祁程, 何昕欣, 艾虎, 楊明, 汪來
(1.核工業(yè)航測遙感中心, 石家莊 050002; 2.中核集團鈾資源地球物理勘查技術重點實驗室, 石家莊 050002;3.河北省航空探測與遙感技術重點實驗室, 石家莊 050002)
天山造山帶是一處典型的陸內活化造山帶,長期持續(xù)的造山活動,使得銅、金、鉬、鉛鋅、鈾、磷、鈹?shù)榷嘟饘僭卦诖舜笠?guī)模富集[1-2]。從鈾成礦區(qū)帶上看,天山造山帶處于中亞成礦域環(huán)巴爾喀什-西準噶爾成礦省準噶爾-巴爾喀什火山巖鈾成礦帶[3-5],顯示有大陸邊緣環(huán)境向板內構造環(huán)境變化的特點,地殼深大斷裂發(fā)育,火山作用強烈,發(fā)育大量造山期后雙峰式火山巖建造,對火山巖型鈾礦化的富集非常有利[6-7]。
從20世紀50年代開始,前人即圍繞天山造山帶開展了大量火山巖型鈾礦找礦工作,相繼在東準噶爾-北天山的博格達山南坡發(fā)現(xiàn)冰草溝、七泉湖、坎爾其、西鹽池、車庫泉等5個鈾礦化集中區(qū),在小草湖-車庫泉一帶的石炭系、二疊系中發(fā)現(xiàn)火山巖型鈾礦床1個,礦點、礦化點、異常點共計30多個[8-9]。鈾及多金屬礦化主要受北東向展布的晚二疊世石英斑巖體控制,石英斑巖侵入到砂巖、砂礫巖中,后期構造拉張,熱液多次疊加,形成火山巖型鈾鉬礦化,礦體多賦存于石英斑巖裂隙帶或石英斑巖外接觸帶砂巖、凝灰質砂巖中。
不同物探方法各有其適用性和優(yōu)缺點,為減少多解性,提高勘查效果和效率,礦產勘查實踐中通常會選取組合方法,獲取多元地球物理信息進行綜合解釋[10-11]。應用綜合物探方法開展鈾礦勘查工作已有多年實踐經(jīng)驗,楊樹流[12]在下莊礦田利用地面高精度磁測和地面伽馬能譜測量相結合的物探方法,基本查明了控礦斷裂構造及巖體界線;王志宏等[13]通過研究不同物探方法組合在桃山(可控源音頻大地電磁測量+地面高精度磁測+活性炭吸附氡氣測量)、紅山子(音頻大地電磁測量+地面磁測)、連山關(音頻大地電磁測量+土壤氡測量)、雪米斯坦(音頻大地電磁測量)等不同地區(qū)的應用效果,認為在硬巖型鈾礦勘查中開展綜合物探及地球物理模式找礦,可以起到事半功倍的效果;喬寶強等[14]應用音頻大地電磁測量與高精度磁測的組合方法在江西河元背地區(qū)開展試驗研究,推斷的隱伏巖體及斷裂構造得到后期鉆孔驗證;楊明[15]在沽源地區(qū)開展火山巖型鈾礦勘查工作,利用可控源音頻大地電磁測量較好查明了巖體深部發(fā)育特征、斷裂位置及深部延伸情況,利用氡氣測量發(fā)現(xiàn)了深部鈾礦化信息,經(jīng)過鉆探驗證,認為在火山巖地區(qū)利用可控源音頻大地電磁測量及氡氣測量進行鈾礦勘查是有效的物探方法組合?,F(xiàn)以音頻大地電磁測量及地面高精度磁測作為工作手段,以電、磁正反演技術為主要方法,對北天山七角井南部地區(qū)的石英斑巖空間展布特征開展研究,根據(jù)鉆孔驗證情況劃定了找礦有利區(qū),為該地區(qū)鈾礦勘查工作提供依據(jù)。
天山造山帶[16]處于中亞造山帶南部[圖1(a)][17-18],自北向南分為東準噶爾造山帶、北天山造山帶、中天山地塊和南天山造山帶[圖1(b)][19]。
研究區(qū)位于北天山造山帶博格達-哈爾里克裂谷南緣,緊鄰吐哈盆地。博格達-哈爾里克裂谷主要由中、上石炭統(tǒng)呈緊閉線形不對稱復背斜組成[20-23],總體呈近東西向展布[圖1(c)],以碎屑巖-中基性火山巖建造為主,東部巖漿活動較強,發(fā)育有華力西中、晚期花崗巖,呈大巖基出露;中、西部巖漿活動減弱,局部發(fā)育淺成斑巖[24]。
區(qū)域構造多為高角度逆沖斷裂,走向近東西,延伸規(guī)模大[25]。由于這些斷裂、褶皺的影響,在博格達山-哈爾里克山南坡形成了多個控制鈾成礦作用的斷褶帶,與研究區(qū)有關的主要是西鹽池-車庫泉斷褶帶。晚古生代火山巖帶走向與區(qū)域構造線一致,是區(qū)域線性構造控制的裂隙式噴發(fā)作用的結果,其火山機構常顯示為東西向展布的鏈狀火山穹隆或火山凹地形態(tài)[26],控制了火山成因的鈾礦化點帶的分布。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的火山巖型鈾礦點主要有小草湖203礦點以及201、530、101、102、103、104、105、106等[圖1(c)]。
研究區(qū)主要出露上石炭統(tǒng)楊布拉克組(C2y),為一套沉積碎屑巖-中基性火山巖建造,下部為中基性噴發(fā)巖,上部為中性噴發(fā)巖和流紋巖,是區(qū)內鈾礦主要含礦層之一(表1,圖2)。其次出露下二疊統(tǒng)庫萊組(P1k),主要分布在車庫泉一帶,為一套火山巖-沉積雜巖建造。侏羅系主要為上侏羅統(tǒng)紅山組(J3h),分布于研究區(qū)東南邊緣,下部為灰色含煤碎屑巖建造,上部為雜色、紅色碎屑巖建造。第四系(Q)主要為河流沖積、山麓堆積、坡積物,局部有化學沉積,分布于研究區(qū)西北部(圖2)。
(a)為中亞造山帶大地構造位置圖(據(jù)文獻[17-18]修改);(b)為研究區(qū)大地構造位置圖(據(jù)文獻[19]修改);(c)為研究區(qū)區(qū)域地質簡圖(據(jù)核工業(yè)216大隊內部資料) 1為第四系;2為上新統(tǒng);3為中新統(tǒng);4為漸新統(tǒng)-中新統(tǒng);5為上侏羅統(tǒng);6為下侏羅統(tǒng);7為下二疊統(tǒng);8為中石炭統(tǒng);9為下泥盆統(tǒng);10為花崗巖;11為花崗閃長巖;12為輝綠巖、輝長巖;13為蛇綠巖帶;14為整合及不整合地質界線;15為不同級別斷裂;16為砂巖型鈾礦點;17為火山巖型鈾礦點;18為花崗巖型鈾礦點圖1 研究區(qū)大地構造位置及區(qū)域地質圖Fig.1 Geotectonic location and regional geological map of the study area
研究區(qū)早期有華力西中期的閃長玢巖、安山玢巖、霏細斑巖、斜長花崗巖等,晚期以二疊紀石英斑巖為主,具多期次活動特征,是鈾成礦的主要控制因素。晚二疊世石英斑巖侵入到砂巖、砂礫巖層中,后期構造拉張,熱液多次疊加,形成次火山巖型鈾鉬礦化[27]。
富鈾的石英斑巖巖體呈北東向展布,其西始530礦點,東至車庫泉一帶,東西延展長度約18 km(圖2)。在石英斑巖外接觸帶紅化的砂巖、砂礫巖中也發(fā)現(xiàn)多個鈾礦化、異常點,從西向東賦礦巖石由石英斑巖逐漸過渡為砂巖和礫巖[28]。
表1 研究區(qū)主要地層簡表Table 1 Summary of main strata in the study area
1為第四系;2為上侏羅統(tǒng)紅山組二段1層;3為上侏羅統(tǒng)紅山組一段2層;4為上侏羅統(tǒng)紅山組一段1層;5為下二疊統(tǒng)庫萊組五段;6為下二疊統(tǒng)庫萊組四段;7為下二疊統(tǒng)庫萊組三段;8為下二疊統(tǒng)庫萊組二段;9為下二疊統(tǒng)庫萊組一段;10為上石炭統(tǒng)楊布拉克組四段;11為上石炭統(tǒng)楊布拉克組三段;12為上石炭統(tǒng)楊布拉克組二段;13為上石炭統(tǒng)楊布拉克組一段;14為華力西期石英斑巖;15為華力西期正長斑 巖;16為華力西期霏細斑巖;17為斷裂;18為整合及不整合地質界線;19為鈾礦點及編號;20為堆積物;21為砂巖;22為砂礫巖;23為石英斑巖;24為安山巖;25為玄武巖;26為產狀;27為音頻大地電磁測點及測線編號;28為地面高精度磁測點及測線編號圖2 研究區(qū)地質及綜合物探工作實際材料圖Fig.2 Actual material map of Geology and comprehensive geophysical exploration in the study area
對主要巖石露頭進行了巖石電阻率參數(shù)和磁化率測量(表2),巖石露頭風化破碎程度、含水性、測量時的環(huán)境條件等不一致,所測物性參數(shù)只做相對大小的對比。測量結果表明,不同巖石之間電阻率、磁化率差異較大:砂巖為低阻、弱磁;安山巖為中高阻、強磁;玄武巖為中高阻、強磁;凝灰?guī)r為中低阻、中強磁;石英斑巖為高阻、弱磁。可以看出,石英斑巖與圍巖之間存在明顯物性差異。
表2 研究區(qū)巖石物性參數(shù)統(tǒng)計表
由于不可避免的多解性,一般很難用單一物探方法取得優(yōu)良的勘查效果[10]。為提高勘查效果,根據(jù)火山巖型鈾成礦特點,以及研究區(qū)地質特征、控礦因素,選擇音頻大地電磁測深及地面高精度磁測,聯(lián)合對石英斑巖進行探測。
音頻大地電磁測深是一種利用天然場源探測深部地質體的勘探方法,主要利用了卡尼亞電阻率和趨膚深度理論,頻率范圍為1~10 000 Hz,探測深度較大,分辨能力較好。目前的阻抗估算用到了先進的Robust估算技術,可靠性較高。
地面高精度磁測是利用地殼中不同巖礦石之間磁性差異引起的磁異常,來研究地質構造分布規(guī)律的勘探方法,可有效分辨控礦構造、巖體接觸帶等。
布置音頻大地電磁測深剖面11條,方向為NW335°,線距500~1 000 m,點距50 m;布置地面高精度磁測剖面25條,剖面方向為NW335°,線距250 m,點距50 m(圖2)。
音頻大地電磁正演模擬是在給定地下介質分布的情況下,通過解析或者數(shù)值的方法,計算相應的地球物理響應過程[29],該響應過程與地下介質的電阻率有關,是地球物理反演的基礎[30]。
3.1.1 數(shù)值模擬方法
音頻大地電磁數(shù)值模擬在地質模型的基礎上,結合實測巖石電阻率參數(shù),采用二維有限元差分法進行。
有限元差分法是以差分原理為基礎的一種數(shù)值計算方法,它利用規(guī)則網(wǎng)格,直接對微分方程進行差分替代,把要求解的邊值問題轉化為一組相應的差分方程,解出差分方程組在各離散點上的函數(shù)值,便得到邊值問題的解,其因方法較簡單而得到廣泛應用[31-33]。
3.1.2 正演模型建立
I-I′實測地質剖面自北向南穿越了8個地質單元(圖3),該地質剖面距離101礦點約3 km,與HSK04號音頻大地電磁剖面相鄰,基本與C12號磁測剖面重合(圖2)。
以I-I′地質剖面為地質模型,結合實測電阻率參數(shù),基于二維有限元差分法建立了地球物理正演模型(圖4),模型總長度4 km,深度700 m,點距50 m。模型大致可以分為6段:①第Ⅰ段模型為0~1 240 m的中低阻體,模擬第四系松散堆積物及上石炭統(tǒng)楊布拉克組二段砂巖、砂礫巖、細礫巖,電阻率200 Ω·m;②第Ⅱ段模型為1 360~2 120 m的中阻體,模擬上石炭統(tǒng)楊布拉克組四段安山巖,電阻率800 Ω·m;③第Ⅲ段模型為2 200~2 520 m的高阻體,模擬華力西期石英斑巖體,電阻率1 500 Ω·m;④第Ⅳ段模型為2 520~3 240 m的中低阻體,模擬下二疊統(tǒng)庫萊組三段及四段的砂礫巖、礫巖、細砂巖、粉砂巖及凝灰質砂巖,電阻率200 Ω·m;⑤第Ⅴ段模型為3 240~3 720 m的中高阻體,模擬下二疊統(tǒng)庫萊組五段玄武巖,電阻率1 000 Ω·m;⑥第Ⅵ段模型為3 720~4 000 m的低阻體,模擬上侏羅統(tǒng)紅山組一段砂巖、礫巖,電阻率100 Ω·m。
一般情況下,因糜棱巖、構造巖甚至裂隙水的填充,斷裂構造常呈低阻帶或梯度帶特征[34],因此在第Ⅰ段模型與第Ⅱ段模型之間、第Ⅱ段模型與第Ⅲ段模型之間分別插入了兩段低阻模型,用來模擬斷裂(圖4),設定電阻率100 Ω·m。
3.1.3 模型反演求解
利用非線性共軛梯度法對正演模型進行反演求解[35],其結果清楚地揭示了深部地電結構,模擬各地質體的形態(tài)和空間位置基本與地質模型吻合(圖5)。上石炭統(tǒng)楊布拉克組四段安山巖整體呈中阻特征,其中中細粒安山巖電阻率略低,致密塊狀安山巖電阻率略高;上石炭統(tǒng)楊布拉克組二段與下二疊統(tǒng)庫萊組三段及四段的碎屑巖,電阻率較為穩(wěn)定;華力西期石英斑巖及下二疊統(tǒng)庫萊組五段玄武巖與兩側圍巖之間應均為斷層接觸,石英斑巖呈深部膨大、頂部收縮的形態(tài)。
圖3 I-I′實測地質剖面圖Fig.3 Measured geological profile of I-I′
圖4 正演模型Fig.4 Forward modeling
反演結果顯示,斷裂F1表現(xiàn)為梯度帶特征,斷裂F2表現(xiàn)為舌狀低阻帶特征。另外,在玄武巖兩側,亦可根據(jù)梯度帶特征推斷為斷裂,說明研究區(qū)構造活動強烈。
經(jīng)過模擬對比,最終確定全區(qū)反演參數(shù)選用TM模式、正則化因子30,點距50 m,圓滑系數(shù)0.5。
觀察C12號磁測曲線發(fā)現(xiàn),0~1 400 m段曲線光滑,基本穩(wěn)定在0,為第四系松散堆積物及上石炭統(tǒng)楊布拉克組二段砂巖、砂礫巖、細礫巖的反映;1 400~2 500 m段磁異常在-200~800 nT跳躍變化,為上石炭統(tǒng)楊布拉克組四段安山巖與華力西期石英斑巖體的綜合反映;2 500~3 500 m段曲線平穩(wěn)光滑,幅值在0左右,為下二疊統(tǒng)庫萊組三段及四段的砂礫巖、礫巖、細砂巖、粉砂巖及凝灰質砂巖的反映;3 500~4 000 m,有高達1 200 nT的疊加異常,為下二疊統(tǒng)庫萊組五段玄武巖的反映(圖6)。
根據(jù)實測磁化率參數(shù),結合I-I′地質剖面模型,對C12號磁測曲線做了反演(圖6),研究區(qū)磁傾角I=63°,磁偏角D=3°。
共模擬了9塊模型:①Ⅰ號模型磁化強度M=10×10-3A/m,模擬第四系,為無磁性地質體;②Ⅱ
1為上侏羅統(tǒng)紅山組;2為下二疊統(tǒng)庫萊組五段;3為下二疊統(tǒng)庫萊組四段及三段;4為上石炭統(tǒng)楊布拉克組四段;5為上石炭統(tǒng)楊布拉克組二段;6為石英斑巖;7為推斷地質界線;8為推斷斷裂及編號圖5 正演模型的反演結果Fig.5 Inversion results of forward model
圖6 C12號地面高精度磁測曲線反演結果Fig.6 Inversion results of C12 ground high-precision magnetic survey curve
號磁化強度M=10×10-3A/m,模擬上石炭統(tǒng)楊布拉克組二段砂巖、砂礫巖、細礫巖,為無磁性地質體;③Ⅲ號磁化強度M=1 000×10-3A/m,模擬上石炭統(tǒng)楊布拉克組四段中細粒安山巖,為強磁性地質體;④Ⅳ號磁化強度M=500×10-3A/m,模擬華力西期石英斑巖體,為弱磁性地質體;⑤Ⅴ號磁化強度M=100×10-3A/m,模擬下二疊統(tǒng)庫萊組三段及四段的砂礫巖、礫巖、細砂巖、粉砂巖及凝灰質砂巖,為無磁性地質體;⑥Ⅵ號磁化強度M=2 500×10-3A/m,模擬下二疊統(tǒng)庫萊組五段玄武巖,為強磁性地質體;⑦Ⅶ號磁化強度M=400×10-3A/m,模擬上侏羅統(tǒng)紅山組一段底部草綠色、黃綠色中-粗粒砂巖、礫巖,為弱磁性地質體;⑧Ⅷ號磁化強度M=1 500×10-3A/m,疊加于Ⅲ號模型之上,模擬上石炭統(tǒng)楊布拉克組四段致密塊狀安山巖,為強磁性地質體;⑨Ⅸ號磁化強度M=800×10-3A/m,疊加于Ⅵ號模型之上,模擬下二疊統(tǒng)庫萊組五段凝灰熔巖。
經(jīng)過反演,模擬曲線與實測曲線吻合較好,與地質模型、音頻大地電磁正演結果也對應較好。
總體表現(xiàn)為南東高,北西低,中間高低交錯的磁場特征(圖7、圖8),根據(jù)磁場強弱、等值線形態(tài),可將磁場由南到北分為平穩(wěn)的負磁場區(qū)(A)、變化的強磁場區(qū)(B)、平穩(wěn)磁場區(qū)(C)、平穩(wěn)的弱磁場區(qū)(D)、跳變的正負磁場區(qū)(E)以及變化的負磁場區(qū)(F)6個小區(qū)(圖7)。根據(jù)磁性參數(shù)特征及野外實地觀測,推斷A區(qū)為上侏羅統(tǒng)(J3ha-1)中-粗粒砂巖的反應,B區(qū)為下二疊統(tǒng)(P1ke)暗綠色、深灰色玄武巖的反應,C區(qū)為下二疊統(tǒng)(P1kc)凝灰?guī)r、砂礫巖的反應,D區(qū)為石英斑巖的反映,E區(qū)為上石炭統(tǒng)(C2yd、C2yb)安山巖和砂巖的綜合反映、F區(qū)為上石炭統(tǒng)(C2yb、C2yc)砂巖的反應。
圖7 地面高精度磁測ΔT剖面平面圖及推斷磁場分區(qū)圖Fig.7 ΔT section plan and inferred magnetic field zoning of ground high precision magnetic survey
圖8 地面高精度磁測ΔT等值線平面圖及推斷斷裂分布圖Fig.8 ΔT isoline plan and inferred fault distribution map of ground high precision magnetic survey
斷裂構造控制了巖性變化以及礦化分布,在磁場中反應明顯,一般表現(xiàn)為不同磁場面貌分界線、線性排列的正磁異常帶。共推斷斷裂9條(圖8),走向以北東東向和近東西向為主,北東東和北西向次之。沿F3斷裂有晚二疊世石英斑巖侵入,后期受北西向構造擠壓,地層被抬升并剝蝕,石英斑巖體規(guī)模逐漸變小。
石英斑巖總體沿斷裂呈北東東向狹長帶狀展布,ΔT幅值一般在-100~20 nT,ΔT等值線平面圖上等值線閉合、寬緩,呈串珠狀,為測區(qū)磁場面貌的分界線。在ΔT剖面平面圖上表現(xiàn)為場值較低的負磁場,曲線光滑,跳變小,相鄰測線具有相似性。
1為上侏羅統(tǒng)紅山組;2為下二疊統(tǒng)庫萊組五段;3為下二疊統(tǒng)庫萊組四段及三段;4為上石炭統(tǒng)楊布拉克組四段;5為上石炭統(tǒng)楊布拉克組二段;6為石英斑巖;7為推斷斷裂圖9 HSK04線反演電阻率斷面解釋圖Fig.9 Interpretation of inversion resistivity section of HSK04 line
圖9為HSK04線反演電阻率解釋斷面圖,與正演模型反演結果基本一致,說明選擇的反演參數(shù)比較合理。
可以看出,上石炭統(tǒng)楊布拉克組四段安山巖整體呈中阻特征,其中中細粒安山巖電阻率略低,致密塊狀安山巖電阻率略高;上石炭統(tǒng)楊布拉克組二段與下二疊統(tǒng)庫萊組三段及四段的碎屑巖,電阻率較為穩(wěn)定;華力西期石英斑巖及下二疊統(tǒng)庫萊組五段玄武巖與兩側圍巖之間應均為斷層接觸,石英斑巖呈巖枝產出。
對研究區(qū)電測深數(shù)據(jù)進行反演,并結合磁測數(shù)據(jù)綜合分析,對地層、巖體的空間分布特征及深部發(fā)育情況進行了詳細刻畫(圖10)。
從平面上看,二疊世石英斑巖受F3斷裂夾持,呈狹長線性帶狀展布,西寬東窄,在HSK08處發(fā)生分支,向西延伸約500 m至HSK07,地表控制寬度較大,約400 m,呈蛇頭狀。從縱向上看,受斷裂作用影響,在HSK08-HSK09線處石英斑巖深部發(fā)生錯動,上部向北西扭轉,呈上寬下窄形態(tài),繼續(xù)向西延伸,北西向構造擠壓抬升作用加強,石英斑巖被抬升并剝蝕,巖體深部規(guī)模逐漸變小。綜合各測線反演電阻率斷面圖分析,石英斑巖深部電阻率較高,上部有降低趨勢,表明石英斑巖體深部完整性較好,上部較為破碎。
1為第四系;2為上侏羅統(tǒng)紅山組;3為下二疊統(tǒng)庫萊組;4為上石炭統(tǒng)楊布拉克組第四巖性段;5為上石炭統(tǒng)楊布拉克組第三巖性段;6為上石炭統(tǒng)楊布拉克組第二巖性段;7為上石炭統(tǒng)楊 布拉克組第一巖性段;8為推斷石英斑巖;9為推斷玄武巖;10為推斷斷裂圖10 地質推斷解釋圖Fig.10 Interpretation of geological inference
ZKL4-1號孔位于HSK01線3 150 m附近(圖11、圖12),該孔在360 m左右打穿石英斑巖,鉆孔揭露情況與反演電阻率斷面解釋基本一致。石英斑巖一般為高阻弱磁特征,但受斷裂構造作用,破碎嚴重,野外實地觀察發(fā)現(xiàn),地表巖石風化破碎嚴重,完整性差,電阻率有所降低。磁性偏高是因底部上石炭統(tǒng)安山巖影響所致。
1為上侏羅統(tǒng)紅山組;2為下二疊統(tǒng)庫萊組五段;3為下二疊統(tǒng)庫萊組四段及三段;4為上石炭統(tǒng)楊布拉克組四段;5為上石炭統(tǒng)楊布拉克組二段及一段;6為石英斑巖;7為鉆孔位置及編號;8為地質界線;9為推斷斷裂圖11 HSK01線反演電阻率斷面解釋圖Fig.11 Interpretation of inversion resistivity section of HSK01 line
研究區(qū)位于鈾礦化點周邊,鈾礦化受斷裂構造控制,從車庫泉地區(qū)101礦點西部ZKC-4勘探線勘探結果(圖13)可以發(fā)現(xiàn),該地區(qū)的鈾礦化與石英斑巖關系密切,礦化主要賦存于紅化(赤鐵礦化)的砂礫巖中,頂?shù)撞康娜饧t色、灰綠色砂礫巖亦有一定的礦化顯示,受斷裂控制明顯。地表礦石裂隙發(fā)育,破碎強烈,且常發(fā)育褐鐵礦化、赤鐵礦化或碳酸鹽化,但鉆孔內巖石基本保持原生色,肉眼難以觀察到次生蝕變現(xiàn)象。
1為下二疊統(tǒng)庫萊組三段;2為下二疊統(tǒng)庫萊組二段;3為石英斑巖;4為砂礫巖;5為含角礫砂巖;6為石英斑巖;7為推斷地質 界線;8為產狀;9為鉆孔編號及位置;10為地表蝕變帶圖12 ZKL4-1鉆孔揭露示意圖Fig.12 Schematic diagram of ZKL4-1 borehole exposure
根據(jù)電、磁綜合推斷解釋,分析認為研究區(qū)晚二疊世石英斑巖沿北東東向斷裂構造破碎帶呈裂隙式侵入,在構造帶的不同地段,隨著圍巖破碎程度的不同、破碎帶寬度的不同,石英斑巖侵入體形態(tài)也隨之變化。成巖后經(jīng)歷后期的構造抬升,經(jīng)風化剝蝕,形成了殘留體呈狹長線性帶狀出露地表的格局。
結合區(qū)域鈾成礦環(huán)境分析,推斷鈾成礦有利地段2片(圖14)。
其中Ⅰ號有利區(qū)位于斷裂F14、F15與HSK07~HSK08線夾持的四邊形區(qū)域,該區(qū)域石英斑巖在地表發(fā)育,東西長約1 km,寬約200 m。受斷裂作用影響,深部巖體發(fā)生扭轉,扭轉部位構造活動強烈,上侵通道膨脹變形,為成礦流體富集提供了充足的熱液條件。后期構造多次活動,石英斑巖非常破碎,提供了良好的鈾礦貯存空間。同時,該區(qū)已發(fā)現(xiàn)鈾工業(yè)礦體,說明該段深部具有良好的鈾找礦前景。Ⅱ號有利區(qū)位于斷裂F3北西,與HSK04~HSK05線夾持的四邊形區(qū)域,與Ⅰ號區(qū)石英斑巖深部發(fā)育情況相似,后期有次火山巖體(霏細斑巖)的再次侵入,熱液具有多期次活動,具有良好的鈾成礦條件。
1為下二疊統(tǒng)庫萊組四段;2為下二疊統(tǒng)庫萊組三段;3為上石炭統(tǒng)楊布拉克組;4為石英斑巖;5為礫巖;6為砂礫巖;7為泥質砂巖;8為石英斑巖;9為凝灰?guī)r;10為安山巖;11為地質界線;12為 推斷地質界線;13為斷裂;14為推斷斷裂;15為鈾礦化;16為鈾 礦化品位及厚度;17為前人探槽位置;18為鉆孔位置及編號圖13 車庫泉地區(qū)101礦點西部ZKC-4勘探線剖面Fig.13 Profile of ZKC-4 exploration line in the west of No.101 ore occurrence in Chekuquan area
通過電、磁綜合測量,結合正反演技術,對北天山七角井南部地區(qū)石英斑巖特征進行了研究,得到如下結論。
(1)晚二疊世石英斑巖沿北東向斷裂構造破碎帶侵入,呈巖株狀產出裂隙式侵入,經(jīng)后期構造抬升,風化剝蝕,其殘留體呈北東東向狹長線性帶狀展布。石英斑巖多以巖株狀產出,自西向東,深部規(guī)模呈下窄上寬→下寬上窄變化的形態(tài)。受北西向構造擠壓影響,石英斑巖被抬升并遭到剝蝕,西部巖體破碎更強烈。
1為第四系;2為上侏羅統(tǒng)紅山組二段1層;3為上侏羅統(tǒng)紅山組一段2層;4為上侏羅統(tǒng)紅山組一段1層;5為下二疊統(tǒng)庫萊組五段;6為下二疊統(tǒng)庫萊組四段;7為下二疊統(tǒng)庫萊組三段;8為下二疊統(tǒng)庫萊組二段;9為下二疊統(tǒng)庫萊組一段;10為上石炭統(tǒng)楊布拉克組四段;11為上石炭統(tǒng)楊布拉克組三段;12為上石炭統(tǒng)楊布拉克組二段;13為上石炭統(tǒng)楊布拉克組一段;14為華力西期石英斑巖;15為華力西期正長斑巖;16為華力西期霏細斑巖;17為斷裂;18為整合及不整合地質界線;19為鈾礦點及編號;20為音頻大地電磁測點及測線編號;21為地面高精度磁測點及測線編號;22為推斷斷裂及編號;23為推斷鈾成礦有利區(qū)及編號圖14 研究區(qū)物探測量綜合成果圖Fig.14 Comprehensive results of geophysical survey in the study area
(2)結合區(qū)域鈾成礦環(huán)境,分析認為研究區(qū)內鈾成礦有利區(qū)有2片,分別位于斷裂F14、F15與HSK07~HSK08線夾持的四邊形區(qū)域以及斷裂F3北西,與HSK04~HSK05線夾持的四邊形區(qū)域。
(3)通過地面磁法測量,大致查明了控制石英斑巖發(fā)育的斷裂構造,對石英斑巖的平面分布特征有了大致了解,而通過音頻大地電磁測量,大致查明了石英斑巖深部發(fā)育特征。兩種物探方法聯(lián)合測量,互相印證補充,有效降低了多解性、提升了勘查效果和資料解釋的精細化程度。