吉林省集安市花甸地區(qū)放射性測量特征分析

高雄偉

摘 要：全面收集前人有關(guān)地質(zhì)、物探、化探以及放射性成果等資料，在花甸地區(qū)進(jìn)行伽瑪能譜測量工作，運(yùn)用鈾、釷成礦理論，綜合分析鈾、釷成礦規(guī)律、賦存地質(zhì)條件和控制因素，為進(jìn)一步找礦工作提供依據(jù)。鈾釷礦化異常與古元古代錢桌溝巖體、集安巖群螞蟻河巖組地層、強(qiáng)硅化花崗偉晶巖、石英脈等脈巖、北東向斷裂構(gòu)造關(guān)系密切。推測古元古代巖漿熱液可能為鈾釷源層，鈾釷異常形成的原因分兩種：一種由堿性礦物富集而顯示出高放射性;另一種為構(gòu)造熱液活動期間熱液沿脈巖、裂隙面侵入螞蟻河巖組地層中，地球化學(xué)環(huán)境發(fā)生改變，導(dǎo)致鈾釷元素局部地段富集。

關(guān)鍵詞：花甸地區(qū);放射性測量;鈾釷礦成礦規(guī)律

中圖分類號：P631 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2021）36-0125-03

Characteristics of Radioactivity Measurement in Huadian Area， Ji'an City， Jilin Province

GAO Xiongwei

（Jilin Provincial Bureau of Nuclear Industry Geology， Changchun Jilin 130000）

Abstract：Comprehensive Collection of previous data on geology，geophysical exploration，geochemical exploration and radioactive achievements，gamma-ray spectrometry survey in Huadian area，and application of uranium and thorium metallogenetic theory，the metallogenic regularity，geological conditions and controlling factors of uranium and thorium are comprehensively analyzed to provide basis for further ore prospecting.The uranium-thorium mineralization anomaly is closely related to the Paleoproterozoic Qianzhuogou Pluton，Mayihe formation of the Ji'an Rock Group，the highly silicified granite-pegmatite，quartz vein and other vein rocks， and the NE trending fault structures.It is speculated that the PALEOPROTEROZOIC magmatic hydrothermal solution may be the source bed of uranium and thorium，and the uranium and thorium anomalies can be divided into two reasons： one is enriched by alkaline minerals and shows high radioactivity.The other is that the hydrothermal solution intruded into the strata along the dikes and fracture surfaces during the tectonic hydrothermal activity，and the geochemistry environment changed，resulting in the local enrichment of uranium and thorium.

Keywords：huadian area;radioactivity survey;uranium and thorium ore-forming regularity

吉林省集安市花甸地區(qū)找礦歷史悠久，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂構(gòu)造發(fā)育，礦產(chǎn)資源十分豐富。全面收集前人有關(guān)地質(zhì)、物探、化探以及放射性成果等資料，對已知礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)、異常點(diǎn)進(jìn)行揭露，確定花甸地區(qū)為鈾釷成礦遠(yuǎn)景區(qū)。本單位在該工作區(qū)進(jìn)行1∶10 000伽瑪能譜測量工作，并利用槽探工程、取樣鉆工程等手段進(jìn)行異常查證。本文以項(xiàng)目成果為依據(jù)，大致分析花甸地區(qū)放射性異常特征及鈾釷礦和巖體、地層及斷裂構(gòu)造的潛在關(guān)系，分析異常成因及找礦標(biāo)志，為進(jìn)一步找礦工作提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

花甸地區(qū)位于敦化-密山斷裂帶南東側(cè)，鴨綠江斷裂帶北西側(cè)，集安裂谷盆地內(nèi)。據(jù)《吉林省礦產(chǎn)資源潛力評價(jià)》劃分，工作區(qū)位于V30金廠-復(fù)興Au-B-Fe-Pb-Zn-Cu-Ag-S找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

1.1 地層特征

工作區(qū)在行政區(qū)劃分上隸屬吉林省集安市花甸鎮(zhèn)，位于吉林省集安市北西部94 km處，距通化市66 km。

工作區(qū)地層位于濱太平洋地層大區(qū)（5），吉南-遼寧地層分區(qū)（55），通化地層小區(qū)（515）。

地層出露較廣泛，主要為下元古界集安巖群荒岔溝巖組（Pt1h.）、螞蟻河巖組（Pt1m.）、中生界侏羅系上統(tǒng)果松組（J3g）、新生界第四系全新統(tǒng)沖積物（Qhal）。下元古界集安巖群荒岔溝巖組（Pt1h.）、螞蟻河巖組（Pt1m.）為工作區(qū)主體地層，區(qū)內(nèi)分布較為廣泛，總體展布受北東向斷裂構(gòu)造的影響，呈北東向條帶狀產(chǎn)出。

1.2 侵入巖特征

花甸地區(qū)巖漿活動強(qiáng)烈，侵入巖分布范圍較廣。巖漿活動主要發(fā)生于古元古代，侵入巖呈巖基、巖株?duì)罘植既珔^(qū)，與元古代變質(zhì)巖緊密伴生，呈巖基、巖株?duì)罘植既珔^(qū)，主要為錢桌溝巖體二長花崗巖（Pt1Qηγ）和正長花崗巖（Pt1Qξγ）。錢桌溝巖體侵入集安巖群各個(gè)巖性段，后又被侏羅系上統(tǒng)果松組（J3g）角度不整合覆蓋。

1.3 變質(zhì)巖特征

工作區(qū)變質(zhì)巖分布廣泛，主要為古元古代集安巖群變質(zhì)巖的區(qū)域變質(zhì)巖，其次為沿?cái)嗔褍蓚?cè)發(fā)育的動力變質(zhì)巖。

區(qū)域變質(zhì)巖主要為下元古界集安巖群荒岔溝巖組（Pt1h.）和螞蟻河巖組（Pt1m.），呈條帶狀分布于全區(qū)。主要巖石類型為變粒巖、淺粒巖、變粒巖夾淺粒巖、斜長角閃巖、大理巖等?；牟頊蠋r組（Pt1h.）變質(zhì)巖以含墨為特征，螞蟻河巖組（Pt1m.）內(nèi)可見黃綠色蛇紋石化大理巖，與區(qū)內(nèi)放射性異常關(guān)系密切。

動力變質(zhì)巖主要巖石類型為碎裂巖類，多分布在工作區(qū)構(gòu)造帶兩側(cè)，主要特點(diǎn)是巖石受力作用較輕微，以破碎為主，具有碎裂結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，其原巖的物質(zhì)成分及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)未發(fā)生明顯的變化。在斷裂帶內(nèi)或斷層附近，巖石壓碎結(jié)構(gòu)較均勻，有時(shí)礦物顆粒略具重結(jié)晶現(xiàn)象，而距離斷裂稍遠(yuǎn)的巖石多呈壓碎角礫狀，原巖的成分及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造尚有一定的保留，如區(qū)內(nèi)所見的碎裂二長花崗巖、碎裂石英鉀長石化巖等巖石，巖石受應(yīng)力作用，發(fā)生破碎，產(chǎn)生裂隙，局部形成碎斑。

1.4 構(gòu)造特征

根據(jù)工作區(qū)各地質(zhì)體的時(shí)代、區(qū)域展布形態(tài)、巖性組合特征及構(gòu)造巖漿活動，推測工作區(qū)構(gòu)造活動主要發(fā)生于古元古代，構(gòu)造類型主要為斷裂構(gòu)造。以北東向?yàn)橹鳎灿?jì)3條貫穿全區(qū)，總體走向?yàn)?00°—210°，近東西向斷裂構(gòu)造1條，共同構(gòu)成工作區(qū)主要構(gòu)造格架。

1.5 區(qū)域巖石物性特征

區(qū)域巖石受極其復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動、巖漿侵入、混合巖化和強(qiáng)烈的多期變質(zhì)變形作用，巖相巖性復(fù)雜，故表現(xiàn)出的物性特征亦不相同。

在巖漿巖中，二長花崗巖、鉀長花崗巖磁性較弱，密度值較低;火山巖中，凝灰?guī)r具有低密度中強(qiáng)磁性;區(qū)域沉積巖出露較少，相比火山巖具有低磁性和低密度的特征，由沉積巖變質(zhì)而成的變質(zhì)巖磁性和密度也相對較低。

1.6 區(qū)域放射性特征

區(qū)域內(nèi)出露面積相對較大且穩(wěn)定的地層單元為下元古界集安巖群螞蟻河巖組（Pt1m.）、荒岔溝巖組（Pt1h.）、大東岔巖組（Pt1d.）、中生界果松組（J3g）。其鈾含量及 Th/U、U/K 比值屬于一般水平，但鈾變異系數(shù)較大，說明鈾元素在該地層中分布不均勻。大東岔組（Pt1d）鈾變異系數(shù)在所見地層中居第二位，鈾元素絕對含量一般，U/Th、U/K 比值趨于最小，說明鈾元素在該地層中富集程度較低。

區(qū)域侵入巖出露較多，其中古元古代二長花崗巖（Pt1ηγ）、正長花崗巖（Pt1ξγ）分布范圍較廣，局部放射性強(qiáng)度較高;晚三疊世石英閃長巖（T3δο）、二長花崗巖（T3ηγ）、早白堊世二長花崗巖（K1ηγ）分布范圍較小，放射性強(qiáng)度較低[1]。

1.7 區(qū)域放射性礦產(chǎn)特征

到目前為止，區(qū)域內(nèi)共發(fā)現(xiàn)鈾礦化點(diǎn)3個(gè)、鈾釷礦化點(diǎn)1個(gè)、礦化帶1處，全部產(chǎn)于元古界集安群變質(zhì)巖中，礦化異常主要受巖性和構(gòu)造控制。

2 能譜數(shù)據(jù)處理與分析

在DGSS軟件上利用Kriging方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化處理，繪制能譜異常分布圖。成圖參數(shù)：線距為100 m，點(diǎn)距為40 m，確定搜索類型為四方向，搜索圓半徑為120 m，橫向、縱向網(wǎng)格數(shù)均為50。對鈾、釷測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，使其滿足正態(tài)分布規(guī)律，選擇X+S為偏高場，X+2S為高場，X+3S為異常場，其中X為平均值，S為標(biāo)準(zhǔn)偏差。

3 放射性異常特征

根據(jù)伽瑪能譜測量數(shù)據(jù)，結(jié)合伽瑪能譜異常下限，共圈定釷異常6處、鈾釷混合異常1處。

從異常產(chǎn)出位置來看，產(chǎn)于集安巖群荒岔溝組的異常共2處，產(chǎn)于錢桌溝巖體內(nèi)5處，說明工作區(qū)下元古界集安巖群螞蟻河組（Pt1m）為鈾釷礦成礦有利地層，古元古代錢桌溝巖體（Pt1Q）為鈾釷礦成礦有利巖體。異常大多處于斷裂構(gòu)造兩側(cè)，異常整體走向受北東向斷裂構(gòu)造控制明顯。黃鐵礦化、蛇紋石化、鉀化、硅化等礦化蝕變與鈾釷礦成礦關(guān)系密切。

4 放射性異常分析

4.1 異常與地層的關(guān)系

工作區(qū)內(nèi)地層鈾釷背景值較低，鈾、釷異常區(qū)呈星點(diǎn)狀、串珠狀分布于古元古代集安巖群螞蟻河巖組（Pt1m.）中，規(guī)模較小，主要巖性為灰綠色蛇紋石化大理巖，局部出露變粒巖、斜長角閃巖。

4.2 異常與侵入巖的關(guān)系

工作區(qū)內(nèi)侵入巖鈾背景值較低，鈾異常規(guī)模較小，主要為偏高場呈零星狀分布于工作區(qū)南部。釷異常規(guī)模較大，呈北東向條帶狀分布于工作區(qū)北部。釷異常區(qū)主要巖性為古元古代正長花崗巖，堿性礦物含量較高，局部可見鉀化、黃鐵礦化。

相較地層而言，巖體釷元素背景值較高，推測原因?yàn)閴A性礦物放射性背景值較高。巖體內(nèi)鉀化明顯的部位放射性明顯高于其他部位，是重要的找礦線索。

4.3 異常與脈巖的關(guān)系

經(jīng)過取樣鉆、槽探等手段進(jìn)行異常揭露，鈾異常附存于灰綠色蛇紋石化大理巖裂隙面蝕變巖內(nèi)。蝕變巖由充填裂隙的脈巖與圍巖發(fā)生熱液交代作用形成。裂隙面產(chǎn)狀295°∠80°，異常形態(tài)、規(guī)模受裂隙面產(chǎn)狀控制。鈾異常與黃鐵礦化、蛇紋石化關(guān)系密切。

釷異常主要附存于石英脈及鉀長花崗巖內(nèi)，圍巖為古元古代集安巖群螞蟻河巖組（Pt1m.）大理巖。異常形態(tài)、規(guī)模受脈巖產(chǎn)狀控制。釷異常與褐鐵礦化、黃鐵礦化、蛇紋石化、絹云母化關(guān)系密切。

4.4 異常與構(gòu)造的關(guān)系

斷裂構(gòu)造兩側(cè)裂隙、脈巖發(fā)育，是工作區(qū)主要的賦礦構(gòu)造，控制鈾釷元素富集與成礦。當(dāng)該斷裂構(gòu)造穿切有利地層時(shí)，引起局部鈾釷異常富集。

鈾異常高值區(qū)主要分布在北東向斷裂構(gòu)造兩側(cè)，局部沿?cái)鄬臃较虺蚀闋罘植?，垂直?gòu)造方向異常延伸明顯。

釷異常高值區(qū)主要分布在北東向哈塘溝斷層北部侵入巖、北東向西溝斷層構(gòu)造南部脈巖內(nèi)。工作區(qū)北西部釷異常多見碎裂正長花崗巖，垂直斷裂構(gòu)造方向異常延伸明顯;南東部釷異常主要附存于構(gòu)造東側(cè)脈巖內(nèi)，總體異常走向與斷裂構(gòu)造一致。

綜上所述，花甸地區(qū)鈾釷異常分布受地層、侵入巖、脈巖、斷裂構(gòu)造等多種因素共同影響。

5 異常成因及找礦標(biāo)志

5.1 異常成因

結(jié)合已有資料綜合分析，集安巖群螞蟻河巖組（Pt1m.）大理巖為鈾釷成礦重要地層;古元古代錢桌溝巖體正長花崗巖（Pt1Qξγ）為重要巖體;鉀長花崗偉晶巖脈、石英脈等脈巖及裂隙與鈾釷成礦關(guān)系密切。推測古元古代巖漿熱液可能為鈾釷源層，巖體內(nèi)隨堿性礦物富集呈現(xiàn)較高的放射性;構(gòu)造活動期間沿裂隙面侵入集安巖螞蟻河巖組（Pt1m.），受熱液改造、疊加及混合巖化作用影響，地球化學(xué)環(huán)境發(fā)生改變，導(dǎo)致鈾釷元素局部地段富集。

5.2 找礦標(biāo)志

工作區(qū)內(nèi)對成礦有利的地層、巖體、圍巖蝕變、放射性物探異常可作為鈾釷礦的間接找礦標(biāo)志。

地質(zhì)找礦標(biāo)志：集安巖群螞蟻河組（Pt1m.）大理巖中見有強(qiáng)硅化、蛇紋石化的蝕變巖、脈巖（斷裂構(gòu)造及蝕變帶）;錢桌溝巖體中堿性礦物含量較高的正長花崗巖。

圍巖蝕變找礦標(biāo)志：褐鐵礦化、黃鐵礦化、蛇紋石化、鉀化、絹云母化、硅化，尤其是強(qiáng)硅化脈巖、石英脈等。

地球化學(xué)找礦標(biāo)志：工作區(qū)內(nèi)放射性異常點(diǎn)、航放異常點(diǎn)及伽瑪能譜放射性異常是較好的間接找礦標(biāo)志。

綜合分析花甸地質(zhì)資料及放射性異常分布特征，分析鈾釷成礦規(guī)律，認(rèn)為該地區(qū)具有較好的找礦前景，為下一步找礦工作提出兩點(diǎn)意見：

①建議在工作區(qū)適當(dāng)投入工作量，在鈾釷異常脈體走向和傾向上對鈾釷礦化異常進(jìn)行控制，進(jìn)一步控制鈾釷礦化異常的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀以及品位變化情況，力爭有所突破。

②以新發(fā)現(xiàn)放射性異常、鈾釷礦化蝕變信息為線索，收集以往區(qū)域上的放射性異常資料，注意區(qū)域上相似或相同地質(zhì)背景的找礦工作。

6 結(jié)語

①花甸地區(qū)處于區(qū)域成礦構(gòu)造帶內(nèi)，經(jīng)歷多次構(gòu)造運(yùn)動，發(fā)育3條北東向斷裂構(gòu)造，總體走向200°—210°，層間破碎帶、脈巖、裂隙發(fā)育。

②集安巖群螞蟻河巖組（Pt1m.）為鈾釷成礦重要地層，古元古代錢桌溝巖體正長花崗巖（Pt1Qξγ）為重要巖體，強(qiáng)硅化花崗偉晶巖、石英脈是尋找鈾釷礦的重要脈巖。

③推測古元古代巖漿熱液可能為鈾釷源層，鈾釷異常形成原因有兩種：一是巖體局部地段由于堿性礦物富集而顯示出高放射性;二是構(gòu)造熱液活動期間地球化學(xué)環(huán)境發(fā)生改變，熱液沿裂隙面侵入集安巖群螞蟻河巖組（Pt1m.）地層中，受熱液改造、疊加及混合巖化作用影響，導(dǎo)致鈾釷元素局部地段富集。

④花甸地區(qū)找礦標(biāo)志對區(qū)域內(nèi)尋找放射性礦產(chǎn)具有重要意義。該地區(qū)成礦地質(zhì)條件良好，具備較好的找礦前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吉林省核工業(yè)地質(zhì)局.吉林省通化地區(qū)鈾礦資源調(diào)查評價(jià)報(bào)告[R].2016—2018.