激電測深在南方某礦床找鈾礦中的應(yīng)用

韋金文， 蔡昌華， 姚鵬飛

(中國核工業(yè)二七O研究所，江西 南昌 330200)

激電測深在南方某礦床找鈾礦中的應(yīng)用

韋金文， 蔡昌華， 姚鵬飛

(中國核工業(yè)二七O研究所，江西 南昌 330200)

南方硬巖型鈾礦找礦工作開展了多年，前人取得了豐碩的找礦成果，由于受儀器設(shè)備較落后及技術(shù)手段不足的局限性，前人所找礦體均為中淺部礦體，于是應(yīng)用適當(dāng)?shù)奈锾椒椒ú檎疑畈侩[伏鈾礦體成為未來的主要找礦方向；南方硬巖型鈾礦體大多受斷裂構(gòu)造、層間破碎帶及硅化破碎帶控制，礦化蝕變發(fā)育，鈾礦體所處地電異常環(huán)境呈現(xiàn)出低阻高極化或高阻高極化電性特征。大功率激電測深通過測量各測點(diǎn)由淺至深的視電阻率和視極化率，綜合分析視電阻率和視極化率斷面圖，查找深部有利鈾成礦地電異常環(huán)境，為下一步找礦工作的部署提供重要的參考依據(jù)。

斷裂構(gòu)造；電阻率；極化率；電性參數(shù)；地電異常環(huán)境

韋金文， 蔡昌華， 姚鵬飛.2017. 激電測深在南方某礦床找鈾礦中的應(yīng)用[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，40(3)：293-296.

Wei Jin-wen,Cai Chang-hua,Yao Peng-fei.2017. Application of vibro-sounding in uranium deposit in a south deposit [J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 40(3):293-296.

工作區(qū)位于華夏板塊中部，桃山—諸廣鈾成礦帶的北部，帶內(nèi)集中產(chǎn)出了營前、安湖等花崗巖型鈾礦床和眾多的鈾礦點(diǎn)。工作區(qū)內(nèi)鈾礦地質(zhì)工作始于上世紀(jì)50年代末期，核工業(yè)地質(zhì)部門開展了航空伽瑪測量、地面伽瑪普查、愛曼測量以及放射性水化學(xué)找礦、和鈾礦地質(zhì)填圖等工作，對發(fā)現(xiàn)的各種異常帶和一些重要異常點(diǎn)進(jìn)行了地表槽探、淺井、小坑道揭露。在此基礎(chǔ)上，對重點(diǎn)地段進(jìn)行了普查、詳查揭露工作；結(jié)合地質(zhì)找礦，開展了大量的地質(zhì)科研工作，總結(jié)和提出了包括花崗巖型鈾成礦理論和找礦準(zhǔn)則在內(nèi)的一系列具有較高水平的科研成果①張金帶，戴民主.2005.華東鈾礦地質(zhì)志[R].北京：中國核工業(yè)地質(zhì)局.。但前人鈾礦地質(zhì)勘查工作主要集中在區(qū)內(nèi)的鈾礦床范圍內(nèi)，在深度300 m以淺的工作較系統(tǒng)、詳細(xì)，探礦工程控制程度高，個別礦床控制深度達(dá)到500 m。對深部盲礦體查找力度不夠，而礦床外圍的許多礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)以及異常點(diǎn)(帶)的工作程度不足。故本次在工作區(qū)內(nèi)開展激電測深工作，探查深部空間地電異常環(huán)境，推測深部地質(zhì)體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造展布形態(tài)，結(jié)合鈾成礦規(guī)律及鈾礦化特征，圈定深部有利于鈾成礦區(qū)域，以達(dá)到功深找盲的目的，更加全面系統(tǒng)的評價區(qū)內(nèi)鈾找礦潛力(劉光鼎等，1995)。

1 地質(zhì)概況及地球物理特征

1.1 地質(zhì)概況

江西省興國縣古龍崗地區(qū)位于華夏板塊中部，桃山-諸廣鈾成礦帶的北部，帶內(nèi)地層出露比較齊全，發(fā)育有于山巖體、桃山巖體等復(fù)式巖體，為區(qū)內(nèi)重要的鈾源層，為鈾成礦提供了豐富的鈾源(徐浩等，2011)。工作區(qū)位于于山復(fù)式花崗巖的北部，產(chǎn)有營前鈾礦床，桃嘴坑鈾礦點(diǎn)和眾多的異常點(diǎn)帶，是一非常有利的鈾成礦遠(yuǎn)景區(qū)段。

圖1 工作區(qū)鈾礦地質(zhì)及測線布置圖Fig.1 Layout of uranium geology and survey line in working area1.第四系；2.細(xì)粒黑云母花崗巖；3.中粗粒斑狀黑云母花崗巖；4.細(xì)?；◢弾r脈；5.基性巖脈；6.斷裂；7.產(chǎn)狀；8.地質(zhì)界線；9.鈾礦床；10.鈾礦點(diǎn)；11.鈾異常點(diǎn)；12.大功率激電測深剖面及編號

工作區(qū)地表主要出露的巖層為中粗粒斑狀黑云母花崗巖和細(xì)粒黑云母花崗斑巖，斷裂或硅化帶十分發(fā)育，以北東向?yàn)橹鳎瑑A向南東或北西，傾角中等至陡傾斜，具密集成群特點(diǎn)，分支復(fù)合現(xiàn)象明顯，構(gòu)造巖致密堅(jiān)硬，主要表現(xiàn)為硅化角礫巖帶。斷裂以白色塊狀石英硅化帶為主，局部顯示玉髓硅化角礫糜棱巖。它們與區(qū)內(nèi)鈾礦化關(guān)系極為密切②陳黎明，徐金山.2015.桃山—諸廣成礦帶北段大王山—于山地區(qū)鈾礦資源遠(yuǎn)景調(diào)查項(xiàng)目設(shè)計(jì)(內(nèi)部資料).。

鈾礦化大都產(chǎn)于花崗巖體內(nèi)斷裂硅化帶發(fā)育地段，圍巖蝕變種類較多，主要的近礦圍巖蝕變?yōu)楣杌?、綠泥石化、水云母化、紫色螢石化、赤鐵礦化和膠狀黃鐵礦化。

1.2 地球物理特征

區(qū)內(nèi)各地質(zhì)體之間電性差異明顯，其中第四系全新統(tǒng)電阻率為小于100 Ω·m，燕山早期第二階段黑云母花崗巖3 000～30 000 Ω·m，酸性侵入體3 000～30 000 Ω·m，電阻率差異明顯③陶柳，胡龍華，龔雪磊，等.2015.江西古龍崗地區(qū)電法勘探報(bào)告.；鈾礦化主要產(chǎn)在巖體內(nèi)斷裂硅化帶發(fā)育地段，與硅化、綠泥石化、水云母化、螢石化、赤鐵礦化和膠狀黃鐵礦化有關(guān)。該類產(chǎn)鈾礦地質(zhì)特性，通常形成的高阻—高極化或低阻—高極化電性特征，其電性現(xiàn)象有別于正常巖體(龐緒成等，2012)。通過對工作區(qū)的地質(zhì)、地貌景觀條件、巖性特征等因素的分析，認(rèn)為本區(qū)開展激電測深工作有如下相對有利條件：

(1)區(qū)內(nèi)主要巖層第四系全新統(tǒng)、燕山早期第一階段黑云母花崗巖及燕山早期第三階段細(xì)粒黑云母花崗巖組成，它們存在明顯電性差異。

(2)硅化帶的接觸帶、斷裂構(gòu)造、破碎帶等部位，由于物質(zhì)成分及結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，電性也存在差異。

(3)鈾礦體大多處于斷裂帶中且含有金屬硫化物等特點(diǎn)，具有低阻高極化特性。

因此，礦區(qū)內(nèi)的不同地質(zhì)體及礦化體與圍巖的物性差異給本次電法工作開展提供了較好的地球物理?xiàng)l件。

2 基本原理及工作布置

本次大功率直流激電測深工作采用對稱四極裝置，對稱四極激電測深法的工作原理是基于不同巖層或同一巖層內(nèi)因成分或結(jié)構(gòu)等因素的不同，而具有不同的電阻率和不同的二次衰變電場，以具有一定脈寬的連續(xù)正、負(fù)方波信號經(jīng)A、B電極向地下供電，地質(zhì)體(層)在接通A、B電極的瞬時，形成一次電場(ΔV1)，供電持續(xù)一定時間之后，地質(zhì)體(層)受激發(fā)極化產(chǎn)生二次場電位差(ΔV2)，此時總電場為ΔV=ΔV1+ΔV2。斷電后，該地質(zhì)體開始放電，由于充電達(dá)到飽和時的ΔV2值和斷電瞬時的ΔV2值相等，因此，用MN電極接收，可測得二次場電位ΔV2④。當(dāng)AB供電時用儀器測出供電電流I和MN處的電位差ΔV，則巖層均勻介質(zhì)中的電阻率

ρ=KΔV/I

式中，ρ為巖層的電阻率(Ω·m)； ΔV為測量電極間的電位差(mV)；I為供電回路的電流強(qiáng)度(mA)；K為裝置系數(shù)(m)，與供電和測量電極間距有關(guān)，K=πAM·AN/MN。但實(shí)際工作中所遇到的地層既不同性又不均勻，所測到的電阻率為視電阻率ρs值，根據(jù)視電阻率變化特征及二次場ΔV2的幅度大小和衰減快慢，來判斷深部巖層的分布特點(diǎn)(傅良魁等，1991)。

④ 張凱.2011.激電中梯、激電測深工作概要[R].安徽省勘查技術(shù)院.

為查明工作區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造、巖體形態(tài)、地層界面等地質(zhì)體結(jié)構(gòu)，了解區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造的基本特征及深部變化情況，結(jié)合鈾礦體電性特征，查找深部有利鈾成礦地電異常環(huán)境，為下一步工作提供依據(jù)。在營前地段垂直主控礦斷裂布設(shè)了一條大功率激電測深剖面Z5線，測線方向130°，長度3 000 m,點(diǎn)距100 m，采用對稱四極裝置，供電極距AB最大值為2 000 m(圖1)。

3 測量成果及有效性研究

Z5激電測深剖面的北西側(cè)主要在村莊前面的水稻田中，南東側(cè)主要為山丘，在2700號測點(diǎn)處出露風(fēng)化花崗巖。測深剖面共30個測點(diǎn)，點(diǎn)距為100 m，供電極距 AB最大為2 000 m，測深剖面長度2 900 m。

由測深剖面激電測深ηs斷面等值圖可以看出：斷面極化率總體呈小號點(diǎn)(北西方向)較低，大號點(diǎn)(南東方向)較高的，結(jié)合電阻率情況分析，總體為高阻高極化，低阻低極化特征，推測高極化與花崗巖體關(guān)系密切，低極化推測主要受斷裂構(gòu)造的影響。按照異常的分布區(qū)域及地段特征，圈定了4個異常地段。

j1異常在2000號點(diǎn)附近，異常的兩側(cè)見有明顯的低值區(qū)，異常的幅度較低，但由于兩側(cè)負(fù)異常的存在，因此圈定該異常。測氡曲線顯示該處存在異常，因此推測該異常與鈾礦化體關(guān)系密切。

j2異常在2700號點(diǎn)附近，埋藏較深，下部未封閉，說明異常在向下延伸，異常呈不規(guī)則橢圓。激電異常的幅值較高，視極化率極大值大于6.7%，視電阻率推測該處為低阻破碎帶，異常值得重視，建議進(jìn)一步查證。

圖2 Z5剖面激電測深成果圖Fig.2 The results of Z5 profile induced polarization sounding

j3異常中心位于3400號點(diǎn)附近，大致呈橢圓狀，傾向大號點(diǎn)方向，異常兩側(cè)出現(xiàn)極小值，推測異常與該處構(gòu)造關(guān)系密切，但測氡結(jié)果該處未見異常，因此該異常的意義不大③。

j4異常中心位于3700號點(diǎn)附近，埋藏較深，下部未封閉，說明異常還在向下延伸，異常呈不規(guī)則片狀。激電異常的幅值較高，視極化率極大值大于5.8%，異常值得重視，建議進(jìn)一步查證。具體見Z5剖面激電測深視極化率斷面等值圖。

Z5測深剖面激電測深視電阻率斷面等值圖上電性結(jié)構(gòu)較為簡單，結(jié)合實(shí)際地表地質(zhì)情況推測巖性主要為中粗粒斑狀黑云母花崗巖、細(xì)粒黑云母花崗巖；北西側(cè)大部分為第四系所覆蓋，在1300，1700，2000，2500，3700號點(diǎn)兩側(cè)電性差異明顯，推測存在斷裂構(gòu)造F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6。具體推斷見Z5剖面激電測深視電阻率斷面等值圖③。

營前地段桃嘴坑礦點(diǎn)產(chǎn)在F5斷裂處，該斷裂性質(zhì)為硅化帶，是區(qū)內(nèi)重要的控礦構(gòu)造，該硅化破碎帶長600 m，寬1.2 m左右，走向20°，傾向SE，傾角70°，含礦巖性為中粗粒斑狀黑云母花崗巖，礦化蝕變?yōu)榧t化、硅化、螢石化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化等。根據(jù)大功率激電測深成果，結(jié)合鈾礦化低阻高極化電性特征推斷Z5剖面2 600～3 000 m深部及3 400～3 800 m中部為有利鈾成礦區(qū)域。

由圖3可知，前人施工的鉆孔ZK16-6所揭露的兩段礦體均位于推斷的有利鈾成礦區(qū)域內(nèi)，大功率激電測深在鈾礦找礦中的應(yīng)用是行之有效的。

圖3 Z5線深部有利鈾成礦區(qū)域預(yù)測圖Fig.3 Z5 line is favorable for uranium metallogenic area prediction1.中粗粒斑狀黑云母花崗巖；2.推測斷裂；3.前人施工鉆孔及孔號；4.鈾礦體；5.鈾成礦有利區(qū)域

4 結(jié)論

本次大功率激電測深工作，有效探查出測線區(qū)段深部地質(zhì)體層電性場的變化特征和異常體(層)的空間展布,取得以下認(rèn)識:

(1)本區(qū)燕山早期第一階段中粗粒斑狀黑云母花崗巖是一富鈾巖體，為區(qū)內(nèi)鈾成礦提供了豐富的鈾源，鈾礦賦存在硅化破碎帶及斷裂中，礦化蝕變見有紅化、硅化、螢石化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化等。鈾礦體的產(chǎn)出環(huán)境及礦化特征決定了其特殊的電性特征——低阻高極化。

(2)Z5剖面2 600～3 000 m測段的深部表現(xiàn)為低阻高極化電性特征，推測此處為礦化蝕變帶，存在隱伏的鈾礦體；在3 400～3 800 m測段的中部整體表現(xiàn)為低阻高極化，局部受硅化帶影響表現(xiàn)為高阻，且F5硅化帶為區(qū)內(nèi)重要的控礦構(gòu)造，故推斷此處為鈾成礦有利區(qū)域，經(jīng)鉆探驗(yàn)證，該處賦存有兩段已知的鈾礦體。

(3)在大致查明區(qū)域內(nèi)鈾礦控礦因素、成礦規(guī)律及鈾礦化特征，了解鈾礦體電性特征后，有針對性的開展大功率激電測深工作對查找深部鈾礦化具有一定的指導(dǎo)意義。

傅良魁，何樵登，熊維綱，等.1991.應(yīng)用地球物理教程：電法、放射性、地?zé)醄M].北京：地質(zhì)出版社.

劉光鼎，郝天珧.1995.應(yīng)用地球物理方法尋找隱伏礦床[J].地球物理學(xué)報(bào)，38(6):850-854.

龐緒成，宗靜，李俊杰，等.2012 激電測深在盲礦預(yù)測中的應(yīng)用及意義[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，31(4):415-421.

徐浩，崔煥敏，蔡煜奇，等.2011.桃山-諸廣巖體鈾礦床地質(zhì)-地球物理找礦模式探討[J] 東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，34(4)：316-323.

ApplicationofVibro-soundinginUraniumDepositinaSouthDeposit

WEI Jin-wen, CAI Chang-hua, YAO Peng-fei

(Research Institute No.270 CNNC of China, Nanchang, JX 330200,China)

South hard rock-type uranium ore prospecting work carried out for many years, predecessors have made a fruitful results, due to the equipment and equipment behind the lack of technical limitations, predecessors are found in the ore body. And the application of appropriate geophysical methods to find the deep hidden uranium ore body to become the future direction of the main ore prospecting; southern hard rock uranium ore body mostly broken structure, interlayer fracture zone and silicified fracture zone control, mineralization alteration, uranium The anomalous environment of the ore body is characterized by low resistance, high polarization or high resistance and high polarization. High-power laser sounding is measured by measuring the apparent resistivity and apparent polarizability of each measurement point from shallow to deep, and comprehensively analyzing the apparent resistivity and apparent polarizability of the cross-section map to find the deep favorable uranium mineralization anomaly environment. The prospecting of the prospecting work provides an important reference.

fracture structure； resistivity； polarizability； electrical parameter； geoelectric anomaly environment

P631.3+24

A

1674-3504(2017)03-0293-04

2017-05-04

韋金文(1983—)，男，工程師，從事鈾礦地質(zhì)勘查及地球物理研究。E-mail:allen010131@163.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2017.03.012