相山地區(qū)火山巖型鈾礦床地球物理找礦標(biāo)志

李曉翠

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029）

相山地區(qū)火山巖型鈾礦床地球物理找礦標(biāo)志

李曉翠

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029）

相山地區(qū)是我國最主要的火山巖型鈾礦區(qū)，是國土資源部設(shè)立的第2批整裝勘查區(qū)之一。從重力異常、航磁異常和航放異常三個(gè)方面，分析了相山礦田區(qū)域地球物理特征，同時(shí)結(jié)合地質(zhì)要素，歸納總結(jié)了相山地區(qū)典型火山巖型鈾礦床地質(zhì)-地球物理找礦標(biāo)志。

相山地區(qū)；火山巖型鈾礦床；地質(zhì)-地球物理

相山礦田位于江西省樂安縣與崇仁縣毗鄰地帶，是華南最大的產(chǎn)于火山-侵入雜巖體中的熱液脈型鈾礦田［1］。前人在巖漿演化、巖石地球化學(xué)、蝕變、成礦機(jī)理、成礦條件、控礦因素和成礦模式等方面研究工作取得了大量成果［2-8］。而在地球物理方面，往往側(cè)重于單方面的研究，對(duì)礦田整體地球物理特征研究較少。從重力、航磁和航放異常三方面分析了相山鈾礦田的地球物理找礦標(biāo)志，結(jié)合鈾成礦地質(zhì)背景，對(duì)典型礦床賦存地段的地質(zhì)-地球物理找礦標(biāo)志進(jìn)行了歸納總結(jié)。

1 地質(zhì)概況

江西相山火山盆地位于揚(yáng)子陸塊與華南陸塊兩個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元的交接部位，處于贛杭火山巖型鈾成礦帶的西南端，其平面形態(tài)為東西長約26 km、南北寬約16 km的橢圓狀（圖1）。盆地主要由變質(zhì)巖基底和火山巖蓋層組成，其中，基底主要為震旦系淺變質(zhì)巖，出露于盆地四周，部分地段發(fā)育下石炭統(tǒng)、上三疊統(tǒng)沉積建造［9］；蓋層為一套下白堊統(tǒng)火山巖系及出露于火山盆地西側(cè)的白堊紀(jì)紅層，分為打鼓頂組和鵝湖嶺組，鵝湖嶺組以碎斑熔巖為主，是蓋層火山巖系的主體巖性，分布面積廣，約占蓋層面積的80%［10］。大規(guī)?；鹕交顒?dòng)期后，次火山巖沿層間離張構(gòu)造和環(huán)狀火山斷裂構(gòu)造侵入并受其控制，以不規(guī)則的弧形和半環(huán)形圍繞在盆緣的北、東、南部出露，巖性主要為花崗斑巖。

相山火山盆地基底和蓋層構(gòu)造存在明顯差異?；鹕脚璧鼗讟?gòu)造有EW、SN、NE、NW向4組，EW向構(gòu)造為基底主構(gòu)造線，SN向構(gòu)造次之；蓋層構(gòu)造表現(xiàn)為以NE向?yàn)橹鲗?dǎo)，NW向次之的線性斷裂和火山塌陷環(huán)狀斷裂的構(gòu)造格局，線性斷裂構(gòu)造多是基底斷裂的繼承和發(fā)展，火山作用過程中巖漿活動(dòng)和重力等作用下產(chǎn)生的火山塌陷構(gòu)造也往往利用、改造基底構(gòu)造。相山礦田內(nèi)的鈾礦床主要受斷裂構(gòu)造控制，但在空間上分布不均勻，東南部礦床較少，西北部礦床無論是數(shù)量還是品位都明顯好于東南部。西部的鈾礦床主要受近EW向基底斷陷帶與NE向的區(qū)域性斷裂或與菱形塊體以及火山塌陷構(gòu)造的復(fù)合控制；北部的鈾礦床多定位于NE向區(qū)域性斷裂與環(huán)狀或弧形火山構(gòu)造的復(fù)合部位，鈾礦體的空間產(chǎn)出受低級(jí)別、低序次的斷裂或裂隙密集帶控制。

礦田內(nèi)礦床成礦部位較多，主要有基底構(gòu)造與蓋層構(gòu)造復(fù)合部位、不同地層（巖性）界面與斷裂交匯部位、次火山巖巖體形態(tài)變異部位、不同方向的斷裂構(gòu)造交叉、復(fù)合部位以及主斷裂旁側(cè)次級(jí)斷裂和裂隙帶發(fā)育部位等。

2 區(qū)域地球物理場特征

2.1 重力異常特征

相山地區(qū)巖石的密度變化及巖體間的密度差異決定了區(qū)內(nèi)重力場的分布及特征，相山地區(qū)的重力異?？傮w上由西部的似帶狀重力低異常和中東部的環(huán)形重力低異常組成（圖2）。

環(huán)形展布的布格重力異常梯度帶，尤其是轉(zhuǎn)折部位附近，是重力異常預(yù)測火山巖型鈾礦床的標(biāo)志之一。通過對(duì)重力異常的上延處理，認(rèn)為本區(qū)的深大斷裂有EW、SN、NE和NW向4組，4組斷裂均以環(huán)形重力異常等值線的轉(zhuǎn)折為特征，對(duì)鈾礦床的形成及賦存起著重要作用。EW向基底構(gòu)造斷陷帶（F1、F2）及盆緣斷裂帶（F3、F4）屬隱伏型，是巖漿活動(dòng)的通道，為盆地基底的主構(gòu)造線，并控制了礦集帶的分布；SN向斷裂帶（F5、F6）與F1、F2呈“井”字交匯，定位了相山火山口，并局部控制了火山口的發(fā)育，在北部礦集區(qū)，這組斷裂帶控制了礦床東西分布的范圍［11］；NE向斷裂帶（F7、F8和F9）最為發(fā)育，具長期活動(dòng)性，規(guī)模最大的F7斷裂是切穿火山機(jī)構(gòu)的深大斷裂，在EW與SN向斷裂交匯的“井”字中，導(dǎo)通了深部巖漿使之噴出，NE向斷裂構(gòu)造大多切穿蓋層，往往與火山構(gòu)造復(fù)合，尤其在盆地西部，伴隨NW向斷裂，形成系列菱形斷塊，蓋層中深切基底的NE、NW向斷裂構(gòu)造與EW向基底斷陷帶交匯形成礦床定位的有利條件，再有火山塌陷的復(fù)合，則是形成富大礦床的條件［11］。

重力異常值－19×10-5～－22×10-5m·s-2范圍內(nèi)，重力異常等值線彎曲多變地段以及此異常值范圍內(nèi)根據(jù)重力反演，得出的約1 400m以上的深度范圍，是重力異常預(yù)測火山巖型鈾礦床的標(biāo)志之二?；鬃冑|(zhì)巖的隆坳變化引起了重力異常的高低變化。相山中東部，是一重力異常等值線環(huán)繞的重力低值區(qū)，反映以相山為中心的火山塌陷盆地，盆地的基底，自周邊向中心，呈環(huán)狀逐級(jí)斷陷，由外向里，基底深度逐級(jí)加深。環(huán)狀重力異常等值線的分布、形態(tài)及疏密程度，與巖漿作用方式及形成先后順序有關(guān)，其中：－24×10-5～－32×10-5m·s-2高度密集的重力異常等值線所環(huán)繞的地帶，為盆地中火山噴發(fā)期的巖相分布區(qū)，對(duì)應(yīng)的深度為2 200～＞2 800 m，巖性主要是打鼓頂組流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r及流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r；－19×10-5～－24×10-5m·s-2較稀疏的重力異常等值線所環(huán)繞的地帶，為盆地中火山侵出巖相分布區(qū)，對(duì)應(yīng)的深度為地表～2 200 m，巖性主要是鵝湖嶺組碎斑熔巖；靠近盆地最外部邊緣－19×10-5～－22×10-5m·s-2重力異常等值線彎曲多變，對(duì)應(yīng)大量淺成、超淺成巖體侵入的巖相分布區(qū)，侵入的巖體主要是花崗斑巖、流紋英安斑巖等，該地帶的基底深度最大為1 400m，從相山地區(qū)布格重力異常圖（圖2）看出，相山礦田已探明的鈾礦床主要賦存于此地段內(nèi)。

2.2 航磁異常特征

不同面貌的磁場分界線、航磁異常梯度帶以及航磁異常等值線彎曲多變部位是航磁異常預(yù)測火山巖型鈾礦床的標(biāo)志之一。從相山地區(qū)航磁異常圖上（圖3）看出，本區(qū)總體表現(xiàn)為一弱磁異常特征，盆地外圍呈平靜負(fù)磁場，盆內(nèi)則顯示為雜亂而總體較弱的磁場特征。這是因?yàn)閷?duì)于相山這種基底與蓋層構(gòu)成的二元結(jié)構(gòu)盆地，基本無磁性的變質(zhì)巖基底形成了本區(qū)平靜的區(qū)域負(fù)磁場，而雜亂弱磁性的酸性火山雜巖蓋層則形成了盆地內(nèi)的雜亂弱磁異常場，兩者界線清晰，雜亂弱磁場在四周平靜區(qū)域負(fù)磁場的背景上能勾畫出清晰的盆地輪廓［12］。基底與蓋層多層次地質(zhì)構(gòu)造對(duì)磁場分布也具有控制作用，地質(zhì)構(gòu)造線往往成為不同特征磁場的界線、形成某種線性的磁異常帶或磁異常突變帶及錯(cuò)動(dòng)帶。由于本區(qū)的磁場分界線、磁異常梯度帶以及異常等值線彎曲多變部位與盆地邊緣及斷裂構(gòu)造密切相關(guān)，因此成為航磁異常預(yù)測火山巖型鈾礦床的重要標(biāo)志。

EW向展布、面積較大、平緩分布的負(fù)磁異常帶邊緣是航磁異常預(yù)測火山巖型鈾礦床的標(biāo)志之二?；鹕綆r各巖性之間存在一定的磁性差異，這些具有磁性差異的地質(zhì)體在疊加磁場中分別產(chǎn)生形態(tài)和強(qiáng)度不同的局部磁異常場。區(qū)內(nèi)鵝湖嶺組碎斑熔巖遍及全盆地，其含礦量占相山礦田所有含礦巖性總含礦量比例最高，達(dá)到41%，形成－20～－60 nT的負(fù)磁異常區(qū)，異常區(qū)呈面狀分布，面積較大，磁異常值變化較為平緩，這是由于碎斑熔巖與基底平緩接觸造成的。受區(qū)內(nèi)EW向深大斷裂影響，負(fù)磁異常（－40、－30 nT）自南至北呈EW走向帶狀分布，從而形成了自南至北隆坳相間的EW向隆起和斷陷帶，隆坳部位的邊緣是本區(qū)鈾礦賦存的地段。

負(fù)磁異常帶內(nèi)或附近的局部負(fù)磁異常所在地段是航磁異常預(yù)測火山巖型鈾礦床的標(biāo)志之三。相山火山盆地內(nèi)鈾礦床主要受到礦田內(nèi)斷裂構(gòu)造控制，分布不均勻，主要集中在火山盆地的西部和北部，而東部和南部僅發(fā)現(xiàn)一些礦點(diǎn)，在航磁異常圖上反映為西北部以負(fù)磁異常為主，東南部磁異常主要是正磁異常。區(qū)內(nèi)負(fù)磁異常帶除受深大斷裂影響外，其后又受次級(jí)斷裂的錯(cuò)斷，形成不同形態(tài)的局部負(fù)磁異常，局部負(fù)磁異常反映的多組斷裂交匯部位，是預(yù)測鈾礦賦存地段的標(biāo)志。

2.3 航放異常特征

大面積高含量鈾暈分布是航放異常預(yù)測火山巖型鈾礦床的標(biāo)志之一?；钚遭櫤渴怯矛F(xiàn)實(shí)測鈾與初始鈾含量之間的差異表征在成巖后期鈾元素活化遷移的數(shù)值，從而對(duì)測區(qū)內(nèi)鈾元素淋失或疊加富集的狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)［13-14］。相山地區(qū)的鈾礦床、礦點(diǎn)絕大部分分布在西北部的鈾遷入?yún)^(qū)和過渡區(qū)內(nèi)（圖4）。γ能譜測量反映的鈾遷入及遷出區(qū)，是地表的鈾暈反映，鈾暈的面積及鈾含量與地表覆蓋下的巖性及鈾含量有關(guān)，本地區(qū)鈾暈下面的巖性，主要是碎斑熔巖和花崗斑巖，這兩種巖性U含量較高，是相山鈾礦田的主要含礦巖性，該巖性遍及盆地大部分地區(qū)，在活性鈾含量分布圖（圖4）上反映為大面積高含量鈾暈分布。此外，鈾暈的面積及其鈾含量還與鈾礦化的近地表表生改造作用有關(guān)，盆地西北部地區(qū)鈾礦化的表生改造作用強(qiáng)，大面積鈾遷入?yún)^(qū)的周邊環(huán)繞著較大面積分布的鈾遷出區(qū)，并孕育了大量鈾礦床。而盆地東南部的鈾暈面積雖與西部相當(dāng)，但其周邊除靠近相山的地帶外，其他地方很少有鈾遷出區(qū)，表明鈾礦化的表生改造作用差，以致未能在地表淺處形成礦床，但不能否定較深部位成礦的可能性。

大面積低鉀反映的K量遷出區(qū)是航放異常預(yù)測火山巖型鈾礦床的標(biāo)志之二。從相山地區(qū)鉀含量分布圖（圖5）上可以看出，鈾礦床主要分布在K的遷出區(qū)，這是近地表處地球化學(xué)環(huán)境的異常性質(zhì)造成的，該異常性在相山盆地的西北部最為明顯，主要表現(xiàn)為低K巖性的變質(zhì)巖呈現(xiàn)高K現(xiàn)象，而相對(duì)高K巖性的碎斑熔巖及花崗斑巖分布區(qū)，卻呈現(xiàn)K量偏低狀態(tài)。在這些地段，K含量由于受風(fēng)化剝蝕、表生改造作用及蝕變影響等而流失，表明鈾礦化與K的富集呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3 地質(zhì)-地球物理找礦標(biāo)志

將相山地區(qū)斷裂構(gòu)造、含礦層（體）、蝕變、鈾礦化信息等成礦要素與重力、航磁及航放異常特征結(jié)合進(jìn)行分析，歸納總結(jié)出相山地區(qū)火山巖型鈾礦床地質(zhì)-地球物理找礦標(biāo)志（表1）。

根據(jù)重磁異常的綜合分析與解釋，可判斷有利于鈾成礦的地質(zhì)構(gòu)造和深部地殼特征，且兩種資料可以相互印證、相互補(bǔ)充，依據(jù)航空γ能譜U、Th、K分布特征，可為判斷鈾源、含礦巖性、地球化學(xué)環(huán)境等提供有用信息，從而為圈定含鈾區(qū)和探明鈾礦體提供依據(jù)。

4 結(jié)語

主要從重力、航磁和航放異常三方面分析了相山鈾礦田的地球物理找礦標(biāo)志，并對(duì)典型礦床賦存地段的地質(zhì)-地球物理找礦標(biāo)志進(jìn)行了歸納總結(jié)，以期為下一步工作提供科學(xué)依據(jù)。

相山礦田經(jīng)過多年的地質(zhì)勘查和研究，已探明了大量的鈾礦床，但大多處于地表或地下較淺的部位。因此，綜合運(yùn)用地質(zhì)、地球物理結(jié)合地球化學(xué)等手段提取礦化信息成為深部找礦的關(guān)鍵，地質(zhì)與物（化）探信息有機(jī)結(jié)合，建立更加實(shí)用的地質(zhì)-地球物理找礦模式仍需進(jìn)一步探索。

致謝：物探解譯工作由崔煥敏研究員級(jí)高級(jí)工程師完成，在此深表感謝。

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Geophysical criteria for ore prospecting volcanic type uranium deposits in Xiangshan area

LIXiao-cui

（CNNC Key Laboratory of Uranium Resource Exlporation and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China）

As the most important uranium orefield of volcanic type in China，Xiangshan has been established as one of the integrated exploration areas in second batch by the Ministry of Land and Resources.Some geophysical features for prospecting uranium deposits were summarized in gravity anomaly，aeromagnetic anomaly and airborne radioactivities anomaly，and ways of the geologicalgeophysical criteria for further prospecting the volcanic type uranium deposits have been set up in Xiangshan area by combining with the geological elements.

Xiangshan area；volcanic type uranium deposit；geological-geophysical criteria

P3；P619.14

A

1672-0636（2014）02-0103-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2014.02.007

中核集團(tuán)公司重點(diǎn)科技專項(xiàng)“鈾礦大基地資源擴(kuò)大與評(píng)價(jià)技術(shù)”項(xiàng)目資助（項(xiàng)目編號(hào)：ZD162）

2013-12-12；

2014-02-25

李曉翠（1982—），女，河北衡水人，碩士，工程師，主要從事鈾礦地質(zhì)研究與評(píng)價(jià)工作。

E-mail:cnnclxc9818@163.com