桂北某鈾礦區(qū)物化探特征與找礦方向研究

● 周 琪,胡自寧,楊笑笑

（1.廣西三一〇核地質(zhì)大隊，廣西 桂林 541213；2.廣西地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，廣西 南寧 530023）

苗兒山鈾礦田是我國南方鈾資源勘查基地之一，是我國花崗巖型鈾礦的重要礦集區(qū)。某鈾礦區(qū)位于該礦田東南部，是新近發(fā)現(xiàn)的花崗巖型鈾礦區(qū)。1990 年，原核工業(yè)中南地勘局三〇六大隊選擇苗兒山巖體的反沖、雷家?guī)X2 個地段開展工作，經(jīng)槽探、坑探、淺鉆揭露，發(fā)現(xiàn)了反沖、雷家?guī)X2 個鈾礦點及一大批鈾異常點。2010?2011 年，廣西三一〇核地質(zhì)大隊在某地區(qū)開展預查工作，圈定了梅子坪鈾成礦遠景區(qū)。2013 年至今，經(jīng)過5 輪鈾礦普查工作，地質(zhì)工作人員發(fā)現(xiàn)該地區(qū)鈾資源量達到小型鈾礦床規(guī)模。研究小組對該礦區(qū)的地面伽馬總量測量、土壤氡測量、主量元素地球化學、鈾鐳平衡系數(shù)等數(shù)據(jù)進行研究，探索物化探特征與礦化的關(guān)系，總結(jié)該區(qū)鈾控礦因素和成礦規(guī)律，為其深部和周邊鈾礦找礦與勘查提供參考。

1 地質(zhì)特征

研究區(qū)大地構(gòu)造位置處在揚子陸塊桂北隆起越城嶺斷裂褶皺帶。區(qū)域出露的地層有丹洲群、南華系、震旦系、寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系、白堊系及第四系，其中震旦系的陡山沱組、寒武系的清溪組、泥盆系的信都組和東村組，以及石炭系的寺門組屬區(qū)域性含鈾層位。區(qū)域經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運動，尤以加里東期、印支期和燕山期構(gòu)造運動最為顯著。加里東構(gòu)造運動形成以NNE 向為主的緊密線狀褶皺帶（如越城嶺復背斜）和初期的同生斷裂；印支構(gòu)造運動是又一次強烈的褶皺造山運動，并伴隨基底斷裂構(gòu)造的復活；燕山構(gòu)造運動以塊斷拉伸運動為特征，造成基底斷裂再次復活，同時產(chǎn)生了以NNE 向為主導的斷裂構(gòu)造，并形成與之配套的NW 向、近SN 向、近EW 向斷裂構(gòu)造（見圖1）。

圖1 桂北苗兒山礦田地質(zhì)略圖

區(qū)內(nèi)鈾礦床嚴格受斷裂控制，NNE 向構(gòu)造破碎帶為最主要含礦構(gòu)造，鈾礦化賦存于破碎帶及上下盤次級帶硅化碎裂巖中。蝕變主要有硅化、赤鐵礦化、水云母化、鉀長石化、黃鐵礦化、綠泥石化、螢石化、碳酸鹽化、糜棱巖化等。礦石的工業(yè)類型為特征性礦物含量低的含鈾高硅酸鹽鈾礦石，礦石礦物主要為鈣鈾云母、銅鈾云母、硅鈣鈾礦等次生鈾礦物，鈣鈾云母、銅鈾云母主要呈粉末狀、片狀，硅鈣鈾礦主要呈針狀、粉末狀。

2 物化探特征

2.1 伽馬場暈

2.1.1 數(shù)據(jù)處理

研究小組對伽馬總量測量照射量率數(shù)據(jù)進行規(guī)整、物理量換算、布型式檢驗，對各地層、巖體照射量率數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果顯示數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布（見表1）。

表1 某礦區(qū)伽馬照射量率頻數(shù)、頻率及累計頻率分布表

2.1.2 伽馬場暈特征

該礦區(qū)伽馬照射量率數(shù)值在5.7nC/kg.h～11.2nC/kg.h 之間，背景值為8.2nC/kg.h，背景值標準偏差為1.1，離散系數(shù)為0.14，離散程度較小。礦區(qū)伽馬場暈大小不一，大的伽馬場暈的面積達到400m×300m，小的伽馬場暈有50m×50m。伽馬場暈主要集中分布在雷家?guī)X、梅子坪和F2719構(gòu)造帶南段交叉部位，具有分布密度大、場級相對較高的特點，在其他地段分布較少，規(guī)模相對較?。ㄒ妶D2）。

圖2 某礦區(qū)伽馬場暈分布圖

伽馬場暈與含礦構(gòu)造、斷裂帶關(guān)系密切，受構(gòu)造控制明顯，伽馬場暈在F2719構(gòu)造帶及次級構(gòu)造交叉部位受構(gòu)造控制最明顯，呈條帶、橢圓及不規(guī)則串珠狀分布，場暈長軸方向和構(gòu)造帶F2719走向基本一致，為NE 向，明顯受NE?NNE 向擠壓破碎帶控制；伽馬場暈在F2711和F2715構(gòu)造帶及次級帶交匯部位三級場暈完整，場暈規(guī)模較大、場級較高且相對集中分布。伽馬場暈受地表鈾礦化的控制較強，伽馬異常點直接反應地表鈾礦化，伽馬異常點集中區(qū)也是伽馬場暈集中區(qū)，在鈾礦化較為強烈的地段，場暈場級較高，且場暈面積大。

2.2 氡濃度異常特征

放射層的自吸收作用和地表覆蓋層的阻擋作用，使得γ 射線不能穿過較厚的阻擋層，因此在具有成礦遠景又覆蓋較厚的地區(qū)尋找控礦、含礦斷裂并開展氡濃度測量具有重要的意義。氡濃度異常在該礦區(qū)確定含礦構(gòu)造部位效果突出，根據(jù)控礦構(gòu)造的氡濃度異常和峰值表現(xiàn)的形態(tài)，大致能確定礦體在構(gòu)造帶的部位。

當?shù)V化體位于構(gòu)造中時，構(gòu)造破碎，有利于氡的遷移，氡濃度曲線為雙峰型，且在構(gòu)造帶上方的氡濃度峰值較礦體正上方的峰值要大；當?shù)V化體位于構(gòu)造下盤且靠近構(gòu)造時，異常峰位于構(gòu)造正上方，氡濃度曲線為單峰型，在礦體上方無峰值顯示；當?shù)V化體位于構(gòu)造上盤且靠近構(gòu)造時，構(gòu)造較破碎，氡濃度曲線往往有雙峰異常，且氡濃度峰值在礦體上方較構(gòu)造上方大。如148 號勘探線剖面在含礦構(gòu)造帶F2715（60m 處）和構(gòu)造帶F2710（240m）處有氡濃度異常值，其中在F2715含礦構(gòu)造帶礦體上方氡濃度較正常地段偏高。

2.3 主量元素地球化學特征

巖礦石化學分析了SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、TiO2、MnO等11 種主量元素，結(jié)果表明研究區(qū)花崗巖ω（Fe2O3）為0.47%～4.21%、ω（Al2O3）為4.05%～15.46%、ω（CaO）為0.054%～34.16%、ω（MgO）為0.30%～1.66%、ω（K2O+Na2O）為1.39%～10.12%。

研究區(qū)主量元素地球化學特征主要有5 個：（1）酸度大。SiO2含量在58.23%～80.65%，一般在70%以上，平均為70.83%。（2）堿質(zhì)較高。K2O+Na2O 含量在3.83%～10.12%，平均為6.18%。（3）鉀大于鈉。鉀長石占長石 總 量的50%以 上，K2O/Na2O 為4.4∶1，遠＞5∶3。（4）鋁過飽和度較高。Al2O3含量為11.11%。（5）暗色組分少。黑云母、磁鐵礦、鈦鐵礦等總量不超過10%，F(xiàn)eO、MgO、TiO2三者平均含量之和為2.04%，遠＜10%。這5 個特征與許多產(chǎn)鈾花崗巖體的巖石化學特征非常相似[1]，表明出露在某地區(qū)的花崗巖巖體也是產(chǎn)鈾巖體。

2.4 鈾鐳平衡系數(shù)特征

2.4.1 鈾鐳平衡系數(shù)與礦石品位關(guān)系特征

礦區(qū)鈾鐳平衡系數(shù)（Kp）隨著礦石品位的提高逐漸降低，由偏鐳逐漸過渡到偏鈾，變化趨勢比較明顯（見表2）。

表2 某礦區(qū)不同品位礦石鈾鐳平衡系數(shù)統(tǒng)計結(jié)果表

2.4.2 鈾鐳平衡系數(shù)與礦體深度關(guān)系特征

鈾鐳平衡系數(shù)與礦體深度有一定的關(guān)系[2]，主要體現(xiàn)在隨著深度的增加，由偏鐳逐漸偏鈾。如ZK0-80 鈾鐳平衡系數(shù)地表淺部（910m 以上）偏鐳，氧化帶鈾大量流失；910～1010m 略偏鐳，氧化還原帶部分鈾流失；910m 以下略偏鈾，還原帶鈾的遷入。這說明深度和氧化程度關(guān)系比較密切，當鈾鐳處于氧化帶中時，鈾鐳平衡被破壞，一般偏鐳；在原生帶中鈾鐳處于平衡，一般偏鈾；在過渡帶中平衡情況比較復雜，往往是鈾鐳平衡、平衡偏鐳、平衡偏鈾三者交替出現(xiàn)（見圖3）。

圖3 ZK0-80 鈾鐳平衡系數(shù)與深度關(guān)系圖

3 結(jié) 語

（1）某礦區(qū)伽馬場暈三級場暈完整，受構(gòu)造控制明顯，特別是受到NE?NNE 向擠壓破碎帶控制，在多條構(gòu)造交匯的區(qū)域，伽馬場暈發(fā)育較多，為成礦的有利區(qū)域。

（2）氡在空隙度較大的土壤、巖石中具有很強的遷移能力，特別是在斷裂構(gòu)造帶中的遷移能力更強，故氡濃度測量是探尋斷層帶及深部鈾礦體的有效手段，同時根據(jù)氡濃度峰值的形態(tài)還可以較好地判斷礦體的部位。

（3）某礦區(qū)巖礦石化學特征具有酸度大、堿質(zhì)高較高、鉀遠大于鈉、鋁較過飽和、暗色組分少等特點，為較好的產(chǎn)鈾巖體。

（4）某礦區(qū)鈾鐳平衡系數(shù)總體上平衡，但是不同品位、不同深度的礦體中含量不同。隨著鈾含量的升高，鈾鐳平衡系數(shù)由大變小，由較偏鐳轉(zhuǎn)變?yōu)檩^偏鈾；隨著深度的增加，鈾鐳平衡系數(shù)由較偏鐳轉(zhuǎn)變?yōu)檩^偏鈾，在今后的找礦中應特別注意這一點。

（5）根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征，結(jié)合伽馬總量測量、氡濃度測量、巖礦石化學等特征的研究，研究小組認為下一步的找礦方向為NE 向和NW 向斷裂帶，重點在F2719、F2715和F2711構(gòu)造帶，其次是在F2718、F2717和F5207和F5208構(gòu)造帶。在這些構(gòu)造帶開展進一步地質(zhì)工作，有望探獲新礦體，擴大鈾資源量，實現(xiàn)小型礦床升級為中型礦床的跨越。