硬巖型鈾礦化（點、帶）地球物理特征

王志宏，全旭東，王利民，山科社，郭新紅

（核工業(yè)航測遙感中心，河北 石家莊 050002）

0 前言

硬巖型鈾礦是我國主要的鈾礦類型之一，經(jīng)過前幾輪勘查，該類鈾礦床地表和淺部規(guī)模較大的已得到揭露，而淺～深部隱伏鈾礦就成為主要探測對象，找礦難度愈來愈大，成本愈來愈高。在這種情況下，使用單一的手段尋找這類礦床已不能完全適應(yīng)當(dāng)前鈾礦地質(zhì)所面臨的新形勢和艱巨任務(wù)，需開展綜合物探找礦，來圈定鈾成礦有利地段［1－2］。

作者介紹了不同地區(qū)綜合物探方法的勘查效果，分析總結(jié)了硬巖型鈾礦床（點、帶）的地球物理特征，為尋找該類鈾礦有利地段提供了重要信息。

1 桃山地區(qū)

1.1 地質(zhì)及物性特征

桃山地區(qū)經(jīng)過幾代地質(zhì)工作者的努力探索，已勘探出十二個鈾礦，發(fā)現(xiàn)了眾多鈾礦點帶。鈾礦大多數(shù)分布在兩條深裂的夾持部位，即北東向的大余～南城深斷裂（桃山斷裂）和北北東向鷹潭～安遠(yuǎn)深斷裂的夾持部位。在構(gòu)造的變異部位、構(gòu)造交結(jié)點、隱伏小巖體、巖脈、蝕變巖帶等部位，被認(rèn)為是鈾成礦最有利的部位，其中又以桃山巖體中部的燕山早期晚階段打鼓寨（由中粒二云母花崗巖、中粒少斑黑云母花崗巖、中粒黑云母花崗巖組成）內(nèi)外接觸帶最為集中［4］。

由表1可知，桃山地區(qū)巖石磁性大小與花崗巖中黑色礦物含量有關(guān)，二長花崗巖（ηγ）磁化率最高，次為中粒黑云母花崗巖（2bγ52－3）、細(xì)粒二云母花崗巖（3mγ），其余巖石磁化率則較小。中粒黑云母花崗巖（2bγ52－3）為中阻特征，中粒二云母花崗巖 （2mbγ52－3）、中細(xì)粒二云母花崗巖（2－3mbγ52－3）、花崗斑巖（γπ）電阻率為中低阻特征，而中粗粒黑云母花崗巖（1－2bγ52－1）、細(xì)粒二云母花崗巖（3mbγ）、構(gòu)造角礫巖則為高阻特征。

1.2 地球物理特征

1.2.1 電阻率特征

圖1為桃山地區(qū)L02線反演電阻率及△T磁異常、氡含量曲線綜合剖面圖，平距800m附近為6214鈾礦床。由圖1（a）中可以看出，△T磁異常曲線在礦床附近出現(xiàn)明顯的跳躍變化，其兩則△T磁異則相對平穩(wěn)，磁異常表現(xiàn)為負(fù)磁異常，磁場強度一般為－50nT左右?；钚蕴抠Y料反映，鈾礦床附近氡含量出現(xiàn)明顯的異常高值，兩側(cè)表現(xiàn)為背景值，較好地反映了深部的鈾源信息［10］；從圖1（b）可以看出，6214鈾礦床附近，位于桃山斷裂與黃潭斷裂之間，構(gòu)造裂隙密集發(fā)育，巖石破碎。電阻率等值線整體呈“凹”槽狀，電阻率一般小于1 000Ω·m，中間夾團塊狀低阻，構(gòu)造裂隙在海拔－500m以淺影響寬度較大，約為600m，而以深其影響減小。

圖2可以看出，桃山地區(qū)反演電阻率整體呈高阻特征，北部、東部存在條帶狀、團塊狀中低阻。桃山斷裂附近總體呈中低阻特征，而各礦床均處于高電阻率、低電阻率過渡區(qū)附近。6214礦床、6217礦床及K2礦床一般位于低阻與中阻過渡帶偏低阻區(qū)一側(cè)，反演電阻率一般小于1 000Ω·m；6213礦床、K1礦床及6218礦床則一般位于中阻與高阻過渡段偏中阻區(qū)一側(cè)，反演電阻率一般為1 500Ω·m左右。

1.2.2 磁場特征

由△T異常等值線平面圖（見圖3）可以看出，區(qū)內(nèi)磁場面貌總體呈“C”狀，西部和南部為負(fù)磁場區(qū)，北東部則為正磁場區(qū)。西部負(fù)磁場區(qū)磁場強度均小于0nT，由地質(zhì)資料可知，該磁場特征主要與中粗粒黑云母花崗巖、中粒二云母花崗巖巖性有關(guān)，且與區(qū)內(nèi)巖石構(gòu)造裂隙相對發(fā)育也有一定關(guān)系。北東部正磁場區(qū)磁場強度均大于0nT，局部地段存在磁場強度均大于50nT團塊狀強磁異常。據(jù)地質(zhì)資料可知，該區(qū)地表出露中粒二云母花崗巖、中粗粒黑云母花崗巖。由物性資料可知，該巖性在區(qū)內(nèi)只可能引起中等磁場強度，推測該區(qū)強磁異常可能是由深部的中粒斑狀黑云母二長花崗巖引起的。東南負(fù)磁區(qū)磁場強度均小于0nT，主要是由中粗粒黑云母花崗巖和中粒黑云母花崗巖等巖性引起，且與區(qū)內(nèi)巖石構(gòu)造裂隙相對發(fā)育有關(guān)。

6213礦床、K1礦床、6214礦床及6218礦床均位于△T強、弱磁異常過渡帶偏弱磁異常一側(cè)，△T磁異常一般為0nT左右，而K2礦床及6217礦床則位于強磁與較強磁異常區(qū)偏較強磁異常一側(cè)，△T磁異常一般為50nT左右。

表1 桃山地區(qū)巖石物性參數(shù)統(tǒng)計表Tab.1 Statistics of rock petrophysics in Taoshan district

2 紅山子地區(qū)

2.1 地質(zhì)及物性特征

基底主要由中、上志留統(tǒng)和二疊系組成，巖性主要為凝灰質(zhì)粉砂巖夾流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r、英安質(zhì)角礫凝灰?guī)r、灰綠色安山巖、玄武巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r夾砂巖、板巖、沉凝灰?guī)r等，蓋層主要由侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)和新近紀(jì)火山巖系構(gòu)造，賦礦層為上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組流紋巖和粗面巖［3］。

侵入巖廣泛發(fā)育，與鈾、鉬多金屬成礦關(guān)系密切。斷裂構(gòu)造按走向可劃分為NE向、NNE向、NW向、EW向四組斷裂。EW向斷裂形成時間最早，其次為NE向、NNE向及NW向，NW向斷裂最晚?；鹕剿葸^程中產(chǎn)生的F1弧形斷裂和F2層間滑動斷裂，為礦床的Ⅱ級控礦構(gòu)造，西部F1弧形斷裂控制著3號礦帶（點）、5號礦帶（點）、7號礦帶（點）、8號礦帶（點）、9號礦帶（點）的展布；東部F2層間斷裂，控制1礦帶（點）、2礦帶（點）、4礦帶（點）、12礦帶（點）的展布。

為了解區(qū)內(nèi)不同巖石的物性參數(shù)特征，在區(qū)內(nèi)進行了巖石物性測量，結(jié)果見表2。

圖3 桃山地區(qū)△T異常等值線圖Fig.3 Magnetic anomalies contour in Taoshan district

表2 紅山子地區(qū)巖石物性參數(shù)統(tǒng)計表Tab.2 Statistics of rock petrophysics in Hongshanzi district

由表2可知：①次安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r電阻率最大，為高阻電性特征；②花崗巖、正長斑巖為中阻電性特征；③粗面巖、流紋斑巖呈中低阻電性特征；④新近系橄欖玄武巖呈低阻電性特征。上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組粗面巖整體表現(xiàn)為強磁特征，變化范圍較大，介于在（4 006.1～8 352.1）×4π×10－6SI之間，當(dāng)粗面巖發(fā)生蝕變、含礦時，其磁性明顯增強；次安山巖磁化率為5 189×4π×10－6SI，為強磁性特征；安山質(zhì)凝灰?guī)r磁化率為2 483×4π×10－6SI；流紋巖磁化率為1 801×4π×10－6SI，為弱磁特征；花崗巖、橄欖玄武巖、正長斑巖的磁化率一般小于1 200×4π×10－6SI，為弱磁特征。

2.2 地球物理特征

2.2.1 電阻率特征

5號礦帶產(chǎn)于F1弧形斷裂上盤的碎裂鈉長石化粗面巖中，巖石較破碎，賦存最高標(biāo)高為1 527m，最低標(biāo)高為1 466m，垂深61m，礦石類型為鈾－鉬類型。圖4為過5號礦帶的L02線物探測量綜合剖面圖，測線平距1 150m處為5號礦床。由圖4可以看出，礦帶處由于斷裂的影響，巖石破碎、裂隙發(fā)育，反演電阻率等值線形態(tài)整體呈一“凹”字形，電阻率一般為500Ω·m，上部為低阻，下部為高阻特征；磁場特征則反映為正磁異常帶內(nèi)相對偏弱磁異常一側(cè)，磁異常強度一般為500nT左右。

2.2.2 磁場特征

由圖5可知，區(qū)內(nèi)含礦巖性粗面巖呈現(xiàn)為明顯的強磁場特征，整體呈北東向條帶狀分布。5號鈾礦化、6號鈾礦化、7號鈾礦化、8號鈾礦化、9號鈾礦化地段除8號鈾礦化地段位于強磁異常區(qū)內(nèi)，其余鈾礦化地段△T磁異常多位于強磁與弱磁異常過渡地段偏弱磁異常一側(cè)。9號礦化地段△T磁異常一般為0nT左右，西側(cè)為磁正磁異常，東側(cè)則為弱負(fù)磁異常；8號鈾礦化△T磁異常一般大于1 500nT，為強磁異常；5號鈾礦化、6號鈾礦化、7號鈾礦化地段△T磁異常一般為500nT左右，其一側(cè)強磁異常為2 000nT，弱磁異常一般為0nT。

3 硬巖型鈾礦化（點、帶）地球物理特征

通過對桃山、紅山子地區(qū)典型鈾礦化（點、帶）與地球物理場對應(yīng)關(guān)系分析，了解了不同地區(qū)鈾礦床（點、帶）附近巖石的地球物理場特征，結(jié)果表明：

（1）硬巖型鈾礦化（點、帶）由于受構(gòu)造作用，巖石破碎，同時構(gòu)造也改造或破壞了原主巖的鐵磁性物質(zhì)結(jié)構(gòu)，使磁性降低；同時由于地球化學(xué)、溫度等作用，使巖石因高溫?zé)崃髟馐芪g變礦化，導(dǎo)致巖石所謂的高溫蝕變退磁。因此，在鈾礦化（點、帶）周圍形成相對弱磁異常區(qū)，這種弱磁異常區(qū)有時甚至超過了鈾礦化（點、帶）的范圍，形成明顯的標(biāo)志。在△T磁異常等值線平面圖中，鈾礦化（點、帶）一般位于強弱磁異常過渡地帶偏弱磁異常一側(cè)［7－8］。

（2）硬巖型鈾礦化（點、帶）一般位于斷裂交匯的構(gòu)造結(jié)部位，其次為密集的節(jié)理帶附近。由于斷裂及密集的節(jié)理帶附近巖石破碎程度較高，裂隙發(fā)育，蝕變較強，電阻率明顯降低。鈾礦化（點、帶）在斷面圖中多呈高低阻梯度變化帶或中低阻區(qū)，平面圖中多位于中低阻過渡帶偏低阻一側(cè)［6］。

4 結(jié)論

在硬巖型鈾礦床外圍進行攻深找盲綜合地球物理勘查時，一方面要加強地質(zhì)研究，另一方面是應(yīng)開展綜合物探方法及地球物理模式綜合找礦，各種方法優(yōu)勢互補，這對探查深部鈾礦賦存有利地段，可以起到事半功倍的效果，可較好地解決硬巖型鈾礦深部探測的相關(guān)地質(zhì)問題，為新一輪鈾礦勘查提供有力手段［9－10］。

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