岩规模小，多呈小岩株或岩墙状产出，与同时代的火山作用有成因联系，常与中—酸性火山岩相伴出现，与金成矿关系最为密切。
2 矿床地质特征
东安金矿床位于黑龙江省逊克县东南45 km处，出露地层主要为下白垩统宁远村组中—酸性火山岩和火山碎屑岩、新近系孙吴组砂砾岩和砂岩以及第四系大熊山组基性火山岩（图2）。下白垩统宁远村组主要分布在矿区北部和东部，地层产状平缓，岩性主要为安山岩、粗安岩、英安岩、流纹岩和流纹质凝灰岩等。矿区出露的侵入岩主要为早侏罗世碱长花岗岩和早白垩世流纹斑岩（图2），早侏罗世碱长花岗岩是东安矿区主要的赋矿围岩（Zhi et al.，2016；Han et al.，2019），早白垩世流纹斑岩与金成矿作用具有密切的成因联系（Zhang et al.，2010；马芳芳等，2012）。矿区内构造以断裂为主，褶皱不发育，近SN、NNE、NNW和NW向断裂是该区主要的控岩控矿断裂，均为库尔滨壳断裂在矿区内的次级断裂，断裂具有等间距线状展布特点。Zhang et al.（2010）对含金石英脉中绢云母开展了 Ar-Ar 法定年，获得成矿年龄为（107.2±0.6）Ma，成矿年龄略小于流纹斑岩成岩年龄［（108.1±2.4）Ma］，认为东安金矿形成于早白垩世，这与小兴安岭北麓地区浅成低温热液型金矿床的集中成矿年龄（114~98 Ma）一致（Zhang et al.，2019）。
东安金矿体主要赋存于早白垩世流纹斑岩与早侏罗世碱长花岗岩接触带附近［图2（a）］，矿体与围岩界限清晰，在矿体上下盘附近均发育有隐爆角砾岩［图2（b）］。目前在矿区内已发现7个岩金矿体群，共有86条金矿体，矿体形态呈脉状，走向以近SN向为主，倾向W，倾角为42°~86°，个别矿体呈近直立状，以5号矿体为界，向西具有倾角逐渐变缓趋势。其中，5号矿体为矿区内规模最大的矿体，最大延长为770 m，最大垂深为358 m，走向为315°~0°，倾角为70°~89°，平均厚度为6.73 m，金平均品位为9.05×10-6（郭继海等，2004）。该矿体在矿区南部地表有侧伏现象，矿体北部被新近系孙吴组砂砾岩所覆盖。矿石构造主要为角砾状、晶簇晶洞状、条带状和叶片状。矿石矿物为自然金和银金矿，硫化物主要为黄铁矿，含量较少；脉石矿物主要为石英和玉髓，并见有冰长石和萤石等低温矿物，围岩蚀变为硅化、冰长石化、绿泥石化、绢云母化、泥化、碳酸盐化和萤石化等低温蚀变组合。流体包裹体研究表明，东安金矿成矿流体具有低温（主成矿温度为160~180 ℃）、低盐度［w（NaCl）为0.70%~3.05%］和低密度（0.70~0.94 g/cm3）特征，H-O同位素特征显示成矿流体主要为大气降水（霍亮等，2010）。综上所述，前人研究认为东安矿床成因类型为低硫化型浅成低温热液型金矿床（Zhang et al.，2010；刘瑞萍，2015）。
3 岩石磁性特征
本研究系统收集了东安地区9种不同地层和花岗岩的磁化率数据（核工业航测遥感中心，2015），统计结果见表1和图3。新生代地层中以第四系大熊山组橄榄玄武岩磁性最强，磁化率一般为736×10-5SI，为中磁性；新近系孙吴组（包括砂砾岩和粉砂岩）的磁化率相对较小，分布范围为1×10-5~135×10-5SI，磁化率常见值为11×10-5SI，属于无磁性或微磁性层。区内中生代地层磁性变化较大，可划分为2种磁性层，一种是以中性火山岩和火山碎屑岩为主的中磁性地层，如白垩系甘河组安山岩和安山质凝灰岩等，磁化率常见值为688×10-5SI；另一种是以酸性火山岩和火山碎屑岩为主的微磁性地层，如宁远村组流纹斑岩、流纹岩和流纹质角砾凝灰岩，磁化率一般在1×10-5~483×10-5SI 之间，磁化率常见值为32×10-5SI。古生代地层强磁性岩石相对较少，二叠系土门岭组长石石英砂岩磁化率为2×10-5~967×10-5SI，磁化率常见值为130×10-5SI，表现为弱磁性。区内侵入岩为中奥陶世花岗闪长岩、晚三叠世二长花岗岩、晚三叠世正长花岗岩和早侏罗世碱长花岗岩，磁化率一般在300×10-5SI以下，均显示弱磁性特征。另外，本研究还通过前人在矿区开展的岩石磁性参数测量工作，获得53件构造岩和矿化蚀变岩（采集于矿区周边）的磁化率数据（黑龙江有色金属地质勘查707队，2019），该测试结果显示磁化率值一般为0~7×10-5SI，属于无磁性。
表1 东安地区主要地质体磁化率Table 1 Magnetic susceptibility of major geological bodies in Dong’an area |
| 地质单元/时代 | 岩性 | 标本数 | 磁化率/（×10-5SI） | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 最小值 | 最大值 | 常见值 | |||
| 第四系大熊山组 | 橄榄玄武岩 | 750 | 186 | 2 050 | 736 |
| 新近系孙吴组 | 砂砾岩、粉砂岩 | 1 681 | 1 | 135 | 11 |
| 白垩系宁远村组 | 流纹斑岩、流纹岩、流纹质角砾凝灰岩 | 516 | 1 | 483 | 32 |
| 白垩系甘河组 | 安山岩、安山质凝灰岩 | 73 | 18 | 2 165 | 688 |
| 二叠系土门岭组 | 长石石英砂岩 | 105 | 2 | 967 | 130 |
| 早侏罗世 | 碱长花岗岩 | 1 470 | 1 | 1 220 | 146 |
| 晚三叠世 | 正长花岗岩 | 900 | 1 | 325 | 54 |
| 晚三叠世 | 二长花岗岩 | 6 540 | 3 | 2 000 | 109 |
| 中奥陶世 | 花岗闪长岩 | 60 | 93 | 752 | 303 |
| 未测定 | 构造岩、矿化蚀变岩 | 53 | 0 | 7 | 2 |
综上可得，研究区内的沉积岩、酸性火山岩和侵入岩的磁性通常较弱，而中—基性火成岩磁性较强，各类岩（矿）石之间具有明显的磁性差异，为该地区开展进一步磁异常研究提供了物性基础。
4 研究区航磁特征分析
4.1 数据获取和处理
本研究收集了该地区已完成的1/5 万航空物探调查数据资料（核工业航测遥感中心，2015），并利用GeoIPAS地学信息处理系统对1/5万航磁数据进行了重新处理。在数据处理过程中，设置网格化间距为125 m×125 m，采用的网格化方法为最小曲率法。
4.2 航磁异常特征
研究区内的磁场分布呈现出较为复杂的特征，各区域的磁场表现出显著差异。东南部区域磁场较为平缓，该区域面积约占整个研究区的1/4。相对而言，北西部区域磁场波动较大，ΔT高值部分可达800~1 000 nT。从ΔT化极异常平面图（图4）可以看出，研究区的磁场异常主要表现为NE、NNW、NW和近SN向条带状异常，认为这些条带状正磁异常多为中—基性岩浆沿断裂向上运移并喷发所引起，进一步表明研究区内断裂较为发育。另外，在这些纵横交错的条带状异常之间，也存在较为平缓的磁场区。
根据研究区主要岩石磁性参数的统计结果，以及化极处理后航磁异常的幅值、曲线形态、分布特征和梯度变化等情况分析，可将本区磁场划分为5种类型：平稳的正磁场区（Ⅰ区）、平稳的负磁场区（Ⅱ区）、平缓的正负磁场区（Ⅲ区）、低缓波动的正负磁场区（Ⅳ区）和强烈波动的正负磁场区（Ⅴ区），如图4所示。
平稳的正磁场区（Ⅰ区）位于研究区中西部地区，覆盖面积约为20 km2。该区域以相对平稳的正磁场为主，波动较小，强度变化范围为100~200 nT，呈现出典型的花岗岩磁场特征。通过地表路线地质调查发现，该地区出露的岩石主要为弱磁性的新近系孙吴组砂砾岩，据推测新近系孙吴组较薄，主要反映了深部花岗岩体的磁场特性。
平稳的负磁场区（Ⅱ区）位于研究区西南部地区，面积约为80 km2，磁场以平缓的负磁场为主体，梯度变化较小，磁场强度一般在-100~100 nT之间，出露岩性主要为古生代、中生代花岗岩和新近系孙吴组盖层的磁场反映，该区与区域上宝山隆起相对应。另外，在Ⅱ区平稳的负磁场中圈定2处突然升高的正磁异常（异常编号为M-1和M-2）（图4）。M-1号异常位于Ⅱ区中部地区［图5（a）］，突出于近零值磁场中，在2条测线上连续出现。异常梯度较陡，两侧对称，极大值为219 nT，走向为NE，长度大于500 m，上延200 m后异常仍存在，上延500 m异常消失，该异常南部位于第四系覆盖区内，而北部则位于古生代花岗岩中。M-2号异常位于Ⅱ区东部地区［图5（b）］，出现在平缓的低正磁场中，东侧未封闭，在控制的3条测线上连续出现。异常北西侧梯度较陡，南东侧较缓，极大值为329 nT，走向为NE，控制长度大于1 000 m，对其进行1 000 m上延处理后仍存在。异常南部出露新近系孙吴组，北部为第四系覆盖。上述航磁异常可能由深部的隐伏磁性体引起，具体原因还需要深部工程查证。
平缓的正负磁场区（Ⅲ区）位于研究区中部地区，面积约为16 km2，区内西南部以平缓正磁异常为主，东北部以平缓负磁异常为主，波动范围在-150~150 nT之间。西南部正磁场区为中生代花岗岩分布区，东北部负磁场区为宁远村组和孙吴组的磁场反映，局部负磁场可能与成矿作用退磁有关。东安金矿床处于4条带状磁异常所形成的负磁场夹持区内（可视为周边环形构造区域内），ΔT幅值约为-100 nT，结合矿区资料，认为东安金矿床所处的低负磁场区是由于强烈的绢云母化、硅化和冰长石化等蚀变作用，使围岩发生强烈的“退磁”现象所引起，因此低负磁性异常区（即磁场强度相对较低的区域）与金矿床分布位置有明显的关联（汪哲等，2024）。
低缓波动的正负磁场区（Ⅳ区）位于研究区西北部地区，面积约为42 km2，磁场杂乱，正负场交替出现，总体呈NW向展布，具有多条带状异常特征，场值变化很大，磁场强度为-220~700 nT。该区南部出露第三系孙吴组砂砾岩，北部位于中生代火山岩中，物性统计结果显示，孙吴组砂砾岩呈弱磁性或无磁性，不会引起剧烈跳动的磁场，推测孙吴组应为厚度不大的盖层，本区剧烈波动的磁场应为下白垩统甘河组中—基性火山岩引起，该区域也与区域上的乌底河断陷相对应。
4.3 推断断裂构造
断裂构造不仅有利于成矿流体的迁移和集中，还能通过其复杂的裂隙网络增加成矿流体的流动性和反应界面，这种地质结构特征在矿床形成过程中起到至关重要的作用（Sibson，1996；McCuaig et al.，2000；赵炳新等，2010）。根据研究区内磁异常线性梯度带以及带状、串珠状局部异常的分布情况，推断出本区存在8条规模较大的区域性断裂，详细的断裂构造解译结果见表2。从航磁ΔT 剖面平面图可以看出，研究区内NNW-NW向（编号为F3、F4、F5）和近SN向（编号为F6、F7）断裂形成时间较早，常常受到NE向（编号为F1、F2、F8）断裂的截切和改造，形成了由NNW-NW、近SN和NE向构造相互叠加的复合构造体系（图6）。
表2 东安地区断裂构造航磁解译结果Table 2 Aeromagnetic interpretation results of fault structures in Dong’an area |
| 编号 | 走向 | 长度/km | 磁场特征 | 地质背景 | 推断与建议 |
|---|---|---|---|---|---|
| F1 | NE | 16.7 | 尖陡线性高磁异常带，上延 500 m后衰减消失 | 地表为第四系大熊山组玄武岩 | 推断由浅部第四系大熊山组玄武岩引起 |
| F2 | NE | 21.2 | △T化极等值线平面图上为 宽带状正异常，具有叠加异 常特征，上延2 000 m仍存在 | 地表为第四系大熊山组玄武岩、白垩系宁远村组和甘河组 | 推断为深大断裂，由隐伏断裂填充中—基性火山岩引起 |
| F3 | NE转NW | 5.0 | 弧形高磁异常带 | 地表为新近系孙吴组砂砾岩 | 推断为隐伏断裂，由填充中—基性火山岩引起 |
| F4 | NNW | 14.0 | 宽带状高磁异常带，在断裂 中部有错动 | 地表为新近系孙吴组砂砾岩，两端见白垩系宁远村组和甘河组火山岩和第四系大熊山组玄武岩 | 推断为隐伏深断裂，由填充中—基性火山岩引起 |
| F5 | NNW | 11.3 | 串珠状高磁异常带，宽度较窄 | 地表为北西部出露新近系孙吴组和白垩系宁远村组和甘河组火山岩，南东部见第四系大熊山组玄武岩 | 推断北段为隐伏断裂，由填充中—基性火山岩引起，南段为浅部断裂，由第四系玄武岩引起 |
| F6 | 近SN | 4.6 | 宽带状高磁异常带，东侧伴 有负异常 | 地表为白垩系宁远村组 | 推断为沿构造充填的中—基性火山岩引起 |
| F7 | 近SN | 3.4 | 串珠状磁异常带 | 地表为新近系孙吴组、白垩系宁远村组、甘河组 | 推断为沿构造充填的中—基性火山岩引起 |
| F8 | NE | 6.9 | 平缓磁场中的线性正磁异常带，强度较低 | 地表为第四系、新近系孙吴组及酸性侵入岩 | 可能为酸性侵入岩中的磁性不均匀引起 |
晚三叠—早侏罗世期间，研究区受到牡丹江洋向西俯冲引发的强烈挤压汇聚作用，导致大规模断裂活动的发生，形成了近NNE走向的库尔滨断裂（葛茂卉等，2020；李伟民等，2020）。同时，研究区内NNW-NW和近SN向构造是受NNE向库尔滨壳断裂影响形成的次一级断裂体系，也是逊克火山盆地构造系统下的先存区域构造（李敏，2012）。至白垩纪早期，由于受古太平洋板块俯冲后撤作用的影响，该地区又经历了区域伸展作用，形成了NE向断裂体系，该断裂又切穿研究区内所有地质单元（赵学钦等，2012）。同时，NNW-NW和近SN向构造在NE向断裂体系的改造影响下再次活化，产生了一系列张性断层，诱发了大量早白垩世火山喷发和次火山岩侵入（杨国良，2008）。与这期岩浆活动相关的成矿流体通过充填断裂的方式成矿，如：东安金矿体主要充填于近SN向张性、张扭性断裂中（敖贵武等，2004）。综合分析认为，东安地区存在由NNW-NW、近SN和NE向断裂组成的复合构造体系，这种构造体系揭示了本区构造演化过程中多期次、多方向应力场的叠加效应，也为岩浆就位、热液运移和矿床沉淀提供了重要条件。
5 找矿靶区预测
研究区处于逊克火山盆内乌底河断陷与宝山隆起过渡带内，区内大部分区域被新近系孙吴组砂砾岩或砂岩所覆盖，仅在研究区中东部地区出露有奥陶纪、三叠—侏罗纪花岗岩和少量白垩纪中—酸性火山岩（图1）。1/5万土壤地球化学测量结果显示，研究区内共有4处规模较大的Au元素化探异常（图7）。其中，东安矿区（图7中绿框圈定范围）内的Au元素化探异常面积最大，异常强度最高，异常分布长度约为4 km，宽度约为2 km，面积约为3.16 km2，由多个SN向异常带组成，Au元素最高值为142.5×10-9，与东安矿区内已发现的矿体具有较好的对应关系。航磁异常主要表现为平稳的低值异常（ΔT值为-100~200 nT），异常形态多为封闭的椭圆状，异常整体走向为NNE向。矿区内出露岩性为受热液蚀变作用影响的宁远村组火山岩和早侏罗世碱长花岗岩。此外，在研究区东部和南部还分布有3处较好的化探异常区。这些区域分别位于航磁解译出的平稳的负磁场区（Ⅱ区）和强烈波动的正负磁场区（Ⅴ区）内（图4和图6），可圈定和优选出2处找矿靶区，编号分别为Au01和Au02。找矿靶区的具体特征如下：
图7 东安地区综合异常图（a）地质图；（b）土壤地球化学图；（c）航磁ΔT 异常垂向一阶导数；（d）135°方向求导等值线平面图1.Au元素浓度分带；2.Ag元素异常；3.As元素异常；4.Bi元素异常；5.Cu元素异常；6.Mo元素异常；7.Pb元素异常；8.Sb元素异常；9.W元素异常；10.Zn元素异常；11.断裂及其编号；12.磁场分区及其编号；13.磁异常及其编号；14.化探异常及其编号；15.东安矿权范围；16.靶区及其编号；17.东安金矿床；图7（a）图例参考图1 Fig.7 Comprehensive anomaly map of Dong’an area |
Au01号找矿靶区分布在研究区东南部，靶区长度约为10 km，整体呈NE向带状分布［图7（a）］。1/5万土壤地球化学测量显示，在靶区两端分布有2处未封闭的化探异常，异常显示均具有外、中、内三级浓度分带，其衬度为3.43~18.08，异常面积约为1.3 km2，Au元素最高值为100.3×10-9［图7（b）］。航磁M-1号异常位于该靶区中部地区，且与航磁推断的NE向F8断裂相吻合，推测其深部可能存在较大规模的隐伏岩体，控制着该异常的空间展布方向［图7（c）、图7（d）］。该靶区地表大部分为新近系孙吴组砂砾岩及砂岩盖层，在靶区西南部有少量中奥陶世花岗岩和中二叠统土门岭组出露，岩石普遍发育有透辉石化、硅化、黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化和绿帘石化等蚀变。经过槽探工程验证，在花岗斑岩与中二叠统土门岭组细砂岩接触带附近发现了一处金多金属矿体（图8）。该矿体宽度约为1 m，基本化学分析结果显示，Au、Ag、Cu、Pb和Zn元素含量较高。其中，金最高品位为6.08×10-6，银最高品位为47.2×10-6，铜最高品位为0.10%，锌最高品位为0.68%，铅最高品位为3.36%。上述靶区地质特征与已知的东安金矿和翠宏山铜多金属矿具有显著相似性，因此该靶区在寻找东安式浅成低温热液型金矿床和翠宏山式矽卡岩型铜多金属矿床方面具有良好的前景。
Au02号找矿靶区分布在研究区西南地区，靶区整体走向EW，区内出露岩性主要为第四系大熊山组玄武岩和第四系哈尔滨组沉积盖层。1/5万土壤地球化学测量显示，该区由多处化探异常组成，异常面积约为0.7 km2，Au元素最高值为29.06×10-9［图7（b）］。区内航磁异常呈NE向带状分布，显示该区存在多条NE向隐伏断裂［图7（c）、7（d）］。通过地表槽探检查，在靶区东侧发现晚三叠世中粒碱长花岗岩与宁远村组火山岩的接触带附近发育有绢云母化—硅化—褐铁矿化蚀变带。该蚀变带中部分原岩光谱样品Au元素含量超过100×10-9，推测这些蚀变现象可能与宁远村组火山岩地层中的浅成低温热液活动密切相关。此外，该靶区位于格勒比勒河近SN向金矿体的北延伸方向上（刘宇，2018），表明该区域具备良好的金成矿条件。
综合分析认为，东安金矿外围具有良好的找矿前景，可选择Au01和Au02靶区开展进一步异常查证工作，有望取得新的找矿突破。
6 结论
（1）东安地区的磁场分布可划分为5种类型，分别是平稳的正磁场区、平稳的负磁场区、平缓的正负磁场区、低缓波动的正负磁场区和强烈波动的正负磁场区。根据研究区内岩石的磁性特征，认为纵横交错的条带状正磁异常多由白垩纪中—基性火山岩或第四纪玄武岩引起。此外，发现低磁性异常区与金矿床的空间分布存在显著相关性。
（2）通过对磁异常特征进行详细分析，不仅识别出本区规模较大的8条区域性断裂，还揭示了研究区内存在NNW-NW、近SN和NE向3组复合构造体系。结合已完成的1/5万土壤化探异常，在东安地区优选出2处找矿前景较好的重点靶区（编号分别为Au01和Au02）。这些研究成果为进一步的资源勘探提供了重要的科学依据。
甘公网安备 62010202000672号
