若爾蓋鈾礦綜合物探找礦方法研究與應(yīng)用

李鐵柱，盧寶鍇，楊銀榮，薛勇，袁小龍，唐余鑫

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若爾蓋鈾礦綜合物探找礦方法研究與應(yīng)用

李鐵柱，盧寶鍇，楊銀榮，薛勇，袁小龍，唐余鑫

（四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，成都610061）

采用高精度磁測、音頻大地電磁測量及地面伽馬能譜測量等物探方法，在四川若爾蓋鈾礦區(qū)開展勘查。淺表通過地面伽馬能譜測量，探尋鈾礦化相關(guān)的異常信息；再通過高精度磁測及音頻大地電磁測量，剖析深部斷裂構(gòu)造特征，結(jié)合鉆孔資料，探尋若爾蓋鈾礦找礦新方法，并應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，為該區(qū)進一步找礦提供依據(jù)。

綜合物探；鈾礦；應(yīng)用；若爾蓋

若爾蓋是我國十大鈾資源基地之一。若爾蓋地區(qū)具有非常有利的鈾礦成礦條件，目前區(qū)內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的礦床在深部及其外圍多工作程度較低，具有良好的找礦前景，同時區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)多個銅、金礦化點及異常帶，具備較好的金、銅等多金屬找礦潛力，是運用新型物探方法實施找礦的理想地區(qū)［1］。

圖1 若爾蓋鈾礦區(qū)域地質(zhì)圖

前人主要是對工作區(qū)內(nèi)地質(zhì)、成礦地質(zhì)條件及區(qū)域地球化學(xué)特征進行了相關(guān)工作，面上工作相對薄弱，特別是地面物探工作非常之少，主要是簡單的放射性測量和比例尺較小的航磁和重力測量。同時由于工作方法的限制，缺乏對地質(zhì)結(jié)構(gòu)及礦體深部的認識，對斷裂的產(chǎn)狀、破碎帶特征、性質(zhì)、相互關(guān)系等研究不夠，對礦產(chǎn)的定性和預(yù)測存在較大不確定性。因此在工區(qū)內(nèi)投入進一步普通物探測量工作是十分必要的，這不僅能彌補測區(qū)地層、構(gòu)造等方面的資料，而且還能對區(qū)內(nèi)的礦產(chǎn)調(diào)查研究工作起到快速有效的作用［2-4］。

筆者以若爾蓋鈾礦資源地為研究對象，打破以往主要依靠放射性物探方法和槽、鉆等工程手段進行鈾礦勘查的傳統(tǒng)模式，引入音頻大地電磁法、高精度磁測等常規(guī)物探方法，通過對物探方法的綜合研究及信息集成，探索出在若爾蓋鈾礦田間接尋找鈾礦資源的新方法。

1 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)背景

若爾蓋鈾礦位于秦—祁—昆活動帶西秦嶺—南秦嶺華力西—印支褶皺帶，南秦嶺鈾成礦帶西端（圖1、圖2）。其南緣緊鄰瑪沁—略陽深大斷裂和若爾蓋古陸。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不甚發(fā)育，斷裂構(gòu)造眾多，區(qū)域構(gòu)造線以近東西向為主，北東向次之。

以白龍江復(fù)背斜的白依背斜為中心，北側(cè)有斑周向斜和帕然溝背斜；南側(cè)有迭部背斜和當(dāng)額向斜。礦田西部還有早卜親向斜、秀哇破背斜等。這些褶皺構(gòu)造被后期斷裂活動破壞而顯得不完整。已發(fā)現(xiàn)的鈾礦化主要分布于白依背斜北翼。白依背斜核部出露下震旦統(tǒng)，兩翼分別出露寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系；局部殘留白堊系。白依背斜軸線走向北西西280°，北翼巖層傾角60°～80°，局部直立；南翼巖層傾角50°～70°，局部直立，甚至倒轉(zhuǎn)?？傮w為不對稱背斜，并被一系列北西西向、北東向斷裂切割，沿斷層多有溫泉出露；區(qū)內(nèi)斷裂以近東西向為主，北東向次之，北西向零星。近東西向走向斷裂帶與北東向斷裂組成菱形格狀構(gòu)造格架，結(jié)點北西側(cè)往往控制著鈾礦床的定位，而走向斷裂帶則控制著鈾礦體的產(chǎn)出。

圖2 研究區(qū)地質(zhì)簡圖

在研究區(qū)內(nèi)共勘獲4個工業(yè)鈾礦體，礦體埋深大且均為盲礦體，集中賦存于羊腸溝組上段（S1y2）中下部含炭硅質(zhì)灰?guī)r層的斷層附近，礦體受構(gòu)造（斷裂破碎帶）控制明顯。

研究區(qū)出露奧陶系、志留系，鈾礦化產(chǎn)出于下志留統(tǒng)羊腸溝組上段（S1y2）硅質(zhì)巖、灰?guī)r中（圖2）。

2 儀器與方法

物探工作主要采用高精度磁法測量、音頻大地電磁測量和地面伽馬能譜測量三種技術(shù)方法。

2.1 高精度磁法測量

測量使用G-856型微機質(zhì)子磁力儀作總場觀測，點距40m。工作人員在到達測點后，立穩(wěn)探頭讀取數(shù)據(jù)并存儲在磁力儀中。每個閉合觀測單元的觀測始于校正點，終于校正點。在校正點上前后兩次讀數(shù)經(jīng)日變改正后的差值小于2nT。野外觀測時每個測點采用兩次讀數(shù)，每次觀測時探頭的高度保持一致，兩次讀數(shù)誤差要求在2nT之內(nèi)才存儲數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理時采用的數(shù)據(jù)為每個測點第一次觀測的數(shù)據(jù)。

2.2 音頻大地電磁測量

本次音頻大地電磁測深（AMT）測量采用加拿大Phoenix公司生產(chǎn)的V8多功能電法采集系統(tǒng)，在AMT法的施測中，采用四個電極參與測量，每兩個電極組成一對電偶極子，即 X-Dipole電偶極子和Y-Dipole電偶極子相互垂直，極距20m，V8接收機放在兩組電偶極子的中心，測深裝置采用張量觀測方式，接收電極為不極化電極。本次測量點距40m。

2.3 地面伽馬能譜測量

采用單位自主研發(fā)的能譜儀，型號為UNI-GM512P，儀器采用基于電荷測量技術(shù)的數(shù)字信號處理技術(shù)，穩(wěn)定性高、操作簡單。藍牙無線傳輸，PDA控制，256、512、1 024、2 048、4 096、8 192多道可選擇。經(jīng)核工業(yè)放射性勘查計量站校準(zhǔn)和鑒定，儀器符合規(guī)定的誤差標(biāo)準(zhǔn)，性能良好。本次測量點距40m，采用點測模式。

3 成果解釋

由以往的資料可以知，研究區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造圍巖主要是高阻的硅灰?guī)r與低阻的板巖或砂巖，電性差異明顯。

斷層的總體特征是二維板狀體，向下延伸很深。相對于圍巖介質(zhì)的電阻率，斷層可表現(xiàn)為低阻斷層或高阻斷層，決定于斷層的性質(zhì)、破碎帶寬度、膠結(jié)程度、含水特征、巖脈侵入等特性及圍巖電阻率特性。一般來說，新活動斷層電阻率值較低，斷層越老，膠結(jié)程度越強，電阻率值越高；斷層破碎帶越寬，越破碎，電阻率相對較小；地下和地表水越豐富，電阻率越小；壓性斷層少水，則為高阻，張性斷層富水，則為低阻；有巖脈順斷層侵入，多為高阻。因此，判斷斷層最直接的依據(jù)是視電阻率斷面圖的橫向電性是否連續(xù)［5］。也就是說，橫向電性即橫向的視電阻率曲線發(fā)生了較明顯的下陷或上凸，使其兩側(cè)的電性差異明顯，表現(xiàn)為一個很明顯的不連續(xù)性。

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)特征描述，區(qū)內(nèi)斷層破碎帶作為主要熱液通道，鈾礦化主要見于斷層附近的灰黑色中厚層狀含炭質(zhì)硅質(zhì)巖、硅灰?guī)r中，正常的磁性及放射性異常反應(yīng)呈峰值特征，而結(jié)合區(qū)內(nèi)的實際情況，由于研究區(qū)大面積較厚的第四系覆蓋層，回填作用就可能使得磁性及放射性異常表現(xiàn)為較低的特征，這就要求我們充分的結(jié)合實際情況具體分析。

3.1 ZP1線

ZP1線長為2 120m，前期已施工鉆孔1個。地表主要為第四系覆蓋。綜合剖面圖可以看出，磁測ΔT異常與放射性能譜異常曲線變化不明顯，視電阻率值總體呈現(xiàn)高低交替變化分布規(guī)律（圖3），較好的反映了地層的電性特征，分帶特征明顯。平距1 500~1 600m，磁異常與能譜異常均表現(xiàn)相對低值，此處地表第四系覆蓋，視電阻率等值線梯度變化較大且視電阻率呈現(xiàn)高阻、低阻相間的特征，結(jié)合已知地質(zhì)資料分析，推測該處為斷層構(gòu)造的電性反應(yīng)，斷層F2延伸較深，產(chǎn)狀陡立，斷層傾角接近90°。根據(jù)ZK12-1揭示，全孔揭露地層主要有志留系下統(tǒng)羊腸溝組上段（S1y）和羊腸溝組下段（S1y）。羊腸溝組上段（S1y）出露于0~683.12m，出露的巖性主要為硅質(zhì)巖、灰?guī)r、炭質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖等，根據(jù)鉆孔揭露的巖性與地表出露的巖性分析，硅質(zhì)巖與灰?guī)r在深部發(fā)生相變，主要表現(xiàn)為硅質(zhì)巖變厚，灰?guī)r變薄；羊腸溝組下段（S1y）出露于683.12～715.71m，揭露的巖性為灰色淺變質(zhì)細砂巖為主夾有薄層的含炭硅質(zhì)板巖，板巖與砂巖中均具黃鐵礦化。

該鉆孔地質(zhì)編錄未發(fā)現(xiàn)有明顯的礦化或異常。

3.2 ZP2線

ZP2線長2 120m，前期已施工鉆孔2個。地表主要為第四系覆蓋。視電阻率在橫向上變化特征明顯，其視電阻率值總體呈現(xiàn)高低交替變化分布規(guī)律，較好的反映了地層的電性特征，分帶特征明顯（圖4）。平距1 400~1 700m，磁異常與能譜異常均呈峰值，此處地表基巖出露。視電阻率等值線梯度變化較大且視電阻率呈現(xiàn)高阻、低阻相間的特征，結(jié)合已知地質(zhì)資料分析，推測該處為斷層構(gòu)造的電性反應(yīng)，斷層F2延伸較深，產(chǎn)狀陡立，斷層傾角接近90°。據(jù)ZK3-0揭示，全孔揭穿地層主要為羊腸溝組上段（S1y），巖性主要為硅質(zhì)巖、灰?guī)r、板巖等，大致與電性界面發(fā)育相一致，該鉆孔地質(zhì)編錄未發(fā)現(xiàn)有明顯的礦化或異常。據(jù)ZK3-1孔揭示，453.62~834.35m為羊腸溝組上段（S1y）硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r等，F(xiàn)2穿硅質(zhì)灰?guī)r而過，將硅質(zhì)灰?guī)r分為兩部分，同時F2斷層破碎帶（低阻帶）邊緣發(fā)育鈾礦化，規(guī)模不大，強度較小。

4 綜合分析及鉆探驗證

根據(jù)綜合物探成果及地質(zhì)資料分析，區(qū)內(nèi)鈾礦化（體）主要見于斷層F2附近的下志留統(tǒng)硅灰?guī)r組合體中，F(xiàn)2附近電阻率等值線呈現(xiàn)近直立狀展布，形態(tài)不規(guī)則，高阻之間存在低阻隔斷及不延續(xù)現(xiàn)象，橫向上可能存在巖性過渡現(xiàn)象。根據(jù)地表已知的出露現(xiàn)象及等值線深部延續(xù)形態(tài)分析，推斷該分界線內(nèi)部巖石以硅灰?guī)r組合體為主。經(jīng)過對區(qū)內(nèi)已有的鈾礦化孔進行綜合統(tǒng)計，通過對若爾蓋鈾礦田已探明和控制的鈾礦床（體）產(chǎn)出部位的研究，若爾蓋鈾礦礦體主要受層位、巖性和層間斷裂聯(lián)合控制。礦體賦存主巖性硅灰?guī)r層上下的順層構(gòu)造控制，礦化多集中在硅灰?guī)r層的層間構(gòu)造中。

圖4 ZP2線綜合剖面及解釋成果圖

該區(qū)鈾礦地質(zhì)勘查首次采用了音頻大地電磁測深法和高精度磁法兩種普通物探方法對該區(qū)深部地層和構(gòu)造進行了解，為了驗證方法的可靠性和該方法對深部鈾礦勘查的實用性和有效性，我們在原ZK3-1位置布置了鉆探工程ZK3-5進行揭露和驗證工作。

根據(jù)ZK3-5揭示，510.15～917.35m為羊腸溝組上段（S1y）硅質(zhì)巖、含炭硅質(zhì)灰?guī)r、含炭質(zhì)硅質(zhì)板巖等。由圖3可以看出，在F2斷層破碎帶邊緣發(fā)現(xiàn)鈾礦化，規(guī)模較大，品位較高，在F2南側(cè)又發(fā)現(xiàn)了工業(yè)礦體，鈾礦化與工業(yè)礦體均產(chǎn)出于硅灰?guī)r中，這與我們的推測吻合較好，說明該方法應(yīng)用在若爾蓋鈾礦勘查中尋找是有效的，對鈾礦勘查工作具有較好的指導(dǎo)意義。

因此在今后的勘查工作中，應(yīng)該在找礦重點區(qū)域增加普通物探工作，主要對斷層F2附近的硅灰?guī)r組合體進行深部揭露，同時還應(yīng)對其他斷裂構(gòu)造破碎帶附近成礦潛力進行探查。

5 結(jié)論

1）經(jīng)過本次綜合研究工作，了解到研究區(qū)內(nèi)成礦規(guī)律主要受“層位—巖性—層間斷裂”三要素聯(lián)合控制。

2）結(jié)合地質(zhì)資料，針對綜合物探異常進行了揭露，找礦效果較好，表明采用綜合物探測量針對隱伏鈾礦勘查具有有效、實用的特點。

3）在進一步的工作中，重點對斷層F2附近的硅灰?guī)r組合體進行深部揭露的同時，還應(yīng)對其他斷裂構(gòu)造破碎帶附近成礦潛力進行探查。

[1] 李慶陽．深部鈾礦直接勘查技術(shù)研究及其在若爾蓋礦田的應(yīng)用[D]，成都理工大學(xué)博士學(xué)位論文，2010．

[2] 朱文泉．加強普通物探尋找隱伏大型鈾礦[J]．國外鈾金地質(zhì)，1992，（4）．

[3] 劉祜等．電、磁綜合方法在南方硬巖型鈾礦勘查中的應(yīng)用[J]．物探與化探，2011，35（6）．

[4] 喬寶強等．音頻大地電磁測深法與高精度磁法在江西河元背地區(qū)試驗研究及效果[J]．鈾礦地質(zhì)，2013，29（2）．

[5] 王愛國，馬巍，王大燕．淺層直流電法探測隱伏斷層可行性分析[J]．高原地震，2005，17（3）．

The Application of Comprehensive Geophysical Methods to the Searching for Uranium Deposit in Roigê

LI Tie-zhu LU Bao-kai YANG Yin-rong XUE Yong YUAN Xiao-long TANG Yu-xin

(Sichuan Institute of Uranium Geological Survey, Chengdu 610061)

High-precision magnetic survey, audio magnetotelluric survey and ground gamma spectrometry are applied to uranium exploration in Roigê. Ground gamma spectrometry is used for searching for uranium anomalies, while high-precision magnetic survey and audio magnetotelluric survey are used for exploring deep structure.

comprehensive geophysical method; uranium deposit; application; Roigê

P631;P619.14

A

1006-0995（2017）03-0494-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.03.033

2017-01-11

李鐵柱（1983-），男，遼寧沈陽人，工程師，主要從事地球物理勘查工作