諸廣山巖體重磁異常特征與鈾成礦關(guān)系

喻 翔， 田建吉， 周俊杰， 陳 聰

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院， 中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100029）

諸廣山巖體重磁異常特征與鈾成礦關(guān)系

喻 翔， 田建吉， 周俊杰， 陳 聰

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院， 中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100029）

作為華南花崗巖型鈾礦重要產(chǎn)地， 諸廣山巖體的斷裂構(gòu)造和成礦作用過程一直受到關(guān)注和重視。針對(duì)已有的重磁數(shù)據(jù)，開展異常分離、解析延拓、求導(dǎo)等多種處理，刻畫出諸廣山巖體的重磁場(chǎng)異常特征，并結(jié)合區(qū)內(nèi)密度、磁化率等資料，推測(cè)了多條隱伏斷裂構(gòu)造。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)和礦產(chǎn)分布資料，認(rèn)為低背景場(chǎng)內(nèi)的條帶狀高磁異常和高背景場(chǎng)內(nèi)的低值重力異常疊加地段可能與鈾成礦關(guān)系密切。

重磁異常； 斷裂構(gòu)造； 諸廣山巖體； 鈾成礦

地處湘、贛、粵三省交界處的諸廣山巖體，是我國(guó)最重要的熱液型鈾成礦區(qū)之一。諸廣山巖體地區(qū)經(jīng)過幾十年的勘查和研究工作， 陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了 4個(gè)花崗巖型鈾礦田和 18個(gè)不同規(guī)模的鈾礦床，如：城口礦田、長(zhǎng)江礦田、下莊礦田、棉花坑礦床、塘灣礦床和油洞礦床等。針對(duì)諸廣山巖體地區(qū)的研究成果較多，核工業(yè)二九一隊(duì)、核工業(yè)華南地勘局和中南地勘局所屬地質(zhì)隊(duì)、核工業(yè)北京地質(zhì)研究院、核工業(yè)二三〇研究所、核工業(yè)二九〇研究所、南京大學(xué)地球科學(xué)系、東華理工大學(xué)、成都理工大學(xué)、中科院地化所等單位在諸廣山巖體地區(qū)開展了大量地質(zhì)、物探、化探、水文等方面的找礦和區(qū)域地質(zhì)及鈾礦地質(zhì)專題研究工作，較系統(tǒng)的總結(jié)了諸廣山南部花崗巖型鈾礦床的成礦條件、礦床成因、找礦判據(jù)等成礦規(guī)律。

有關(guān)諸廣山巖體南部的重磁場(chǎng)特征，前人已有很好的總 結(jié) 和 認(rèn)識(shí)［1-2］， 但整個(gè)巖體以重磁為基礎(chǔ)的大尺度結(jié)構(gòu)特征研究較少，尤其是斷裂構(gòu)造與重磁異常的關(guān)系較不明確。本文旨在依據(jù) 1∶20 萬重力和 1∶5 萬航磁資料，揭示諸廣山巖體地區(qū)的區(qū)域斷裂格架信息，為巖體及外圍鈾資源的擴(kuò)大提供線索。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

諸廣山巖體地處湘、贛、粵三省交界處，大地構(gòu)造上處于閩贛后加里東隆起與湘桂粵北海西-印支凹陷的結(jié)合部位， 處于南北向萬洋—諸廣、東西向九峰—大余和北東向萬長(zhǎng)山構(gòu)造巖漿活動(dòng)帶的交匯部位（圖 1）。

圖 1 諸廣山巖體大地構(gòu)造位置圖（據(jù)龐雅慶等，2015）Fig.1 The geotectonic map of Zhuguangshan pluton（Afer PANG Yaqing etc.， 2015）

區(qū)內(nèi)廣泛出露晚古生界，中生界以火山碎屑沉積巖為主，新生界發(fā)育于斷陷盆地中。巖漿活動(dòng)頻繁，具有多期多階段活動(dòng)的特點(diǎn)，可分為加里東期、海西期、印支期、燕山早期和燕山晚期 4期 12階段。 印支期和燕山期花崗巖是諸廣復(fù)式巖體的主體，從早到晚以中酸性巖漿活動(dòng)為主，同時(shí)存在中基性巖漿活動(dòng)。巖石多為粗、中、細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖或二云母花崗巖， 屬鈣堿-亞堿性巖類。 區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要斷裂構(gòu)造有南北、北西西和北東-北東東向三組［3］。

2 巖石物性分析

根據(jù)研究區(qū)已有的鉆井和物性資料，巖石的密度值按大小可分成 3 類（表1）： 第 1 類主要為寒武紀(jì)石英砂巖、粉砂巖和炭質(zhì)板巖，平均密度一般為 2.69×103kg/m3； 第 2 類， 主要為侏羅紀(jì)、三疊紀(jì)黑云母二長(zhǎng)花崗巖，平均密度為 2.60×103kg/m3；第 3 類，主要為白堊紀(jì)二云母花崗巖、細(xì)粒黑云母花崗巖，平均密度為 2.55×103kg/m3， 說明幾大類巖石存在明顯密度差異。

表1 諸廣山巖體地區(qū)巖層密度綜合表Table 1 Statistical density table of strata

根據(jù)前人對(duì)諸廣山巖體地區(qū)巖石磁性的研究［1］， 震旦系淺變質(zhì)巖分布地段， 由于多種因素影響結(jié)果，磁性較復(fù)雜，當(dāng)受到火成巖侵入影響時(shí)，接觸帶上局部地段形成混合巖化，磁性礦物相對(duì)富集，巖礦石磁化率高于圍巖， 區(qū)內(nèi)次火山巖（安山巖、 流紋巖）有中-強(qiáng)磁性，加里東期和燕山期花崗巖體不具磁性，總體上看，除了超基性、基性火成巖和某些含磁鐵礦巖石磁性較強(qiáng)外，其余各種巖石磁性差異不明顯。

3 重磁數(shù)據(jù)處理及特征

3.1 重磁資料處理

研究采用的數(shù)據(jù)為 1∶20 萬網(wǎng)格化的布格重力異常和 1∶5 萬航磁異常 數(shù) 據(jù)（圖 2）。航磁資料由于研究區(qū)西北部數(shù)據(jù)缺失，僅做局部驗(yàn)證對(duì)照使用。 由圖 2a可見， 整個(gè)研究區(qū)布格重力異常呈現(xiàn)中部低、四周高的特征。研究區(qū)中心位置的地磁傾角為 37.88°， 磁偏角為-3.06°， 經(jīng)化極處理得到的△T 磁場(chǎng)化極異?；颈憩F(xiàn)為大片正磁場(chǎng)與大片負(fù)磁場(chǎng)相間分布的特征。

圖2 諸廣山巖體地區(qū)布格重力異常圖a和化極磁力異常圖bFig.2 The anomaly map of Zhuguangshan pluton district a-bouguer gravity anomaly map； b-after reduce to magnetic pole anomaly map

重磁資料是地球自然場(chǎng)的反映，它包含了地下所有不均勻地質(zhì)體的疊加信息［5］。 為了深入研究諸廣山巖體內(nèi)構(gòu)造展布特征，需要開展有針對(duì)性的目標(biāo)處理工作。采用解析延拓、垂向求導(dǎo)等方法分離區(qū)域背景場(chǎng)和局部場(chǎng)，刻畫斷裂構(gòu)造特征； 采用水平一階導(dǎo)數(shù)（135°方向），來突出NE向的線性構(gòu)造；通過不同高度的向上延拓處理來揭示基底的變化特征。

3.1.1 解析延拓法

對(duì)諸廣山巖體預(yù)測(cè)區(qū)重力異常做向上延拓1、 2、 3……直至 7 km。 當(dāng)上延到 3 km， 發(fā)現(xiàn)重力異常形態(tài)基本沒有太大變化，說明淺部局部異常得到了較好的壓制， 因此將上延 3 km后的重力異常作為區(qū)域背景場(chǎng)，再用原始布格重力異常值減去上延 3 km 異常得到剩余異常值（圖 3a）， 圖中高值突出、 條帶清晰， 基本可以反映預(yù)測(cè)區(qū)局部重力異常形態(tài)。采用同樣的方法， 可以得到研究區(qū)的航磁剩余異常（圖 3b）。

3.1.2 水平導(dǎo)數(shù)法

首先對(duì)重力異常向上延拓 100 m，去掉地表淺部干擾，再作求導(dǎo)，從而在平面上刻畫出整個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)每個(gè)異常體的邊緣形態(tài)。 圖4a和圖 4b分別為諸廣山巖體地區(qū)重力和航磁135°水平一階導(dǎo)數(shù)與推測(cè)構(gòu)造疊合圖。

鑒于解析延拓是根據(jù)一個(gè)面上的位場(chǎng)數(shù)據(jù)確定另一個(gè)不同高度面上的位場(chǎng)值，把握好延拓高度非常重要；水平導(dǎo)數(shù)可以提取埋藏較淺的局部異常，突出某一特定方向異常特征［5］。 因此， 將上述兩種方法相互對(duì)照開展目標(biāo)處理，較好地去掉了諸廣山巖體地區(qū)區(qū)域背景場(chǎng)，保留局部場(chǎng)信息。

3.2 重磁場(chǎng)特征

如圖 2a所示， 整個(gè)研究區(qū)布格重力異常呈現(xiàn)中部低四周高的特征。諸廣山巖體北部（熱水鄉(xiāng)以北） 布格重力異常幅值全區(qū)最低，為（-93～-78.2）×10-5m/s2， 巖體南部（長(zhǎng)江以南）異常走向以北東向?yàn)橹?，為全區(qū)相對(duì)低且布格重力 異 常 幅 值 為 （-78.2～-62.2）×10-5m/s2。 根據(jù)研究區(qū)布格重力異常場(chǎng)的分布形態(tài)和幅值特點(diǎn)， 將全區(qū)分為 A、B、 C、 D 共 4個(gè)異常分區(qū)。其中A和B異常區(qū)位于研究區(qū)中部，均顯示為重力低，與諸廣山巖體的分布范圍較為吻合， 其北部（A 異常區(qū)）為一長(zhǎng)軸近南北向的橢圓狀低值異常，對(duì)應(yīng)諸廣山巖體的北部， 南部（B 異常區(qū)）為近北東向的條帶狀異常，對(duì)應(yīng)諸廣山巖體的南部。因?yàn)檎麄€(gè)諸廣山巖體主要由志留紀(jì)黑云母花崗巖和侏羅紀(jì)黑云母花崗巖構(gòu)成，其密度值低于周圍變質(zhì)巖。C異常區(qū)主要以重力中、高值為主，異常 幅 值 為（-66.1～-55.9）×10-5m/s2， 主 要 分布有寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)變質(zhì)巖，密度值高于花崗巖。D異常區(qū)在測(cè)區(qū)內(nèi)重力值最高，布格重力異 常 幅 值 為 （-53.1～-46.3）×10-5m/s2， 主要分布有寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)和白堊紀(jì)變質(zhì)巖。

由于預(yù)測(cè)區(qū)西北部沒有開展過航磁測(cè)量工作，西北部數(shù)據(jù)缺失，因此在△T磁場(chǎng)化極異常圖上表現(xiàn)為空白區(qū)域（圖 2b）。 本區(qū)△T 磁場(chǎng)化極異?；颈憩F(xiàn)為大片正、負(fù)磁場(chǎng)相間分布的特征。 從總體上看，在北東地區(qū)（鹿井礦田北東側(cè)）呈現(xiàn)以大面積的正磁場(chǎng)為主。 磁場(chǎng)幅值一般在 7.51～61.4 nT 之間， 局部磁異常的幅值有的較大， 超過 61 nT； 在諸廣山巖體南側(cè)（樂昌、仁化、 扶溪、百順一帶）呈現(xiàn) “W” 字形正磁場(chǎng)異常，該區(qū)域主要由海西期花崗閃長(zhǎng)巖和印支-燕山期的花崗巖構(gòu)成， 磁場(chǎng)高值可能因受北東向斷裂和北西向斷裂制約的磁性基底相對(duì)隆升而形成。 磁場(chǎng)梯度在研究區(qū)東部（熱水鄉(xiāng)以東）一般變化比較平緩， 局部磁異常數(shù)量相對(duì)減少，而南部巖漿巖體發(fā)育的地區(qū)磁場(chǎng)梯度變化較大，局部磁異常比較發(fā)育，在巖漿巖體中及其外圍，都分布有密集程度不同的磁異常（如城口、 塘灣、 企嶺、 蕉坪和瀾河等礦床附近）， 高磁異常明顯。 出現(xiàn)局部高磁異常的原因主要有：深大斷裂及其旁側(cè)有鐵磁性礦物集中發(fā)育的動(dòng)力變質(zhì)帶；基性巖漿巖體侵位到沉積巖地層中，在其接觸帶上形成具有一定磁性的角巖、夕卡巖等變質(zhì)交代巖類。

4 重磁異常推測(cè)斷裂構(gòu)造特征

圖3 諸廣山巖體地區(qū)異常分離得到的局部重力異常圖a和磁力異常圖bFig.3 The local gravity and magnetic anomaly map of Zhuguangshan pluton district after anomaly separation a-localgravity anomaly map； b-localmagnetic anomaly map

圖 4 諸廣山巖體預(yù)測(cè)區(qū)布格重力異常上延 3 km 后 135°水平方向一階導(dǎo)數(shù)與斷裂構(gòu)造的疊合圖 a 和磁力異?；瘶O上延 1 km 后 135°水平方向一階導(dǎo)數(shù)與推測(cè)斷裂構(gòu)造疊合圖 bFig.4 The overlay map of faults and first horizontal deriviative along 135°of 3 km upward gravity in the prospect area of Zhuguangshan pluton a-after 3 km up continuation and 135°horizontal direction derivative； bafter reduce to magnetic pole， up continuation 1 km and 135°horizontaldirection derivative

諸廣山巖體地區(qū)斷裂構(gòu)造整體走向?yàn)镹E和 NEE 向， 重力異常的 135°方向?qū)?shù)能夠清楚地反映研究區(qū)線性構(gòu)造特征（圖 4a），由此可以劃分出研究區(qū)內(nèi)的 26條斷裂。 其中巖體南部斷裂走向以NE向?yàn)橹?，推測(cè)深大斷裂有7 條 （F1-F7）， 一 般 斷 裂 19 條 （F8～F26）， 其 中F1、 F2、 F5和 F7位 置 與 已 知 斷 裂 構(gòu) 造 位 置 一致， F5為城口斷裂， F7為塘灣斷裂， 其余均為推測(cè)斷裂。 F1斷裂沿北東方向延伸切穿諸廣山巖體北部巖體（熱水鄉(xiāng)以北）， 走向NE50°， 全長(zhǎng)約 58.1 km。 在布格重力異常圖上表現(xiàn)為西北高、東南低的特征，大致對(duì)應(yīng)重力梯級(jí)帶。 在重力上延 3 km 后 135°方向水平一階導(dǎo)數(shù)圖上，該斷裂對(duì)應(yīng)于北東向的異常極值線性帶。斷裂兩側(cè)主要為志留紀(jì)黑云母花崗巖和侏羅紀(jì)黑云母花崗巖組成，斷裂北西側(cè)主要為湯湖巖體，志留紀(jì)黑云母花崗巖發(fā)育，斷裂東南側(cè)主要為侏羅紀(jì)黑云母花崗巖， F1斷裂控制著本區(qū)地層沉積和侵入巖的分布。F2斷裂位于諸廣山巖體的東北部，近南北走向，斷裂往巖體南部延伸逐漸變成北東走向。在布格重力及不同高度的上延異常圖件上，該斷裂位于重力高與重力低之間的北東向變異帶內(nèi)，控制北部淋洋巖體和湯湖巖體。 在剩余重力異常圖上， F2斷裂對(duì)應(yīng)于北東向的異常極值線性帶； F15斷裂位于諸廣山巖體的中部位置， 走向 NE30°， 長(zhǎng)約 1.5 km。 該斷裂對(duì)應(yīng)北東向的異常線性梯級(jí)帶，其北西側(cè)異常梯度比東南側(cè)偏大，西南部異常較平緩。 在重力上延 3 km 135°方向水平一階導(dǎo)數(shù)圖上， F15斷裂所表現(xiàn)特征不明顯，據(jù)此推斷其為一般斷裂且斷裂沿線北西側(cè)分布下洞、 羊角腦等礦床。 F19斷裂位于諸廣南部巖體的西部位置，走向 NE35°， 長(zhǎng)約 1.2 km，該斷裂對(duì)應(yīng)北東向的異常線性梯級(jí)帶，其北西側(cè)異常梯度比東南側(cè)偏大，東南部異常較平緩。 在重力上延 3 km 135°方向水平一階導(dǎo)數(shù)圖上， F19斷裂所表現(xiàn)特征不明顯， 據(jù)此推斷其為一般斷裂且斷裂沿線北西側(cè)分布塘灣、黃沙橋等礦床。F23斷裂位于南部巖體的南側(cè)，走向 NE45°， 長(zhǎng)約 2 km。 該斷裂對(duì)應(yīng)北東向的異常線性梯級(jí)帶，北東為低值區(qū)，西南為相對(duì)高值區(qū)； 在布格重力異常 135°水平方向一階導(dǎo)數(shù)圖上，斷裂也對(duì)應(yīng)異常極值線性帶。在布格重力異常上延 5 km 后 135°水平方向一階導(dǎo)數(shù)圖上 F23斷裂所表現(xiàn)特征不明顯， 據(jù)此推斷為一般斷裂且斷裂沿線存在煙筒嶺、牛石多等礦床。

在磁力異常圖件中（圖 4b）， 推測(cè)斷裂主要?dú)w納呈現(xiàn)兩種， 北北東-北東向斷裂： 呈斷裂帶分布， 規(guī)模大， 在化極異常上延 （0.5、 1和 3 km）135°方向水平一階導(dǎo)數(shù)圖上都有顯示，推測(cè)為長(zhǎng)期活動(dòng)的深大斷裂，對(duì)沉積建造、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用和成礦作用都有明顯 的 控制 作 用。 主 要 有 F1、 F3和 F4， 其中推測(cè)深大斷裂 F3、 F4分別與城口、 熱水?dāng)嗔盐恢梦呛希粬|西向斷裂：主要分布于諸廣山巖體北部巖體（熱水鄉(xiāng)東北部）， 在巖體邊部由一系列東西向的斷裂構(gòu)成。在化極異常圖上和化極異常 90°方向水平一階導(dǎo)數(shù)圖上都有顯示，主要推測(cè)斷裂有 F9、F10和 F11。

5結(jié)論

1） 通過重磁目標(biāo)處理得到預(yù)測(cè)區(qū)線性構(gòu)造詳細(xì)信息， 諸廣山巖體整體走向?yàn)?NE向，包括塘灣、城口、熱水等控礦斷裂。延拓、求導(dǎo)等方法較準(zhǔn)確地分離重磁區(qū)域異常和局部異常，可為地質(zhì)找礦提供靶區(qū)目標(biāo)創(chuàng)造優(yōu)選有利對(duì)象。

2） 通過磁力異常解譯斷裂構(gòu)造信息， 發(fā)現(xiàn)諸廣山巖體南部局部條帶狀高磁異常帶與預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)中基性巖脈關(guān)系密切，而中基性巖脈又與區(qū)內(nèi)交點(diǎn)型礦床密切相關(guān)，鈾礦化基本產(chǎn)在硅化帶交切輝綠巖處，大多數(shù)礦體也是嚴(yán)格限制在中基性巖脈內(nèi)部或邊緣。因此，應(yīng)該關(guān)注巖體南部呈 “W” 狀的高磁異常條帶。

3） 諸廣山巖體地區(qū)南部、 中部工作程度較高，南部鈾礦化集中區(qū)及鹿井等鈾礦田分別位于其中，而北部工作程度低，暫時(shí)只發(fā)現(xiàn)大坪洞鈾礦床。而根據(jù)布格重力異常上延3 km 后 135°水平方向一階導(dǎo)數(shù)圖、 磁力化極上延 1 km 后 135°水平方向一階導(dǎo)數(shù)與斷裂構(gòu)造的疊合圖可見，重力推測(cè)北東向斷裂構(gòu)造（F1、 F3、 F10、 F12）穿過北部巖體， 磁力推測(cè)東西向斷裂 F9、 F10也穿過北部巖體。 因此， 低背景場(chǎng)的條帶狀高磁異常和高背景場(chǎng)的低值重力異常疊加地段應(yīng)當(dāng)予以重視，該類異常區(qū)域與鈾成礦關(guān)系密切。

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Characteristics of gravity&magnetic anomalies and uranium metallogenic relationship in Zhuguangshan pluton

YU Xiang， TIAN Jianji， ZHOU Junjie， CHEN Cong
（CNNC Key Laboratory of Uranium resource Exploration and Evaluation Technology， Beijing Research Insititute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

As an important part of uranium concentration area in south china， the structures and mineralization process of Zhuguangshan pluton have been concerned.This paper carried out objective process methods with the given gravity and magnetic data， such as abnormal segregation， analytical

continuation and derivation etc.， which depicts the gravity and magnetic anomaly characteristics of Zhuguangshan area.Combined with density， magnetic susceptibility analysis and regional geology information， structural information were inferred and the area between superposition of high-pitched magnetic strip anomalies in low background and low-pitched gravity anomalies in high background were believed with considerable mineralization potential.

gravity and ma gnetic anomaly； fault structures； Zhuguangshan pluton； uranium mineralization

P632； P619.14

A

1672-0636（2017）02-0096-07

10.3969/j.issn.1672-0636.2017.02.006

2016-06-21

喻 翔（1988—）， 男， 江西贛州人， 工程師， 主要從事地球物理研究工作。E-mail： yuxiang219@126.com