居隆庵鈾礦床地溫場(chǎng)特征

李海英，銀涌兵，李仲琴

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六一大隊(duì)，江西鷹潭 335001）

居隆庵鈾礦床地溫場(chǎng)特征

李海英，銀涌兵，李仲琴

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六一大隊(duì)，江西鷹潭 335001）

居隆庵鈾礦床位于相山鈾礦田西部，為我國(guó)大型火山巖型鈾礦床之一。通過(guò)分析大量鉆孔測(cè)溫和水文地質(zhì)資料，得出地溫場(chǎng)與溫?zé)崴姆植?、斷裂?gòu)造、深大斷裂、富大鈾礦及鈾礦化在空間分布上具一致性。溫?zé)崴幕顒?dòng)場(chǎng)、水熱圍巖蝕變和化學(xué)成分特征是鈾礦找礦的標(biāo)志。

居隆庵鈾礦床；地溫場(chǎng)；鈾礦化

居隆庵鈾礦床是我國(guó)著名的相山火山巖型鈾礦田中的大型鈾礦床，經(jīng)歷了四十多年的勘探，積累了大量的井溫、勘探資料和研究成果。20世紀(jì)70—90年代對(duì)礦床進(jìn)行了水文地質(zhì)普查，21世紀(jì)初對(duì)礦床進(jìn)行了水文地質(zhì)詳查，主要目的是查明礦床水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件。筆者對(duì)礦床井溫資料進(jìn)行詳細(xì)研究，總結(jié)出居隆庵鈾礦床地溫場(chǎng)特征，希望能為礦床發(fā)展擴(kuò)大起到一定的指導(dǎo)作用。

1 居隆庵鈾礦床地質(zhì)概況

相山鈾礦田位于贛杭構(gòu)造火山巖鈾成礦帶南西段樂(lè)安—東鄉(xiāng)成礦亞帶內(nèi)的相山中心式火山塌陷盆地中。盆地現(xiàn)代地貌為中間高四周低的正地形，相山主峰高程1 216.2 m。礦田地層由基底和蓋層火山巖系兩部分組成?；字饕獮橹性沤绲那稁r和片巖，其次是下石炭統(tǒng)華山嶺組變質(zhì)石英砂巖、砂巖和粉砂巖，上三疊統(tǒng)安源組石英砂巖、砂頁(yè)巖、含炭質(zhì)砂巖及煤線等。蓋層火山巖系主要是上侏羅統(tǒng)打鼓頂組紫紅色粉砂巖、砂礫巖（J3d1），流紋英安巖（J3d2）；鵝湖嶺組晶屑玻屑凝灰?guī)r（J3e1）及廣泛分布并出露于地表的碎斑熔巖（J3e2），總厚度大于2 000 m［1］。

圖1 相山礦田地質(zhì)略圖Fig.1 Geological sketch of Xiangshan uranium ore field

居隆庵鈾礦床位于相山礦田西部（圖1），屬火山巖型中低溫?zé)嵋衡櫟V床，含礦圍巖主要為碎斑熔巖及流紋英安巖［2］。礦床處于北東向蕪頭—小陂、鄒家山—石洞斷裂構(gòu)造與北西向石城—書堂、河元背—石洞斷裂構(gòu)造所構(gòu)成的居隆庵菱形斷塊內(nèi)（圖2），面積約10 km2。

2 居隆庵鈾礦床現(xiàn)代水文地質(zhì)條件

研究區(qū)內(nèi)地貌為火山巖組成的中等切割剝蝕構(gòu)造中低山區(qū)，山脊走向近南北，地形總體是中間高，四周低。區(qū)內(nèi)地表水系發(fā)育，有兩條小河，即西南部的石洞河，東部的書堂河屬贛中撫河水系的崇樂(lè)河上游的寶塘河支流。兩條小河總的流向是自南往北，最后匯入寶塘河。礦床范圍內(nèi)地下水按其介質(zhì)中空隙的成因及埋藏特征分為4種類型：第四系孔隙水、風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水、構(gòu)造裂隙水和接觸帶密集裂隙水（圖3）。

圖2 居隆庵地區(qū)構(gòu)造示意圖Fig.2 Structure sketch of Julong’an region

圖3 居隆庵地區(qū)綜合水文地質(zhì)圖Fig.3 Integrated hydrogeological map of Julong’an region

第四系孔隙水主要賦存在沖積、洪積、坡積的砂礫石等孔隙中，厚度在1～3 m，最厚12 m，泉流量0.003～0.045 L／s，主要受大氣降雨和風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水補(bǔ)給。水化學(xué)類型以HCO3-Na為主，礦化度0.029～0.052 g／L，pH值5.8～6.9，鈾含量＜0.026×10－6～0.26× 10－6，氡濃度0～63 Bq／L。

風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水主要分布在碎斑熔巖風(fēng)化殼中，分布范圍廣，厚度為 10～31 m，最厚達(dá)72.27 m。泉流量為0.001～0.077 L／s，單位涌水量0.000 2～0.010 1 L／s·m，受大氣降雨補(bǔ)給。水化學(xué)類型以HCO3-Na、HCO3-Na·Ca為主，礦化度0.012～0.075 g／L，pH值5.0～6.9，鈾含量為0.052×10－6～0.26×10－6，氡濃度0～150 Bq／L。

居隆庵菱形斷塊內(nèi)，地下水自西往東主要受等間距（350～400 m），近南北向展布的F21、F7、F18、F13及走向北東的F14等構(gòu)造裂隙含水帶控制，構(gòu)造裂隙含水帶寬度約2.0～25.0 m，長(zhǎng)度約430～2 500 m。區(qū)內(nèi)泉水單位涌水量 0.001～0.03 L／s·m，受上部含水層（帶）和地表水補(bǔ)給。水化學(xué)類型以HCO3-Ca、HCO3-Na型為主，礦化度0.061～0.235 g／L，pH值6.5～7.8，鈾含量為0.156×10－6～41.6× 10－6，氡濃度140～973 Bq／L。

接觸帶密集裂隙水主要分布于居隆庵鈾礦床北部的碎斑熔巖（J3e2）與流紋英安巖（J3d2）接觸界線（即火山巖組間界面）附近。含水帶埋深215～418 m，單位涌水量0.041 4～0.051 8 L／s·m，受上部構(gòu)造裂隙水補(bǔ)給。水化學(xué)類型HCO3-Na型，礦化度0.224～0.250 g／L，pH值 8.0～9.0，鈾含量為 0.026×10－6～0.520× 10－6，氡濃度41～315 Bq／L，最高達(dá) 2 239 Bq／L。

居隆庵菱形地塊的地下水主要受大氣降水補(bǔ)給，徑流區(qū)主要分布于山坡、山脊地勢(shì)較高處；排泄區(qū)主要分布河谷地區(qū)，以及地勢(shì)低的沖溝兩側(cè)和山麓地帶。

3 礦床地溫場(chǎng)特征

礦床地溫是用JW238數(shù)字井溫儀通過(guò)溫度傳感器實(shí)測(cè)井液溫度實(shí)現(xiàn)的。居隆庵鈾礦床共測(cè)井溫104個(gè)，測(cè)溫質(zhì)量較好。選擇相山鈾礦田中未揭穿區(qū)域性深大基底斷裂構(gòu)造的不同深度的鉆孔測(cè)溫結(jié)果，相山鈾礦田的正常地溫梯度為2.90℃/hm（表1）［3］，礦床常溫帶溫度17.5℃。

將大于相山鈾礦田正常地溫梯度值（以下簡(jiǎn)稱正常地溫梯度）定為異常（正異常），可發(fā)現(xiàn)鈾礦床地溫場(chǎng)具有如下特征：

3.1 礦床溫?zé)崴植?/p>

經(jīng)鉆孔井溫測(cè)井資料統(tǒng)計(jì)（表2），礦床內(nèi)井（地）溫大于28℃的平均標(biāo)高在-100 m，井（地）溫超過(guò)40℃的平均標(biāo)高在-320 m（含-320 m）以下；自孔深500 m后井（地）溫梯度才超過(guò)3℃/100 m（表 3）?？咨?500 m（平均標(biāo)高-320 m）以下，孔內(nèi)井液溫度達(dá)40℃，說(shuō)明在此深度以下有溫?zé)崴?0℃≤T≤60℃）［4］存在。井（地）溫梯度總體隨孔深增加，呈遞增趨勢(shì)。

表1 區(qū)域正常地溫梯度計(jì)算Table 1 Calculation results of normal regional geothermal gradient

表2 礦床28℃、37℃及40℃井（地）溫的孔深、標(biāo)高統(tǒng)計(jì)表Table 2 Hole depth and elevation statistics of geothermal temperature of 28℃，37℃and 40℃in deposit

表3 礦床不同深度井（地）溫梯度統(tǒng)計(jì)表Table 3 Statistics of geothermal temperature gradient in different depth of deposit

3.2 井溫梯度

居隆庵菱形斷塊內(nèi)，主要受近南北向展布的 F7、F21、F6、F18等斷裂構(gòu)造控制。 礦床內(nèi)揭穿斷裂構(gòu)造基底的鉆孔，出現(xiàn)相對(duì)增高的井溫（圖4），等溫線凸形隆起，隨著遠(yuǎn)離基底斷裂低溫下降，逐漸過(guò)渡到正常地溫區(qū)。鉆孔在深90～105 m揭F6斷裂構(gòu)造，在靠近F6的上盤出現(xiàn)31.8℃的高溫點(diǎn)，反映了該斷裂脈狀水的承壓性和其地?zé)釥顟B(tài)；孔深300 m處井溫梯度達(dá)4.90℃/h·m，較區(qū)正常地溫梯度高2.00℃/h·m。

鉆孔揭火山塌陷構(gòu)造，也出現(xiàn)較明顯的井溫異常，在地溫剖面圖上等溫線隆起，鉆孔在深480 m揭火山塌陷構(gòu)造，水位上升，井溫41.2℃，較同剖面等標(biāo)高的井溫高10～12℃，井溫梯度達(dá)5.22℃/h·m，較正常地溫梯度高2.32℃/h·m。又如鉆孔在深700 m揭火山塌陷構(gòu)造，出現(xiàn)涌水，孔口溫度28.2℃，火山塌陷構(gòu)造處的井溫 46.5℃，井溫梯度3.87℃/h·m。礦床地溫增高帶與火山塌陷褶曲——即基底片巖頂板構(gòu)成的背斜有良好的一致性。

圖4 -290 m中段井（地）溫等值線示意圖Fig.4 Contour of geothermal temperature in level-290 m of borehole

在剖面圖中（圖5）等溫線較明顯的表現(xiàn)了構(gòu)造兩側(cè)向中心部位隆起，溫度升高；也顯示了斷裂構(gòu)造水和淺層裂隙帶水對(duì)溫?zé)崴到y(tǒng)的降溫作用，隨著深度的增加，其降溫影響逐漸減?。坏葴鼐€的間距有隨深度變密的趨勢(shì)，這與井溫梯度隨深度增加的變化規(guī)律一致（表3）。

3.3 高地溫場(chǎng)

根據(jù)相山鈾礦田部分礦床井溫和巖石導(dǎo)熱率資料，求得相山鈾礦田內(nèi)部分礦床地溫梯度的平均值為3.32℃/h·m，平均大地?zé)崃鳛?02.93 mw/m2（表4），高于山區(qū)正常地溫梯度變化值（1.6-2.8℃/h·m）和江西省東南部12個(gè)實(shí)測(cè)大地?zé)崃鼽c(diǎn)的平均值（74.10±13.60 mw/m2），是一地溫異常區(qū)。表4中鄒家山鈾礦床的地溫梯度和大地?zé)崃髦底罡?，客觀的反映了高地溫異常場(chǎng)與富大鈾礦和控礦的具多期次活動(dòng)史的深大基底斷裂構(gòu)造的相關(guān)性，亦即高地溫異常場(chǎng)是深大斷裂構(gòu)造的影照，是具大礦的預(yù)示。

圖5 礦床70線水文地質(zhì)剖面圖Fig.5 Hydrological geological section of Line 70 in deposit

居隆庵鈾礦床部分鈾礦體與高井（地）溫場(chǎng)吻合性好（圖6），部分鈾礦體在高井（地）溫場(chǎng)附近（圖4）。說(shuō)明在礦體賦存部位井（地）溫偏高，或者富礦部位在高井（地）溫場(chǎng)附近。

圖6 礦體與井（地）溫關(guān)系示意圖Fig.6 Sketch of relationship between geothermal temperature and orebody

表4 相山鈾礦田部分礦床地溫特征表Table 4 Geothermal features of some deposits in Xiangshan uranium ore field

3.4 水熱圍巖蝕變

礦床溫?zé)崴c其通道兩側(cè)的圍巖-酸性火山巖長(zhǎng)期作用而生成的以水云母化為主的水熱蝕變， 具有比正常圍巖顏色淺，呈灰、灰綠色，圍繞礦體分布，而又比礦體面積大的多，且越近礦體蝕變?cè)綇?qiáng)烈的特點(diǎn)。勘探成果證實(shí)，水熱蝕變巖對(duì)尋找鈾礦體起著向?qū)ё饔茫钦业V的蝕變標(biāo)志。

3.5 溫?zé)崴瘜W(xué)組成

礦床溫?zé)崴暂^高的水溫和某些組分的高含量區(qū)別于其他類型的地下水（表5）。礦床地下水可溶性SiO2含量＞30 mg/L，F(xiàn)-含量＞1.5 mg/L，H2S含量1-7 mg/L，既是溫?zé)崴霈F(xiàn)的重要標(biāo)志，又是尋找鈾礦的間接標(biāo)志。水中HCO3-含量＞150 mg/L，Ca2＋含量＞40 mg/L，礦化度＞0.23 g/L，pH＞7.0，可作為尋找鈾礦的輔助標(biāo)志。

表5 礦床地下水、地表水化學(xué)成分表Table 5 Chemical composition of groundwater and surface water in deposit

由表5可知，礦床溫?zé)崴蟹派湫栽睾枯^高。經(jīng)巖（礦）石浸泡實(shí)驗(yàn)證實(shí)，水中鈾含量不僅與溫度有關(guān)，更重要的取決于巖（礦）石中的鈾含量，水中的鈾含量與巖（礦）石中的鈾含量是正相關(guān)關(guān)系。由此構(gòu)成礦床溫?zé)崴业V的重要依據(jù)。當(dāng)溫?zé)崴锈櫤俊?.04×10-9， 氡濃度≥220 Bq/L， 鐳含量≥3×10-11，是尋找鈾礦的直接標(biāo)志。

礦床溫?zé)崴袣溲跬凰亟M成（表 6），δ18O和δD分別為-6.64‰和-38.2‰，T.U為4.89，為查明溫?zé)崴膩?lái)源、溫?zé)崴c鈾礦化關(guān)系提供了基礎(chǔ)資料。

表6 礦床溫?zé)崴袣溲跬凰胤治鼋Y(jié)果表Table 6 Analysis results of hydrogen and oxygen isotope of warm water in deposit

4 結(jié)論

1）居隆庵鈾礦床地溫場(chǎng)隨深度的增加，呈現(xiàn)垂向分布特征。

2）居隆庵鈾礦床地溫與鈾礦化具有空間展布的一致性，均受同一地質(zhì)構(gòu)造因素控制。

3）在居隆庵鈾礦床可以把溫?zé)崴幕顒?dòng)、水熱圍巖蝕變、水化學(xué)成分作為地質(zhì)、水文地質(zhì)背景和標(biāo)志建立找熱與鈾相結(jié)合，以找熱為手段找鈾為目的的找礦方法——“地溫法”，并與放射性地質(zhì)、物探、水化找礦方法結(jié)合起來(lái)，必將提高預(yù)測(cè)鈾成礦遠(yuǎn)景區(qū)的可靠性與準(zhǔn)確性。

［1］劉牛明.江西省樂(lè)安縣居隆庵鈾礦床44-70線詳查地質(zhì)報(bào)告［R］.南昌：江西省核工業(yè)地質(zhì)局，2006.

［2］邵飛.水-巖相互作用及其與鈾成礦關(guān)系研究:以相山鈾礦田為例［D］.武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2007.

［3］張慶嵐.鄒家山鈾礦床地溫、溫?zé)崴捌渑c鈾礦化的關(guān)系［R］.鷹潭：江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六一大隊(duì)，1984.

［4］地?zé)豳Y源地質(zhì)勘探規(guī)范：B/T11615—2010［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版，2011.

Geothermal field characteristics of Julong’an uranium deposits

LI Haiying，YIN Yongbing，LI Zhongqin

（Geological Party No.261，Jiangxi Nuclear Industry Geological Bureau，Yingtan Jiangxi 335001，China）

Julong’an uranium deposit is located in the western of Xiangshan uranium ore field，it is a large volcanic rock type uranium deposit in China.By analyzing a lot of borehole temperature and hydrogeological data，it is concluded that the spatial distribution of geothermal field was consistant with warm water，fracture structure，deep faults，large rich uranium ore and uranium mineralization. Characteristics of warm water field， the hydrothermal alteration of surrounding rock and chemical composition are indicators for uranium prospecting.

Julong’an uranium deposit； geothermal field；uranium mineralization

P619.14；P641.4

A

1672-0636（2017）01-0025-07

10.3969/j.issn.1672-0636.2017.01.005

2015-08-18

李海英（1982—），女，江西鷹潭人，工程師，主要從事水文地質(zhì)研究工作。

E-mail：415688011@qq.com