董　明，　吳大坤，　席海銀，　張　堯

(核工業(yè)二四Ο研究所，遼寧 沈陽(yáng)　110032)

?

綜合物探方法在白音套海盆地鈾及多金屬成礦有利地段的應(yīng)用研究

董明，吳大坤，席海銀，張堯

(核工業(yè)二四Ο研究所，遼寧 沈陽(yáng)110032)

摘要：由于鈾礦經(jīng)常與多金屬礦相伴生，用普通物探與放射性物探相結(jié)合的方法，綜合分析多種影響礦產(chǎn)特征的因素，是尋找火山巖型鈾礦及多金屬礦的有效方法。采用地面伽瑪能譜測(cè)量、大功率激電測(cè)量、高精度磁法測(cè)量對(duì)大興安嶺中段白音套海盆地鈾及多金屬成礦有利地段進(jìn)行綜合物探方法測(cè)量，分析成礦因素，隱伏構(gòu)造分布及產(chǎn)狀，經(jīng)鉆探工程驗(yàn)證取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：白音套海盆地；激發(fā)極化；能譜測(cè)量；高精度磁法；綜合物探方法

董明， 吳大坤，席海銀，等.2016. 綜合物探方法在白音套海盆地鈾及多金屬成礦有利地段的應(yīng)用研究[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，39(1)：80-86.

Dong Ming，Wu Da-kun，Xi Hai-yin，et al.2016. Applying research of beneficial ore-forming sites of uranium and polymetallicmineralizations in Baiyingtaohai Basin by comprehensive geophysics prospecting methods [J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 39(1):80-86.

火山巖型鈾礦是我國(guó)重要的鈾成礦類(lèi)型之一，近幾年來(lái)隨著鈾礦找礦難度的增大，只采用放射性物探方法已經(jīng)不能完全適應(yīng)當(dāng)前鈾礦地質(zhì)所面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)(祝洪濤等，2014；邵積東等，2007)。雖然鈾礦體除放射性外在其他物理特性上與圍巖無(wú)明顯差異，但常與其他多金屬礦體相伴生，因此，通過(guò)放射性物探與普通物探相結(jié)合的方法，直接找礦與間接找礦相結(jié)合(王志宏等，2015；王志宏等，2014；程培生等，2009；張廣范，2005)，研究鈾礦與多金屬礦之間的成礦關(guān)系，是尋找鈾礦及多金屬礦的有效手段。 2014～2015年，在大興安嶺中部白音套海盆地鈾、多金屬成礦有利地段開(kāi)展了地面伽瑪能譜測(cè)量、大功率激電測(cè)量、高精度磁法測(cè)量工作(周尚軼等，2007；劉愛(ài)平等，2008；婁德波等，2008)，并且通過(guò)鉆探工程驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)多處鈾工業(yè)礦孔，且部分有工業(yè)礦空見(jiàn)明顯的方鉛礦化，取得了良好的找礦效果，同時(shí),由于該地區(qū)以往鈾礦地質(zhì)工作程度較低，并且也是首次在大興安嶺中部見(jiàn)到的鈾工業(yè)礦孔，因此具有重要的意義。

1工作區(qū)概況

1.1地質(zhì)概況

工作區(qū)位于大興安嶺火山巖帶西坡中段，我國(guó)重要的火山巖型鈾成礦遠(yuǎn)景帶—大興安嶺扎蘭屯成礦帶內(nèi)，白音套海盆地中部花崗巖隆起區(qū)。地層主要由侏羅系上統(tǒng)滿(mǎn)克頭鄂博組、瑪尼吐組酸性火山巖組成。侵入巖主要為早侏羅世中粗粒狀二長(zhǎng)花崗巖及早白堊世花崗閃長(zhǎng)巖，其中，二長(zhǎng)花崗巖在測(cè)區(qū)中部大面積分布，為區(qū)內(nèi)有利的鈾源體。早侏羅世巖體中發(fā)育大量潛火山巖脈體，如花崗斑巖、閃長(zhǎng)玢巖、煌斑巖及石英脈體，為本區(qū)鈾找礦工作提供了空間。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，以北東向、北北東向擠壓性褶皺及和北西向張扭性斷裂為主、少量東西向。北東向、北西向斷裂構(gòu)造控制著本區(qū)潛火山巖體的展布。從已發(fā)現(xiàn)的鈾礦化體發(fā)育情況看，本區(qū)鈾礦化主要受北東向深大斷裂的次級(jí)斷裂帶控制。所發(fā)現(xiàn)鈾礦化多與潛火山巖脈體有關(guān)，潛火山巖脈體為鈾成礦有利部位。

1.2工作區(qū)地球物理特征

區(qū)內(nèi)中生代地層中U，Th，K含量相對(duì)較低，且含量相似(見(jiàn)表1)。酸性侵入巖體放射性元素含量明顯高于中生代地層。其中早侏羅世二長(zhǎng)花崗巖釷含量及釷/鈾明顯高于其他巖體，因此二長(zhǎng)花崗巖為區(qū)內(nèi)最為有利的鈾源體。區(qū)內(nèi)淺火山巖脈(除閃長(zhǎng)玢巖外)鈾含量較高，且地面伽瑪能譜所發(fā)現(xiàn)的鈾異常大多位于脈體內(nèi)或脈體附近，為區(qū)內(nèi)鈾成礦有利部位。其中，煌斑巖脈體或煌斑巖脈體與碎裂花崗巖的接觸帶附近大多具有鈾礦化蝕變現(xiàn)象，鈾含量最高值886.2×10-6，是區(qū)內(nèi)最有利的鈾成礦部位。

表1　工作區(qū)地層(巖體)地面伽瑪能譜參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

工作區(qū)火山巖和侵入巖、次火山巖的極化率均較低一般在1%左右。侵入巖和次火山巖電阻率明顯高于火山巖。銅礦化和鉛鋅礦化巖石視極化率明顯升高，電阻率降低。且隨著礦化強(qiáng)度的增高極化率也明顯增高。工作區(qū)銅、鉛、鋅等多金屬礦多與鈾礦相伴生，這也為應(yīng)用綜合物探方法尋找鈾礦和多金屬礦提供了可能性。

工作區(qū)中酸性火山巖，磁性較弱，一般都小于300×10-5SI。侵入巖以中酸性為主，其中閃長(zhǎng)巖磁性較強(qiáng)，花崗巖磁性相對(duì)較弱。次火山巖花崗斑巖等侏羅紀(jì)的正長(zhǎng)斑巖、鉀長(zhǎng)花崗巖等，磁化率一般在200×10-5SI以?xún)?nèi)?？傊?，區(qū)內(nèi)各期次侵入巖類(lèi)磁性總體變化很大。

表2　工作區(qū)巖石電(磁)性特征統(tǒng)計(jì)表

2物探成果分析

2.1地面伽瑪能譜成果分析

為研究工作區(qū)鈾、釷、鉀分布特征，尋找鈾異常點(diǎn)，并對(duì)鈾異常點(diǎn)進(jìn)行定性分析，進(jìn)行了地面伽瑪能譜面積測(cè)量工作。

通過(guò)地面伽瑪能譜測(cè)量工作，發(fā)現(xiàn)鈾、釷、鉀含量增高部位主要分布在二長(zhǎng)花崗巖，花崗閃長(zhǎng)巖等酸性侵入巖內(nèi)，且呈北西或東向展布，主要受北西或北東向斷裂構(gòu)造控制。依據(jù)鈾含量偏高場(chǎng)、高場(chǎng)、異常場(chǎng)的分布規(guī)律，測(cè)量區(qū)劃出6片鈾異常區(qū)域(NP-1～NP-6)(圖1)，其中NP-1～NP-5號(hào)鈾異常區(qū)相對(duì)集中，位于工作區(qū)西南部，NP-2號(hào)鈾異常位于工作區(qū)東南部。

NP-1號(hào)鈾異常場(chǎng)區(qū)呈北東向展布，且規(guī)模較大。鈾異常寬約10～30 m，長(zhǎng)約150 m，鈾含量一般(110～500)×10-6，最高可達(dá)19 716×10-6，886.20×10-6鈾異常與煌斑巖脈體關(guān)系密切?？梢?jiàn)次生鈾礦物，圍巖蝕變強(qiáng)烈，主要發(fā)育褐鐵礦化，綠泥石化等。

NP-2號(hào)鈾異常場(chǎng)區(qū)位于北東向、北西向斷裂構(gòu)造交匯處，整體沿北東向展布，且規(guī)模較大。鈾異常寬約20～50 m，長(zhǎng)約300 m，鈾含量一般(20～100)×10-6，鈾含量最高達(dá)到249.50×10-6賦礦巖性為網(wǎng)脈狀煌斑巖脈與細(xì)?；◢弾r接觸界面附近，異常區(qū)內(nèi)褐鐵礦化，硅化等礦化蝕變明顯。

圖1　工作區(qū)地面伽瑪能譜鈾含量等值圖Fig.1　Theisogram of uranium content of energy spectrum parameters on work area 1. 第四系； 2.侏羅系上統(tǒng)滿(mǎn)克頭鄂博組； 3.早白堊世花崗斑巖；4.早白堊世花崗閃長(zhǎng)巖；5.早侏羅世二長(zhǎng)花崗巖；6.英安巖； 7.中粗粒二長(zhǎng)花崗巖； 8.噴發(fā)相；9.涌流相；10.噴溢相；11.石英脈；12.正長(zhǎng)斑巖脈；13.花崗斑巖脈；14.閃長(zhǎng)玢巖脈；15.煌斑巖脈；16.花崗細(xì)晶巖脈；17.地質(zhì)界線(xiàn)； 18.斷裂、推測(cè)斷裂；19.激電中梯及高精度磁法測(cè)量范圍；20.鈾異常區(qū)及編號(hào)

NP-3號(hào)鈾異常場(chǎng)區(qū)位于代合地段西部，呈北西向展布，北西向斷裂構(gòu)造穿過(guò)此異常，鈾異常寬10～50 m，斷續(xù)長(zhǎng)400 m左右，鈾含量最高值30.00×10-6，異常呈北西向展布；異常區(qū)內(nèi)見(jiàn)煌斑巖脈石英脈閃長(zhǎng)玢巖脈等。區(qū)內(nèi)褐鐵礦化，硅化等礦化蝕變明顯。

NP-4號(hào)鈾異常場(chǎng)區(qū)位于工作區(qū)西南部，呈北東向展布，鈾異常長(zhǎng)約100 m，寬2～10 m，鈾含量最高值53.60×10-6，異常場(chǎng)區(qū)內(nèi)發(fā)育流紋斑巖脈體及煌斑巖脈體，呈北東向分布。蝕變強(qiáng)烈，發(fā)育硅化、赤褐鐵礦化、鐵礦化等。

NP-5號(hào)鈾異常場(chǎng)區(qū)位于北東向和北西向兩條構(gòu)造交匯部位，呈北西向展布，長(zhǎng)約100 m，寬5～20 m，鈾含量最高值75.40×10-6，且異常場(chǎng)區(qū)沿北東向構(gòu)造方向發(fā)育閃長(zhǎng)玢巖脈，延北西向構(gòu)造發(fā)育煌斑巖脈。

2.2激電中梯測(cè)量成果分析

圖2　工作區(qū)激電中梯測(cè)量視極化率平面等值圖Fig.2　The isogram of apparent polarizability in ip gradient array measurement on work area1.早白堊世花崗斑巖；2.早白堊世花崗閃長(zhǎng)巖；3.早侏羅世二長(zhǎng)花崗巖；4.石英脈；5.花崗斑巖脈；6.閃長(zhǎng)玢巖脈；7.煌斑巖脈；8花崗細(xì)晶巖脈；9.地質(zhì)界線(xiàn)；10.、推測(cè)斷裂；11.鈾異常暈及編號(hào)；12.激電異常編號(hào)

對(duì)地面伽瑪能譜測(cè)量鈾異常相對(duì)集中的工作區(qū)西南部地段進(jìn)行激電中梯測(cè)量，共發(fā)現(xiàn)2處與鈾異常場(chǎng)吻合較好的激電異常(圖3)。

JD-1號(hào)異常與NP-1鈾異常暈相吻合，視極化率最大12.68 %，呈條帶狀，長(zhǎng)約500 m，寬約80 m，呈北東走向。地表鈾異常位于該激電異常的西南部極化率相對(duì)降低的位置，推斷在鈾異常部位，極化體深度可能增大。激電異常異常部位，視電阻率明顯降低，呈現(xiàn)出低阻高極化的特點(diǎn)，推測(cè)極化體可能由多金屬礦體引起，且與鈾礦化存在伴生關(guān)系。具有較好的找礦前景。

JD-2號(hào)異常位于NP-1號(hào)鈾異常暈東側(cè)，異常視極化率最大為4.86 %，呈條帶狀，范圍較大，長(zhǎng)約1.5 km，寬約100 m，整體呈北東向展布，受北東向斷裂控制，且異常局兩側(cè)不均勻延伸，異常附近煌斑巖、花崗斑巖、石英巖等脈體較為發(fā)育，異常部位，呈現(xiàn)出低阻高極化的特點(diǎn)，推測(cè)極化體可能由多金屬礦體所引起，地表雖未見(jiàn)鈾異常，但工作區(qū)地表鈾礦與多金屬礦半生關(guān)系較普遍，因此，深部可能存在多金屬礦伴生的鈾礦，具有較好的找礦前景。

2.3高精度磁法測(cè)量成果分析

對(duì)地面伽瑪能譜測(cè)量鈾異常相對(duì)集中的工作區(qū)西南部地段進(jìn)行高精度磁法測(cè)量。共發(fā)現(xiàn)兩處與鈾異常吻合較好的磁異常，其中：

GC-1 號(hào)磁異常與NP-1鈾異常暈相吻合， 從局部看，該異常由多組正高磁異常組成，呈北東向展布，推斷該異常為瑝斑巖脈體所引起，而該脈體與鈾成礦密切相關(guān)。從全區(qū)磁異常分布特征看，該磁異常為位于北東向串珠狀磁異常的東北部，磁場(chǎng)強(qiáng)度明顯增高部位，因此推斷，該磁異常的分布受北東向斷裂構(gòu)造控制。

GC-2 號(hào)磁異常與NP-5鈾異常暈相吻合， 從局部看，該異常由北西和北東兩個(gè)方向的磁異常組成，推斷該異常為瑝斑巖和閃長(zhǎng)玢巖脈體所引起，從地表出露的脈體來(lái)看，北西向磁異常鈾閃長(zhǎng)玢巖脈所引起，北東向磁異常為煌斑巖脈所引起，其中黃斑巖脈體與鈾成礦關(guān)系密切。從全區(qū)磁異常分布特征看，該磁異常為位于北東向串珠狀磁異常的西南部，磁場(chǎng)強(qiáng)度明顯增高部位，因此推斷，該磁異常的分布受北東向斷裂構(gòu)造控制。

圖3　工作區(qū)高精度磁測(cè)△T化極等值線(xiàn)圖Fig.3　The isogram of △Treduced to the pole in high-precision magnetic survey on work area1.早白堊世花崗斑巖；2.早白堊世花崗閃長(zhǎng)巖；3.早侏羅世二長(zhǎng)花崗巖； 4.石英脈；5.花崗斑巖脈；6.閃長(zhǎng)玢巖脈；7.煌斑巖脈；8.花崗細(xì)晶巖脈；9.地質(zhì)界線(xiàn)； 10.、推測(cè)斷裂；11.鈾異常暈及編號(hào)；12.磁異常編號(hào)

2.4物探成果綜合分析

通過(guò)對(duì)三種物探方法測(cè)量結(jié)果進(jìn)行綜合分析：

NP-1號(hào)鈾異常、JD-1激電異常、GC-1號(hào)磁異常吻合較好，且異常展布基本相似，具有較好的鈾和多金屬找礦前景，同時(shí)，也證明了工作區(qū)鈾礦和多金屬礦存在著緊密的伴生關(guān)系，為尋找埋深較深的隱伏鈾礦體，提供了依據(jù)。

根據(jù)設(shè)計(jì)松鋪厚度（25cm）、施工寬度（32.64m）及自卸車(chē)容量（10.5m3）等確定上土網(wǎng)格（寬8.4m×長(zhǎng)10m）、每格上土量21m3（2車(chē)），按照設(shè)計(jì)松鋪厚度安排人工在網(wǎng)格交叉點(diǎn)位置培置松鋪厚度控制墩。

NP-5號(hào)鈾異常和GC-2號(hào)磁異常吻合較好，根據(jù)磁場(chǎng)形態(tài)，該處構(gòu)造活動(dòng)較為強(qiáng)烈，為鈾成礦提供了有利的空間，具有較好的鈾成礦前景。視極化率有所升高，推斷存在與鈾礦相關(guān)的多金屬礦化現(xiàn)象。

NP-4號(hào)鈾異常，雖視極化率和磁場(chǎng)強(qiáng)度升高不明顯，但地表鈾礦化蝕變明顯，且與鈾礦相關(guān)的煌斑巖脈體較為發(fā)育，具有較好的鈾成礦前景。同時(shí)， JD-2號(hào)激電異常與NP-4號(hào)鈾異常距離較近，并且受到同一北東向斷裂構(gòu)造控制，因此JD-2號(hào)激電異常鈾和多金屬成礦前景較大。

3成果驗(yàn)證

為了驗(yàn)證物探工作的準(zhǔn)確性, 在上述物探工

作的基礎(chǔ)上,針對(duì)物探工作所反映的異常位置進(jìn)行了槽探及鉆孔驗(yàn)證，共發(fā)現(xiàn)鈾工業(yè)礦孔3個(gè)，且均位于兩種以上物探異常疊加部位，部分工業(yè)礦孔見(jiàn)明顯鉛鋅礦化脈。以ZKD01-1工業(yè)礦孔為例，共發(fā)現(xiàn)6層鈾工業(yè)礦段(表3)，累計(jì)見(jiàn)礦真厚度5.25 m。鈾礦化以產(chǎn)于煌斑巖脈與碎裂花崗巖界面附近居多，其次為產(chǎn)于碎裂花崗巖中，少部分賦存于煌斑巖脈體中。

此外，ZKD01-1孔見(jiàn)多條明顯鉛礦化脈(照片1)，方鉛礦化沿裂隙發(fā)育，具有明顯的金屬光澤。該孔鉛礦化的發(fā)現(xiàn)，預(yù)示著該地段具有鉛等多金屬的找礦前景。

鉆探情況很好地驗(yàn)證了物探工作的解釋結(jié)果。從物探成果及驗(yàn)證鉆孔情況可以看出,這三種物探方法在該區(qū)的綜合應(yīng)用是十分有效的,三者相互補(bǔ)充和配合,加大了推斷解釋的準(zhǔn)確性。實(shí)踐表明這三種方法的綜合應(yīng)用,可以取得比單獨(dú)運(yùn)用一種方法更有效、更豐富的地質(zhì)信息,尤其對(duì)該地段開(kāi)展深部鈾及多金屬找礦工作來(lái)說(shuō)非常有效。

表3　ZKD01-1鉆孔礦段測(cè)井解釋成果表

照片1　方鉛礦化(247.23 m)Photo 1　The mineralization of galenite (247.23 m)

4結(jié)論

本次工作中，發(fā)現(xiàn)了單一鈾異常，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)鈾異常、激電異常、磁異常相疊加的復(fù)合異常，充分說(shuō)明了，工作區(qū)鈾礦與多金屬礦存在著相互的伴生

關(guān)系，因此，利用這種相互關(guān)系，在該地區(qū)應(yīng)用普通物探與放射性物探相結(jié)合的方法尋找深部隱伏鈾礦及多金屬礦，擴(kuò)大找礦成果，行之有效。

參考文獻(xiàn)

王志宏，全旭東，王利民，等.2014.綜合物探測(cè)量在桃山地區(qū)鈾礦勘查中的應(yīng)用[J].物探與化探，38(1)：35-40.

程培生，湯正江.2009.綜合物化探技術(shù)在大興安嶺地區(qū)區(qū)域化探異常查證工作中的應(yīng)用[J].物探與化探，33(5)：497-100.

劉愛(ài)平，楚福錄，郭秀芬，等.2008.激發(fā)極化法在冀北某銅鉬礦勘查中的應(yīng)用[J].物探與化探，32(4)：363-365.

婁德波，宋國(guó)璽，李楠，等.2008. 磁法在我國(guó)礦產(chǎn)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進(jìn)展， 23(1)：249-256.

邵積東，王守光，趙文濤，等.2007.大興安嶺地區(qū)成礦地質(zhì)特征及找礦前景分析[J].地質(zhì)與資源，16(4):252-257.

王志宏，全旭東，王利民，等.2015.綜合物探方法在硬巖型鈾礦勘查中的應(yīng)用研究[J].鈾礦地質(zhì)，31(2)：110-120.

張廣范.2005.大興安嶺中段地球物理特征及地質(zhì)解釋 [J].地質(zhì)與資源，14(4):287-292.

周尚軼，羅紅林，焦國(guó)慶.2007.激電在高莊金礦的應(yīng)用效果[J].資源環(huán)境與工程，21(4)：443-446.

祝洪濤， 李繼木， 趙博，等.2014.大興安嶺紅山子盆地鈾礦勘查新進(jìn)展及找礦意義[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，37(4)：360-366.

Applying Research of Beneficial Ore-forming Sites of Uranium and Polymetallicmineralizations in Baiyingtaohai Basin by Comprehensive Geophysics Prospecting Methods

DONG Ming，WU Da-kun，XI Hai-yin，ZHANG Yao

(Rrsearch Institute 240 of Nuclear Industry，Shenyang,Liaoning Provincen，110032)

Abtract：General geophysics survey method and radioactive geophysical prospecting method were used to analyse factors of influencing the mineral’s features because of accompanying of uranium and polymetallicmineralizations, the result was that general geophysics survey method and radioactive geophysical prospecting method were efficient for detecting the volcanic type uranium and polymetallicmineralizations. In this paper, ground gamma-ray spectrometric survey, high power IP survey and high-precision magnetic investigations were used to forecast the beneficial ore-forming area of uranium and polymetallicmineralizations in Baiyingtaohai Basin of middle section of Daxinganling, mineralization factor and subsurface structure had been studied, and the prospected results were coincident with the drilling data.

key Words：Baiyingtaohai Basin； induced polarization；ground gamma-ray spectrometric survey；high-precision magnetic investigations；comprehensive geophysics prospecting methods

中圖分類(lèi)號(hào)：P631，P619.14

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-3504(2016)01-0080-07

doi:10.3969/j.issn.1674-3504.2016.01.013

作者簡(jiǎn)介：董明(1982—)，男，碩士，工程師，從事地球物理研究。E-mail:174103953@qq.com

收稿日期：2016-01-15