伽马能谱、土壤氡与分量化探联合探测方法在粤北百顺地区铀矿勘查中的应用

王家跃，郎白秋，汪清浩

（核工业二九〇研究所，广东 韶关 512029）

粤北百顺地区361 铀矿床是我国著名的花岗岩型铀矿床之一［1-7］。为了继续扩大找矿成果，前人在百顺地区的找矿工作主要集中在该矿床外围436 矿点NNE 向与NE 向主干断裂带上，但均未能取得较大找矿成果。为了进一步评价436 矿点铀矿找矿潜力，厘清区内的主要含矿断裂，笔者所在项目组采用地面伽马能谱、土壤氡气和分量化探联合测量的方法在436 矿点开展找矿预测工作，取得了较好的找矿应用效果。

1 地质概况

百顺地区位于诸广岩体东南部。该地区先后探明361 大型铀矿床、201 中型铀矿床以及发现436 矿点等7 个找矿潜力较好的矿点［1-2］。诸广岩体区域上位于闽赣后加里东隆起西南缘与湘、桂、粤北海西-印支坳陷的结合部位，是一个多期次活动的巨型复式岩体［1-7］。研究区内岩浆活动频繁，断裂构造十分发育（图1）。NE 向断裂有牛澜断裂、上东坑断裂，NNE 向断裂有烟筒岭断裂、大人山断裂和榨子岭断裂［1-7］。烟筒岭硅化断裂带是区内最重要的含矿、控矿构造，该断裂带沿中粗粒斑状黑云母二长花岗岩、中粒小斑状二云母花岗岩体的接触界面延伸15 km，宽一至数十米，并控制361矿床和235、233 小型矿床产出。

图1 百顺地区436 矿点地段地质及测线布置简图（据参考文献［1-2］修改）Fig.1 Geological sketch and layout of exploration lines in Baishun area（modified after reference［1-2］）

436 矿点位于诸广岩体东南部，百顺矿田南西段，361 铀矿床外围东南方向，区内岩浆活动频繁，构造发育，铀矿化强烈，是一个以大型铀矿床为核心的铀矿聚集区，出露的岩浆岩主要有细粒二云母花岗岩、细粒含斑黑云母花岗岩、中细-中粒小斑状二云母花岗岩、中粗粒斑状黑云母二长花岗岩以及粗粒斑状黑云母花岗岩等［1-7］。图1 所示，436 矿点地段断裂构造非常发育，按走向可分为NE 向、NNE 向和近EW 向三组，以及近南北向次级隐伏构造（F4），几组构造交汇形成的构造网结区，是区内铀矿床空间定位的良好场所，铀成矿环境非常优越，具有较大的找矿潜力和空间［1-7］。

2 工作方法及部署

2.1 工作方法

地面伽马能谱是使用伽马能谱仪在地表直接测定土壤或岩石中当量铀、当量钍和钾等核素含量的方法，实质是通过测定土壤或岩石中铀系214Bi 1.76 MeV 谱线，钍系208Tl 2.62 MeV 谱线，40K 1.46 MeV 谱线，获得测点处土壤中U、Th、K 的当量含量，用于捕获铀的地球化学晕及分散晕，本次地面伽马能谱测量使用的是上海申核电子仪器有限公司研制生产的FD-3022 型四道伽马能谱仪。土壤氡气测量又称为射气测量，是利用射气仪测量土壤空气中放射性气体的浓度，并根据不同地点所测量到的放射性气体浓度的分布规律寻找铀矿及解决某些地质问题的一种放射性测量方法，其测量对象是U 系衰变产生的氡气在土壤中的短寿衰变子体，本次开展土壤氡气测量使用的是上海申核电子仪器有限公司研制生产的FD-3017A 型RaA 测氡仪。花岗岩型铀矿主要赋存在断裂、破碎带之中，而断裂、破碎带更为氡气的释放与运移提供了良好的通道，通过土壤Rn 测量可厘定（隐伏）断裂、破碎带的位置与展布方向以及直接寻找隐伏铀矿［8-12］。两种方法均是非常成熟有效的铀矿勘查方法。

分量化探测量方法是国内近几年发展起来的一种地球化学勘查隐伏金属矿床的新技术、新方法，元素分量是相对采样介质中元素总量而言的，元素在土壤中以稳定态和活动态两种形式存在，每种存在形式的元素含量就称为该元素的一种分量。土壤中活动态的元素分量来源于地下深部的纳米级元素，纳米级元素经地气流吸附携带迁移至地表并积累于一定区域内的地表壤中。分量化探测量是通过采集B 层土壤，提取出其中元素活动态分量的深穿透地球化学方法，用于捕获深部的铀成矿信息［13-18］。

三种物化探方法组合可同时提供“浅、深”两部分铀矿找矿信息，能最大限度挖掘区内的铀成矿潜力。

2.2 工作部署

在436 矿点外围以控制区内有利找矿地段及构造为目的布设了4 条测量剖面，分别为L1至L4 剖面（图1）。测线方向150°，按剖面长600 m、线距200 m、点距20 m 布设测量点，4 条测量剖面总计完成测点124 个。三种物化探方法共线同点进行。

3 铀成矿有利地段预测

3.1 异常划分

本次选取了土壤氡气（Rn）、分量化探铀（以下简称“分量铀”或“FU”）和伽马能谱当量铀（U）、当量钍（Th）、钾（K）等含量值为因子进行综合分析。经数理统计分析，确定了各因子的背景值（X）和标准偏差（S），当量铀、当量钍、钾和土壤氡气的背景值、偏高值、高值和异常下限值分别为X、X＋S、X＋2S和X＋3S［19］，分量铀分别为X、X＋0.5S、X＋1.65S和X＋4S。所有图件均采用克里金方法网格化相应数据，并绘制相应的等值线图。

3.2 有利地段预测

本次工作，圈定能谱铀偏高异常点带3 处（图2），其中规模较大的异常1 处（命名为A1），该处异常晕圈单一，呈现“铀高、钍低、钾低”的异常模式，该异常模式有利于铀元素富集成矿。该异常NNE 向展布，受断裂构造控制明显，异常中心分布在436 矿点以北偏东，F4 断裂与大人山断裂夹持区。圈定土壤氡气浓度偏高异常点带3 处，其中规模较大的异常1 处（命名为B1），规模大幅度高，其位置、展布、受控因素与A1相同。圈定分量铀异常1 处（命名为C1），其规模大幅度高，异常晕圈连续，呈条带状分布，北北东向展布，受断裂构造控制明显，异常中心也分布在436 矿点以北偏东，F4 断裂与大人山断裂挟持区，但相对A1、B1 而言，其异常中心沿断裂往西南偏移约100 m。

综合伽马能谱铀当量、土壤氡气、分量铀的异常分布特征，三者的异常中心高度复合，尤其是伽马能谱铀当量、土壤氡气，规模相当，展布形态基本一致；分量铀异常晕规模略大，异常晕整体向西南方向位移约100 m，条带状展布特征更明显，展布角度与伽马能谱铀当量基本一致。

综合分析，在436 矿点以北偏东的F4断裂与大人山断裂挟持区，伽马能谱铀当量、土壤氡气、分量铀复合异常，是该区最为有利的铀矿找矿地段。

4 赋矿情况预测与钻探验证

4.1 赋矿情况预测

为了更进一步获取复合异常的找矿信息，对F4断裂与大人山断裂挟持区的L2、L3 剖面进行进一步解析。

4.1.1 L2、L3 剖面信息

如图3 所示，L2 号剖面伽马能谱测量铀、土壤氡气在F4断裂出露处（分别在平距160 m、180 m）异常明显，而分量铀在该处未出现异常，说明氡气迁移通道（F4断裂）良好，断裂破碎发育，赋矿条件好，具有较好的浅部铀成矿潜力。分量铀异常主要集中在F4断裂倾向延伸处，显示F4断裂深部具有较好的铀矿异常。

L3 号剖面（如图4 所示）。伽马能谱铀、土壤氡气、分量铀在F4断裂倾向方向（分别平距320～420 m）异常明显，呈现了伽马能谱铀当量、土壤氡气和分量铀的复合异常。显示F4断裂的倾向上也即深部具有较好的铀成矿潜力。

图4 L3 号测线综合物化探测量剖面图Fig.4 Comprehensive geophysical and geochemical profile of survey line No.L3

综合L2、L3 剖面成果，F4断裂由浅 至深均具有较好的铀成矿潜力。

4.1.2 综合预测

综合前述，F4断裂与大人山断裂挟持区，呈现较好的复合异常，异常晕沿断裂往西南方向发展延伸，但伽马能谱铀与土壤氡气度异常沿断裂逐渐减弱，预测富铀地质体沿断裂往西南方向埋藏深度逐渐加大。

4.2 钻探验证

针对区域呈现的较好复合异常，笔者所在项目组先后部署了3 个钻孔进行钻探揭露，钻孔均见到了很好的工业矿段和矿化段，尤其是ZK4-F2-7 号钻孔（图5），在标高710 m 附近，揭露到视厚度4.80 m、平均品位0.343%的工业矿段，其矿体主要赋存近南北向F4断裂带内，该区铀矿找矿工作取得了突破性进展和认识［2］。

图5 寨湾地区4 号勘探线钻孔剖面图Fig.5 Drilling profile of exploration line No.4 in Zaiwan sector

5 结论及建议

1）在本工作区的综合物化探测量成果显示，采用地面伽马能谱测量、土壤氡气测量及分量化探组合测量预测百顺436 矿点地区的热液型铀矿成矿有利地段是有效、可行的，可作为邻区铀矿勘查的参考方法组合。

2）依据能谱铀异常、土壤氡异常、分量铀异常复合情况及其所属地质情况，推断436 矿点以北F4 断裂与大人山断裂夹持区为区内铀成矿最佳有利地段，建议该地段作为下一步铀矿勘查的重点。

3）前人在百顺地区361 矿床外围436 矿点等地区北北东向与北东向主干断裂带上开展了大量钻探揭露工作，但未取得突破性进展，建议以436矿点以北F4断裂与大人山断裂夹持区为找矿主攻方向以期取得更大找矿成果。