相山鈾礦田西部深鉆巖心成像光譜編錄及蝕變分帶特征

張川， 葉發(fā)旺， 徐清俊， 邱駿挺

(1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院遙感信息與圖像分析技術(shù)國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029； 2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083)

0 引言

相山鈾礦田是我國最大的火山熱液型鈾礦田，從發(fā)現(xiàn)至今已有50余a的勘查、開采和研究歷史，但總體上看，研究對象大多集中在地表和500 m以淺的第一找礦空間。近年來，相山鈾礦勘查工作開始著眼于攻深找盲，通過深部科學(xué)鉆探，研究深部地質(zhì)體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為開拓深部找礦第二空間提供科學(xué)依據(jù)。蝕變作為熱液型礦床重要的找礦標(biāo)志，對揭示熱液活動及其演化規(guī)律、流體成礦作用過程具有十分重要的意義。當(dāng)前，深部蝕變研究的傳統(tǒng)方法主要以鉆孔巖心為對象，通過巖心編錄人員的野外觀察和專業(yè)認(rèn)識進(jìn)行判識，具有一定的主觀性和經(jīng)驗(yàn)性。高光譜遙感是對地觀測領(lǐng)域的前沿技術(shù)，在蝕變礦物精細(xì)識別方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，已成功地應(yīng)用于區(qū)域遙感地質(zhì)調(diào)查的地表礦物填圖中，在深部探測領(lǐng)域亦有廣闊的應(yīng)用空間和價(jià)值[1-5]。

國外在20世紀(jì)末已開始將便攜式光譜測量儀應(yīng)用在鉆孔巖心礦物成分的識別方面[6-7]。21世紀(jì)以來，各國先后開發(fā)了巖心高光譜編錄系統(tǒng)[8]，其中以澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織研發(fā)的Hylogger巖心高光譜編錄系統(tǒng)最為成熟，已成功地應(yīng)用在西澳和南澳的多個(gè)大型金屬礦床的鉆孔巖心編錄和蝕變特征分析方面[9-12]，在土壤和天然氣方面亦開展了相關(guān)應(yīng)用[13-14]。由于缺少儀器設(shè)備和數(shù)據(jù)源，國內(nèi)在這方面起步相對較晚，胥燕輝等[15-16]利用美國ASD地面波譜儀對巖心光譜編錄進(jìn)行了初步探索; 修連存等[17]利用澳大利亞PIMA紅外波譜儀開展了大量鉆孔樣品的波譜測試，驗(yàn)證了其有效性。近年來，通過從國外引進(jìn)或自主研發(fā)設(shè)備，國內(nèi)逐步開展了一些巖心高光譜掃描應(yīng)用研究[18-20]?？傮w來看，目前在國內(nèi)外鉆孔巖心高光譜應(yīng)用方面，以點(diǎn)測式光譜儀應(yīng)用居多，定性研究為主，定量化程度相對偏低。與點(diǎn)測方式相比，成像光譜具有“圖譜合一”的優(yōu)勢，蘊(yùn)含了更為豐富的信息，獲取的數(shù)據(jù)完備性更高，但由于其數(shù)據(jù)處理過程更為復(fù)雜，目前仍較少應(yīng)用于鉆孔巖心編錄方面。筆者有幸獲取了相山鈾礦田科學(xué)深鉆的全孔巖心成像光譜掃描數(shù)據(jù)，通過對該數(shù)據(jù)的處理，半定量或準(zhǔn)定量提取巖心蝕變礦物信息進(jìn)行編錄，進(jìn)而獲得整個(gè)深鉆的蝕變空間分布，通過分析其與鈾礦化的關(guān)系，為研究相山深部熱液鈾成礦作用，指導(dǎo)深部找礦提供參考。同時(shí)，也能夠?yàn)槌上窆庾V技術(shù)的深部地質(zhì)應(yīng)用提供借鑒，在創(chuàng)新深地探測新技術(shù)方面亦具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 相山地質(zhì)概況

相山鈾礦田為一個(gè)火山盆地，大地構(gòu)造位置位于贛杭構(gòu)造火山巖成礦帶的西南端，揚(yáng)子板塊與華南板塊的結(jié)合部位。區(qū)內(nèi)主要有NE向、NW向和NS向構(gòu)造展布。地層方面，盆地的基底主要為中元古代變質(zhì)巖系，出露在盆地北、東、南側(cè)，盆地蓋層為早白堊世的火山巖系，包括下白堊統(tǒng)打鼓頂組和鵝湖嶺組，由陸相的酸性、中酸性火山熔巖、火山碎屑巖及少量沉積夾層構(gòu)成，具體的分布如圖1所示。區(qū)域內(nèi)巖漿-構(gòu)造活動復(fù)雜多變，具有多期次性，與成礦作用聯(lián)系密切。已發(fā)現(xiàn)的鈾礦床主要分布在盆地的西部和北部[21]。根據(jù)前人的研究，相山礦田與鈾成礦作用有關(guān)的蝕變主要有水云母(即伊利石)化、赤鐵礦化、綠泥石化、鈉長石化、碳酸鹽巖化和螢石化等，其中水云母化和鈉長石化廣泛發(fā)育在火山巖中。

1.白堊系； 2.下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組； 3.下白堊統(tǒng)打鼓頂組； 4.上三疊統(tǒng)安源組； 5.中元古界； 6.次花崗斑巖； 7.花崗斑巖； 8.花崗巖； 9.深鉆位置

該區(qū)深鉆位于相山西部的牛頭山和河源背礦區(qū)交接處，NW向河源背—小坡斷裂旁側(cè)，區(qū)域上處于EW向基底斷陷帶與蓋層斷裂交匯部位，是相山西部找礦預(yù)測的有利位置。對該鉆孔的研究，有助于進(jìn)一步挖掘相山深部地質(zhì)特征，探討熱液成礦環(huán)境。

2 數(shù)據(jù)獲取與處理

2.1 巖心成像光譜數(shù)據(jù)獲取

光譜數(shù)據(jù)獲取采用挪威Norsk Elektro Optikk AS公司研制的Hyspex SWIR-320 m-e紅外地面成像光譜儀，通過平行導(dǎo)軌推掃方式獲取“圖譜合一”的巖心高光譜圖像，該成像高光譜儀在近紅外—短波紅外波長范圍內(nèi)具有256個(gè)連續(xù)波段，光譜分辨率約為6 nm，空間分辨率達(dá)mm級，具有“雙高”分辨率的特點(diǎn)使得其對巖心面的光譜信息表達(dá)十分精細(xì)。其部分技術(shù)參數(shù)如表1所示。為了對獲取的巖心高光譜圖像進(jìn)行反射率計(jì)算，在對巖心高光譜掃描的同時(shí)獲取了標(biāo)準(zhǔn)板數(shù)據(jù)。

表1 Hyspex SWIR-320 m-e技術(shù)參數(shù)

2.2 數(shù)據(jù)處理

高光譜分辨率的巖心高光譜掃描圖像對于精細(xì)探測巖心蝕變組分十分有利，巖心高光譜蝕變礦物填圖有助于對巖心發(fā)育的蝕變礦物類型和空間結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行全面了解。首先，通過傳感器定標(biāo)參數(shù)對鉆孔巖心高光譜原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)； 然后，利用采集數(shù)據(jù)時(shí)同步獲取的標(biāo)準(zhǔn)板高光譜數(shù)據(jù)建立經(jīng)驗(yàn)回歸模型，實(shí)現(xiàn)巖心圖像的反射率光譜重建； 最后，通過主成分變換或最小噪聲分離等技術(shù)，對之前處理累積的圖像光譜維噪聲進(jìn)行濾除，得到用于蝕變礦物填圖的巖心光譜反射率圖像。具體技術(shù)流程如圖2所示。在提取端元之前，根據(jù)高光譜礦物識別譜系[23]，對反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行特征選擇和重采樣，截取2 000 nm之后的波段。利用純凈像元指數(shù)(pixel purity index,PPI)法[24]和N-FINDR法[25]，從巖心高光譜圖像中提取蝕變礦物端元作為礦物填圖的基準(zhǔn)。綜合前人對相山地區(qū)蝕變類型的總結(jié)，由于鈉長石和螢石在短波紅外波段不具有特定的光譜特征，故無法識別，此次提取的蝕變礦物端元類別主要包括高嶺石、地開石、伊利石、綠泥石和碳酸鹽巖。

圖2 巖心成像光譜蝕變礦物填圖技術(shù)流程

圖3為經(jīng)過端元識別后提取的深鉆巖心蝕變礦物端元光譜，主要的診斷性光譜特征識別標(biāo)志如表2中所述。

圖3 巖心蝕變礦物端元光譜曲線

表2 巖心蝕變礦物診斷性光譜特征識別標(biāo)志

研究表明，伊利石位于2 200 nm附近的Al-OH吸收峰波長位置并不穩(wěn)定，常伴隨著伊利石晶格結(jié)構(gòu)中Al含量的增加而向短波方向漂移[26-28]。漂移波長范圍為2 195～2 220 nm，最大幅度可達(dá)近30 nm[29]。還有研究發(fā)現(xiàn)，伊利石的Al-OH波譜吸收位置與伊利石的結(jié)晶度有關(guān)，結(jié)晶度越大，Al-OH波譜吸收位置越偏向短波方向; 結(jié)晶度越小，越偏向長波方向[30]。對于相山地區(qū)的深鉆來說，通過對提取的巖心礦物端元進(jìn)行識別，發(fā)現(xiàn)其伊利石的Al-OH吸收位置基本上都位于2 200 nm之后。進(jìn)一步對提取的大量伊利石礦物端元的Al-OH波譜吸收位置進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)可將其大致分為吸收中心波長位于2 200～2 210 nm附近和吸收中心波長位于2 211～2 220 nm附近的2類，將它們分別命名為短波伊利石和長波伊利石，前者相對富鋁，結(jié)晶度相對偏大，后者相對貧鋁，結(jié)晶度相對偏小。

獲得了巖心蝕變礦物端元光譜之后，采用光譜角匹配(spectral angle mapping，SAM)技術(shù)[31]，結(jié)合閾值分割法，選擇典型蝕變巖心段，通過不同閾值的反復(fù)對比試驗(yàn)和專家解譯礦物的發(fā)育邊界，獲得各類礦物的最佳閾值，然后將每種礦物分割的區(qū)域轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)，疊合于巖心圖像之上，實(shí)現(xiàn)巖心蝕變礦物填圖。由于高嶺石和地開石大多伴生在一起，故將它們合并為一類。以礦化段為實(shí)例，填圖結(jié)果如圖4所示。

(a) 深度516～522 m (b) 深度1 049～1 052 m

圖4 礦化段巖心蝕變礦物填圖

從圖4礦化段巖心蝕變礦物填圖結(jié)果可以看出，圖4(a)中的巖心深度范圍為516～522 m，包含第1段鈾礦化，提取的蝕變礦物類型主要包括短波伊利石、高嶺石+地開石和碳酸鹽巖； 圖4(b)中的巖心深度范圍為1 049～1 052 m，包含第2段鈾礦化，提取的蝕變礦物類型主要包括短波伊利石、長波伊利石、綠泥石和碳酸鹽巖。

2.3 巖心蝕變強(qiáng)度計(jì)算和編錄

巖心蝕變礦物填圖體現(xiàn)了“圖譜合一”的成像光譜掃描相比單點(diǎn)光譜測量的優(yōu)勢，為巖心蝕變礦物的準(zhǔn)定量化編錄提供了一種新思路[32]。通過對分類后各個(gè)類別的像素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得每種蝕變礦物的像素?cái)?shù)； 再計(jì)算單位尺度上蝕變礦物像素?cái)?shù)的占比，可獲得每段巖心內(nèi)的蝕變礦物相對含量，即

Cxy=nxy/Nx×100% ，x=1，2，3,… ，y=1，2，3,…，

(1)

式中：Cxy為第x單元段內(nèi)第y種礦物的相對含量;x代表巖心段的統(tǒng)計(jì)單元編號;y代表提取的礦物種類編號；Nx為第x單元段的巖心圖像總像素?cái)?shù)；nxy為第x單元段提取的第y種礦物所占的像素?cái)?shù)。

然后，依據(jù)鉆孔深度繪制整個(gè)鉆孔的蝕變礦物編錄圖。圖5為此次深鉆巖心高光譜編錄與地質(zhì)巖性、物探測井編錄的綜合對比結(jié)果。通過與地質(zhì)編錄和物探測井曲線進(jìn)行綜合對比，可見構(gòu)造破碎帶電阻率最低，蝕變發(fā)育也最強(qiáng)烈，鉆孔整體的蝕變強(qiáng)度與電阻率基本呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，這與地質(zhì)規(guī)律是相符合的，也從另一個(gè)角度對巖心成像光譜編錄的可靠性進(jìn)行了印證。

圖5 深鉆巖心蝕變礦物相對含量編錄與巖性、測井編錄綜合對比

3 結(jié)果分析

3.1 蝕變空間分帶特征

與地質(zhì)編錄相比，成像光譜編錄更精細(xì)地展示了整個(gè)鉆孔垂向上各類蝕變礦物的分布，并且從半定量的角度反映了蝕變礦物在各個(gè)層位的發(fā)育強(qiáng)度。從圖5可見，伊利石的規(guī)模最大，但短波伊利石和長波伊利石明顯具有上下分帶的特點(diǎn)； 高嶺石和地開石主要發(fā)育在鉆孔中部的構(gòu)造(河源背—小坡斷裂)破碎帶附近； 綠泥石主要發(fā)育在鉆孔的上部和深部基底，中部相對較弱； 碳酸鹽巖在整個(gè)鉆孔普遍均有發(fā)育，其中在第一段構(gòu)造破碎帶附近尤為強(qiáng)烈。從地層發(fā)育的角度，鵝湖嶺組、打鼓頂組和基底的蝕變組合類型及強(qiáng)度有顯著差異，其中，鵝湖嶺組在構(gòu)造破碎帶上下亦具有不同的蝕變特征。根據(jù)成像光譜編錄結(jié)果，結(jié)合地質(zhì)編錄資料，可將變質(zhì)巖基底以上的蝕變劃分為上、中、下3個(gè)帶： 上帶——構(gòu)造破碎帶以上(巖性為鵝湖嶺組碎斑流紋巖)，以綠泥石化為主，蝕變礦物主要為綠泥石，含有少量短波伊利石、高嶺石、地開石和碳酸鹽巖，地質(zhì)編錄顯示局部發(fā)育赤鐵礦化、鈉長石化和鉀長石化； 中帶——構(gòu)造破碎帶至組間界面以上(巖性為鵝湖嶺組碎斑流紋巖及構(gòu)造角礫巖)，伊利石化和高嶺石+地開石化均十分發(fā)育，碳酸鹽巖化在500～550 m附近強(qiáng)烈發(fā)育，蝕變礦物主要有短波伊利石、高嶺石、地開石和碳酸鹽巖，綠泥石較少，地質(zhì)編錄表明此段多處裂隙充填螢石和多金屬硫化物(主要為黃鐵礦)，發(fā)育石英、碳酸鹽巖、螢石脈及其復(fù)合脈，局部發(fā)育弱的赤鐵礦化和鈉長石化； 下帶——構(gòu)造破碎帶和組間界面以下(巖性為打鼓頂組流紋英安巖)，以伊利石化為主，碳酸鹽巖化在基底界面附近稍強(qiáng)，蝕變礦物主要有短波、長波伊利石和相對偏少的綠泥石、碳酸鹽巖，長波伊利石明顯多于短波伊利石，地質(zhì)編錄顯示大約1 000 m以深有逐漸增強(qiáng)的赤鐵礦化和鈉長石化發(fā)育。

3.2 蝕變與鈾礦化的關(guān)系

深鉆共揭露2段鈾礦化段和2段鈾異常段，鈾礦化不具有地層選擇性，上部鵝湖嶺組和下部打鼓頂組中均有發(fā)育，鈾礦化附近的測井電阻率表現(xiàn)為低阻，蝕變異常發(fā)育。

上部鈾礦化位于517～520 m，在511～533 m內(nèi)的構(gòu)造破碎帶內(nèi)，角礫巖性為碎斑流紋巖，地質(zhì)編錄為整體發(fā)育中—強(qiáng)水云母(伊利石)化、螢石化，巖心照片如圖6(a)和(b)所示，附近有浸染狀黃鐵礦發(fā)育，局部疊加鈉長石化和赤鐵礦化。巖心高光譜填圖(圖4(a))和編錄圖(圖5)進(jìn)一步揭示了其伊利石化主要為短波(富鋁)伊利石，同時(shí)該段還發(fā)育強(qiáng)烈的高嶺石+地開石化，呈團(tuán)塊狀。碳酸鹽巖化呈面狀、脈狀發(fā)育，地質(zhì)資料表明裂隙中的脈狀碳酸鹽巖化多為后期充填。熱液蝕變系統(tǒng)中，高嶺石為一種低溫粘土礦物，地開石為高嶺石的同質(zhì)異象礦物，形成溫度略高于高嶺石，兩者均為高硫低溫?zé)嵋旱V床泥化—高級泥化帶的重要蝕變類型。伊利石為典型的低溫蝕變礦物，常存在于泥化帶的中間層中[33]。螢石一般形成于富氟火山熱液活動，常與硫化物礦床有關(guān)。根據(jù)巖心成像光譜和地質(zhì)編錄的結(jié)果，構(gòu)造帶內(nèi)的鈾礦化附近表現(xiàn)為伊利石化+螢石化→高嶺石+地開石化→伊利石化+螢石化，具有一定的高硫化礦床特征。

(a) 516 m處構(gòu)造角礫巖 (b) 522 m處紫黑色螢石 (c) 1 050 m處碳酸鹽巖脈 (d) 1 051 m處紅化蝕變

位于構(gòu)造破碎帶之下的556～561 m為鈾異常段，地質(zhì)編錄其為整體發(fā)育強(qiáng)烈水云母化蝕變，巖心高光譜編錄表明該段發(fā)育短波伊利石疊加高嶺石+地開石，亦具有泥化—高級泥化蝕變特征，應(yīng)與上部鈾礦化同屬一個(gè)系列的蝕變帶中。

下部鈾礦化位于1 050～1 052 m，巖性為流紋英安巖，地質(zhì)編錄其整體發(fā)育紅化，包括中—強(qiáng)鈉長石化和赤鐵礦化，裂隙中充填碳酸鹽巖脈和一些星散狀黃鐵礦，巖心照片如圖6(c)和(d)所示。礦化上部巖石整體發(fā)育中—弱水云母(伊利石)化。巖心高光譜填圖(圖4(b))和編錄圖(圖5)顯示鈾礦化上部的伊利石以短波伊利石為主，少量長波伊利石，礦化段綠泥石化亦十分發(fā)育。綠泥石為一種中、低溫蝕變礦物，是由含F(xiàn)e和Mg組分的圍巖或熱液交代蝕變形成，流紋質(zhì)英安巖青磐巖化帶中亦常出現(xiàn)綠泥石。鈉長石化為一種堿質(zhì)交代作用，青磐巖化巖石中也常出現(xiàn)鈉長石。赤鐵礦化為一種中、低溫?zé)嵋何g變，與鈉長石化均為堿交代型鈾礦床的典型特征。根據(jù)巖心成像光譜編錄和地質(zhì)編錄的結(jié)果，深鉆下部鈾礦化附近表現(xiàn)為伊利石化→赤鐵礦+鈉長石化→綠泥石化，具有低硫、泥化-青磐巖化蝕變特征。

1 022～1 024 m段鈾異常部位地質(zhì)編錄顯示存在一些多金屬硫化物和碳酸鹽巖復(fù)合脈，成分主要為方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦，稀疏浸染狀分布，巖心高光譜編錄表明該段發(fā)育有短波伊利石為主的伊利石化，可能與鈾異常有關(guān)。

綜上所述，深鉆上、下部鈾礦化具有明顯不同的蝕變礦物組合特征。但在礦化段附近發(fā)育的水云母化均以短波(富鋁)伊利石化為主，這與國外在銅、金礦床和金屬硫化物礦床研究發(fā)現(xiàn)的規(guī)律相類似[34-36]。鉆孔地質(zhì)編錄表明： 短波伊利石發(fā)育段多為中—強(qiáng)水云母化帶，巖石易破碎，完整性較差，為酸性蝕變帶(螢石-水云母化帶)； 長波伊利石多表現(xiàn)為中—弱水云母化，巖石完整性較好，蝕變強(qiáng)度相對較弱，附近多堿性蝕變(赤鐵礦-鈉長石化帶)?？梢?，深鉆下部的長波伊利石蝕變性質(zhì)有所不同，可能為不同期的伊利石化。根據(jù)陳光遠(yuǎn)等[37]的研究，此次高光譜編錄的蝕變礦物對應(yīng)的PH由酸到堿依次為： 地開石、高嶺石、伊利石、綠泥石、碳酸鹽巖。空間上來看，深鉆上部構(gòu)造破碎帶短波伊利石與高嶺石、地開石的相關(guān)性較高，長波伊利石主要位于下部。綜合上述現(xiàn)象，可推斷短波伊利石對應(yīng)的PH相對更偏酸性，而長波伊利石相對更偏堿性。

前人研究表明，相山地區(qū)存在以酸性蝕變(螢石、水云母等)主導(dǎo)的鈾礦化和堿性蝕變(鈉長石、赤鐵礦等)主導(dǎo)的鈾礦化，具有不同期次、不同性質(zhì)的成礦流體，前者品位高于后者[38]，這與此次深鉆編錄的上、下2段鈾礦化及蝕變礦物類型相對應(yīng)，物探資料亦表明上段的鈾品位略高于下段。并且，下段鈾礦化不僅與堿性的鈉長石、赤鐵礦有關(guān)，亦可能與短波伊利石有關(guān)。因此，對于相山地區(qū)的水云母化和鈾礦找礦來說，應(yīng)更加關(guān)注偏酸性的短波伊利石，尤其是與螢石、地開石等強(qiáng)酸性蝕變相關(guān)聯(lián)的部位，而長波伊利石與鈾成礦的關(guān)系可能并不大。

對于鈾礦化段附近存在不同程度的酸性、堿性蝕變疊置現(xiàn)象，根據(jù)地球化學(xué)障理論，酸堿度變化可能伴隨著氧化還原性質(zhì)以及溫壓條件的改變，有利于金屬礦物富集沉淀[39]。但這是針對同一期成礦流體而言，相山熱液流體活動具有多期性特點(diǎn)，因此，這是否為地球化學(xué)障存在的標(biāo)志，還需要結(jié)合更多的地球化學(xué)數(shù)據(jù)來進(jìn)一步論證。

3.3 成因及流體演化分析

從深鉆的酸性、堿性蝕變空間分帶特征來看，整個(gè)鉆孔總體具有上酸、下堿的特點(diǎn)，這是相山深部流體作用演化的結(jié)果。前人研究表明，相山地區(qū)深部發(fā)生了堿交代作用，根據(jù)不同的元素交代類型分為鈉交代和鉀交代[40]。由于綠泥石、碳酸鹽巖之類的礦物經(jīng)常出現(xiàn)在鉀、鈉交代作用的礦物共生組合里，該區(qū)鉆孔普遍發(fā)育的綠泥石和碳酸鹽巖反映了深部普遍的堿交代作用。然而，目前相山地區(qū)鈉交代和鉀交代的時(shí)間和空間關(guān)系尚無定論[41]，此次編錄識別出短波和長波伊利石的不同分帶特征在一定程度上提供了新的線索。由于鋁在堿性介質(zhì)作用條件下容易從原巖中萃取出來，鉆孔下部發(fā)育長波(貧鋁)伊利石和上部發(fā)育短波(富鋁)伊利石的特征，反映了下部總體為偏堿性的流體環(huán)境，而上部總體為偏酸性的流體環(huán)境。眾所周知，Na+比K+的堿性更強(qiáng)，因此對Al的萃取能力相對更強(qiáng)，空間分布下-長波(貧鋁)伊利石、上-短波(富鋁)伊利石可能反映了堿交代的先鈉交代、后鉀交代的過程，而根據(jù)地質(zhì)編錄顯示的鉆孔下部的鈉長石化強(qiáng)于上部也印證了這個(gè)推測。云母化實(shí)際就是鉀交代，長波向短波伊利石轉(zhuǎn)化伴隨著鉀交代的過程，在交代作用進(jìn)行的同時(shí)，溶液中H+的濃度逐漸增加，后期就有了酸交代產(chǎn)生，高嶺石+地開石的大量存在反映了酸性流體活動，有螢石化伴生說明還有富氟流體參與作用，并且在先堿后酸的作用下，產(chǎn)生于后期并疊加于早期堿交代產(chǎn)物之上，這與巖心地質(zhì)編錄中顯示的一些地質(zhì)特征是相符的，附近出現(xiàn)鈾礦化反映了礦酸同步遷移、同步定位、同場共聚的特征。深鉆中上部517～520 m鈾礦化的鈾含量高于下部1 050～1 052 m，而上部鉀交代和酸性流體作用產(chǎn)生的蝕變明顯強(qiáng)于下部，這也從側(cè)面反映了鈾是伴隨鉀交代和酸性流體活動的加強(qiáng)而逐漸富集。因此，該地區(qū)深部流體作用基本上是按照鈉交代→鉀交代→酸交代的先后順序進(jìn)行，由于熱液活動的多期性，中間會有一些穿插和疊加，但總體的演化規(guī)律大致如此。

4 結(jié)論

利用巖心成像光譜數(shù)據(jù)開展了相山鈾礦田西部深鉆巖心蝕變礦物填圖和編錄工作，通過對編錄結(jié)果的綜合分析，深化了對該地區(qū)蝕變礦物空間分帶的新認(rèn)識，為相山深部鈾成礦蝕變及流體演化規(guī)律的研究提供了重要參考，主要結(jié)論如下：

1)通過與地質(zhì)、物探編錄結(jié)果的綜合對比，表明成像光譜編錄具備可靠性。巖心成像光譜編錄不僅能夠有效地提取巖心表面的蝕變發(fā)育情況，還能對整個(gè)鉆孔的蝕變強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)定量化的編錄，從而更直觀、形象地表達(dá)整個(gè)鉆孔的蝕變空間分帶特征，同時(shí)又彌補(bǔ)了傳統(tǒng)地質(zhì)編錄在礦物精細(xì)識別方面的不足；

2)深鉆巖心成像光譜編錄結(jié)果反映了相山深部蝕變具有分帶性，不同波長特征的2類水云母(伊利石)化亦具有不同的分帶特點(diǎn)。短波伊利石分布偏上，帶內(nèi)伴生高嶺石+地開石、螢石等，形成于相對偏酸性的流體環(huán)境，與鈾礦化密切相關(guān)； 長波伊利石分布偏下，形成于相對偏堿性的流體環(huán)境，與鈾礦化關(guān)聯(lián)性不明顯；

3)深鉆的高光譜蝕變分帶特征反映了相山深部堿交代作用不同時(shí)期、不同階段的演化過程，并具有先鈉后鉀、先堿后酸的特點(diǎn)，深部流體作用的總體演化規(guī)律基本按照鈉交代→鉀交代→酸交代的過程，后期鉀交代和酸性流體的活動進(jìn)一步促進(jìn)了鈾礦化的富集。以上研究為相山深部進(jìn)一步的找礦勘查提供了一定的借鑒和參考。