應(yīng)用伽馬能譜參數(shù)探討粵北地區(qū)鈾成礦規(guī)律及前景

王 娥

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì)，廣東廣州510800）

應(yīng)用伽馬能譜參數(shù)探討粵北地區(qū)鈾成礦規(guī)律及前景

王 娥*

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì)，廣東廣州510800）

根據(jù)對(duì)前人在粵北地區(qū)取得的伽馬能譜實(shí)測(cè)資料進(jìn)行再次綜合整理，分析高鈾區(qū)與鈾礦礦田間關(guān)系，根據(jù)礦田上高鈾區(qū)的伽馬能譜參數(shù)特征和高鈾區(qū)鈾元素的遷移、富集規(guī)律，總結(jié)出鈾礦田位于鎬鈾區(qū)內(nèi)和具有已知礦田參數(shù)特征的鈾富集區(qū)之中，并對(duì)礦田外圍未知地段高鈾區(qū)進(jìn)行篩選和成礦預(yù)測(cè)。

高鈾區(qū)；鈾富集區(qū)；伽馬能譜參數(shù)特征

研究區(qū)位于粵北的韶關(guān)地帶，地質(zhì)上位于南嶺東西向構(gòu)造帶的北—中亞帶。北亞帶由九峰、諸廣、坪田、油山、青嶂山巖體組成，中亞帶由大東山、貴東、熱水巖體組成。前人于1986年對(duì)粵北地區(qū)進(jìn)行了伽馬能譜測(cè)量，測(cè)區(qū)面積約為1.7×104km2，采用微機(jī)控制的四道伽馬能譜儀進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量精度相當(dāng)于1∶35萬(wàn)。此次根據(jù)探測(cè)結(jié)果，結(jié)合已有地質(zhì)資料，整理出該區(qū)的高鈾分布特征、礦田伽馬能譜特征以及高鈾區(qū)中鈾元素遷移富集特征。

1 高鈾區(qū)分布特征

測(cè)區(qū)內(nèi)，高鈾區(qū)在空間分布上具有以下特征：首先，所有高鈾區(qū)都受巖漿巖帶控制，成東西向展布，地層中規(guī)模小且呈零星狀。北亞帶共有14處高鈾區(qū)，其中諸廣巖體中有9處。如圖1所示。青嶂山體中有8處，編號(hào)為1、2、4、5、6、7、8、20號(hào)，青嶂山巖體中1處，編號(hào)為16號(hào)，坪田巖體中1外，編號(hào)為24號(hào)，油山巖體中1處，編號(hào)為15號(hào)，九峰巖體中2處，編號(hào)為18、23號(hào)。中亞帶共有8處高鈾區(qū)，其中大東山巖體中1處，編號(hào)為17號(hào)，貴東巖體中有5處高鈾區(qū)，編號(hào)為9、10、11、12、22號(hào)，熱水巖體中有2處高鈾區(qū)，編號(hào)為13、19號(hào)。其次，大多數(shù)高鈾區(qū)受一組或多組構(gòu)造聯(lián)合控制，礦田產(chǎn)于高鈾區(qū)中。如6號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出城口礦田，5號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出長(zhǎng)江礦田，2號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出百順礦田，1、20號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出欄河礦床和全安礦田；9號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出下莊礦田。此外14號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出271、274礦床，16號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出273礦床。由上可見(jiàn)，粵北花崗巖類(lèi)型鈾礦田都位于伽馬能譜高鈾區(qū)內(nèi)或在它的邊緣。但是研究區(qū)內(nèi)還有許多規(guī)模較大的高鈾區(qū)，至今仍未發(fā)現(xiàn)礦床，如諸廣巖體中3、4、8號(hào)高鈾區(qū)，貴東巖體中的11、12號(hào)高鈾區(qū)，熱水巖體中的13號(hào)高鈾區(qū)，油山巖體中的15號(hào)高鈾區(qū)等，為評(píng)價(jià)為些高鈾區(qū)的找礦遠(yuǎn)景，統(tǒng)計(jì)了下莊礦田、長(zhǎng)江礦田、城品礦田、百順礦田、全安礦田和已知非礦龍?zhí)督?、大坪高鈾區(qū)的參數(shù)特征（見(jiàn)表1），以作為礦與非礦高鈾區(qū)篩選標(biāo)準(zhǔn)。

2 鈾礦田伽馬能譜參數(shù)特征

經(jīng)過(guò)整理歸納伽馬能譜測(cè)量結(jié)果，結(jié)合已有地質(zhì)資料，得出粵北地區(qū)有礦與非礦高鈾區(qū)參數(shù)特征見(jiàn)表1。

經(jīng)過(guò)分析表1，可得出以下結(jié)論：

（1）鈾釷鉀均值特征。礦與非礦的鈾均值無(wú)明顯區(qū)別，而主要區(qū)別在釷鉀均值大小上。當(dāng)釷均值為（29.0～43.0）×10-6時(shí)，為礦田參數(shù)特征值；若釷均值大于43.0×10-6（或小于29.0×10-6），為非礦參數(shù)特征值。當(dāng)鉀均值為（3.0～4.0）×10-2為礦田參數(shù)特征，當(dāng)鉀均值小于3.0×10-2為非礦地區(qū)特征。

（2）鈾釷鉀方差特征。礦與非礦鈾鉀方差大小及鈾變異系數(shù)大小都無(wú)明顯的區(qū)別，而釷方差大小則有明顯差異。當(dāng)釷方差為（7.0～13.0）×10-6時(shí)，為礦田參數(shù)特征，當(dāng)釷方差大于13.0×10-6時(shí)，或小于7.0×10-6時(shí)，為非礦參數(shù)特征。

（3）鈾釷鉀比值大小特征。礦與非礦鈾鉀比值大小無(wú)明顯差別，主要區(qū)別在于釷鉀比值和釷鈾比值大小上，當(dāng)釷鉀比值為7.5～13時(shí)，釷鈾比值小于4時(shí)，為礦田參數(shù)特征；當(dāng)釷鉀比值大于13時(shí)，或小于7.5時(shí)，或釷鉀比值大于4時(shí)，為非礦參數(shù)特征。

表1 粵北地區(qū)礦與非礦高鈾區(qū)參數(shù)特征表

從以上3個(gè)方面參數(shù)特征看，礦與非礦高鈾區(qū)參數(shù)特征主要區(qū)別在釷的一些參數(shù)上，如釷鉀均值、釷方差、釷鉀比值、釷鈾比值等參數(shù)特征值上。這主要是釷元素在巖石中比較穩(wěn)定，而鈾元素在巖石中比較活潑，易于遷移[1]。所以應(yīng)用釷的參數(shù)進(jìn)行識(shí)別本區(qū)礦與非礦高鈾區(qū)比應(yīng)用鈾參數(shù)更有利。

3 高鈾區(qū)中鈾元素遷移富集特征

根據(jù)前人對(duì)華南地區(qū)花崗巖中鈾釷元素關(guān)系研究結(jié)果看，鈾釷元素在成巖時(shí)都以正四價(jià)狀態(tài)出現(xiàn)，并以正相關(guān)形式存在于巖石之中，后來(lái)由氧化作用，鈾由正四價(jià)變?yōu)檎鶅r(jià)形式被遷移，而釷仍以正四價(jià)保留下來(lái)。據(jù)此我們用現(xiàn)代實(shí)測(cè)釷含量估算原始鈾含量（u0），將它與現(xiàn)代鈾含量（u）進(jìn)行比較，得出區(qū)內(nèi)鈾的遷入和選出[2]?，F(xiàn)引入鈾的富集系數(shù)（Fu），經(jīng)它來(lái)表征巖石自成巖以來(lái)，鈾的遷入和遷出相對(duì)量的大小，寫(xiě)成以下表達(dá)式：

式中：u——現(xiàn)代鈾含量，10-6；

u0——原始鈾含量，10-6。

當(dāng)Fu=0時(shí)，表明巖石自成巖以來(lái)，鈾遷入和遷出都不明顯，稱(chēng)為正常高鈾區(qū)，或非活化區(qū)；

當(dāng)Fu＞0時(shí)，表明巖石自成巖以來(lái)，鈾以遷入為主，稱(chēng)為鈾富集區(qū)；

當(dāng)Fu＜0時(shí)，表明巖石自成巖以來(lái)，鈾以遷出為主，稱(chēng)為鈾淋失區(qū)。

這里的鈾遷入和遷出區(qū)都可稱(chēng)為鈾活化區(qū)。

區(qū)內(nèi)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，正常高鈾區(qū)Fu值在-30%～+30%間，鈾富集區(qū)Fu＞+30%，鈾淋失區(qū)Fu＜-30%區(qū)。有意義的是在區(qū)內(nèi)所有鈾礦床位于礦高鈾區(qū)的鈾富集區(qū)內(nèi)。即礦床位于鈾富集系數(shù)Fu＞+30%的地段。

如下莊礦田9號(hào)高鈾區(qū)，所有礦床都在鈾富集區(qū)內(nèi)，南部和西部為鈾遷出區(qū)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)礦床。全安礦田和欄各地區(qū)1、20號(hào)高鈾區(qū)中礦床都產(chǎn)于邊緣的鈾富集區(qū)內(nèi)，中央大坪一帶鈾遷出為主，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)礦床。百順礦田2號(hào)高鈾區(qū)，長(zhǎng)江礦田5號(hào)高鈾區(qū)，城口礦田6號(hào)高鈾區(qū)，這類(lèi)高鈾區(qū)內(nèi)鈾都以遷入為主，未發(fā)現(xiàn)鈾的遷出。油山巖體15號(hào)高鈾區(qū)，熱水巖體19號(hào)高鈾區(qū)，鈾遷入和遷出都不明顯，為正常高鈾區(qū)，鈾活化程度低，難以形成工業(yè)鈾礦床，這類(lèi)高鈾區(qū)對(duì)找礦意義不大。

4 成礦預(yù)測(cè)

在未知地段高鈾區(qū)內(nèi)，先應(yīng)用已知礦田參數(shù)特征值進(jìn)行篩選，然后在礦高鈾區(qū)內(nèi)進(jìn)行鈾富集系數(shù)計(jì)算，圈出鈾富集區(qū)，舍去淋失區(qū)，進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)。見(jiàn)表2。

（1）礦田外圍預(yù)測(cè)諸廣巖體中4號(hào)高鈾區(qū)（老屋場(chǎng)）、7號(hào)高鈾區(qū)（白石洞）、貴東巖體中11號(hào)高鈾區(qū)（湯坑）3處為Ⅰ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)。諸廣巖體中3號(hào)高鈾區(qū)（花盤(pán)）、8號(hào)高鈾工（桂坑）、貴東巖體中10號(hào)高鈾區(qū)（司前）、熱水巖體中13號(hào)高鈾區(qū)（漁灣）等四處為Ⅱ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

（2）礦田周?chē)A(yù)測(cè)下莊礦田9號(hào)高鈾區(qū)內(nèi)5個(gè)地段，如新橋斷裂—黃坡斷裂—明珠湖斷裂以東鈾富集區(qū)地段、339礦床—石角圍斷裂西—巖莊東—饒村鈾富集區(qū)地段、338礦床—337礦床南—新街北鈾富集地段、茅山鈾富集地段、全安礦田和白云礦田1高鈾區(qū)內(nèi)南雄斷裂的蒼石鈾富集區(qū)地段，為找礦遠(yuǎn)景地段。

表2 未知高鈾區(qū)參數(shù)特征表

[1] 孫念義.區(qū)域航空伽馬能譜地球化學(xué)解釋及預(yù)測(cè)方法的探討[J].鈾礦地質(zhì)，1987（5）.

[2]張?jiān)埔?應(yīng)用特征參數(shù)Gu,Fu,B處理區(qū)域伽馬能譜資料的效果初探[J].鈾礦地質(zhì)，1986（4）.

P623

A

1004-5716(2015)04-0143-03

2014-04-16

2014-05-05

王娥（1981-），女（漢族），湖北隨州人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)勘查工作。