相山礦田游坊地區(qū)地電提取找礦預(yù)測(cè)

唐瑞，歐陽(yáng)菲，羅先熔，鄭超杰，湯國(guó)棟，劉攀峰，蔡葉蕾，楊笑笑

(1.桂林理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院隱伏礦床預(yù)測(cè)研究所，廣西 桂林 541004；2.廣西三一〇核地質(zhì)大隊(duì),廣西 桂林 541000)

0 引言

隨著我國(guó)核工業(yè)日益蓬勃發(fā)展，國(guó)家對(duì)鈾礦資源的需求也逐漸提高。為確保鈾資源的可持續(xù)性供給，鈾礦的勘查和開(kāi)發(fā)逐漸由淺部向深部發(fā)展。本研究依托國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，在我國(guó)重要的鈾礦基地——江西相山鈾礦田深部和外圍開(kāi)展地電提取找礦預(yù)測(cè)工作。

前人在相山鈾礦田已做過(guò)各種不同程度的地質(zhì)工作[1-5]，鈾礦找礦突破備受關(guān)注，現(xiàn)探明的礦產(chǎn)資源已面臨枯竭，急需向深部或邊部尋找礦產(chǎn)資源。地電提取法作為一種非常規(guī)勘查手段，具有探測(cè)深度大、能發(fā)現(xiàn)弱異常等特點(diǎn)，利用該方法能更大程度的突顯出深部可能存在的異常顯示。該方法由費(fèi)錫銓、鄧康樂(lè)等從前蘇聯(lián)引入中國(guó)[6]，并取得了良好的找礦應(yīng)用效果[7-13]。桂林理工大學(xué)羅先熔教授及其科研團(tuán)隊(duì)利用地電提取測(cè)量技術(shù)在澳大利亞Four MileEast、Goulds Dam，江西湖溪、盛源盆地，贛杭火山巖鈾成礦帶西南段——相山礦田，鄂爾多斯盆地東勝區(qū)、大成梁區(qū)，浙江江山—長(zhǎng)臺(tái)等地區(qū)開(kāi)展了尋找隱伏鈾礦的研究并取得了較好的效果[14-20]，在各個(gè)礦區(qū)完成已知剖面的可行性試驗(yàn)研究，通過(guò)對(duì)已知剖面異常特征的分析，異常對(duì)地質(zhì)體有良好的反應(yīng)，表明地電提取測(cè)量技術(shù)在該區(qū)進(jìn)行隱伏鈾礦的勘查和找礦預(yù)測(cè)是可行和適用的，同時(shí)也為該類似地區(qū)的找礦提供了技術(shù)依據(jù)。因此，筆者利用地電提取方法來(lái)探尋相山游坊礦區(qū)的深部鈾礦，對(duì)該地區(qū)增加礦產(chǎn)儲(chǔ)備，為下一步工作提供找礦方向都有重要意義。

1 相山礦田地質(zhì)背景

1.1 相山區(qū)域地質(zhì)概況

相山鈾礦田大地構(gòu)造位置在華夏板塊和揚(yáng)子板塊之間的過(guò)渡部位[21]，位于贛杭構(gòu)造火山巖鈾成礦帶的西南方向(圖1)。贛杭構(gòu)造帶由紹興—江山深斷裂逐漸發(fā)展演化而來(lái)，有數(shù)十個(gè)大小不等的火山盆地沿贛杭構(gòu)造帶分布[22]。該礦田是贛杭構(gòu)造帶上隸屬于華南鈾成礦省的最大的火山巖型鈾礦田，目前有大、中、小型鈾礦床近30個(gè)，主要分布在相山盆地西部及北部[22-24]。

1—白堊系上統(tǒng)龜峰群；2—白堊系下統(tǒng)鵝湖嶺組；3—白堊系下統(tǒng)打鼓頂組；4—三疊系上統(tǒng)安源組；5—石炭系下統(tǒng)華山嶺組；6—新元古界；7—次斑狀花崗巖；8—花崗巖；9—實(shí)測(cè)、推測(cè)斷層；10—贛杭斷裂帶；11—贛杭構(gòu)造帶范圍；12—紅色斷陷盆地；13—火山盆地；14—鈾礦床；15—相山礦田；16—研究區(qū)

相山火山盆地是由基底和蓋層組成，在平面軸向近似EW向的橢圓形火山盆地?；字饕獮樾略沤鐪\變質(zhì)巖系，部分地段發(fā)育石炭系下統(tǒng)華山嶺組和三疊系上統(tǒng)安源組；蓋層以白堊系下統(tǒng)打鼓頂組、鵝湖嶺組為主，夾少量沉積碎屑巖以及火山碎屑巖[25]?；鹕脚璧刂袛嗔褬?gòu)造可分基底構(gòu)造、蓋層構(gòu)造和火山構(gòu)造3類。基底構(gòu)造為近NE向、EW向。蓋層構(gòu)造在基底構(gòu)造的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，以NE向?yàn)橹鳎瑫r(shí)局部有NW向、近NS向構(gòu)造?；鹕綐?gòu)造又分為火山塌陷構(gòu)造和火山層間離張構(gòu)造。在火山盆地大規(guī)模噴發(fā)后，巖漿室出現(xiàn)空腔現(xiàn)象，由于重力作用導(dǎo)致處于火山空腔上方的蓋層發(fā)生塌陷，最后基本呈圓環(huán)形分布在火山盆地邊部，繼而形成火山塌陷構(gòu)造；離張作用發(fā)生于火山巖體內(nèi)部薄弱的地方，形成火山層間離張構(gòu)造[21]。該盆地?zé)嵋夯顒?dòng)強(qiáng)烈，主要發(fā)生早期堿交代和晚期酸交代兩期熱液活動(dòng)，巖漿巖主要為堿交代后期沿火山塌陷構(gòu)造、火山層間離張構(gòu)造充填的以次斑狀花崗巖為主的次級(jí)火山巖。

1.2 游坊地區(qū)地質(zhì)特征

游坊地區(qū)地層主要由基底和蓋層兩部分組成,其基底主要為新元古界變質(zhì)巖(Pt3)，巖性為細(xì)粒黑云母石英片巖；蓋層由其北部的白堊系下統(tǒng)打鼓頂組(K1d)和鵝湖嶺組(K1e)組成，打鼓頂組巖性以流紋英安巖為主，夾有薄層砂巖、粉砂巖，鵝湖嶺組巖性以粉砂巖、砂巖為主，中間再夾次斑狀花崗巖等[22]。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，既有NE向、近EW向主斷裂，也有NE向與近EW向斷裂構(gòu)造產(chǎn)生的NS向、NW向次級(jí)裂隙構(gòu)造，以及研究區(qū)部分發(fā)育火山構(gòu)造。礦化主要受礦田西部礦床內(nèi)NE向鄒—石斷裂帶以及次級(jí)斷裂影響，斷裂帶全長(zhǎng)大約8 m，大多位于鄒—石斷裂構(gòu)造旁側(cè)的次級(jí)構(gòu)造的NE向、NS向構(gòu)造中(圖2)。由于受到早期堿交代及晚期酸交代作用，沿構(gòu)造裂隙普遍發(fā)育礦化蝕變，主要礦化類型為早期的鈾—赤鐵礦類型(堿交代)和晚期的鈾—綠泥石類型(酸交代)，主要的蝕變類型有赤鐵礦化、水云母化、鈉長(zhǎng)石化、磷灰石化、綠泥石化、碳酸鹽化等[22,25-26]。

2 地電提取技術(shù)及測(cè)試分析

2.1 地電提取法基本原理

地電提取測(cè)量法是在人工電場(chǎng)的作用下，破壞地下巖石中離子的動(dòng)態(tài)平衡，使得與成礦相關(guān)的陰陽(yáng)離子在人工電場(chǎng)的作用下，從礦體周圍向提取電極遷移，并最終吸附于特定的地電提取裝置(泡塑)中。通過(guò)定量分析泡塑中的元素含量，進(jìn)而確定其分布規(guī)律和地電化學(xué)特征，最后綜合地質(zhì)情況判斷隱伏礦體的賦存位置，以達(dá)到找礦預(yù)測(cè)的目的[27]。具體流程如圖3所示。

圖2 游坊研究區(qū)地質(zhì)

圖3 地電提取提取遷移模式簡(jiǎn)圖(據(jù)羅先熔[27]修改)

2.2 測(cè)線、測(cè)點(diǎn)布設(shè)和使用裝置

根據(jù)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的研究目標(biāo)和前期研究成果，在游坊制定了大小為3.9 km2的測(cè)區(qū)，共布置了4條NW—SE向的地電提取測(cè)線(圖2)，測(cè)線及測(cè)點(diǎn)的布設(shè)采用500 m×100 m網(wǎng)格，共105個(gè)點(diǎn)位。

裝置采用的是由桂林理工大學(xué)隱伏礦床預(yù)測(cè)研究所研究并改進(jìn)的獨(dú)立供電偶極地電提取裝置。該裝置由恒壓恒流可控電源、精制碳棒及聚氨酯泡塑及濾紙組成，裝置由導(dǎo)線連接后可供野外使用。其中提取電極由導(dǎo)電能力強(qiáng)的精制碳棒和經(jīng)過(guò)預(yù)處理的泡塑組成。為消除泡塑本底值可能帶來(lái)的測(cè)試誤差，所有泡塑進(jìn)行均一化預(yù)處理，具體操作為[27]：20%HCl與0.5%(NH2)2CS混合液，浸泡時(shí)間12 h。本次地電提取技術(shù)參數(shù)為: 供電電壓9 V，提取極距1 m，提取液為10% 稀硝酸(每個(gè)探坑倒入500 mL)，供電時(shí)間24 h，提取電極埋藏深度30 cm(埋于B層土中)。

2.3 野外工作流程

本次采樣嚴(yán)格按照地電提取技術(shù)規(guī)范進(jìn)行[27]，工作流程為:在野外運(yùn)用工具在垂直測(cè)線方向兩側(cè)分別挖取兩個(gè)間距為1 m，深度約為30 cm的圓柱形采坑，隨后用量杯先后兩次量取提取液各500 mL，并將提取電極泡入量杯，使其充分接觸濕潤(rùn)，隨后放入采坑掩埋，掩埋時(shí)將提取電極平行放置并按照取土順序依次按原樣回填，接通外接電源。待持續(xù)供電24 h之后取回裝置，于室內(nèi)取出泡塑樣品，每個(gè)點(diǎn)位單獨(dú)封裝，隨后送實(shí)驗(yàn)室測(cè)試分析。

2.4 樣品分析測(cè)試

本次地電提取共采集低電壓偶極提取陰、陽(yáng)極樣品各105個(gè)。樣品分析由桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有色金屬桂林礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)試中心完成，采用ICP-MS(美國(guó)ThermoElementalX-series電感耦合等離子體質(zhì)譜儀)分析方法，共分析了Ti、V、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Sb、Pb、Th、U等12種元素。已有研究表明酸處理可有效降低地電提取中固體吸附載體的本底值[28]，使本底值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于樣品中所吸附的元素含量，因此本底值對(duì)元素的分析并不會(huì)造成大的干擾。樣品分析時(shí)使用濕法消解進(jìn)行預(yù)處理，具體處理方法為：稱取野外采集的泡塑樣品0.250 0 g放入聚乙烯燒杯中，加入適量比例的HNO3-H2O2，放置過(guò)夜后，置于120 ℃恒溫加熱板上加熱至蒸干，室內(nèi)冷卻后再加入王水溶解殘?jiān)?，待溶液澄清后取液測(cè)定，詳細(xì)測(cè)試方案可參考相關(guān)文獻(xiàn)[28]。

3 找礦可行性研究

為研究地電提取測(cè)量法在研究區(qū)的適用性和有效性，選取位于研究區(qū)附近具備相似地質(zhì)情況的相山礦田胡溪礦區(qū)居隆庵—李家?guī)X礦床64線已知剖面進(jìn)行地電提取測(cè)量法可行性試驗(yàn)研究。該已知鈾礦體在剖面上明顯受斷裂及巖性界面復(fù)合部位的聯(lián)合控制。試驗(yàn)在已知剖面上共布點(diǎn)43個(gè)，分析地電提取V、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Sb、Pb、Th、U等11種元素，利用Grapher做出元素含量折線圖，綜合各元素反應(yīng)的異常情況以及隱伏鈾礦體的賦存部位，劃分出A、B、C、D共4個(gè)異常區(qū)(圖4)。

1—第四系；2—白堊系下統(tǒng)鵝湖嶺下段；3—白堊系下統(tǒng)鵝湖嶺上段；4—白堊系下統(tǒng)打鼓頂組下段；5—白堊系下統(tǒng)打鼓頂組上段；6—新元古界；7—次斑狀花崗巖；8—鈾礦體；9—空隙；10—斷裂；11—點(diǎn)位及點(diǎn)號(hào)；12—鉆孔及編號(hào)

A異常區(qū)出現(xiàn)在2～4號(hào)測(cè)量點(diǎn)之間，異常區(qū)寬度約為80 m，地電提取Cu、Zn、U、Mo、Ni、V、Pb、Sb等出現(xiàn)了明顯高值異常，Th、Co、As異常相對(duì)較低，各元素異常皆呈單峰出現(xiàn)。除Cu外，各元素異常峰值皆在3號(hào)測(cè)量點(diǎn)出現(xiàn)，其中U的地電提取測(cè)量值為0.487×10-6，很好地指示出地下450 m處的鈾礦體。

B異常區(qū)出現(xiàn)在10～19號(hào)測(cè)量點(diǎn)之間，異常區(qū)寬度約為400 m，地電提取V、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Sb、Pb、Th、U等異常清晰且強(qiáng)度高，As強(qiáng)度稍弱，異?？傮w呈單峰或多峰出現(xiàn)。地電提取U異常峰值出現(xiàn)在15號(hào)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量值為0.468×10-6。U異常出現(xiàn)的部位與地下約330～495 m處的已知鈾礦體對(duì)應(yīng)良好。

C異常區(qū)出現(xiàn)在28～33號(hào)測(cè)量點(diǎn)之間, 異常區(qū)寬度約為200 m。地電提取V、Co、Cu、Zn、As、Mo、U等異常強(qiáng)度高，Th、Ni、Pb、Sb等異常稍弱，異?？傮w呈單峰或多峰出現(xiàn)。地電提取U異常峰值出現(xiàn)在32號(hào)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量值為0.504×10-6。U異常出現(xiàn)的部位與地下約350 m處的已知鈾礦體對(duì)應(yīng)良好。

D異常區(qū)出現(xiàn)在39～43號(hào)測(cè)量點(diǎn)之間, 異常區(qū)寬度約為160 m。地電提取V、Co、Cu、Zn、As、Th、U等異常清晰且強(qiáng)度高，Ni、Mo、Pb、Sb等異常稍弱，異?？傮w呈單峰或多峰出現(xiàn)。地電提取U異常峰值出現(xiàn)在41號(hào)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量值為 0.803 ×10-6。U異常出現(xiàn)的部位與地下約540 m處的已知鈾礦體對(duì)應(yīng)良好。

除A、B、C、D異常區(qū)外，在其他地方(如20～27號(hào)點(diǎn))同樣出現(xiàn)了U、Cu、Zn、As、Th等多元素異常，認(rèn)為可能存在兩個(gè)方面的原因，一是元素通過(guò)構(gòu)造破碎帶從地下向上遷移至地表形成異常；二是在其下方可能存在尚未發(fā)現(xiàn)的鈾礦體[29]。

以上結(jié)果表明，地電提取元素在已知礦體上方出現(xiàn)了明顯異常，且與礦體套合情況良好，能夠清晰地指示深部隱伏礦體的位置。綜合上述分析，地電提取法在研究區(qū)尋找隱伏鈾礦有良好的效果，不僅地電提取U對(duì)下方隱伏鈾礦體有明顯的異常顯示，其他指示元素也有相應(yīng)的異常顯示，表明地電提取測(cè)量法在該區(qū)尋找隱伏鈾礦是可行的。

4 地電提取元素特征

4.1 統(tǒng)計(jì)分布特征

從提取元素的各統(tǒng)計(jì)參數(shù)(表1)來(lái)看，所有元素最大值與算術(shù)平均值(或中值、眾數(shù))都相差較大，表明12種元素均存在較大離散性。從變異系數(shù)來(lái)看：U、Pb變異系數(shù)最高，其次為Th、V、Ti、Co、Ni、As、Sb，這些元素的數(shù)據(jù)變化較大、分散性強(qiáng)。

表1 地電提取元素含量統(tǒng)計(jì)參數(shù)

從表中展示的各元素峰度、偏度可知，所有元素均不服從正態(tài)分布，均為右偏、正峰度，由此對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換，使做出的箱狀圖能更加客觀地反映元素的統(tǒng)計(jì)分布特征[30]。經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換之后各元素基本符合正態(tài)分布，但Cu、Zn仍具有明顯的右偏特征，可能會(huì)導(dǎo)致高值數(shù)據(jù)容易被夸大。箱狀圖(圖5)中絕大多數(shù)元素都存在離群數(shù)據(jù)，其中 Pb、Zn、Cu、Ti等離群值較多。V、As、Co等也存在一定的離群值，其異常也可以作為參考，只是不如前面4種元素明顯。Ni、Mo、Sb、Th、U等的中位數(shù)位于箱子最中間，呈上下對(duì)稱的特征，表明統(tǒng)計(jì)分布特征是客觀的。

圖5 元素含量對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后的箱狀圖

4.2 聚類分析

在以數(shù)學(xué)地質(zhì)理論為基礎(chǔ)的情況下，將原始數(shù)據(jù)利用SPSS 25軟件進(jìn)行對(duì)數(shù)處理，然后進(jìn)行R型聚類分析。從圖6可以看出，當(dāng)距離系數(shù)取值為15時(shí)，可將元素劃分為4組。第一組為V、U、Th、Ti、Mo、Co、Ni，第二組為As、Pb、Sb，第三組為Cu，第四組為Zn。在距離值達(dá)5時(shí)，V、U、Th、Ti為一組，清晰地反映了鈾成礦作用的特點(diǎn)。研究表明[21,26]，相山主要的礦化類型分別為早期的鈾—赤鐵礦類型和晚期的鈾—綠泥石類型，主要的蝕變類型有赤鐵礦化、水云母化、鈉長(zhǎng)石化、磷灰石化、綠泥石化、碳酸鹽化等[21]；游坊地區(qū)的水云母化為鈾的富集提供了條件，綠泥石化可吸附鈾，為鈾的富集提供空間，赤鐵礦化與鈾礦化關(guān)系密切，多種蝕變互相疊加，導(dǎo)致鈾礦化能力強(qiáng)；V、U、Th皆在礦石中伴生?？梢?jiàn)，地電提取的元素聚類分析結(jié)果與以上規(guī)律相吻合。

圖6 聚類分析樹(shù)狀圖

4.3 因子分析

為了進(jìn)一步確定這12種元素的組合關(guān)系和特點(diǎn)，再次進(jìn)行R型因子分析對(duì)R型聚類分析進(jìn)行驗(yàn)證。R型因子分析是在以數(shù)學(xué)地質(zhì)理論為基礎(chǔ)的情況下通過(guò)降維處理，在基本保持原始數(shù)據(jù)相關(guān)關(guān)系的同時(shí)，利用更少的因子組合來(lái)反映原始數(shù)據(jù)的大部分信息，能更好地從元素組合的角度對(duì)研究區(qū)地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行分析[31-33]。

由表2中的Pearson相關(guān)系數(shù)可以看出，絕大多數(shù)元素相關(guān)性較強(qiáng)，但是Zn、Cu與其他元素的聯(lián)系較弱，這與前文聚類分析結(jié)果相對(duì)應(yīng)，因此選擇除Zn、Cu以外的10種元素進(jìn)行因子分析。根據(jù)KMO檢驗(yàn)，其度量值為0.817，大于Kaiser給定的判別標(biāo)準(zhǔn)(0.6)；巴特利特球形度檢驗(yàn)為0.000，小于顯著性水平0.05，因此條件符合因子分析的要求范圍[34-36]。

表2 因子分析的變量相關(guān)系數(shù)矩陣

將正交旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣中相關(guān)性大于0.6的元素分為一組，可以得出3個(gè)主因子。由表3可以看出因子分析的分類結(jié)果與前文聚類分析結(jié)果完全一致，最終將游坊測(cè)區(qū)元素組合分為3組：F1因子的元素組合為Ti、V、Mo、Th、U；F2因子的元素組合為As、Pb、Sb；F3因子的元素組合為Co、Ni。

表3 正交旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣及因子方差貢獻(xiàn)累計(jì)

F1因子是研究區(qū)的主因子，方差貢獻(xiàn)率為39.579%，指示了以U為主的成礦作用。F1因子所表現(xiàn)出來(lái)的信息較為豐富，Th、U為中溫元素，常富集于酸性巖體中[32]，且相關(guān)性極高，可達(dá)0.887(表2)，據(jù)前人研究，U、Th在相山鈾礦田普遍為伴生[23,37]，因此Th可以作為U的指示元素。而Mo為高溫元素，在高溫時(shí)活動(dòng)性較強(qiáng)，可隨熱液遷移[38-39]，說(shuō)明在該地區(qū)的成礦過(guò)程中，火山作用活動(dòng)性強(qiáng)，這與火山巖型鈾礦的地質(zhì)背景相吻合。U與Ti、V的相關(guān)性最高(表2)，表明Ti、V可能對(duì)鈾的指示性較高，且Ti、V常富集于基性巖中，反映出該區(qū)域可能存在基性巖脈。F1因子中既存在高溫元素，又存在中溫元素，既存在基性巖元素，又存在酸性巖元素，這與相山鈾礦存在第一期的堿性熱液活動(dòng)和第二期的酸性熱液活動(dòng)的地質(zhì)背景相符合[25]。

F2因子方差貢獻(xiàn)率為27.690%，所包含的As、Pb、Sb均屬于親硫元素，同時(shí)As、Sb均為低溫成礦元素組合，說(shuō)明其成礦條件相似，可能在同一時(shí)期沉淀，這與相山鈾礦田第二期鈾成礦作用(酸交代型)中的低溫?zé)嵋撼傻V相吻合。元素As、Sb、Pb的密切共生可能與多金屬硫化物沉淀或者酸性巖漿、熱液作用有關(guān)。

F3因子方差貢獻(xiàn)率為17.746%。Co、Ni均為親鐵元素，同時(shí)也是高溫元素。F3因子可能反映了堿交代時(shí)期的熱液流體運(yùn)移階段元素組合，元素的密切共生可能與高溫?zé)嵋旱V化有關(guān)，反應(yīng)了鈾的成礦流體可能來(lái)自于地幔深處的熱液。

4.4 單元素平面特征

表4 江西相山礦區(qū)各元素異常分帶值

單元素含量的平面特征包含了背景值和異常特征兩方面：背景值的變化反映了各元素含量隨礦區(qū)各類地質(zhì)體影響有所變化；異常特征則主要反映了元素在成礦作用下富集虧損情況。

4.4.1 U異常平面特征分析

U明顯存在3處異常，分別位于王泥坑南側(cè)、布水處、橫排山北側(cè)(圖7j)，其中王泥坑南側(cè)異常強(qiáng)度高、范圍大，測(cè)線L2從該異常內(nèi)、中、外帶穿過(guò)，異常三級(jí)濃度分帶清晰，異常長(zhǎng)軸呈NW向，并且有向外延伸的趨勢(shì)；布水異常處于F2與F4斷裂交匯處，異常強(qiáng)度高，異常范圍小于王泥坑南側(cè)，測(cè)線L1從該異常內(nèi)、中、外帶穿過(guò)，異常有沿SW向延伸趨勢(shì)；橫排山北側(cè)異常位于F1與F2斷裂交匯處，異常強(qiáng)度高，且高背景區(qū)面積較布水異常更大，測(cè)線L3從該異常內(nèi)、中、外帶穿過(guò)。

4.4.2 Th異常平面特征分析

Th僅有一處明顯異常，位于王泥坑處，其異常分帶明顯，測(cè)線L2從該異常內(nèi)、中、外帶穿過(guò)，異常有沿SW向延伸趨勢(shì)(圖7i)。另外，在布水以及湖田有小范圍Th異常，其中湖田異常具有較大面積的高背景值。

4.4.3 其他元素異常平面特征分析

V的總體空間分布與U相似(圖7b)，在布水和王泥坑都存在不同程度的異常，雖然橫排山北側(cè)F2斷裂處沒(méi)有明顯異常，但有NE向高背景帶。

Mo有兩處明顯異常，分別位于布水、燕窩處。布水異常位于F2斷裂附近，測(cè)線L1從該異常內(nèi)、中、外帶穿過(guò)，異常有沿SW向延伸趨勢(shì)(圖7f)。燕窩異常三級(jí)濃度分帶清晰，異常長(zhǎng)軸呈SW向，并且有向外延伸的趨勢(shì)。王泥坑附近有較大面積的高背景區(qū)。

Ti有兩處明顯異常，分別位于王泥坑、橫排山南側(cè)。王泥坑異常強(qiáng)度高，范圍大，測(cè)線L2從該異常內(nèi)、中、外帶穿過(guò)，異常有沿SE向延伸趨勢(shì)(圖7a)。該異常高背景區(qū)面積比橫排上南側(cè)異常更大。橫排山南側(cè)異常位于F4斷裂附近，總體呈SW向展布，測(cè)線L2從該異常內(nèi)、中、外帶穿過(guò)。

Sb存在兩處異常，分別位于布水、湖田北側(cè)(圖7g)。布水異常與As、Pb素相似，有明顯的三級(jí)濃度分帶，測(cè)線L1從該異常內(nèi)、中、外帶穿過(guò)，異常有SW向延伸趨勢(shì)。湖田北側(cè)異常位于F1斷裂東端，異常范圍較小，但有大面積高背景值區(qū)。

Pb、As的總體分布較為相似，可分為兩處異常，分別位于布水、王泥坑南側(cè)。布水異常位于F2與F4斷裂交匯處附近，異常強(qiáng)度高，但范圍較小，測(cè)線L1從該異常內(nèi)、中、外帶穿過(guò)，異常有SW向延伸趨勢(shì)(圖7e、h)。王泥坑南側(cè)異常強(qiáng)度高，范圍更大，且高背景區(qū)面積較布水異常更大，測(cè)線L2從該異常內(nèi)、中、外帶穿過(guò)，異常有沿SE向延伸趨勢(shì)。

Co、Ni的分布彼此相似，可分為兩處異常，分別位于布水—橫排山、王泥坑(圖7d、c)。布水—橫排山異常基本位于F2與F4斷裂交匯處，但范圍更大，高背景值面積也較大。王泥坑異常強(qiáng)度高，范圍更大，異常有沿SE向延伸趨勢(shì)。測(cè)線L2同時(shí)穿過(guò)兩處異常的內(nèi)、中、外帶。

由單元素異常圖可以看出，異常區(qū)域主要位于布水、王泥坑、橫排山這3處。其中王泥坑異常強(qiáng)度高、范圍大，套合情況良好。地電提取異常顯示主要分布在斷裂及其附近區(qū)域，說(shuō)明成礦與斷裂密切相關(guān)，斷裂的空間展布或許較大程度上決定礦體的空間賦存，同時(shí)也能說(shuō)明地電提取測(cè)量法的效果顯著[33]。

從U、Th比值(圖7k)可以看出，AMT推測(cè)基底深度在布水處和王泥坑處有明顯變化。從石馬山到湖田有一條深度700 m左右的近EW向的相對(duì)大深度帶，在其北方有深度在200～550 m的NE向相對(duì)小深度帶；與AMT對(duì)應(yīng)的地電元素U背景區(qū)也呈NE向，在布水的測(cè)線主體為高背景帶，旁邊測(cè)線為低背景區(qū)，U、Th比值也呈布水為高背景值的特征。在王泥坑有一條深度850 m左右NW向的相對(duì)大的深度帶，在其南方向有深度在1 000～1 300 m的NE向相對(duì)小的深度帶；在該大深度帶西側(cè)有大面積的地電高背景區(qū)和高U、Th比。以上結(jié)果表明地電U含量和U、Th比值受基底深度的控制，具有明顯的正相關(guān)關(guān)系。

1—新元古界；2—白堊系下統(tǒng)鵝湖嶺組；3—白堊系下統(tǒng)打鼓頂組；4—次斑狀花崗巖；5—地電測(cè)網(wǎng)；6—斷裂構(gòu)造；7—地質(zhì)界線；8—異常內(nèi)帶；9—異常中帶；10—異常外帶；11—地名；12—AMT推測(cè)基底深度

4.5 多元素組合異常特征

1—新元古界；2—白堊系下統(tǒng)鵝湖嶺組；3—白堊系下統(tǒng)打鼓頂組；4—次斑狀花崗巖；5—地電測(cè)網(wǎng)；6—斷裂構(gòu)造；7—地質(zhì)界線；8—異常內(nèi)帶；9—異常中帶；10—異常外帶；11—地名

由3組組合元素異常圖可以看出，組合元素的異常主要集中在游坊測(cè)區(qū)的南部、西部等，這與單元素U的異常位置基本一致。通過(guò)組合元素的異常圖可以排除單元素的誤差和其他因素的干擾，由圖1可知，研究區(qū)范圍內(nèi)已經(jīng)存在兩個(gè)已知礦點(diǎn)，這與組合元素異常圖西部地區(qū)異常相對(duì)應(yīng)。無(wú)論F1、F2和F3因子中，測(cè)區(qū)南部明顯異常偏高，此處異?？赡苁窃搮^(qū)域存在隱伏斷裂，由斷裂控制該區(qū)域地電異常，并且存在繼續(xù)向NS向延伸的趨勢(shì)；布水地段存在的異常明顯受到斷裂交匯控制，存在于鄒—石斷裂帶的次級(jí)斷裂上。

5 地質(zhì)—地電化學(xué)綜合找礦模式

通過(guò)分析礦區(qū)地質(zhì)成礦規(guī)律和地電提取元素異常特征，總結(jié)研究區(qū)地質(zhì)和地電提取元素異常找礦標(biāo)識(shí)，構(gòu)建地質(zhì)—地電化學(xué)綜合找礦模式，為在研究區(qū)開(kāi)展找礦預(yù)測(cè)提供可靠依據(jù)。

5.1 找礦標(biāo)志

地質(zhì)找礦標(biāo)識(shí)：① 相山火山盆地是由基底和蓋層兩個(gè)部分組成，基底主要為新元古界淺變質(zhì)巖系，部分地段發(fā)育石炭系下統(tǒng)華山嶺組和三疊系上統(tǒng)安源組；蓋層以白堊系下統(tǒng)打鼓頂組、鵝湖嶺組為主，夾少量沉積碎屑巖以及火山碎屑巖[21]；② NNE向斷裂、NS向斷裂復(fù)合交匯；③ 次火山巖沿火山塌陷構(gòu)造、火山層間離張構(gòu)造充填[25]；④ 礦化蝕變以堿交代為主，同時(shí)晚期也受到酸交代作用，主要蝕變類型有赤鐵礦化、水云母化、鈉長(zhǎng)石化、磷灰石化、綠泥石化、碳酸鹽化等[25-26]。

地電提取元素異常找礦標(biāo)識(shí)：Th作為U的伴生元素，具有較強(qiáng)的指示意義，地電提取以U、Th異常作為直接的找礦標(biāo)志，將與U相關(guān)性強(qiáng)的Ti、V、Mo作為找礦的間接標(biāo)志。結(jié)果顯示，各元素異?；九cU、Th異常套合良好且連續(xù)性較好，結(jié)合地質(zhì)特征分析，圈定有利找礦部位。

5.2 綜合找礦模式

地質(zhì)影響因素：相山火山盆地的基底構(gòu)造與火山構(gòu)造交互式發(fā)育，火山塌陷構(gòu)造和火山層間離張構(gòu)造的存在都為鈾礦的運(yùn)移和富集提供了必要條件；火山盆地北部堿交代和酸交代兩期熱液活動(dòng)的迭合有利于鈾成礦。結(jié)合相山火山盆地基底構(gòu)造、蓋層構(gòu)造及火山構(gòu)造的特點(diǎn)，以及多期次熱液活動(dòng)，多階段成礦，多種礦化類型疊加的特點(diǎn)，構(gòu)建地質(zhì)找礦模式。

地電提取參數(shù)及異常特征：根據(jù)已知剖面的可行性試驗(yàn)研究中U異常與下方礦體的對(duì)應(yīng)情況，以及異常本身的強(qiáng)度和范圍，構(gòu)建地電提取異常找礦模式。試驗(yàn)結(jié)果表明：U異?；境蕟畏寤蛘叨喾宄霈F(xiàn)在礦體及含礦構(gòu)造帶上方。

將兩類模式結(jié)合，構(gòu)建地質(zhì)—地電化學(xué)綜合找礦模式(圖9)。

1—新元古界；2—白堊系下統(tǒng)鵝湖嶺組；3—次斑狀花崗巖；4—斷裂構(gòu)造；5—地質(zhì)界線；6—礦體；7—不整合接觸

6 靶區(qū)劃分與找礦預(yù)測(cè)

根據(jù)單元素異常圖、多元素組合異常圖、AMT等值線與U、Th比值對(duì)照?qǐng)D，結(jié)合地質(zhì)成礦背景等圈定靶區(qū)(如圖10)，共劃分出兩處不同規(guī)模大小的靶區(qū)。

1—新元古界；2—白堊系下統(tǒng)鵝湖嶺組；3—白堊系下統(tǒng)打鼓頂組；4—次斑狀花崗巖；5—地電測(cè)網(wǎng)；6—斷裂構(gòu)造；7—地質(zhì)界線；8—AMT推測(cè)基底深度；9—2號(hào)靶區(qū)；10—1號(hào)靶區(qū)；11—地名

1號(hào)靶區(qū): 該靶區(qū)位于研究區(qū)西部、西北部，地電提取 U、Th、Mo、Pb、V、Co、Ni、As、Sb等均有異常顯示，異常區(qū)受到NE向斷裂和EW向斷裂聯(lián)和控制。該靶區(qū)包含有高中低溫元素，代表了該區(qū)域成礦的多期次、多階段性；該靶區(qū)與F1因子、F2因子和F3因子異常顯示都高度重合，異常區(qū)分布可能受區(qū)域構(gòu)造控制，綜合分析認(rèn)為該區(qū)有很大的找礦潛力，建議優(yōu)先進(jìn)行鉆探驗(yàn)證。

2號(hào)靶區(qū): 該靶區(qū)位于研究區(qū)南東部，地電提取U、Th、Pb、V、Ti、Co、Ni、As等均有異常顯示。主成礦元素U、Th、V、Ti規(guī)模較大，與F1因子、F2因子和F3因子吻合程度均較好，推測(cè)該靶區(qū)存在深部隱伏斷裂，綜合分析認(rèn)為該區(qū)存在一定的找礦潛力。

7 結(jié)論

1)通過(guò)可行性試驗(yàn)研究表明，地電提取法提取的U異常作為最重要的依據(jù)，Th、Mo、Ti、V等異常作為輔助指標(biāo)，能夠反映地下鈾礦體的成礦位置，充分說(shuō)明地電提取法在游坊地區(qū)尋找隱伏鈾礦的可行性。

2)根據(jù)聚類分析和因子分析，得出元素組合F1、F2、F3共3類，結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)特征，F(xiàn)1因子為U、Th、Mo、Ti、V等元素，可能代表了主要的鈾成礦作用，與成礦十分密切；F2因子為Pb、As、Sb等元素，一般分布于F1因子的外圍，并且異常強(qiáng)度有差異，可能反映了酸性巖漿和熱液作用的結(jié)果；F3因子為Co、Ni等元素，與前兩者的空間分布和異常強(qiáng)度均有差異，可能反映了基性巖脈的分布。

3)運(yùn)用地電提取法結(jié)合地質(zhì)特征在游坊地區(qū)開(kāi)展的找礦預(yù)測(cè)研究共圈定出兩個(gè)靶區(qū)，其中1號(hào)靶區(qū)具有更高的成礦潛力，為研究區(qū)下一步找礦工作提供依據(jù)。