綜合物化探方法在深沖地區(qū)鈾礦找礦中的應(yīng)用

李大雁，王 濤，張 文，陳 峰，巢小林

（核工業(yè)230研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410001）

綜合物化探方法在深沖地區(qū)鈾礦找礦中的應(yīng)用

李大雁，王 濤，張 文，陳 峰，巢小林

（核工業(yè)230研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410001）

深沖地區(qū)位于苗兒山成礦亞區(qū)北部，為關(guān)帝廟—苗兒山鈾成礦帶西段的重要礦區(qū)，區(qū)域成礦條件優(yōu)越，屬于花崗巖型鈾礦。通過(guò)開展地面高精度磁法測(cè)量、地面伽瑪能譜測(cè)量和氡氣測(cè)量等綜合化探方法，尋找控礦構(gòu)造及鈾礦異常點(diǎn)帶，可大致劃分隱伏構(gòu)造，圈定鈾成礦有利地段，為該區(qū)開展鉆探找礦勘查工作提供依據(jù)。

深沖地區(qū)；鈾礦；綜合物化探方法

1 區(qū)域地質(zhì)概況

深沖地區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)江南臺(tái)隆南部，湘中褶沖帶西南部。地處苗兒山—越城嶺花崗巖穹窿構(gòu)造西翼中段。苗兒山—越城嶺花崗巖穹窿構(gòu)造區(qū)經(jīng)歷了自元古代以來(lái)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造與成礦作用演化發(fā)展，是一個(gè)熱液型鈾礦礦集區(qū)［1］，同時(shí)也是鉛鋅多金屬礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)見(jiàn)圖1。

圖1 深沖地區(qū)區(qū)域地質(zhì)

1.1 地層

工作區(qū)范圍內(nèi)，出露地層僅有南華系長(zhǎng)安組，分布于東南部，面積小。巖性為為中厚層變質(zhì)含礫砂巖夾變質(zhì)含礫凝灰質(zhì)長(zhǎng)石、石英砂巖。其礫石成分以長(zhǎng)石、石英為主，次為板巖屑、花崗巖及中酸性噴出巖屑等。與加里東期花崗巖呈侵入接觸關(guān)系，熱變質(zhì)作用明顯。

1.2 巖漿活動(dòng)

區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖主體為加里東期（γ 3）萬(wàn)峰山巖體，呈大型巖基產(chǎn)出，巖性為中粗粒斑狀（角閃石）黑云母二長(zhǎng)花崗巖，鈾量15×10-6，釷量49.7×10-6。燕山期早期（γ25）的大圳、深沖巖體等呈大小不等巖株群廣泛分布于區(qū)內(nèi)，在區(qū)外南部豆乍山、張家等地也有分布。其巖性為細(xì)?！屑?xì)粒斑狀二云母二長(zhǎng)花崗巖，據(jù)分析資料顯示，此巖類含有晶質(zhì)鈾礦。在化學(xué)成分上具有酸性大、堿質(zhì)高、鉀大于鈉、鋁過(guò)飽和含鈣低、暗色礦物少等特點(diǎn)。燕山早期花崗巖中鈾含量在30×10-6～35×10-6之間，釷含量為44×10-6［2-3］。

1.3 斷裂構(gòu)造

工作區(qū)構(gòu)造發(fā)育，主要有NE、NWW、近EW及近SN向四組，這些斷裂構(gòu)造交匯復(fù)合形成本區(qū)基本構(gòu)造格架。其中NWW向和NE向構(gòu)造斷裂帶最為發(fā)育，是區(qū)內(nèi)的主要控礦含礦構(gòu)造。這些構(gòu)造的夾持交匯處、構(gòu)造變異部位以及切割巖體接觸帶等部位，控制了區(qū)內(nèi)鈾礦床、鈾礦（化）點(diǎn)及異常點(diǎn)帶的分布。

2 放射性參數(shù)特征

為了便于對(duì)伽瑪能譜測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和地質(zhì)解釋，首先根據(jù)實(shí)測(cè)的能譜數(shù)據(jù)，對(duì)區(qū)內(nèi)出露的加里東期花崗巖（γ3）、燕山早期花崗巖（γ52 ）和南華系砂巖、板巖（Nh1c）3種主要巖性進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表1），區(qū)內(nèi)放射性元素分布有特征。

1）全區(qū)鉀、鈾、釷三元素的平均含量與地殼中的酸性巖中該元素的豐度值相比，鈾、釷含量較高，均為豐度值2倍；鉀含量與酸性巖的豐度值基本相近。

表1 工作區(qū)主要巖體鉀、鈾、釷含量及比值參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

2）工作區(qū)內(nèi)出露的加里東期花崗巖（γ3）、燕山早期花崗巖（γ52 ）和南華系砂巖、板巖（Nh1c）所含鉀含量基本接近，加里東期花崗巖中鉀含量略高。3種巖體所含鈾、釷含量存在差異，加里東期花崗巖體中的釷含量高于燕山早期花崗巖體，而燕山早期花崗巖體中的鈾含量高于加里東期花崗巖體，南華系砂巖、板巖（Nh1c）所含鈾、釷含量則均低于加里東期花崗巖（γ3）和燕山早期花崗巖（γ52 ），表明工作區(qū)內(nèi)老地層中鈾源不足，不利于鈾成礦，工作區(qū)所揭露到的礦體位置也表明燕山早期花崗巖和加里東期花崗巖更利于鈾的富集。

3）燕山早期花崗巖（γ52 ）的鈾鉀比、釷鉀比均低于其他兩巖體，表明燕山早期花崗巖（γ52 ）在巖漿期后熱液蝕變過(guò)程中，有大量鉀的進(jìn)入，使得熱液中的堿濃度不斷增加，釷的絡(luò)合物溶解度也明顯增高，造成釷以液相的形式流失。

其次根據(jù)實(shí)測(cè)的氡濃度數(shù)據(jù)，對(duì)區(qū)內(nèi)出露的加里東期花崗巖（γ3）、燕山早期花崗巖（γ52 ）和南華系砂巖、板巖（Nh1c）3種主要巖性進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)，加里東期花崗巖（γ3）統(tǒng)計(jì)點(diǎn)數(shù)17 177，氡濃度均值為24.0，標(biāo)準(zhǔn)差43.9；燕山早期花崗巖（γ52）統(tǒng)計(jì)點(diǎn)數(shù)為7 137，氡濃度均值為24.9，標(biāo)準(zhǔn)差26.8；南華系砂巖、板巖（Nh1c）統(tǒng)計(jì)點(diǎn)數(shù)為842，氡濃度均值為15.7，標(biāo)準(zhǔn)差13.2。由統(tǒng)計(jì)結(jié)果，結(jié)合氡濃度等值線平面圖，可以看出，區(qū)內(nèi)氡濃度分布有如下特征。

1）工作區(qū)內(nèi)出露的加里東期花崗巖（γ3）和燕山早期花崗巖（γ52 ）的氡濃度明顯大于南華系砂巖、板巖（Nh1c）所含氡濃度，燕山早期花崗巖中氡濃度略高。

2）3種巖體氡濃度的均方差表明加里東期花崗巖（γ3）的氡濃度變化波動(dòng)較大，而南華系砂巖、板巖（Nh1c）的氡濃度則相對(duì)穩(wěn)定，巖體內(nèi)斷裂構(gòu)造為氡子體遷移提供了良好的運(yùn)輸通道，使得構(gòu)造附近氡氣易聚集，造成局部氡濃度變化。

綜合上述分析，巖體的放射性本底存在不同程度上的差異，有利于在本地區(qū)開展綜合物探方法尋找鈾成礦有利地段。

3 地球物理勘探剖面的地質(zhì)解釋

3.1 地面高精度磁測(cè)

圖2是楊家莊408號(hào)線高精度磁測(cè)△T異常、地質(zhì)剖面圖。該剖面出露的巖性為燕山早期中細(xì)粒二云母花崗巖和加里東期中粗粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖。在該剖面上磁異?？傮w變化不大，異常的幅值一般為十幾個(gè)nT，有多處單峰低值磁異常，這些低值異?；径寂c已知構(gòu)造位置相對(duì)應(yīng)，低值異常應(yīng)是構(gòu)造的反映，這種低值異常的形成主要是界面效應(yīng)引起。盡管在巖體和構(gòu)造中磁場(chǎng)強(qiáng)度相差不大，但在磁測(cè)剖面通過(guò)構(gòu)造時(shí)，既使構(gòu)造本身與巖體的磁性差異不大，在構(gòu)造位置仍將產(chǎn)生界面效應(yīng)，從而形成低值負(fù)異?；蛘⒇?fù)相間異常。這種界面效應(yīng)也是利用磁異常推測(cè)構(gòu)造的基本依據(jù)，特別是當(dāng)多條剖面上有連續(xù)且具有一定走向延伸的相類似異常出現(xiàn)時(shí)，這種推測(cè)具有較高的可靠性。

在剖面的390 m和920 m的地方有負(fù)異常顯示，但在該位置上沒(méi)出露的構(gòu)造對(duì)應(yīng)。根據(jù)其異常特征，推測(cè)在這兩個(gè)地方應(yīng)該存在隱伏構(gòu)造。

圖2 楊家莊408號(hào)線高精度磁測(cè)△T異常、地質(zhì)剖面

3.2 地面伽瑪能譜測(cè)量

圖3是文昌嶺地段103號(hào)線伽瑪能譜測(cè)量異常、地質(zhì)剖面圖。該剖面出露的巖性為燕山早期中細(xì)粒二云母花崗巖和加里東期中粗粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖。

圖3 文昌嶺地段103號(hào)線伽瑪能譜測(cè)量異常、地質(zhì)剖面

從鈾元素含量曲線圖來(lái)看，在該剖面上500 ～ 570 m處有一鈾異常，異常規(guī)模和幅值比較大，異常寬度大約70 m長(zhǎng)，異常峰值達(dá)到2 330.4×10-6，異常受有利的含礦構(gòu)造控制。根據(jù)調(diào)查，在這片異常范圍內(nèi)地表淺部已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有Ⅰ礦體存在。

從釷元素含量曲線圖來(lái)看，在斷裂構(gòu)造地表出露處釷元素含量均不同程度地降低，在表生氧化條件下，釷元素基本保存在含釷礦物的晶格中，一般情況下不會(huì)發(fā)生流失、遷移，因此推斷釷元素含量降低的原因主要為多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起巖石成分發(fā)生變化，強(qiáng)烈的熱液作用使得釷的絡(luò)合物溶解度明顯增高，造成釷以液相的形式流失，從而降低了釷元素含量。

從鉀元素含量曲線圖來(lái)看，鉀元素分布比較穩(wěn)定，一般都低于0.15％，在剖面650 m處鉀元素含量逐漸增高，與加里東期花崗巖和燕山早期花崗巖接觸部位相對(duì)應(yīng)，初步推斷在巖體的相互侵入作用下，鉀元素被帶入、帶出，導(dǎo)致巖體接觸部位附近的鉀元素含量發(fā)生變化。

鈾釷鉀混合異常既有有利的礦化蝕變類型，又有豐富的鈾源，因此，具有此類型異常的構(gòu)造有很好的鈾成礦潛力，也是工作內(nèi)找礦的重要線索之一。

3.3210Po法測(cè)量

通過(guò)相關(guān)結(jié)果顯示文昌嶺164號(hào)線氡氣測(cè)量異常，該地質(zhì)剖面圖剖面出露的巖性為加里東期中粗粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖。在該剖面上150 m、450 m和650 m處分布3個(gè)氡濃度異常，其中450 m處的氡濃度異常規(guī)模和幅值比較大，異常寬度大約200 m長(zhǎng)，異常峰值達(dá)到1 290 Bq/L，正下方對(duì)應(yīng)的是F3構(gòu)造帶控制的Ⅱ礦體。150 m和650 m的氡濃度異常均為單峰異常，且異常值相對(duì)較小，為100 Bq/L左右，下方對(duì)應(yīng)的構(gòu)造分別為F43-1和F43，均為不含礦構(gòu)造。

兩者對(duì)比表明，礦致氡濃度異常不僅規(guī)模大，異常值也非常高，不含礦構(gòu)造上方的氡濃度值相對(duì)較低，異常形態(tài)常表現(xiàn)為單峰狀，這是由于鈾礦體不斷衰變產(chǎn)生大量氡子體，氡子體經(jīng)過(guò)擴(kuò)散、對(duì)流和He-Rn團(tuán)簇作用不斷向上或沿構(gòu)造方向遷移，在地表淺部形成一定規(guī)模的氡氣聚集；不含礦構(gòu)造在地下水運(yùn)動(dòng)或大氣降水滲透作用下，氡氣也會(huì)在構(gòu)造上方地表聚集，但其規(guī)模和異常均較小，在地表所形成的異常范圍非常有限。所以單峰狀的氡濃度異?？赡転椴缓V構(gòu)造所引起，對(duì)找礦意義不大，而具有一定規(guī)模的氡濃度異常為找礦標(biāo)志之一。

4 結(jié) 論

綜合所獲得的物化探資料以及解釋結(jié)果，歸納起來(lái)主要有如下幾點(diǎn)結(jié)論。

1） 含礦構(gòu)造與不含礦構(gòu)造氡氣測(cè)量結(jié)果表明，礦致氡濃度異常分布具有一定規(guī)模，且異常值高，而不含礦構(gòu)造形成的氡濃度異常不僅規(guī)模小，異常幅值也低，異常形態(tài)常呈單峰狀。因此，具有一定規(guī)模，且異常值高的氡濃度異常是工作區(qū)內(nèi)重要找礦標(biāo)志。

2） 地面伽瑪能譜測(cè)量結(jié)果表明，鈾釷鉀混合異常既有有利的礦化蝕變類型，又有豐富的鈾源，具有此類型異常的構(gòu)造有很好的鈾成礦潛力，也是工作內(nèi)找礦的重要線索。

3） 根據(jù)高精度磁測(cè)結(jié)果，在測(cè)區(qū)內(nèi)劃分出了多條隱伏構(gòu)造，有些隱伏構(gòu)造已經(jīng)被后來(lái)的地質(zhì)工作證實(shí)。

［1］ 徐偉昌，張運(yùn)洪，劉躍寶，等. 苗兒山崗巖復(fù)式巖基年代學(xué)研究的進(jìn)展及時(shí)代劃分方案［J］.巖石學(xué)報(bào)，1994，10（3）：330-337.

［2］ 謝曉華，陳衛(wèi)峰，趙葵東，等. 桂東北豆乍山花崗巖年代學(xué)與地球化學(xué)特征［J］.巖石學(xué)報(bào)，2008，24（6）：1302-1312.

［3］ 李嫵巍，王敢，陳衛(wèi)峰，等.香草坪花崗巖體年代學(xué)和地球化學(xué)特征［J］.鈾礦地質(zhì)，2010，26（4）：215-227.

Comprehensive Geochem ical M ethods Used in Deep Draw ing of Uranium Ore Prospecting

LI Dayan，WAN Tao，ZHANG Wen，CHEN Feng，CAO Xiaolin
（Nuclear Industry Institute 230，Changsha，Hunan 410001，China）

The deep-draw ing area is located in the mountains north of M iao children metallogenic sub-region as a temple - M iao children important m ining uranium m ineralization in the west of the mountain， the regional metallogenic conditions superior， belongs granite type uranium deposits. By conducting ground precision magnetic method integrated exploration method of measuring ground gamma ray spectrometry and radon measurements，look for uranium ore - controlling structure and outliers belt， it can be broadly classifed buried structure， delineated uranium m ineralization favorable areas for drilling area to carry out prospecting work to provide evidence.

Deep draw ing area； Uranium；Comprehensive geochem ical methods.

P619.14

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.03.048

2016-08-05

李大雁（1981-），男，湖南長(zhǎng)沙人，工程師，研究方向：地球探測(cè)專業(yè)技術(shù)，手機(jī)：13568885667，E-mail：hedaqingxie@163.com.