下莊礦田新橋地區(qū)水化學(xué)特征及找礦標(biāo)志

喬旭

摘要：下莊礦田新橋地區(qū)構(gòu)造發(fā)育，鈾礦化點(diǎn)分布密集，水異常點(diǎn)成群出現(xiàn)，并受構(gòu)造展布控制。本文對(duì)新橋地區(qū)歷年來(lái)的水質(zhì)分析資料進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，并開展相關(guān)性分析工作，發(fā)現(xiàn)水中鈾含量與各離子間有一定的規(guī)律性，進(jìn)而研究總結(jié)本區(qū)的水化學(xué)找礦標(biāo)志。

關(guān)鍵詞：鈾；構(gòu)造；線性相關(guān)分析；水化學(xué)找礦標(biāo)志

引言

新橋地區(qū)位于下莊礦田北部，大地構(gòu)造位置處于華夏古陸西緣及閩贛后加里東隆起帶西南緣與湘、桂、粵北海西——印支拗陷的交接部位，中高山地貌，地形陡峻，切割強(qiáng)烈，相對(duì)高差約650m，最低處為250m，一般標(biāo)高為200m～400m左右。本區(qū)為亞熱帶氣候，溫暖、潮濕、多雨，夏長(zhǎng)冬短，冰雪難見。降雨集中在3月～6月份，地表水系發(fā)育，地下水露頭廣泛出露。區(qū)內(nèi)主要巖石為花崗巖，次之為部分淺變質(zhì)巖、輝綠巖、煌斑巖和輝綠玢巖等。本區(qū)構(gòu)造發(fā)育，主要構(gòu)造有黃陂斷裂、86號(hào)、92號(hào)硅化斷裂帶等，在它們之間發(fā)育一系列呈NNE、NE或NEE向次一級(jí)構(gòu)造帶。區(qū)內(nèi)各類水化學(xué)異常與構(gòu)造展布有密切關(guān)系[1]。

1. 水文地質(zhì)條件

大氣降水為天然水的主要補(bǔ)給來(lái)源，徑流條件良好，埋藏深度一般為0m～50m左右，水質(zhì)類型主要為HCO3-—SO42-—（Na++K+）—Ca2+型，次之為HCO3-—SO42-—Ca2+—（Na++K+）型、HCO3-—Na+型等，pH=5.6-8.0，總硬度為0.03～4.5，為弱酸弱堿低礦化度軟水。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，地形切割強(qiáng)烈，泉水廣泛出露，含水構(gòu)造與賦礦構(gòu)造基本一致，地下水主要賦存于構(gòu)造破碎帶、硅化帶及其上下盤次級(jí)構(gòu)造或羽狀裂隙中，一般呈下降泉或上升泉形式出露于地表，具體有以下幾種類型：

1.1 第四紀(jì)坡積層孔隙水

分布于山坡及山谷兩側(cè)，其泉水流量較小，隨季節(jié)變化大，大氣降水為主要補(bǔ)給來(lái)源。

1.2 風(fēng)化殼裂隙潛水

巖石受風(fēng)化剝蝕作用后，細(xì)小裂隙發(fā)育，巖石破碎，成為地下水活動(dòng)有利場(chǎng)所。在本區(qū)，此類型水普遍發(fā)育，其涌水量大小明顯受季節(jié)控制，雨季涌水量增大，旱季涌水量減少。

1.3 構(gòu)造裂隙承壓水

此種水主要賦存于構(gòu)造破碎帶、硅化帶、石英脈和斷裂帶上下盤次級(jí)構(gòu)造裂隙中，其承壓水位隨地形起伏構(gòu)造及構(gòu)造的開啟程度而異，呈脈狀分布。含水帶和含礦帶吻合度高，是本區(qū)水化學(xué)找礦的主要對(duì)象。

2. 鈾礦化和水中鈾異常特征

本區(qū)受多期次多階段熱液活動(dòng)，鈾礦化類型主要為鈾-玉髓型，主要礦物有紅色、黑色玉髓、黃鐵礦、瀝青鈾礦、赤鐵礦、方鉛礦和紫黑色螢石等。鈾的次生礦物有銅鈾云母、鈣鈾云母、硅鈣鈾礦等。鈾礦化主要受硅化帶控制，鈾礦化或鈾礦體一般賦存于硅化帶上下盤次級(jí)構(gòu)造或羽毛狀裂隙中，以及蝕變碎裂花崗巖中。由于區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，地下水活動(dòng)強(qiáng)烈，對(duì)鈾礦的溶解溶濾十分有利，使鈾轉(zhuǎn)入水中，呈絡(luò)合物形式進(jìn)行遷移，對(duì)鈾礦床起破壞作用，對(duì)于水化學(xué)找礦提供了有利的條件[2]。

區(qū)內(nèi)花崗巖地表水鈾底數(shù)為2.0×10-6g/L，大于8.0×10-6g/L為異常，地下水中鈾底數(shù)為3.0×10-6g/L，大于12×10-6g/L為下限異常。水中鈾異常與鈾礦化關(guān)系密切，并嚴(yán)格受構(gòu)造控制，大部分水異常有規(guī)律的分布在主構(gòu)造和次級(jí)構(gòu)造兩側(cè)，只有少數(shù)水異常點(diǎn)呈零星無(wú)明顯規(guī)律分布。

3. 水中鈾與元素相關(guān)性

對(duì)區(qū)內(nèi)歷年來(lái)的水質(zhì)分析資料進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，并開展相關(guān)性分析工作，發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果有一定的規(guī)律性：

3.1 水中鈾與離子關(guān)系

按照水中鈾含量的高低對(duì)區(qū)內(nèi)115個(gè)水質(zhì)簡(jiǎn)分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并繪制成關(guān)系圖，結(jié)果顯示出一定的規(guī)律性：

（1）水中鈾含量與礦化度、Ca2+、HCO3-呈正比，與游離CO2-呈反比關(guān)系（圖1）；鈾與總硬度、Mg2+、Fe2+、Fe3+呈正比關(guān)系（圖2）。

（2）鈾與Cl-為近似正比關(guān)系，與Na++K+呈反比關(guān)系，與SO42-在礦體中呈正比關(guān)系，在非礦化地段呈反比關(guān)系，無(wú)明顯的規(guī)律性（圖3）。

通過(guò)上述統(tǒng)計(jì)特征可以看出，水中鈾與一些元素表現(xiàn)為近似的正比或反比關(guān)系，其中鈾與鈣、重碳酸根、礦化度和鐵離子關(guān)系密切。

3.2 多元素線性相關(guān)分析

我們對(duì)鈾礦化地段和無(wú)鈾礦化地段的水質(zhì)簡(jiǎn)分析資料進(jìn)行線性相關(guān)分析，從分析結(jié)果（表1）可以看出，礦化地段水中鈾與礦化度、Ca2+、Mg2+離子為線性正相關(guān)，相關(guān)程度較緊密，均達(dá)到置信水平。而鈾與總硬度、Na++K+、Cl-、SO42-和HCO3-離子等表現(xiàn)為極微弱的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)未達(dá)置信水平。鈾與pH值、游離CO2-表現(xiàn)為微弱負(fù)相關(guān)。在無(wú)礦地段，水中鈾與各種離子表現(xiàn)為線性負(fù)相關(guān)，與Na++K+為強(qiáng)烈的負(fù)相關(guān)，只有與SO42-離子為微弱的線性正相關(guān)（表2）。

通過(guò)線性相關(guān)分析，可以看出水中鈾含量與總礦化度、鈣離子、重碳酸根離子及硫酸根離子均有較密切的正相關(guān)性或負(fù)相關(guān)性，水中鈾與多元素之間存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。

4. 水中鈾異常分布規(guī)律及水化學(xué)找礦標(biāo)志

本地區(qū)水中鈾異常受黃陂斷裂、92號(hào)帶和86號(hào)帶所控制，主要分布于西部應(yīng)力集中地段，往東部因應(yīng)力逐漸分散而減弱。鈾異常明顯受構(gòu)造控制，在構(gòu)造應(yīng)力集中部位和構(gòu)造膨脹處發(fā)育，沿構(gòu)造帶或構(gòu)造帶兩側(cè)方向連續(xù)出露。在構(gòu)造發(fā)育或多組構(gòu)造交匯處，地下水活動(dòng)強(qiáng)烈，是地下水賦存、循環(huán)和交替的有利場(chǎng)所，對(duì)鈾礦的溶解溶濾十分有利，使鈾溶于水中，呈絡(luò)合物形式進(jìn)行遷移。此時(shí)，水中放射性元素富集，水中鈾異常成為主要的水化學(xué)找礦標(biāo)志。而通過(guò)水質(zhì)簡(jiǎn)分析資料統(tǒng)計(jì)和線性相關(guān)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其輔助找礦標(biāo)志主要為鈣離子、重碳酸根離子、總硬度、礦化度等項(xiàng)目。

5. 結(jié)論

（1）本區(qū)西部應(yīng)力集中區(qū)，是鈾礦賦存集中的地段。同時(shí)，也是水異常（鈾異常）成群出現(xiàn)地段，規(guī)模大，含量高。水中鈾異常對(duì)尋找盲礦體或追索隱伏構(gòu)造有一定的實(shí)踐意義。

（2）本區(qū)水化學(xué)找礦標(biāo)志可采用水中鈾含量為直接標(biāo)志，依據(jù)線性相關(guān)分析結(jié)果，可選擇鈣離子、重碳酸根離子、總硬度、礦化度等項(xiàng)目為輔助標(biāo)志進(jìn)行判別。

參考文獻(xiàn)：

[1] 賴中信，王連訓(xùn)，周銳等.下莊礦區(qū)鈾成礦條件及找礦新思路[J].鈾礦地質(zhì)，2010，26（5）：277-282.

[2] 高君健.下莊礦田湖子地區(qū)水文地質(zhì)特征與找礦標(biāo)志[J].廣東地質(zhì)，2013（1）：74-78.