綜合物探方法在白音套海盆地鈾及多金屬成礦有利地段的應(yīng)用研究

董　明，　吳大坤，　席海銀，　張　堯

(核工業(yè)二四Ο研究所，遼寧 沈陽　110032)

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綜合物探方法在白音套海盆地鈾及多金屬成礦有利地段的應(yīng)用研究

董明，吳大坤，席海銀，張堯

(核工業(yè)二四Ο研究所，遼寧 沈陽110032)

摘要：由于鈾礦經(jīng)常與多金屬礦相伴生，用普通物探與放射性物探相結(jié)合的方法，綜合分析多種影響礦產(chǎn)特征的因素，是尋找火山巖型鈾礦及多金屬礦的有效方法。采用地面伽瑪能譜測量、大功率激電測量、高精度磁法測量對大興安嶺中段白音套海盆地鈾及多金屬成礦有利地段進(jìn)行綜合物探方法測量，分析成礦因素，隱伏構(gòu)造分布及產(chǎn)狀，經(jīng)鉆探工程驗證取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：白音套海盆地；激發(fā)極化；能譜測量；高精度磁法；綜合物探方法

董明， 吳大坤，席海銀，等.2016. 綜合物探方法在白音套海盆地鈾及多金屬成礦有利地段的應(yīng)用研究[J].東華理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，39(1)：80-86.

Dong Ming，Wu Da-kun，Xi Hai-yin，et al.2016. Applying research of beneficial ore-forming sites of uranium and polymetallicmineralizations in Baiyingtaohai Basin by comprehensive geophysics prospecting methods [J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 39(1):80-86.

火山巖型鈾礦是我國重要的鈾成礦類型之一，近幾年來隨著鈾礦找礦難度的增大，只采用放射性物探方法已經(jīng)不能完全適應(yīng)當(dāng)前鈾礦地質(zhì)所面臨的嚴(yán)峻形勢(祝洪濤等，2014；邵積東等，2007)。雖然鈾礦體除放射性外在其他物理特性上與圍巖無明顯差異，但常與其他多金屬礦體相伴生，因此，通過放射性物探與普通物探相結(jié)合的方法，直接找礦與間接找礦相結(jié)合(王志宏等，2015；王志宏等，2014；程培生等，2009；張廣范，2005)，研究鈾礦與多金屬礦之間的成礦關(guān)系，是尋找鈾礦及多金屬礦的有效手段。 2014～2015年，在大興安嶺中部白音套海盆地鈾、多金屬成礦有利地段開展了地面伽瑪能譜測量、大功率激電測量、高精度磁法測量工作(周尚軼等，2007；劉愛平等，2008；婁德波等，2008)，并且通過鉆探工程驗證，發(fā)現(xiàn)多處鈾工業(yè)礦孔，且部分有工業(yè)礦空見明顯的方鉛礦化，取得了良好的找礦效果，同時,由于該地區(qū)以往鈾礦地質(zhì)工作程度較低，并且也是首次在大興安嶺中部見到的鈾工業(yè)礦孔，因此具有重要的意義。

1工作區(qū)概況

1.1地質(zhì)概況

工作區(qū)位于大興安嶺火山巖帶西坡中段，我國重要的火山巖型鈾成礦遠(yuǎn)景帶—大興安嶺扎蘭屯成礦帶內(nèi)，白音套海盆地中部花崗巖隆起區(qū)。地層主要由侏羅系上統(tǒng)滿克頭鄂博組、瑪尼吐組酸性火山巖組成。侵入巖主要為早侏羅世中粗粒狀二長花崗巖及早白堊世花崗閃長巖，其中，二長花崗巖在測區(qū)中部大面積分布，為區(qū)內(nèi)有利的鈾源體。早侏羅世巖體中發(fā)育大量潛火山巖脈體，如花崗斑巖、閃長玢巖、煌斑巖及石英脈體，為本區(qū)鈾找礦工作提供了空間。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，以北東向、北北東向擠壓性褶皺及和北西向張扭性斷裂為主、少量東西向。北東向、北西向斷裂構(gòu)造控制著本區(qū)潛火山巖體的展布。從已發(fā)現(xiàn)的鈾礦化體發(fā)育情況看，本區(qū)鈾礦化主要受北東向深大斷裂的次級斷裂帶控制。所發(fā)現(xiàn)鈾礦化多與潛火山巖脈體有關(guān)，潛火山巖脈體為鈾成礦有利部位。

1.2工作區(qū)地球物理特征

區(qū)內(nèi)中生代地層中U，Th，K含量相對較低，且含量相似(見表1)。酸性侵入巖體放射性元素含量明顯高于中生代地層。其中早侏羅世二長花崗巖釷含量及釷/鈾明顯高于其他巖體，因此二長花崗巖為區(qū)內(nèi)最為有利的鈾源體。區(qū)內(nèi)淺火山巖脈(除閃長玢巖外)鈾含量較高，且地面伽瑪能譜所發(fā)現(xiàn)的鈾異常大多位于脈體內(nèi)或脈體附近，為區(qū)內(nèi)鈾成礦有利部位。其中，煌斑巖脈體或煌斑巖脈體與碎裂花崗巖的接觸帶附近大多具有鈾礦化蝕變現(xiàn)象，鈾含量最高值886.2×10-6，是區(qū)內(nèi)最有利的鈾成礦部位。

表1　工作區(qū)地層(巖體)地面伽瑪能譜參數(shù)統(tǒng)計表

工作區(qū)火山巖和侵入巖、次火山巖的極化率均較低一般在1%左右。侵入巖和次火山巖電阻率明顯高于火山巖。銅礦化和鉛鋅礦化巖石視極化率明顯升高，電阻率降低。且隨著礦化強度的增高極化率也明顯增高。工作區(qū)銅、鉛、鋅等多金屬礦多與鈾礦相伴生，這也為應(yīng)用綜合物探方法尋找鈾礦和多金屬礦提供了可能性。

工作區(qū)中酸性火山巖，磁性較弱，一般都小于300×10-5SI。侵入巖以中酸性為主，其中閃長巖磁性較強，花崗巖磁性相對較弱。次火山巖花崗斑巖等侏羅紀(jì)的正長斑巖、鉀長花崗巖等，磁化率一般在200×10-5SI以內(nèi)。總之，區(qū)內(nèi)各期次侵入巖類磁性總體變化很大。

表2　工作區(qū)巖石電(磁)性特征統(tǒng)計表

2物探成果分析

2.1地面伽瑪能譜成果分析

為研究工作區(qū)鈾、釷、鉀分布特征，尋找鈾異常點，并對鈾異常點進(jìn)行定性分析，進(jìn)行了地面伽瑪能譜面積測量工作。

通過地面伽瑪能譜測量工作，發(fā)現(xiàn)鈾、釷、鉀含量增高部位主要分布在二長花崗巖，花崗閃長巖等酸性侵入巖內(nèi)，且呈北西或東向展布，主要受北西或北東向斷裂構(gòu)造控制。依據(jù)鈾含量偏高場、高場、異常場的分布規(guī)律，測量區(qū)劃出6片鈾異常區(qū)域(NP-1～NP-6)(圖1)，其中NP-1～NP-5號鈾異常區(qū)相對集中，位于工作區(qū)西南部，NP-2號鈾異常位于工作區(qū)東南部。

NP-1號鈾異常場區(qū)呈北東向展布，且規(guī)模較大。鈾異常寬約10～30 m，長約150 m，鈾含量一般(110～500)×10-6，最高可達(dá)19 716×10-6，886.20×10-6鈾異常與煌斑巖脈體關(guān)系密切?？梢姶紊櫟V物，圍巖蝕變強烈，主要發(fā)育褐鐵礦化，綠泥石化等。

NP-2號鈾異常場區(qū)位于北東向、北西向斷裂構(gòu)造交匯處，整體沿北東向展布，且規(guī)模較大。鈾異常寬約20～50 m，長約300 m，鈾含量一般(20～100)×10-6，鈾含量最高達(dá)到249.50×10-6賦礦巖性為網(wǎng)脈狀煌斑巖脈與細(xì)?；◢弾r接觸界面附近，異常區(qū)內(nèi)褐鐵礦化，硅化等礦化蝕變明顯。

圖1　工作區(qū)地面伽瑪能譜鈾含量等值圖Fig.1　Theisogram of uranium content of energy spectrum parameters on work area 1. 第四系； 2.侏羅系上統(tǒng)滿克頭鄂博組； 3.早白堊世花崗斑巖；4.早白堊世花崗閃長巖；5.早侏羅世二長花崗巖；6.英安巖； 7.中粗粒二長花崗巖； 8.噴發(fā)相；9.涌流相；10.噴溢相；11.石英脈；12.正長斑巖脈；13.花崗斑巖脈；14.閃長玢巖脈；15.煌斑巖脈；16.花崗細(xì)晶巖脈；17.地質(zhì)界線； 18.斷裂、推測斷裂；19.激電中梯及高精度磁法測量范圍；20.鈾異常區(qū)及編號

NP-3號鈾異常場區(qū)位于代合地段西部，呈北西向展布，北西向斷裂構(gòu)造穿過此異常，鈾異常寬10～50 m，斷續(xù)長400 m左右，鈾含量最高值30.00×10-6，異常呈北西向展布；異常區(qū)內(nèi)見煌斑巖脈石英脈閃長玢巖脈等。區(qū)內(nèi)褐鐵礦化，硅化等礦化蝕變明顯。

NP-4號鈾異常場區(qū)位于工作區(qū)西南部，呈北東向展布，鈾異常長約100 m，寬2～10 m，鈾含量最高值53.60×10-6，異常場區(qū)內(nèi)發(fā)育流紋斑巖脈體及煌斑巖脈體，呈北東向分布。蝕變強烈，發(fā)育硅化、赤褐鐵礦化、鐵礦化等。

NP-5號鈾異常場區(qū)位于北東向和北西向兩條構(gòu)造交匯部位，呈北西向展布，長約100 m，寬5～20 m，鈾含量最高值75.40×10-6，且異常場區(qū)沿北東向構(gòu)造方向發(fā)育閃長玢巖脈，延北西向構(gòu)造發(fā)育煌斑巖脈。

2.2激電中梯測量成果分析

圖2　工作區(qū)激電中梯測量視極化率平面等值圖Fig.2　The isogram of apparent polarizability in ip gradient array measurement on work area1.早白堊世花崗斑巖；2.早白堊世花崗閃長巖；3.早侏羅世二長花崗巖；4.石英脈；5.花崗斑巖脈；6.閃長玢巖脈；7.煌斑巖脈；8花崗細(xì)晶巖脈；9.地質(zhì)界線；10.、推測斷裂；11.鈾異常暈及編號；12.激電異常編號

對地面伽瑪能譜測量鈾異常相對集中的工作區(qū)西南部地段進(jìn)行激電中梯測量，共發(fā)現(xiàn)2處與鈾異常場吻合較好的激電異常(圖3)。

JD-1號異常與NP-1鈾異常暈相吻合，視極化率最大12.68 %，呈條帶狀，長約500 m，寬約80 m，呈北東走向。地表鈾異常位于該激電異常的西南部極化率相對降低的位置，推斷在鈾異常部位，極化體深度可能增大。激電異常異常部位，視電阻率明顯降低，呈現(xiàn)出低阻高極化的特點，推測極化體可能由多金屬礦體引起，且與鈾礦化存在伴生關(guān)系。具有較好的找礦前景。

JD-2號異常位于NP-1號鈾異常暈東側(cè)，異常視極化率最大為4.86 %，呈條帶狀，范圍較大，長約1.5 km，寬約100 m，整體呈北東向展布，受北東向斷裂控制，且異常局兩側(cè)不均勻延伸，異常附近煌斑巖、花崗斑巖、石英巖等脈體較為發(fā)育，異常部位，呈現(xiàn)出低阻高極化的特點，推測極化體可能由多金屬礦體所引起，地表雖未見鈾異常，但工作區(qū)地表鈾礦與多金屬礦半生關(guān)系較普遍，因此，深部可能存在多金屬礦伴生的鈾礦，具有較好的找礦前景。

2.3高精度磁法測量成果分析

對地面伽瑪能譜測量鈾異常相對集中的工作區(qū)西南部地段進(jìn)行高精度磁法測量。共發(fā)現(xiàn)兩處與鈾異常吻合較好的磁異常，其中：

GC-1 號磁異常與NP-1鈾異常暈相吻合， 從局部看，該異常由多組正高磁異常組成，呈北東向展布，推斷該異常為瑝斑巖脈體所引起，而該脈體與鈾成礦密切相關(guān)。從全區(qū)磁異常分布特征看，該磁異常為位于北東向串珠狀磁異常的東北部，磁場強度明顯增高部位，因此推斷，該磁異常的分布受北東向斷裂構(gòu)造控制。

GC-2 號磁異常與NP-5鈾異常暈相吻合， 從局部看，該異常由北西和北東兩個方向的磁異常組成，推斷該異常為瑝斑巖和閃長玢巖脈體所引起，從地表出露的脈體來看，北西向磁異常鈾閃長玢巖脈所引起，北東向磁異常為煌斑巖脈所引起，其中黃斑巖脈體與鈾成礦關(guān)系密切。從全區(qū)磁異常分布特征看，該磁異常為位于北東向串珠狀磁異常的西南部，磁場強度明顯增高部位，因此推斷，該磁異常的分布受北東向斷裂構(gòu)造控制。

圖3　工作區(qū)高精度磁測△T化極等值線圖Fig.3　The isogram of △Treduced to the pole in high-precision magnetic survey on work area1.早白堊世花崗斑巖；2.早白堊世花崗閃長巖；3.早侏羅世二長花崗巖； 4.石英脈；5.花崗斑巖脈；6.閃長玢巖脈；7.煌斑巖脈；8.花崗細(xì)晶巖脈；9.地質(zhì)界線； 10.、推測斷裂；11.鈾異常暈及編號；12.磁異常編號

2.4物探成果綜合分析

通過對三種物探方法測量結(jié)果進(jìn)行綜合分析：

NP-1號鈾異常、JD-1激電異常、GC-1號磁異常吻合較好，且異常展布基本相似，具有較好的鈾和多金屬找礦前景，同時，也證明了工作區(qū)鈾礦和多金屬礦存在著緊密的伴生關(guān)系，為尋找埋深較深的隱伏鈾礦體，提供了依據(jù)。

根據(jù)設(shè)計松鋪厚度（25cm）、施工寬度（32.64m）及自卸車容量（10.5m3）等確定上土網(wǎng)格（寬8.4m×長10m）、每格上土量21m3（2車），按照設(shè)計松鋪厚度安排人工在網(wǎng)格交叉點位置培置松鋪厚度控制墩。

NP-5號鈾異常和GC-2號磁異常吻合較好，根據(jù)磁場形態(tài)，該處構(gòu)造活動較為強烈，為鈾成礦提供了有利的空間，具有較好的鈾成礦前景。視極化率有所升高，推斷存在與鈾礦相關(guān)的多金屬礦化現(xiàn)象。

NP-4號鈾異常，雖視極化率和磁場強度升高不明顯，但地表鈾礦化蝕變明顯，且與鈾礦相關(guān)的煌斑巖脈體較為發(fā)育，具有較好的鈾成礦前景。同時， JD-2號激電異常與NP-4號鈾異常距離較近，并且受到同一北東向斷裂構(gòu)造控制，因此JD-2號激電異常鈾和多金屬成礦前景較大。

3成果驗證

為了驗證物探工作的準(zhǔn)確性, 在上述物探工

作的基礎(chǔ)上,針對物探工作所反映的異常位置進(jìn)行了槽探及鉆孔驗證，共發(fā)現(xiàn)鈾工業(yè)礦孔3個，且均位于兩種以上物探異常疊加部位，部分工業(yè)礦孔見明顯鉛鋅礦化脈。以ZKD01-1工業(yè)礦孔為例，共發(fā)現(xiàn)6層鈾工業(yè)礦段(表3)，累計見礦真厚度5.25 m。鈾礦化以產(chǎn)于煌斑巖脈與碎裂花崗巖界面附近居多，其次為產(chǎn)于碎裂花崗巖中，少部分賦存于煌斑巖脈體中。

此外，ZKD01-1孔見多條明顯鉛礦化脈(照片1)，方鉛礦化沿裂隙發(fā)育，具有明顯的金屬光澤。該孔鉛礦化的發(fā)現(xiàn)，預(yù)示著該地段具有鉛等多金屬的找礦前景。

鉆探情況很好地驗證了物探工作的解釋結(jié)果。從物探成果及驗證鉆孔情況可以看出,這三種物探方法在該區(qū)的綜合應(yīng)用是十分有效的,三者相互補充和配合,加大了推斷解釋的準(zhǔn)確性。實踐表明這三種方法的綜合應(yīng)用,可以取得比單獨運用一種方法更有效、更豐富的地質(zhì)信息,尤其對該地段開展深部鈾及多金屬找礦工作來說非常有效。

表3　ZKD01-1鉆孔礦段測井解釋成果表

照片1　方鉛礦化(247.23 m)Photo 1　The mineralization of galenite (247.23 m)

4結(jié)論

本次工作中，發(fā)現(xiàn)了單一鈾異常，同時也發(fā)現(xiàn)鈾異常、激電異常、磁異常相疊加的復(fù)合異常，充分說明了，工作區(qū)鈾礦與多金屬礦存在著相互的伴生

關(guān)系，因此，利用這種相互關(guān)系，在該地區(qū)應(yīng)用普通物探與放射性物探相結(jié)合的方法尋找深部隱伏鈾礦及多金屬礦，擴(kuò)大找礦成果，行之有效。

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Applying Research of Beneficial Ore-forming Sites of Uranium and Polymetallicmineralizations in Baiyingtaohai Basin by Comprehensive Geophysics Prospecting Methods

DONG Ming，WU Da-kun，XI Hai-yin，ZHANG Yao

(Rrsearch Institute 240 of Nuclear Industry，Shenyang,Liaoning Provincen，110032)

Abtract：General geophysics survey method and radioactive geophysical prospecting method were used to analyse factors of influencing the mineral’s features because of accompanying of uranium and polymetallicmineralizations, the result was that general geophysics survey method and radioactive geophysical prospecting method were efficient for detecting the volcanic type uranium and polymetallicmineralizations. In this paper, ground gamma-ray spectrometric survey, high power IP survey and high-precision magnetic investigations were used to forecast the beneficial ore-forming area of uranium and polymetallicmineralizations in Baiyingtaohai Basin of middle section of Daxinganling, mineralization factor and subsurface structure had been studied, and the prospected results were coincident with the drilling data.

key Words：Baiyingtaohai Basin； induced polarization；ground gamma-ray spectrometric survey；high-precision magnetic investigations；comprehensive geophysics prospecting methods

中圖分類號：P631，P619.14

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-3504(2016)01-0080-07

doi:10.3969/j.issn.1674-3504.2016.01.013

作者簡介：董明(1982—)，男，碩士，工程師，從事地球物理研究。E-mail:174103953@qq.com

收稿日期：2016-01-15