综合物化探方法在深冲地区铀矿找矿中的应用

李大雁，王 涛，张 文，陈 峰，巢小林

（核工业230研究所，湖南 长沙 410001）

综合物化探方法在深冲地区铀矿找矿中的应用

李大雁，王 涛，张 文，陈 峰，巢小林

（核工业230研究所，湖南 长沙 410001）

深冲地区位于苗儿山成矿亚区北部，为关帝庙—苗儿山铀成矿带西段的重要矿区，区域成矿条件优越，属于花岗岩型铀矿。通过开展地面高精度磁法测量、地面伽玛能谱测量和氡气测量等综合化探方法，寻找控矿构造及铀矿异常点带，可大致划分隐伏构造，圈定铀成矿有利地段，为该区开展钻探找矿勘查工作提供依据。

深冲地区；铀矿；综合物化探方法

1 区域地质概况

深冲地区位于扬子地台江南台隆南部，湘中褶冲带西南部。地处苗儿山—越城岭花岗岩穹窿构造西翼中段。苗儿山—越城岭花岗岩穹窿构造区经历了自元古代以来复杂的地质构造与成矿作用演化发展，是一个热液型铀矿矿集区［1］，同时也是铅锌多金属矿成矿远景区见图1。

图1 深冲地区区域地质

1.1 地层

工作区范围内，出露地层仅有南华系长安组，分布于东南部，面积小。岩性为为中厚层变质含砾砂岩夹变质含砾凝灰质长石、石英砂岩。其砾石成分以长石、石英为主，次为板岩屑、花岗岩及中酸性喷出岩屑等。与加里东期花岗岩呈侵入接触关系，热变质作用明显。

1.2 岩浆活动

区内出露的岩浆岩主体为加里东期（γ 3）万峰山岩体，呈大型岩基产出，岩性为中粗粒斑状（角闪石）黑云母二长花岗岩，铀量15×10-6，钍量49.7×10-6。燕山期早期（γ25）的大圳、深冲岩体等呈大小不等岩株群广泛分布于区内，在区外南部豆乍山、张家等地也有分布。其岩性为细粒—中细粒斑状二云母二长花岗岩，据分析资料显示，此岩类含有晶质铀矿。在化学成分上具有酸性大、碱质高、钾大于钠、铝过饱和含钙低、暗色矿物少等特点。燕山早期花岗岩中铀含量在30×10-6～35×10-6之间，钍含量为44×10-6［2-3］。

1.3 断裂构造

工作区构造发育，主要有NE、NWW、近EW及近SN向四组，这些断裂构造交汇复合形成本区基本构造格架。其中NWW向和NE向构造断裂带最为发育，是区内的主要控矿含矿构造。这些构造的夹持交汇处、构造变异部位以及切割岩体接触带等部位，控制了区内铀矿床、铀矿（化）点及异常点带的分布。

2 放射性参数特征

为了便于对伽玛能谱测量数据进行统计和地质解释，首先根据实测的能谱数据，对区内出露的加里东期花岗岩（γ3）、燕山早期花岗岩（γ52 ）和南华系砂岩、板岩（Nh1c）3种主要岩性进行了分类统计（见表1），区内放射性元素分布有特征。

1）全区钾、铀、钍三元素的平均含量与地壳中的酸性岩中该元素的丰度值相比，铀、钍含量较高，均为丰度值2倍；钾含量与酸性岩的丰度值基本相近。

表1 工作区主要岩体钾、铀、钍含量及比值参数统计表

2）工作区内出露的加里东期花岗岩（γ3）、燕山早期花岗岩（γ52 ）和南华系砂岩、板岩（Nh1c）所含钾含量基本接近，加里东期花岗岩中钾含量略高。3种岩体所含铀、钍含量存在差异，加里东期花岗岩体中的钍含量高于燕山早期花岗岩体，而燕山早期花岗岩体中的铀含量高于加里东期花岗岩体，南华系砂岩、板岩（Nh1c）所含铀、钍含量则均低于加里东期花岗岩（γ3）和燕山早期花岗岩（γ52 ），表明工作区内老地层中铀源不足，不利于铀成矿，工作区所揭露到的矿体位置也表明燕山早期花岗岩和加里东期花岗岩更利于铀的富集。

3）燕山早期花岗岩（γ52 ）的铀钾比、钍钾比均低于其他两岩体，表明燕山早期花岗岩（γ52 ）在岩浆期后热液蚀变过程中，有大量钾的进入，使得热液中的碱浓度不断增加，钍的络合物溶解度也明显增高，造成钍以液相的形式流失。

其次根据实测的氡浓度数据，对区内出露的加里东期花岗岩（γ3）、燕山早期花岗岩（γ52 ）和南华系砂岩、板岩（Nh1c）3种主要岩性进行了分类统计，加里东期花岗岩（γ3）统计点数17 177，氡浓度均值为24.0，标准差43.9；燕山早期花岗岩（γ52）统计点数为7 137，氡浓度均值为24.9，标准差26.8；南华系砂岩、板岩（Nh1c）统计点数为842，氡浓度均值为15.7，标准差13.2。由统计结果，结合氡浓度等值线平面图，可以看出，区内氡浓度分布有如下特征。

1）工作区内出露的加里东期花岗岩（γ3）和燕山早期花岗岩（γ52 ）的氡浓度明显大于南华系砂岩、板岩（Nh1c）所含氡浓度，燕山早期花岗岩中氡浓度略高。

2）3种岩体氡浓度的均方差表明加里东期花岗岩（γ3）的氡浓度变化波动较大，而南华系砂岩、板岩（Nh1c）的氡浓度则相对稳定，岩体内断裂构造为氡子体迁移提供了良好的运输通道，使得构造附近氡气易聚集，造成局部氡浓度变化。

综合上述分析，岩体的放射性本底存在不同程度上的差异，有利于在本地区开展综合物探方法寻找铀成矿有利地段。

3 地球物理勘探剖面的地质解释

3.1 地面高精度磁测

图2是杨家庄408号线高精度磁测△T异常、地质剖面图。该剖面出露的岩性为燕山早期中细粒二云母花岗岩和加里东期中粗粒斑状黑云母二长花岗岩。在该剖面上磁异常总体变化不大，异常的幅值一般为十几个nT，有多处单峰低值磁异常，这些低值异常基本都与已知构造位置相对应，低值异常应是构造的反映，这种低值异常的形成主要是界面效应引起。尽管在岩体和构造中磁场强度相差不大，但在磁测剖面通过构造时，既使构造本身与岩体的磁性差异不大，在构造位置仍将产生界面效应，从而形成低值负异常或正、负相间异常。这种界面效应也是利用磁异常推测构造的基本依据，特别是当多条剖面上有连续且具有一定走向延伸的相类似异常出现时，这种推测具有较高的可靠性。

在剖面的390 m和920 m的地方有负异常显示，但在该位置上没出露的构造对应。根据其异常特征，推测在这两个地方应该存在隐伏构造。

图2 杨家庄408号线高精度磁测△T异常、地质剖面

3.2 地面伽玛能谱测量

图3是文昌岭地段103号线伽玛能谱测量异常、地质剖面图。该剖面出露的岩性为燕山早期中细粒二云母花岗岩和加里东期中粗粒斑状黑云母二长花岗岩。

图3 文昌岭地段103号线伽玛能谱测量异常、地质剖面

从铀元素含量曲线图来看，在该剖面上500 ～ 570 m处有一铀异常，异常规模和幅值比较大，异常宽度大约70 m长，异常峰值达到2 330.4×10-6，异常受有利的含矿构造控制。根据调查，在这片异常范围内地表浅部已经发现有Ⅰ矿体存在。

从钍元素含量曲线图来看，在断裂构造地表出露处钍元素含量均不同程度地降低，在表生氧化条件下，钍元素基本保存在含钍矿物的晶格中，一般情况下不会发生流失、迁移，因此推断钍元素含量降低的原因主要为多次构造运动引起岩石成分发生变化，强烈的热液作用使得钍的络合物溶解度明显增高，造成钍以液相的形式流失，从而降低了钍元素含量。

从钾元素含量曲线图来看，钾元素分布比较稳定，一般都低于0.15％，在剖面650 m处钾元素含量逐渐增高，与加里东期花岗岩和燕山早期花岗岩接触部位相对应，初步推断在岩体的相互侵入作用下，钾元素被带入、带出，导致岩体接触部位附近的钾元素含量发生变化。

铀钍钾混合异常既有有利的矿化蚀变类型，又有丰富的铀源，因此，具有此类型异常的构造有很好的铀成矿潜力，也是工作内找矿的重要线索之一。

3.3210Po法测量

通过相关结果显示文昌岭164号线氡气测量异常，该地质剖面图剖面出露的岩性为加里东期中粗粒斑状黑云母二长花岗岩。在该剖面上150 m、450 m和650 m处分布3个氡浓度异常，其中450 m处的氡浓度异常规模和幅值比较大，异常宽度大约200 m长，异常峰值达到1 290 Bq/L，正下方对应的是F3构造带控制的Ⅱ矿体。150 m和650 m的氡浓度异常均为单峰异常，且异常值相对较小，为100 Bq/L左右，下方对应的构造分别为F43-1和F43，均为不含矿构造。

两者对比表明，矿致氡浓度异常不仅规模大，异常值也非常高，不含矿构造上方的氡浓度值相对较低，异常形态常表现为单峰状，这是由于铀矿体不断衰变产生大量氡子体，氡子体经过扩散、对流和He-Rn团簇作用不断向上或沿构造方向迁移，在地表浅部形成一定规模的氡气聚集；不含矿构造在地下水运动或大气降水渗透作用下，氡气也会在构造上方地表聚集，但其规模和异常均较小，在地表所形成的异常范围非常有限。所以单峰状的氡浓度异常可能为不含矿构造所引起，对找矿意义不大，而具有一定规模的氡浓度异常为找矿标志之一。

4 结 论

综合所获得的物化探资料以及解释结果，归纳起来主要有如下几点结论。

1） 含矿构造与不含矿构造氡气测量结果表明，矿致氡浓度异常分布具有一定规模，且异常值高，而不含矿构造形成的氡浓度异常不仅规模小，异常幅值也低，异常形态常呈单峰状。因此，具有一定规模，且异常值高的氡浓度异常是工作区内重要找矿标志。

2） 地面伽玛能谱测量结果表明，铀钍钾混合异常既有有利的矿化蚀变类型，又有丰富的铀源，具有此类型异常的构造有很好的铀成矿潜力，也是工作内找矿的重要线索。

3） 根据高精度磁测结果，在测区内划分出了多条隐伏构造，有些隐伏构造已经被后来的地质工作证实。

［1］ 徐伟昌，张运洪，刘跃宝，等. 苗儿山岗岩复式岩基年代学研究的进展及时代划分方案［J］.岩石学报，1994，10（3）：330-337.

［2］ 谢晓华，陈卫峰，赵葵东，等. 桂东北豆乍山花岗岩年代学与地球化学特征［J］.岩石学报，2008，24（6）：1302-1312.

［3］ 李妩巍，王敢，陈卫峰，等.香草坪花岗岩体年代学和地球化学特征［J］.铀矿地质，2010，26（4）：215-227.

Comprehensive Geochem ical M ethods Used in Deep Draw ing of Uranium Ore Prospecting

LI Dayan，WAN Tao，ZHANG Wen，CHEN Feng，CAO Xiaolin
（Nuclear Industry Institute 230，Changsha，Hunan 410001，China）

The deep-draw ing area is located in the mountains north of M iao children metallogenic sub-region as a temple - M iao children important m ining uranium m ineralization in the west of the mountain， the regional metallogenic conditions superior， belongs granite type uranium deposits. By conducting ground precision magnetic method integrated exploration method of measuring ground gamma ray spectrometry and radon measurements，look for uranium ore - controlling structure and outliers belt， it can be broadly classifed buried structure， delineated uranium m ineralization favorable areas for drilling area to carry out prospecting work to provide evidence.

Deep draw ing area； Uranium；Comprehensive geochem ical methods.

P619.14

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.03.048

2016-08-05

李大雁（1981-），男，湖南长沙人，工程师，研究方向：地球探测专业技术，手机：13568885667，E-mail：hedaqingxie@163.com.