0 引言

自然界中发现的锂矿床主要有 3 种类型：卤水型、伟晶岩型和沉积岩型（刘丽君等，2017）。伟晶岩型锂矿具有含锂量高、易于开采的特点，贡献全球一半的锂资源，但在中国长期以来占比很低。虽然中国是锂资源大国，但也是锂资源进口第一大国，约 70% 锂资源依靠进口（王登红等，2018）。因此，开展伟晶岩型锂矿床的成矿模式及找矿模型的研究，对指导稀有金属锂矿床的找矿勘查具有重要应用价值，同时对实现中国锂矿资源找矿突破具有重要的意义。

近年来，在新疆喀喇昆仑地区锂资源的调查取得了较大突破，先后发现了大红柳滩锂铌钽矿床、白龙山锂铷矿床、康西瓦铍矿床等，该地区有望成为中国下一个锂矿资源基地（周兵等，2011；王核等，2017；赵海龙和程瑞，2017；彭海练等，2018；李侃等，2019；王记周等，2019；张国鹏等，2019）。当前，稀有金属矿床的综合找矿信息研究与预测也是找矿工作的一大研究热点（代晶晶等，2017；范玉海等，2018；付小方等，2019；徐兴旺等，2019；张辉等， 2019），随着科技的发展，找矿方法和预测理论也在不断进步（邓杰等，2012；王振亮等，2013；徐仕琪和涂其军，2017；黄韬等，2018），但针对伟晶岩型稀有金属矿床的找矿方法研究还有待完善和深入。本文以新疆喀喇昆仑地区的花岗伟晶岩锂多金属矿床为主要研究对象，针对其海拔高、气候恶劣、地形切割强烈、崩塌积物等特点，总结雪凤岭典型伟晶岩型锂多金属矿床的地质、遥感、地球化学和地球物理等多元信息特征，结合成矿规律和成矿模式，建立伟晶岩型锂多金属矿床的综合找矿信息模型，利用证据权法在喀喇昆仑地区预测找矿远景区，为该地区寻找和研究伟晶岩型稀有金属矿床及已知矿床的深部找矿提供参考。

1 地质背景

1.1 区域地质概况

新疆南部的西昆仑—喀喇昆仑伟晶岩区，是新疆重要的稀有金属成矿带，西起木吉，经塔什库尔干、康西瓦，东至甜水海，全长约600 km，南北宽50~70 km，总面积约 40 000 km²（图1）。该区域是中央造山带的西延部分，位于古亚洲构造域和特提斯构造域的结合部、塔里木板块西南缘，以康西瓦—瓦恰缝合带为界，南部为喀喇昆仑构造带，北部为西昆仑构造带。该地区经历了 4 个大的构造演化阶段，具体为古元古代—青白口纪基底演化及古板块构造发育阶段，南华纪—早古生代板块构造、晚古生代—早生代板块构造与后造山伸展裂谷共同发展、晚中生代以来陆内造山等几个大的构造阶段。

区域地层中前寒武系和古生界出露面积最大，其次是三叠系。西昆仑北带和中带具有相同的结晶基底，北带主要出露晚古生代地层，中带以前寒武系结晶基底为主，西昆仑南带地层出露相对齐全且三叠系分布最广。

伴随多个构造旋回，该区域发育多期次、多类型岩浆活动，各个构造单元均有火山岩和侵入岩分布。岩浆岩形成时代跨度较大，岩性复杂，超基性至超碱性岩均有出露，以中酸性花岗岩和花岗闪长岩为主。

1.2 研究区地质背景

喀喇昆仑位于新疆南部的康西瓦—大红柳滩 —甜水海一带，构造位置上处于西昆仑—喀喇昆仑造山带的甜水海地块东段，为一北西—南东向的构造带。该地区处于高寒山区，自然条件恶劣，地质研究程度较低。

区内出露地层主要为震旦系甜水海岩群滨浅海相低绿片岩相，岩性主要为硬绿泥千枚岩、片理化泥质板岩、绿泥钙质片岩夹片理化粉砂岩、大理岩、白云岩；下志留统温泉沟组为灰绿—浅灰色中厚层状中粒长石石英砂岩夹粉砂及黑色薄层硅质岩，局部夹英安岩；三叠系巴颜喀拉山群为灰色中 —厚层状变细粒长石石英砂岩夹石英粉砂岩、绢云母石英板岩（王核等，2019）。

地层整体呈单斜产出，构造变形作用较强，晚古生代地层组成一系列线状紧闭褶皱。主要断裂为康西瓦断裂、红柳滩断裂、哈巴克达坂断裂、泉水沟断裂和肖尔克谷地断裂，其中康西瓦断裂为区域性大断裂，严格控制着该区地层及岩浆岩的展布方向。各地层单元之间大都为断层接触，片理、节理较为发育，共同构成巨大的近东西向的构造隆起带 （王核等，2019）。

岩浆岩体包括加里东期的黑云母二长花岗岩以及印支期的二云母花岗岩、花岗闪长岩和石英闪长岩等（王核等，2019）。三叠纪花岗岩岩体周围发育大量花岗伟晶岩脉，目前发现具有一定规模的含锂辉石伟晶岩脉超过 100 条，围绕三叠纪花岗岩体寻找伟晶岩型稀有金属矿床具有很大的找矿潜力。

2 矿床地质特征

喀喇昆仑地区已发现若干个花岗伟晶岩型稀有金属矿床，如位于 219 国道南侧的大红柳滩伟晶岩型锂（铌钽）矿床、大红柳滩西南部的白龙山锂铷矿床和雪凤岭锂多金属矿床等（图2）。已发现的锂多金属矿床在空间上具一定的分带性，且以发育含绿柱石、锂辉石与锂云母的花岗伟晶岩为主要特征。本文以雪凤岭伟晶岩型锂多金属矿床为典型矿床，对其地质特征进行总结如下。

2.1 地质特征

雪凤岭锂多金属矿床位于大红柳滩西南约 20 km处（图2），矿区地层主要出露中生界中上三叠统巴颜喀拉山群变质岩和第四系冰川、松散堆积物。巴颜喀拉山群为灰绿色变砂岩和灰—深灰色二云母石英片岩，地层倾向 15°~25°，倾角为 57°~75°，变质程度较低，属绿片岩相，矿区内含锂辉石伟晶岩脉产于变砂岩层中（图3）。

矿区构造主要呈一单斜构造，但片理和节理比较发育。

岩浆岩较发育，在矿区西部发育一灰黑色黑云母花岗岩岩株，岩石呈中细粒结构、块状构造。主要岩脉为花岗伟晶岩脉，一般呈较规则的脉状体或透镜状，岩脉与围岩之间界线清楚，倾角多为 65°~80°，个别近乎直立。

2.2 矿体特征

雪凤岭锂多金属矿区含锂辉石伟晶岩脉出露范围长约 2000 m、宽约 500 m（图3，图4），目前圈定出含锂多金属花岗伟晶岩脉40余条，各脉体走向主要呈北西—南东向，大致可划分出 3 个含矿伟晶岩脉群：Ⅰ号含矿脉群由 12 个锂多金属矿体组成，位于矿区西北部，矿体沿片理产出，片理产状 10°~20° ∠66°~75°，矿体长 32~280 m，宽 2.80~8. 00 m，矿体主要为锂辉石‒石英伟晶岩脉，锂辉石较粗大，取样分析 Li₂O 平均品位为 3. 08%，伴生 BeO、Nb₂O₅ 和 Ta₂O₅等；Ⅱ号含矿脉群包含 6 个锂多金属矿体，位于矿区中部，各矿体沿片理产出，长 30~360 m，宽 1.20~4.90 m；Ⅲ号含矿脉群共圈定出 29 个锂多金属矿体，位于矿区东部，各矿体沿片理产出，长 40~360 m，宽0.90~4.50 m。

矿区内节理十分发育，依据花岗伟晶岩脉充填展布特征，可分为斜交、垂直、走向 3 种不同方向构造节理，这些节理除反映了构造应力作用外，岩石的物性参数各项异性也比较明显。

矿区花岗伟晶岩脉水平空间分带特征明显（王核等，2020）：Ⅰ类距母岩体小于 500 m，主要产于黑云母二长花岗岩内部以及外接触带，未见稀有金属矿化，矿物组合为钾长石＋石英＋电气石，划分为钾长石-石英带；Ⅱ类距母岩 500～1000 m，主要产在地层片理（劈理）带中，呈北北西向，与母岩外边缘近于平行，矿物组合为钠长石＋锂辉石＋石英，划分为钠长石-锂辉石带，该带锂呈富集型；Ⅲ类距母岩大于 1000 m，主要产于远离母岩的地层片理 （劈理）带中，矿物组合为白云母＋锂云母＋石英，划分为云英岩化带，该带铷铍较为富集，。

1—蛇绿岩；2—早古生代花岗岩；3—晚古生代花岗岩；4—三叠纪花岗岩；5—三叠纪黑云母花岗闪长岩；6—前寒武地层；7—古生代地层； 8—三叠纪复理石沉积；9—侏罗纪—白垩纪地层；10—锂矿床（点）

花岗伟晶岩型锂-铷-铍-铌-钽矿床主要由锂辉石、微斜长石、钠长石、白云母和石英组成，另有少量锂云母、绿柱石、锡石和铌钽铁矿等，矿区矿脉皆为以锂矿化为主的矿体。工业矿物主要为锂辉石，次为锂白云母、微斜长石（钠长石化）及少量绿柱石等。脉石矿物为石英、钠长石、钾长石、白云母等。

对矿区主矿体进行了资源预测（王核等， 2020），潜在资源 Li₂O 超过 12 万 t，BeO 超 2500 t，此外还含有 Rb₂O、Nb₂O₅和 Ta₂O₅等，初步确定为一个大型锂多金属矿床，矿区伟晶岩剥蚀程度较浅，深部仍有较大找矿空间。

Spd—锂辉石；Qzt—石英；Pl—斜长石；Ms—白云母

3 研究方法与技术

喀喇昆仑属于高寒深切割地区，地表覆盖厚，工作环境恶劣，需要发展有针对性的遥感、地球物理和地球化学新技术来为该区的矿产勘查提供技术支撑。针对雪凤岭锂多金属矿床，主要开展遥感信息提取技术、地球化学土壤次生晕测量、地球物理和放射性测量等方法有效性试验。

3.1 遥感信息技术

利用遥感对岩性或目标地质体进行解译及信息提取是遥感地质矿产勘查的重要内容，一方面利用多光谱遥感图像的波段组合增强等技术手段，可以突出目标地质体的色调和纹理特征；另一方面可以利用高光谱数据和地物光谱数据确定出目标地质的光谱特征，直接对目标地质体进行信息提取。遥感地质中常用的岩性识别方法主要分为 2 类，一类是利用图像变换、波段组合等信息增强方法（如主成分分析 PCA、最小噪声分离 MNF、波段比值 BR、独立主成分分析 IDC 等）增强岩性单元之间的空间纹理、色调差异等视觉效果，提高图像的可解译性，并通过地质工作人员目视解译进行岩性识别。另一类则是基于分类原理利用岩矿光谱特征与空间纹理差异特征对岩性进行自动区分，常用的方法包括 2 类：监督分类（如马氏距离法、最大似然法、支持向量机、神经网络法等）和非监督分类（如K 均值法、ISODATA、自组织神经网络法等），其填图结果稳定且具有普适性，可为地质勘探调查提供定量信息。本次研究主要对与花岗伟晶岩型锂多金属矿有关的花岗岩和伟晶岩脉进行提取分析，且研究区面积广阔，涉及不同时代的不同岩性，由于缺少大部分地区的样本参数，机器学习方法无法获取精确信息，因此主要采取波段处理后目视解译为主的方法对花岗岩体和伟晶岩脉进行提取分析。

3.2 地球化学土壤次生晕测量

土壤地球化学分析能大范围快速圈定元素分布，在找矿初级阶段发挥重要作用。土壤地球化学测量是对土壤（主要是指残坡积物）中元素的含量进行系统的测定，研究元素在土壤中的分布和变化规律，以发现土壤中与矿有关的地球化学异常信息来找矿，以解决某些地质问题和其他问题（黄理善等，2022）。根据喀喇昆仑地区景观地球化学特征，地表土壤可以分为A、B两层。A层一般为干燥的风化层，主要有砂土、砂砾及少量黏土，深度0~10 cm； B 层一般为含少量水分的黏土、砂土，深度 10~50 cm。经研究确定，样品采集主要采集 B层土壤及细粒砂土样品，深度一般距地表30~50 cm，重量＞500 g，加工粒度为 40 目测试效果最佳。遇到发育较厚的残积土层的地段，则适当加深。在一些为冲积物、洪积物或其他外来搬运物所覆盖的地段进行采样时，设法穿过这些覆盖物。在原地的残积、坡积层中采样，采样深度经过试验确定。在遇到人为污染或地形影响情况则作适当移位，并在野外记录资料中详细注明，确保样品的真实性。

3.3 地球物理方法

地球物理方法在大范围的区域上寻找伟晶岩型锂矿床效果不明显，但在大比例尺的勘查工作中，可以利用地球物理方法对含矿伟晶岩的规模、产状、延深情况等进行探测，或利用地球物理方法寻找隐伏含矿伟晶岩、圈定岩体范围等。特别是在高寒深切割的喀喇昆仑地区，地球物理方法可以降低钻探工程的探矿风险。目前针对伟晶岩型稀有金属矿床开展的地球物理找矿手段有磁法、电磁法、放射性测量等。

（1）音频大地电磁测深（AMT）法以岩矿石的电性差异为基础，在地面接收天然电磁信号经过地下地质结构耦合之后的电场和磁场信息，并通过对其规律变化的研究来反演地下电性结构，从而解决水文、工程地质和找矿勘探等地质问题。AMT由于使用的是天然场源，无需建立人工场，具有不受高阻屏蔽层影响、探测深度大、设备轻便、工作简单、成本低等特点，是山区矿床探测的有效手段。

（2）磁法勘探是通过观测和分析由岩石、矿石 （或其他探测对象）磁性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源（或其他探测对象）的分布规律的一种地球物理勘探方法。其中磁异常是指磁性体产生的磁场叠加在地球磁场之上而引起的地磁场畸变。磁法勘探在金属矿产勘查、地质填图、石油天然气勘查中发挥着巨大的作用，如寻找铁矿、磁铁矿或磁黄铁矿等，或间接地寻找铜矿、铜镍矿和多金属矿及与基性、超基性岩脉有成因关系的矿物，以至划分燃烧煤层的边界等。

（3）放射性伽马能谱测量是使用便携式伽马能谱仪直接测定岩石或土壤中铀当量含量（eU），钍当量含量（eTh）（后文简称铀、钍元素含量）、钾含量和总道计数率的方法，可以在地面测量，也可以航空测量，一般用于寻找放射性矿床、和与放射性元素有关的钾盐、稀有元素和多金属矿床，近年来也用于进行岩性地质填图和解决水文地质问题和环境监测。

4 综合找矿信息及其意义探讨

运用以上方法对雪凤岭伟晶岩型锂多金属矿典型矿床开展找矿方法有效性试验与研究，对遥感、地球化学、地球物理等找矿信息特征进行剖析与讨论，以此为基础建立典型矿床综合信息找矿模型。

4.1 遥感特征及其指示意义

针对伟晶岩型锂多金属矿，首先利用遥感技术圈定花岗岩、伟晶岩分布范围，再利用高分影像在岩体附近圈定伟晶岩脉，最后利用遥感蚀变信息从伟晶岩脉中筛选出含锂矿岩脉。西昆仑—喀喇昆仑地区广泛分布残坡积物、冰碛物、洪冲积物等，地表覆盖物严重削弱了伟晶岩型锂矿的遥感找矿标志（岩体、伟晶岩脉等）在图像中的显露程度。在这些标志中，花岗岩体和伟晶岩脉的光谱曲线相似，相对平滑，不具有明显的光谱吸收特征（图5）。但花岗岩体和伟晶岩脉具有较高的反射率，在光学图像上呈现出较高的亮度值，可以将其与围岩区分开（图6）。

经过主成分 PCA 变换之后，可看出在 PC3-2-1 的RGB假彩色合成图中，伟晶岩脉可以比较清晰的显示出来（图7）。伟晶岩脉与围岩色调纹理存在较为明显的差异，围岩主要是褐绿色，纹理较为平滑，而含锂辉石伟晶岩脉则主要呈现为褐红色，纹理较为粗糙，正地形特征较为明显。

由此可见，利用遥感技术能快捷提取花岗岩岩体、伟晶岩脉和地层等信息，对指示稀有金属找矿具有重要意义。

4.2 地球化学特征及其指示意义

4.2.1 区域地球化学特征

目前在研究区内发现的稀有金属锂矿床 90％ 均处于1∶50万地球化学图中的高值区域或边部，说明小比例尺（1∶20万或1∶50万）水系沉积物测量、自然重砂、人工重砂等方法对伟晶岩型稀有金属矿产的区域性预测效果明显。区域 Li 元素异常图所示 （图8），发现了麻扎、黑恰、康西瓦、大红柳滩、神仙湾、岔路口、温泉等锂异常区，在 Li-Be-B-Rb-Nb-Ta综合异常内分布有大量含矿伟晶岩脉。

雪凤岭锂矿床所在的大红柳滩一带化探异常明显，异常以 Li、Be 为主，伴有 Rb、B、Cs、Sn、Nb、Ta 等元素的异常组合，Li、Be 等元素富集明显与伟晶岩脉相关。截至目前，在大红柳滩锂、铍异常的中带、内带范围已经发现了大红柳滩锂矿床、白龙山锂矿床、雪凤岭锂矿床等伟晶岩型稀有金属矿床，圈定的异常范围与含矿花岗伟晶岩脉套合度较高，对指导大比例尺找矿勘查工作起到了重要作用。

4.2.2 矿区地球化学特征

从矿区锂、铍元素土壤地球化学图可以看出 （图9，图10），Li、Be 元素高值异常对应着含锂多金属伟晶岩脉，呈北西向带状分布，走向与矿区断裂构造带走向基本一致，以 Li大于 250 μg/g、Be大于 6 μg/g为异常下限，异常宽0.5~0.8 km、长度大于1.5 km，异常相对较为连续，浓集中心明显，且往北西、南东方向异常均未封闭，预示着往矿体延伸方向上仍具有找矿空间。B、Rb、Nb、Ta元素具有相似的异常特征，且与Li、Be元素异常高度重合。

在锂多金属矿床快速圈定技术上，采用大比例尺土壤地球化学测量可以迅速缩小工作区范围、快速圈定找矿靶区、寻找隐伏含矿伟晶岩脉等。

4.3 地球物理特征及其指示意义

4.3.1 岩石物性特征

根据研究区中康西瓦—大红柳滩一带岩石、矿石的成分、结构和构造等，可将岩石标本分为变砂岩、二云石英片岩、伟晶岩、含矿伟晶岩、黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩 6 类，各类岩石、矿石的物性参数有以下几个特征和规律。

（1）电阻率特征：围岩中，二云石英片岩片理构造特征明显，其电阻率和极化率均表现出明显的各向异性，即不同方向的电阻率或极化率不同；电阻率由大到小依次为二云石英片岩（垂直片理方向） ＞伟晶岩＞黑云母二长花岗岩＞花岗闪长岩＞含矿伟晶岩＞变砂岩＞二云石英片岩（平行片理方向）；电阻率各向异性指数 R_sh大小顺序依次为二云石英片岩＞黑云母二长花岗岩＞变砂岩，花岗闪长岩、伟晶岩、含矿伟晶岩的各向异性不明显。

（2）极化率特征：极化率由大到小依次为变砂岩＞二云石英片岩（平行片理方向）＞二云石英片岩（垂直片理方向）＞伟晶岩＞黑云母二长花岗岩＞花岗闪长岩＞含矿伟晶岩＞变砂岩＞二云石英片岩（垂直片理方向）；极化率在片理构造的岩性中各向异性亦较明显，极化率各向异性指数η_sh由大到小依次为二云石英片岩＞变砂岩＞黑云母二长花岗岩，花岗闪长岩、伟晶岩、含矿伟晶岩的极化率各向异性不明显。

（3）磁化率特征：磁化率大小依次为二云石英片岩（垂直片理方向）＞变砂岩＞伟晶岩＞黑云母二长花岗岩＞花岗闪长岩＞含矿伟晶岩；此处不讨论岩矿石的磁化率各向异性。

从上述规律可以看出：广泛分布的片岩具有中高阻低极化、低磁性的特点，其电阻率各向异性指数为3~6；伟晶岩为高阻低极化低磁性，电阻率各向异性指数为 1 左右。值得指出，在层状各向异性地层或岩石中，垂直电阻率一般大于水平电阻率（极化率反之），在伟晶岩型稀有金属矿床探测中须注意岩石物性各项异性的问题。

4.3.2 音频大地电磁测深（AMT）电阻率特征

依据花岗伟晶岩脉充填展布特征，可分为斜交、垂直、走向 3种不同方向构造节理，其 AMT探测结果与岩脉的充填方式关系密切，一般分两种情况：（1）当矿体走向平行围岩片理方向，测线垂直矿体布设时，含矿伟晶岩（含矿构造带）在AMT剖面的电阻率一般为低阻异常（图11a’）；（2）当矿体走向垂直或近似垂直围岩片理方向，测线垂直矿体布设，含矿伟晶岩（含矿构造带）在AMT剖面的电阻率一般为高阻异常（图11b’）。

因此，伟晶岩型稀有金属矿体在AMT探测中有的是高阻异常，有的是低阻异常，AMT 探测结果的解释工作须结合矿体特征、矿体与围岩的接触关系等进行。雪凤岭矿床伟晶岩矿脉基本沿围岩节理方向充填，伟晶岩矿脉电阻率相对呈高阻，可以利用高阻特征识别伟晶岩。在有些矿床的勘探工作中，伟晶岩脉表现为低阻特征，这在勘探工作中要根据实际情况进行推断解释。

在 240线 AMT电阻率剖面图中（图12），对应矿体的位置显示 600 Ω·m以上的高阻异常，与地质剖面的实际情况吻合。根据高阻异常的延深情况，推断矿体延深超过 300 m，深部找矿空间仍较大。 AMT法工作效率高、设备轻便，图件成果显示直观，探测效果好，能指导钻探工程布设，适合用于高寒深切割地区开展探矿工作。

4.3.3 高精度磁测异常特征

磁法勘探通过观测和分析由岩石、矿石（或其他探测对象）磁性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源（或其他探测对象）的分布规律的一种地球物理勘探方法。在造岩矿物中，只有磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿和磁赤铁矿等少数矿物具有强磁性，岩石及矿石的磁性强弱，主要决定于上述矿物的含量及分布情况。从矿区地面高精度磁测△T 磁异常平面等值线图看出（图13），伟晶岩或含稀有金属伟晶岩主要赋存在-30~0 nT 的磁异常区内，以负磁异常为主，在伟晶岩脉两侧出现了20 nT的磁力高异常；矿区西南部为0~45 nT的正异常，是围岩片岩及晚三叠世黑云母二长花岗岩的反映。磁性测定统计显示：围岩-黑云母片岩、变质砂岩与伟晶岩均属于弱磁性，磁性差异不大，但在伟晶岩形成过程中，其两侧与围岩的接触带部位形成磁性矿物，可以引起几十到几百 nT 的磁力高异常。因此，可以利用负磁异常及伟晶岩两侧的正磁异常作为识别伟晶岩的地球物理标志，特别是对隐伏伟晶岩脉带的探测与追索，高精度磁测可作为一种有效探测方法。

注：（1）电性参数测试采用加拿大SCIP岩心电性测试仪，磁性测定采用国产WCH-1数字磁化率仪；（2）电阻率各向异性指数R_sh指垂直岩石层理面的电阻率与平行岩石层理面的电阻率的比值，极化率各向异性指数亦同；（3）表中所列为垂直岩石层理面的电阻率和极化率。

a—矿体走向平行围岩片理方向，测线AB垂直矿体布设；a’—对应图a的音频大地电磁测深电阻率剖面图；b—矿体走向垂直或近似垂直围岩片理方向，测线AB垂直矿体布设；b’—对应图b的音频大地电磁测深电阻率剖面图

4.3.4 地面放射性伽马能谱测量

从放射性测量结果看出（图12d），U、Th 和 K 在岩石中的含量分布从整体上相对均匀，Th和K含量相对比较吻合，在 250～350 m 处出现小的波峰，出现了相对集中分布的特征，但是含量均不高，矿体上 Th、K 和总量率在矿体上出现低异常。而 U 含量与围岩相差不大，只在200 m处和650 m处出现小的波峰，均出现在伟晶岩矿体的两侧围岩处，分析主要是研究区普遍存在较厚的残坡积物覆盖层，在覆盖层较厚的矿体上方的测试结果规律性不明显，这与伽马能谱方法本身的局限性有关。同时由于研究区地处变质岩地区，变质岩形成过程中，各物质大规模重新分配，不同变质阶段，放射性元素的分布有不同特点。变质作用早期，放射性元素的分布仍保持着原始岩石的特征，到了深变质作用阶段，由于变质作用、交代作用和花岗岩化等作用的多次叠加，放射性元素的分布变得复杂。总的来说，本次地面伽玛能谱测量剖面显示，矿体上 Th、K 和总量率在矿体上出现低异常，可以作为间接找矿的标志，而U的规律不明显。

4.4 综合信息找矿模型建立

以上对雪凤岭锂多金属矿床的找矿方法试验、分析和探讨表明，伟晶岩型锂多金属矿床的地质、遥感、地球化学和地球物理等特征具有一定规律性。

研究区内发现20处稀有金属矿床（点），成型矿床 5 处，以锂、铷、铍、铌、钽、铯等矿种为主，总体具有较好的稀有金属矿找矿地质条件。从矿化作用来看，成矿与热液成矿作用有关，矿化大多分布在三叠系巴颜喀拉山群强应力变形带，伴随岩浆热液侵入，形成稀有金属矿床。稀有金属矿赋存于花岗伟晶岩脉中，矿体形态呈脉状、似层状产出，矿体延伸方向与区域构造线方向一致，一般受北西向构造控制，呈不连续状分布。区域大断裂及与地层走向基本一致，对稀有金属的矿化及分布起到明显的控制作用。根据喀喇昆仑地区已知花岗伟晶岩型稀有金属矿成矿机制、赋矿地层、含矿岩系、成矿与控矿构造、岩浆活动、蚀变类型和高分图像矿体特征、遥感异常特征等，建立喀喇昆仑地区花岗伟晶岩型锂矿综合信息找矿模型（表2）。

5 找矿预测

5.1 找矿预测方法——证据权法

喀喇昆仑地区发现了多处锂矿点，但尚未开展综合性的定量分析和预测工作。本次预测工作在综合找矿模型的基础上，采用证据权法进行。

证据权重法主要运用的是相似类比原则，即在相似的地质条件下赋存有相似的矿床，将与已知矿床的地质背景相似的地区作为成矿远景区或圈定为找矿靶区。此法以地质、矿产、物探、化探、遥感等数据资料作为证据图层，以现代地质成矿理论为指导，应用相关软件（如 Morpas）提取与矿产有关的信息，通过统计途径计算各类证据图层所提供的权重，定量地评价各证据图层指示找矿作用的大小，计算成矿后验概率的相对大小，从而确定有利的成矿部位。证据权法在一定程度上避免了传统利用地质或地球化学等单一方法预测带来的不确定性，同时极大地提高了找矿效率。

证据权模型的基本原理是把每一种成矿信息看作是二值证据图层，取值为“1”（表示有利成矿） 或“0”（表示不利成矿），每个证据图层对成矿预测的贡献就由该证据图层取值状态（“1”或“0”）的权重来确定。证据权重值（即 W+、W-）的计算依赖于二值图层的两种取值状态各自对应面积、研究区域总面积以及二值图层中两种取值状态各自包含的矿床面积和整个研究区域的矿床总面积，然后通过贝叶斯公式综合各个证据图层权重，计算得到预测区域的后验概率。

这里矿床面积是在假设每个矿点代表一定区域范围的前提下计算得到的。例如，如果存在多个证据图层B₁、B₂、···，B_n，证据图层B_i对成矿贡献的权重定义为：

式（1、2）中，W⁺、W^-分别为证据图层存在区 B_i和不存在区 B_i~的权重值；D和 D~分别代表矿床存在区和不存在区；各部分如下计算：

预测区域的后验似然率O如下计算：

其中，D 代表矿点；$W_o=\mathrm{l}\mathrm{n}\frac{P（D）}{P\left(D^{\sim }\right)}$，P（D）=Area（D）/Area（A），P（D~）=Area（D~）/Area（A），Area 代表求面积；n为层数；“*”代表图层的属性取值，取值为 “1”时“*”为“+”，取值为“0”时“*”为“-”。对于每一个证据图层B_i，有

则预测区的后验概率为：

后验概率 P 代表了各单元内找矿的有利度，根据后验概率提出找矿远景区。控矿地质因素 Bi 与矿床产出状态之间的关联性强弱，可以通过正负权的差值大小来度量，即：C_i =W⁺-W^-。C_i值大表示该地质标志的找矿指示性好，C_i值小表示该找矿标志的找矿指示性差，若C_i =0，表示该找矿标志对有矿与无矿无指示意义；C_i >0表示该找矿标志的出现有利于成矿，C_i <0表示该找矿标志的出现不利于成矿。

5.2 找矿远景区圈定

根据研究区锂矿成矿规律和地质、地球化学及遥感信息分析，获取已知的锂铍等稀有金属矿（化） 点数据、地球化学数据、从遥感数据中解译得到的区域性主干断裂、岩体、中生代地层和铁染、羟基蚀变信息等作为证据权图层（图14），其信息见表3。再利用证据权模型将这些数据进行信息融合，开展定量模型建模，预测遥感找矿远景区。

对不同的证据图层采用不同的处理方法：

（1）岩体和断裂。对岩体和断裂图层采用了统一的模糊证据权模型：首先创造多个连续的缓冲区，再计算得到“最有利”的缓冲区和“最不利”的缓冲区，然后计算这两个缓冲区之间的其他缓冲区的权重值。这里选取的断裂为广义断裂，将岩体边缘默认为断裂，从而把岩体与断裂作为同一要素开展赋权重分析，岩体边缘发生转折的地区是出现断裂密级发育的地区，赋予“最有利”缓冲区，赋予较高权重。

a—哨兵2号影像；b—地层、矿点、断裂；c—Fe³⁺、OH蚀变；d—Li元素1∶50地球化学异常（红色为高值）；e—Be元素1∶50地球化学异常（红色为高值）

（2）控矿岩性。对控矿岩性按照象元值大小进行分级，再对各级区域分别计算正负权重（W⁺ 和 W^-），本区赋矿地层主要为康西瓦—大红柳滩地区的巴颜喀拉群均赋予正权重。

（3）地球化学。对各化探图层按照象元值进行分级，再对各级区域分别计算正负权重，主要选取对本区稀有金属矿化最为直接的三种指示元素 Li、 Be、B的异常，综合分析后获得综合异常分布图。

（4）蚀变。对遥感影像提取的蚀变信息进行分级，利用多蚀变合成图作为证据可以有效提升对应精度，减少单一蚀变的不足。利用哨兵 2 号提取的铁染-羟基合成信息开展分析工作，获取分析后的权重信息，将高值区赋予正权重。

（5）综合预测。综合岩体-断裂、控矿岩性、地球化学、蚀变等证据图层等不同权重，得到了后验概率分布。

各因子计算的权重如表4所示。

综合岩体、断裂、地球化学、蚀变等信息模型可得出后验概率图（图15）。在分析过程中，并不是直接选取高值区作为远景区，应该综合判断来进行远景区划分。因为研究区稀有金属矿化点较少，且分布不均，如果把矿点作为证据图层之一放入证据权分析中，则矿点会作为异常输入影响整个研究区的权重分布，但如果不考虑现有矿化点分布，也不符合就矿找矿的理论指导。由于含锂辉石伟晶岩脉主要围绕花岗岩体边缘分布，因此主要依据环带状的权重中—高全值分布特征作为重点，同时必须兼顾已知矿点出露等因素开展预测工作。

注：其中W⁺ 表示正权值，W^－表示负权值，C标志二者绝对值之和。

结合研究区目前已知矿床的产出特征、控矿要素、矿床首先发现的核心要素、1∶50万或1∶5万地球化学异常、遥感异常等，根据各类矿床的成矿规律，利用证据权法圈定了6个找矿远景区，分别为：①阿克萨依远景区、②冰山南远景区、③红山湖远景区、 ④俘虏沟南远景区、⑤康西瓦远景区、⑥阿克赛钦湖北远景区（图16）。

5.3 找矿靶区优选

针对上述圈定的遥感找矿远景区开展了野外查证工作，取得了丰富的找矿信息，其中，俘虏沟南远景区的见矿效果最佳（图16，编号④）。

俘虏沟南远景区位于大红柳滩岩体南侧，经地面地质调查，发现花岗伟晶岩脉几十条，其中含锂辉石花岗伟晶岩脉为 9 条，并根据矿脉分布范围圈定了找矿靶区（图15）。靶区内含矿伟晶岩脉主要发育于巴颜喀拉山群中组地层（图17），各脉体走向主要呈北西—南东向，个别呈北东—南西向。伟晶岩岩墙长度260~550 m，宽1.2~15 m，岩脉与围岩之间界线清楚，倾角一般为 55°~83°，个别近直立，局部有倒转现象。伟晶岩形态一般呈较规则的脉状体或透镜状，部分具膨胀收缩、分枝复合现象。

为查明矿带在走向、倾向上的延伸等情况，先后开展了地质草测、土壤地球化学采样和磁法、音频大地电磁测深等工作。从图17中可看出，在研究区中部出现了北西—南东向的土壤地球化学锂元素高值异常，Li 元素含量大于 100 μg/g，呈带状、北西—南东向分布，当前控制的主体异常宽 60~220 m，长约4000 m，往南东和北西两端异常尚未完全控制。目前地表发现的含稀有金属伟晶岩脉均位于异常区中，根据化探异常的展布推断，含矿构造带往南东和北西两端仍有延伸。此外，伟晶岩脉带还显示有 Be、Nb、Ta 元素异常，说明俘虏沟南是一个以含锂为主的稀有多金属找矿靶区。

为进一步确定含矿伟晶岩脉的深部延深、产状、规模等情况，在主矿体上布置了2条音频大地电磁测深剖面，编号分别为 F1、F2（图17）。结果显示 （图18），在 F1 剖面 200~300 m 位置出现一低于 2000 Ω·m 低阻异常带，异常近似直立，宽约 100 m，延深约350 m，延深至标高5180 m位置，该位置对应已知矿带，同时对应着土壤地球化学 Li、Be 元素高值异常，表明这一音频大地电磁测深低阻异常是北西向矿带的反应。以低于 2000 Ω·m 的低阻异常为界限，推测矿带向下延深约350 m。

为了进一步评价靶区的成矿规模与潜力，估算资源储量，对矿脉布置了地质采样工作，分析结果为：Li₂O 品位 1. 05%～2.98％，平均 1.97％；BeO 平均品位 0. 08％；Rb₂O 平均品位 0. 07％；Nb₂O₅+Ta₂O₅ 平均品位0. 03％。

延伸深度按矿体长度一半且不超过音频大地电磁测深异常区域为标准，最终估算潜在资源量 Li₂O为8.98×10⁴ t、BeO为527.87 t、Rb₂O为2970.8 t、 Nb₂O₅+Ta₂O₅为 1085.78 t。按照中国矿区矿产资源储量规模划分标准，俘虏沟地区有望达到大型锂铷稀有金属矿床规模。矿带北西—南东向延伸长约 2.4 km，化探异常往北西和南东均未封闭，地球物理 AMT 测深结果显示矿带往深部延深 350~450 m，表明俘虏沟南深部及边部仍有较大找矿潜力。

此外，阿克萨依远景区发现伟晶岩型锂矿床有望达中—大型，红山湖远景区硼锂矿床有望达中— 大型。

6 结论

（1）新疆喀喇昆仑地区气候、地形特殊，工作环境恶劣，开展找矿工作极其困难。通过雪凤岭伟晶岩锂矿床的综合信息研究，建立了含矿伟晶岩脉群的地层、构造、矿物、蚀变、遥感、地球化学、地球物理等综合信息找矿模型；三叠系巴颜喀拉山群、燕山期黑云母二长花岗岩体、遥感羟基蚀变、断裂构造、特定的蚀变矿物组合、地球化学锂元素异常区、地磁 ΔT正负伴生的异常及音频大地电磁测深电阻率异常等是喀喇昆仑地区伟晶岩型锂多金属矿床的找矿标志。

（2）运用证据权法预测了6处找矿远景区，经地面查证及验证，均有较好的找矿潜力，其中俘虏沟南远景区发现的伟晶岩型锂矿床有望达大型，阿克萨依远景区发现伟晶岩型锂矿床有望达中—大型，红山湖远景区硼锂矿床有望达中—大型；其他 3 处远景区亦可以作为下一步找矿的重点区。

（3）圈定找矿远景区时，遥感及面积性的地球化学方法是寻找伟晶岩型锂矿较为快捷有效的方法；大比例尺范围的找矿工作可以利用地球化学、地球物理方法进行找矿靶区的圈定及矿体的深部探测；遥感、土壤地球化学和地球物理方法是喀喇昆仑地区寻找伟晶岩型锂矿的最佳方法组合。

（4）喀喇昆仑地区含稀有金属伟晶岩脉分布广泛，应加强综合预测研究，开展系统勘查，冲破传统的观念和思维方式，用新的理念、理论和技术方法，推进整个成矿区上的稀有金属矿勘查进程。目前的工作大部分还处于浅部，对于已知矿床的深部、外围及隐伏矿床的探测研究较少。根据已知矿床的钻探工程及地球物理探测结果，喀喇昆仑地区含稀有金属伟晶岩脉深部延深较大，该地区深部找矿具有较大潜力。

致谢 本文撰写期间得到了很多单位及专家的指点，中国科学院遥感与数字地球研究所荆林海教授团队完成了遥感解译工作，中国科学院广州地球化学研究所王核教授、中国有色桂林矿产地质研究院有限公司莫江平教授、敬荣中教授给予了宝贵的意见，野外稀有金属元素快速分析技术得到了成都艾力本仪器公司的技术支持，新疆自治区人民政府国家 305 项目办公室提供了部分基础资料，中国地质调查局武汉地质调查中心在找矿预测上给予了技术支持，在此一并致以特别感谢。

注释

① 陕西省地质调查院.2002. 新疆维吾尔自治区西昆仑叶尔羌河上游锂地球化学图（1∶50万）.

参考文献