华南植被覆盖稀有金属矿集区快速探测评价体系的建立与应用*

曹创华，张利军，刘 钧，黄建中，文春华，陈剑锋，黄志飚，成永生，张立平，刘晓辉

(1湖南省地质调查院，湖南长沙 410116；
2中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙 410083；
3湖南省有色地质勘查研究院，湖南长沙 410015；
4湖南省核工业地质局311队，湖南长沙 410100；
5成都理工大学核技术与自动化工程学院，四川成都 610059)

目前稀有金属矿产资源的勘查与开发过程大致为：区域地质调查与成矿潜力评价→矿区普查→矿区详查→采矿各类可行性评价→采矿证审批→探矿采矿及选矿→矿山闭坑及生态修复治理→地质环境监测等。其第一步区域地质调查与成矿潜力评价在中国找矿勘探界的传统做法是大面积网格式填图，具体是以区域小比例尺矿产地质填图成果为主圈定成矿靶区，最终实现由已知到未知的找矿突破。但随着“绿水青山就是金山银山”生态环保理念的提出，为响应和落实《加快推进生态文明建设的意见》（中华人民共和国中央人民政府,2015），自然资源部牵头提出绿色勘查概念（国土资源部等,2017），要求矿产调查工作朝着高质量勘查之路前进。面对稀有金属矿床的亟需和勘查的绿色要求，如何快速高效绿色勘查，尽最大可能地减少环境扰动，其关键是发展现有勘查技术手段，革新方法技术和勘探理念。

华南是中国稀有金属的重要产出地区，且往往与钨锡等多金属矿伴生，主要矿床类型有花岗岩型和伟晶岩型（曹创华等,2020），花岗岩型的代表性矿床有江西宜春钽铌锂矿床、广西栗木钽铌锡矿床；
伟晶岩型代表型矿床有福建南平西坑钽铌矿床、近年来发现的湖南幕阜山仁里稀有金属矿床等。上述典型矿床的发现都是经过长期复杂的科研工作和野外一线调查发现的，往往呈现出投资大、周期长、风险高等特点，加之华南稀有金属矿床产出区都在多植被、多云雾、多山地地区，如何在“十四五”期间实现快速评价，满足国家绿色勘查需要，以探测技术进步推动战略性矿产资源高质量勘查是目前最为紧要的工作，也是革新传统找矿方式的必然要求。

近年来针对矿产资源评价体系论述较多，大致分为3类，一类是针对矿产资源安全提出的评价指标体系（周娜等,2020）；
二是针对矿产资源开采期间节约集约利用而提出的评价指标体系（林钟扬等,2020;McKenna et al.,2020;张君宇等,2020）；
三是不分矿种提出的勘查评价技术体系（朱思才等,2021）。而针对稀有金属矿床快速探测评价体系至今鲜有论述，目前基于物化遥技术探测稀有金属矿床的具体进展如下：

遥感技术探测稀有金属矿床方面：早在2010年，中南大学高光明团队就在新疆阿勒泰地区开展了相关遥感技术寻找稀有金属的工作，从早期的几何花纹图案，几何特征识别发展到了利用光谱波段识别异常，逐步推进了定量遥感技术的进步（金文强等,2010;Peng et al.,2011;伍泽昆等,2014）；
自2018年以来，中煤航测遥感局煤航地质勘查院王辉团队在西昆仑大红柳滩等地利用WorldView-2高空间分辨率数据开展地质矿产遥感解译，并利用ASTER数据波段合成方法实现了矿化蚀变有关的遥感异常信息提取，圈定了1处含稀有金属的花岗伟晶岩带（范玉海等,2018）；
2019年中国地质科学院矿产资源研究所王登红团队对中国三稀矿产资源遥感调查技术现状进行了系统总结，提出了多源遥感数据及建立遥感数据模型是未来的发展方向（代晶晶等,2019），随后在川西甲基卡伟晶岩型锂矿多源利用遥感找矿技术对异常进行了分析（令天宇,2020）；
2020年中国地质科学院矿产资源研究所基于一种岩性微弱信号增强技术对ASTER遥感数据进行识别，指导在新疆镜儿泉地区发现1处锂铍伟晶岩脉体（姚佛军等,2020）；
同年王子烨等人利用深度学习的方法实现了喜马拉雅淡色花岗岩岩体的识别（Wang et al.,2020;王子烨,2020）；
最近中国地质调查局自然资源实物地质资料中心对新疆可可托海稀有金属矿床的矿物和岩石进行了系列热红外光谱特征分析（回广骥等,2021），为稀有金属矿物的识别及花岗伟晶岩型矿床的勘探提供了新的支撑。

地球物理技术探测稀有金属矿床方面：2008年胡忠德发现可可托海3号脉中的伟晶岩脉呈现的高磁异常特征与斜长角闪岩中的磁铁矿化有关；
广西栗木锡铌钽矿外围成矿构造器氡气探测响应呈强度高、范围大（姚锦其等,2009）；
在川西甲基卡稀有金属矿集区高视电阻率物探异常带与地球化学组合异常，且探地雷达法能较好的分辨浅层隐伏岩体顶界面（付小方等,2014;2018）；
新疆阿勒泰布勒格矿床伟晶岩脉产出部位不同而呈现出各异的物性特征，一般呈高阻、低极化；
而当较大规模的伟晶岩与围岩接触存在磁铁矿化、硫化物时，物探异常则表现出中高阻、高极化（李应清,2017）；
针对湖南省伟晶岩型和花岗岩型稀有金属矿床，湖南省地质调查院研究了重、磁、电、放多种地球物理探测方法在典型稀有金属矿床探测效果，其工作成果为湖南省乃至中国华南稀有金属快速地球物理探测技术奠定了良好基础（曹创华等,2020）。

地球化学技术探测稀有金属矿床方面：内蒙古曾利用水系沉积物测量及土壤地球化学测量相结合的方法发现了新的稀有金属成矿有利区（程华生等,2012;宝音乌力吉等,2014）；
为探索地球化学新技术探测深部异常的分布，以甲基卡伟晶岩型锂矿床为研究对象，耿燕（2019）证实中性硫酸钾溶液能较好的提取土壤中的Li元素活动态；
王秋波（2020）认为地气测量技术对大部分稀有金属矿体有较好指示性；
吕维（2020）初步建立了以第四代手持式X荧光仪器通过土壤测量快速评价花岗伟晶岩含矿性的伟晶岩稀有金属矿X荧光勘查方法。

近几年综合利用多种方法技术组合是探测稀有金属矿床的热点方向，肖瑞卿等（2018）基于地质和地球化学调查梳理了四川甘孜甲基卡锂矿成矿特征和找矿标志；
叶小拼等（2020）基于重磁数据和Sn-W-Li-Be-F等元素组合化探异常预测了锡钨、稀有金属矿产找矿潜力；
张忠利等（2021）证实在新疆阿尔泰卡鲁安锂辉石矿区利用土壤（植物）地球化学Li-Nb-Ta-Bi-Cs-Hf异常和高电阻率、高极化率物探响应特点套合较好，这些成果为多方法精准探测稀有金属矿脉提供了技术支持。

上述研究成果表明物化遥方法各有特色，单一方法或者简单技术组合可以解决一定的找矿问题，但未上升到“空、天、地”快速评价体系，工作重点也集中在新疆、内蒙、四川等植被裸露或者半裸露区，如何在中国华南多植被、多云雾等典型地理环境地貌基础上进行无损（或者少损）的绿色快速勘查，响应国家“绿水青山就是金山银山”理念，从而推进生态文明建设，具有重要的现实意义。

基于上，本团队提出了中国华南稀有金属快速探测评价体系（图1），具体分为3个阶段，第一阶段利用区域小比例尺物化遥（具体有小比例尺区域航磁和卫星光学或SAR遥感数据）资料和已有其他地学资料选定成矿远景区；
第二阶段是在选定的成矿远景区利用本团队发明的去云雾、去植被技术进行高光谱遥感定量反演圈定蚀变范围，辅助土壤地球化学和视电阻率面积性成果进行岩体、地层和构造体系识别，进一步缩小成矿有利区；
第三阶段是在第二阶段基础上布设大比例尺剖面，利用电阻率测深和地气探测以厘定矿（化）体空间分布特征。从时空上可分为“高空、低空、地表、深部”探测4个方面，评价阶段的第一阶段为高空、评价的第二阶段为低空和地表、评价的第三阶段为深部，构成了中国华南稀有金属“空、天、地、深”一体化的综合快速评价体系。

图1 华南厚植被覆盖区稀有金属快速评价技术体系示意图Fig.1 Sketch map of rapid assessment technology system of rare metals in thick vegetation cover area of South China

该体系实施的前提条件是建立在工作区已有地质找矿和科技成果基础上，其技术关键是通过深入的预研究和本体系各种指标的精细使用，目的是提高稀有金属快速探测效果和成功率。

2.1 高空探测评价手段

高空探测评价手段包括小比例尺（一般小于1∶50 000）的航空重力、航空磁测和光学卫星等工作。中国航空重力起步较晚，目前还未形成大面积工作能力，2006年在地质调查、资源勘探领域引进了GT-1A型航空重力仪，集成了更高精度的航空重力测量系统，形成了实际生产能力，但目前难于满足固体矿产勘查的空间分辨率（熊盛青,2020）。航空磁测方面，中国基本完成了国内陆域和大部分海域的航磁调查，航磁资料对大地构造研究，特别是对划分构造单元和深大断裂的分辨和圈定有特殊作用（管志宁,2020）。针对稀有金属矿床，1∶5万航磁测量结果显示甘肃阿尔金地区具有分带特征，可以分辨地质体、蚀变带的边界和反映热液蚀变的特征（杜发等,2018）。区域遥感用于找矿最早是利用卫星影像进行地质解释，其目的是划分地质体界限、线性/环状构造等几何特征，为地质找矿提供宏观上的认识，工作中目前常用的数据来源有国外的QuickBird（快鸟）、WorldView系列、Geoeye-1、IKONOS等，国内遥感数据来源有中国资源卫星1号、2号、3号，高分1号、2号等。

2.2 低空探测评价手段

低空探测一般有低空航磁和高光谱遥感探测。低空航磁主要任务是1∶10 000尺度的面积性探测工作，一般操作是把磁力仪外挂在无人机上，其优点是能够适应去除地面噪声，适应一定的起伏地形，已经广泛的应用在内蒙等矿集区的找矿工作中（张文杰等,2021）。高光谱技术在可见光、近红外、短波红外和热红外波段范围内可获取上百个光谱波段，包含了丰富的光谱信息，极高的光谱分辨率特性，可以定性和定量的探测宽波段遥感中不能被识别的物质。高光谱数据主要针对锂辉石、绿柱石等具有特殊光谱特性来提取与三稀矿产资源有关的蚀变信息（代晶晶等,2019）；
常用的高光谱遥感数据包括高光谱卫星及无人机获取的高光谱遥感数据。本体系基于GF-2号卫星数据和无人机（UAV）高光谱数据，利用本团队近期研发的“遥感图像广义阴影光谱重建”和“植被抑制和岩石土壤信息还原”等专利（张利军等,2019;2020;2021）新技术对高光谱遥感数据进行处理。

2.3 地表探测评价手段

地表探测是指大比例尺（一般大于1∶10 000）的物化探工作，经过试验和实践以及前人在稀有金属矿集区探测成果及认识（曹创华等,2020），利用视电阻率扫面、土壤地球化学测量、X荧光原位探测等方法进行重点解剖。在稀有金属成矿靶区内利用视电阻率扫面圈定伟晶岩脉在平面上的分布状态，基于土壤地球化学以元素组合特征圈定异常带，反演遥感波谱反射率来厘定致矿岩石蚀变范围，根据3种不同探测方法结果综合圈定地表含矿蚀变伟晶岩范围，快速厘定矿致区域，为钻探定位提供依据。

2.4 深部探测评价手段

深部探测手段主要以地球物理和地球化学方法探测，探测方法建议为电阻率测深（视电阻率测深、可控源音频大地电磁测深等方法）和地气探测。根据需求，可按照网度布设电阻率测深剖面，其探测结果可形成三维地球物理电阻率分布图，结合地球物理物性参数识别地下三维空间成矿地质体、构造和地层分布。

众所周知，2017年华南湘东北仁里高品位超大型伟晶岩型铌钽矿多金属被评为中地质学会十大找矿成果（刘翔等,2018），近年来在国家和部省众多项目的支撑下在其外围做了大量的科研与找矿勘探工作，本文以其西北部工作空白区—黄柏山地区为例，阐述本团队建立的中国华南植被覆盖稀有金属矿集区快速探测评价体系应用效果。

3.1 湘东北仁里矿区外围黄柏山预测区地质特征

研究区区域上位于扬子陆块雪峰构造带湘东北断隆带，属江南新元古造山带中段北缘（图2a），幕阜山西南缘（图2b）。黄柏山示范区（图2c）位于幕阜山岩体西南仁里伟晶岩密集区——仁里矿田西部，区内地层以走向北西、倾向南西的低角度冷家溪群云母片岩为主，是伟晶岩脉的围岩。区内北部出露燕山晚期第一次侵入体为中粗粒似斑状、片麻状黑云母二长花岗岩；
南部出露雪峰期梅仙岩体，岩性为中细粒黑云母斜长花岗岩及石英闪长岩。研究区内褶皱构造不发育，含稀有金属矿的载体为伟晶岩脉。

图2 黄柏山研究区大地构造位置图(a)、区域地质图(b)及地质简图(c)Fig.2 The geotectonic background(a),regional geological diagram(b)and geological sketch(c)of Huangbaishan demonstration area

3.2 快速探测评价技术体系的应用

本探测体系以含矿伟晶岩脉为最终识别目的，利用已有小比例尺区域重磁和地质成果，基于团队完成的区域光学遥感解释，遵循由已知到未知、循序渐进的原则，以实现该探测技术体系的快速评价。

3.2.1 高空探测

在本研究区所在区域上选择了湘东北仁里-公田一带（约1500 km2）的遥感数据进行了分析，具体的主要选择了光学ASTER和微波PALSAR两种数据（图3a、b）。ASTER是Terra卫星上的一种高级光学传感器，包括了从可见光到热红外共14个光谱通道，其中3个可见光近红外波段（分辨率15 m）；
6个短波红外波段（分辨率30 m）；
5个热红外波段（分辨率90 m）。PALSAR是ALOS卫星相控阵型L波段合成孔径雷达，不受云层、天气和昼夜影响，可全天候观测，具有扫描式、合成孔径雷达、极化三种观测模式，空间分辨率7～44 m。数据预处理的主要手段有辐射定标、Flaash大气校正、几何校正和广义阴影光谱重建。取得的主要认识有：仁里-公田地区位于慕阜山岩体西南缘，整体属于隆升区，其北西部为断陷沉降盆，北东向区域性断裂为滑脱边界，东南端以团山-桐车铺北东东向区域性断裂为界。区域内地层主要为青白口纪冷家溪群浅变质岩系，岩性主要为绢云母板岩、绢云母含钙质细砂岩、绢云母砂质板岩。岩浆岩主要为燕山期黑（二）云母二长花岗岩、黑云母花岗岩，另西南部分布有时代不明的黑云母花岗闪长岩、黑云母斜长花岗岩等。仁里-公田地区内部以梅仙-南江桥北东向断裂为界，分为2个不同的构造体系。南东部受幕阜山岩体西南伸出端和梅仙岩体影响，北西向构造变形带整体呈狭长条带，并存在一定的右旋扭作用，表现出一定的反“S”弧度，北东向和北东东向断裂构造后期切错早期北西向构造变形带，仁里超大型矿床即就位于该地区。北西部整体为一向南西倾的滑脱构造带，北西向构造形迹影像特征非常明显，对应于地质上北西向层间滑脱断裂构造或层内板理、片理构造。北东向区域性断裂影像形迹特征显著，往往切错早期北西向构造。南北向断裂构造主要分布于区域北西部慕阜山岩体内，规模较小。构造次序（从早到晚）：北西向-北东东向-北东向-南北向。

图3 华南湘东北公田-仁里光学遥感图像(a)及其地质解释结果图(b)1—第四系；
2—含砾石砂岩；
3—石英砂岩；
4—钙泥质石英砂岩；
5—白垩系花岗质砂砾岩；
6—震旦系并层；
7—冷家溪群并层；
8—绢云母钙质砂岩；
9—绢云母变质砂岩；
10—变砂质绢云母板岩；
11—砂质绢云母板岩；
12—绢云母变质细沙岩；
13—夹变质细砂岩；
14—中细粒斑状黑云母二长花岗岩；
15—中细粒黑云母二长花岗岩；
16—细中粒黑云母花岗闪长岩；
17—中细粒黑云母斜长花岗岩；
18—花岗伟晶岩脉；
19—北东向断裂构造；
20—北西向断裂构造；
21—黄柏山示范区；
22—水库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

搜集的研究区内1∶50 000区域航磁探测结果（崔志强等,2015;2016）表明，湘东北幕阜山地区呈现明显的正异常，该异常为磁性花岗岩引起，化极上延2～20 km后异常仍然存在，表明异常规模大，延深大；
在较大比例尺的幕阜山航磁△T化极中，最大值在幕阜山岩体及其南缘。仁里地段地表对应地层主要为冷家溪群浅变质碎屑岩变质岩，根据变质程度，属无磁性-中强磁性层，推断引起异常的地质原因属深部偏基性的变质结晶基底，同时认为本地区稀有金属为亲石元素（表明稀有金属的物质来源可能与深部岩体有关）。

3.2.2 低空探测

低空探测利用了高光谱遥感，遥感数据源主要采用GF-2号卫星数据和无人机（UAV）高光谱数据，其中GF-2数据编号为：GF2_PMS2_E113.6_N28.8_20201111_L1A0005183888，成像时间为：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个多光谱波段；
无人机（UAV）高光谱数据由大疆MPro600无人机搭载美国Headwall高光谱相机进行拍摄采集，Headwall高光谱相机波段范围0.40～1.0μm，波谱分辨率1～3 nm，270个波段，飞行高度300 m和400 m两种，空间分辨率28～40 cm。遥感数据预处理除传统辐射定标、大气校正、几何校正外，本次工作采用了团队自主研发的广义阴影光谱重建技术进行处理（张利军等,2020;2021），解决了因研究区地形起伏大、遥感图像地形阴影多、地物光谱曲线扭曲等光谱重建难题（图4b）。基于自主研发的植被抑制及岩石土壤信息还原新技术（张利军等,2019）对低空探测区域内进行了较好的还原（图4c）。

据图4c，黄柏山研究区北西向构造主要为青白口系冷家溪群古老地层北西走向的挤压-伸展构造层，为一单斜构造，西北角靠近慕阜山岩体部分受挤压应力作用强烈，紧密定向排列明显，南部后期伸展作用明显，相对舒缓开阔，二者之间为一地质结构面；
另研究区内叠加一组北东向后期破坏断裂构造。

如何从高光谱遥感获取稀有金属蚀变矿化信息是本次快速评价体系面积性探测工作的重要落脚点，传统的矿化蚀变信息提取主要为诊断性提取方法，但岩矿的特征吸收波段往往在SWIR和TIR谱段，而该谱段的高精度数据非常稀缺，严重的制约了本领域的快速发展。因此笔者基于团队研发的一套非诊断式遥感光谱信息提取新方法（张利军等,2021），得到了研究区构造和伟晶岩矿化蚀变信息（图4d）（其中构造用红色实线表示，蚀变信息用彩色色斑表示，并识别了各种类型的地层）。

图4 华南湘东北地区仁里矿田黄柏山研究区高光谱遥感处理过程及成果图a.常规高光谱遥感图片；
b.广义阴影光谱重建遥感图片；
c.植被抑制后遥感图片；
d.蚀变反演解释遥感图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 地表探测

地表探测方面，本体系利用视电阻率、土壤地球化学和X荧光探测方法，探测尺度一般为1∶10 000～1∶5000，探测数据成图一般为等值线图和平面剖面图，基于本团队研发的标本与电性扫面数据的对应新方法（曹创华等,2021）确定了研究区内伟晶岩脉的平面分布特征（图5a）。野外试验时视电阻率和土壤地球化学探测采用的数据采集网度均是线距100 m、点距20 m，视电阻率扫面探测选用SQ-5型双频激电仪、探测装置为中间梯度法。土壤地球化学数据野外采集物质成份主要为黏土、亚黏土、粉砂等。样品采集时，穿过腐质层，主要在淋积层采集，野外采集样品重量大于300 g，土壤测量的样品自然粒度加工过20目筛孔，每个样品晒后（干燥后）的重量不少于150 g，后续处理数据时发现若以相关距离系数20作为划分标准（Christopher et al.,2021;Abuamarah et al.,2021），结果表现出Nb、Ta、Be、Sn、Li、Mo、Bi、Rb元素在一组内，呈现出明显的相关特征，这组元素反映了与伟晶岩脉密切相关的稀有金属元素组合特征。基于探测结果，笔者认为视电阻率面积性成果作为本体系的伟晶岩脉分布识别主要方法，地球化学土壤测量为矿化伟晶岩脉富集区提供了直接指示。

图5 黄柏山研究区物化探地表探测成果图a.视电阻率扫面等值线；
b.土壤地球化学Be异常等值线；
c.土壤地球化学Nb异常等值线；
d.土壤地球化学Ta异常等值线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 深部探测

利用上述黄柏山研究区低空高光谱遥感蚀变解译成果，结合物探视电阻率和化探土壤面积性成果，综合锁定了成矿最优靶区面积性分布，选择区内若干条剖面进行深部探测（图4、图6中黑色实线）。本体系深部预测根据探测深度可分为2个方面，一是探测上述步骤发现的伟晶岩脉的深部延伸情况建议用电阻率测深，二是探索成矿物质来源深部的岩体界面建议用频率域电磁测深法（AMT/CSAMT/MT法）。

3.3 异常查证

3.3.1 面积异常查证

视电阻率探测成果为图5a，土壤地球化学本次分析了Nb、Ta、Li、Be、W、Sn、Bi、Mo、Rb、Sr、B、Ba、Mn、Cu、Pb、Zn、Ag、Sb、Hg、As等20种元素，因篇幅所限，此处仅列出与本区域成矿密切相关的Nb、Ta和Be成果（5b～d）。结合图4d，共识别了6条近NW-SE向的异常带（图6），分别命名为yc1、yc2、yc3、yc4、yc5和yc6；
经过异常现场查证，其中，yc1为北侧的伟晶岩脉，此脉体圈定靶区含矿性较好，野外异常查证发现了铌钽矿（图7a），且疑似为仁里矿区5号脉的延伸；
yc2物化遥异常均存在明显的指示，证实其伟晶岩脉含矿性较好且近地表存在露头，在此处结合地形地貌等条件布设了zk01，见矿效果良好；
yc3位于物化探探测测线18、19线大号点，物化探异常对应非常好，遥感蚀变反演效果一般（因存在残积土覆盖），验证结果见图7b；
yc4为研究区贯穿全区的异常带，视电阻率伟晶岩脉异常呈带状分布，东南和西北部都未封闭，从遥感蚀变反演结果来看矿化呈“分枝复合，膨胀收缩”特征，显示出此条异常带可能延绵几公里以上，东南部连接仁里矿区的伟晶岩脉带，异常查证见图7c；
yc5位于研究区西南部，异常查证时发现部分异常段存在露头，也存在蚀变；
yc6位于测区中南部，异常查证时全为第四系覆盖，无遥感蚀变异常，但此区域为化探稀有金属组合异常峰值所在区域，且物化探异常存在小范围偏移，推断为地形起伏所致，异常拨土发现了含矿伟晶岩脉（图7d）。

图6 黄柏山研究区物化探综合异常成果图Fig.6 Map of comprehensive anomaly results of geophysical and geochemical exploration in Huangbaishan demonstration area,physical,chemical and telecomposite

图7 黄柏山研究区面积性靶区验证结果a.图6中yc1处野外景观；
b.图6中yc 3处野外景观；
c.图6中yc4处野外景观；
d.图6中yc6处野外景观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 深部异常验证

上述成果中面积性异常查证效果较好，对应异常经过物化遥综合信息即可确定异常的性质及平面分布特征，实现了快速靶区优选，为了验证探测方法对深部伟晶岩脉异常体的空间分布特征有效性判别，在研究区14线（图4、图6中黑色实线）以20 m点距进行了X荧光、视电阻率垂向测深，结合上述yc2化探综合异常区特征进行了从平面到垂向空间的异常分布预测。X荧光探测了Be、Ce、Cs、La、Li、Nb、Rb等11个元素，因篇幅所限图8中仅仅列出了Rb、Nb两种元素的异常曲线（图8a）；
图8b为利用双频激电仪基于中间梯度法采集的剖面视电阻率曲线图，采集数据时同时采集了激发极化参数Fs，未见此区域内有明显的激电异常，认为近地表300 m以浅不存在硫化物矿物蚀变，与伟晶岩型稀有金属矿无关，所以没有列出数据；
图8c为视电阻率垂向测深，供电最大极距为1.5 km，采集数据所用探测装置利用对称四极法，利用高斯-牛顿最优化方法进行了反演（曹创华等,2019）；
图8d为沿剖面前进方向截取的遥感蚀变反演和土壤地球化学叠合的综合异常及钻孔平面位置图，钻孔结合异常分布及实际场地选择了综合异常富集中心；
图8e为钻探结果结合地表地质填图所绘制的地质剖面图，显示了综合物化遥信息对指导钻孔定位及空间伟晶岩脉的分布起到了良好的作用。

具体的，图8a中存在4个异常峰值区间，分别是探测剖面100～300 m、400～500 m、600～700 m和750～900 m，指示存在稀有金属富集；
图8b中存在3个异常峰值区间，分别是150～300 m、400～500 m和550～700 m，证实这3个区段存在伟晶岩脉；
结合图8c反演电阻率断面特征，100～300 m存在一个倾向西南的伟晶岩脉且富Nb元素，且这段伟晶岩脉呈局部膨大特征；
400～500 m呈现出较小的倾向东南的相对高电阻率异常，且呈现出Rb元素富集在伟晶岩脉边缘而Nb元素的往往聚集在其内；
600～700 m段在反演电阻率断面中呈现出区内规模最大的伟晶岩异常带，根据曲线判断倾向东南，表现出Rb元素富集程度相对高于Nb元素；
750～900 m是全剖面X荧光及土壤地球化学异常最强的部位，但浅部电阻率较低，证实位于热液蚀变边缘，且由于600～700 m段大的伟晶岩脉后期穿入冷家溪地层时破坏近地表，致使裂隙较为发育引起钻探的第一层矿体变为相对低电阻率，此区段整体上表现出Rb和Nb元素同变化的趋势。

图8 黄柏山研究区14线地球物理地球化学综合探测及钻探验证结果a.X荧光Rb和Nb探测剖面曲线；
b.视电阻率异常探测剖面曲线；
c.视电阻率垂向测深反演剖面；
d.14线遥感和土壤地球化学组合异常及钻孔布设图；
e.14线地质钻探剖面1—Rb曲线；
2—Nb曲线；
3—视电阻率曲线；
4—电阻率等值面；
5—土壤化探综合异常曲线；
6—板溪群；
7—隐伏岩体；
8—钻孔；
9—土壤化学样采样点；
10—含矿伟晶岩脉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

（1）文章经过大量的试验和实践工作，建立了中国华南“空天地”探测快速评价体系。该体系以“物化遥”3个细分探测方法为依据，实现了华南稀有金属矿床的高效、绿色勘查。各大类方法识别矿致异常的功能为：区域航空重力以识别岩体为主、区域航磁以识别热液蚀变分带为主、区域遥感以识别区域构造和地层格架为主、高光谱遥感以识别反演矿化蚀变信息、视电阻率扫面识别岩体外围的伟晶岩脉为主、土壤地球化学直接指示了稀有金属在地表的分布范围。

（2）在本方法技术体系的指导下，黄柏山研究区取得了良好的找矿效果。本体系以不同尺度遥感技术为切入点，以物化探技术多数据锁定矿致区域，辅以少量地质调查工作进行异常查证，相关成果为中国华南植被覆盖区稀有金属乃至其他紧缺性战略性矿产资源快速探测评价提供了模式，改变了以往依靠大量人力、物力首先进行地质填图等地表规模化调查工作，在黄柏山研究区11线发现了多层含矿伟晶岩脉，充分证实了这种快速探测技术体系的理念和做法是可复制、可推广的。