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綜合物探方法在上杭盆地古石背地區(qū)鈾礦勘查中的應(yīng)用

2021-01-05 09:05李英賓謝明宏張占彬李毅魏濱張偉
物探與化探 2020年6期
關(guān)鍵詞:白堊伽馬能譜

李英賓,謝明宏,張占彬,李毅,魏濱,張偉

(1.核工業(yè)航測(cè)遙感中心,河北 石家莊 050002; 2.中核集團(tuán) 鈾資源地球物理勘查技術(shù)中心(重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室),河北 石家莊 050002)

0 引言

上杭盆地位于閩西南拗陷帶連城—上杭復(fù)向斜南西端[1-3],古石背地區(qū)位于上杭盆地南東部,基底成熟度較高,鈾含量較高,存在富鈾層、段;中新生代構(gòu)造—巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,并以中酸偏堿性巖漿侵入和火山噴發(fā)為主,形成大面積含鈾性好的火成巖,具備良好的鈾成礦地質(zhì)背景。但前人工作主要集中在礦化點(diǎn)的周圍和淺部,對(duì)研究區(qū)整體成礦環(huán)境的評(píng)價(jià)和深部成礦條件認(rèn)識(shí)不足。近幾年,地面伽馬能譜和土壤氡測(cè)量在探索鈾礦化特征及鈾礦床成因等方面得到了廣泛應(yīng)用[4-8],兩種方法在斷裂識(shí)別和巖體劃分方面效果顯著,但多反映的是淺部信息,對(duì)深部的放射性特征反映不足;音頻大地電磁測(cè)量對(duì)深部斷裂構(gòu)造的探測(cè)具有較好的效果[9-14]。本文簡(jiǎn)要介紹了音頻大地電磁測(cè)量、地面伽馬能譜和土壤氡測(cè)量的工作方法,通過(guò)綜合物探測(cè)量圈定了物化探異常,查明了控礦斷裂古石背斷裂和控礦巖層石帽山群的發(fā)育特征,為鈾礦勘查工作提供了參考資料。

1 研究區(qū)地質(zhì)特征

上杭盆地位于閩西南拗陷帶連城—上杭復(fù)向斜南西端,處于上杭—云霄深斷裂與古田—上杭大斷裂帶的反接復(fù)合部位[15],受NW向上杭—云霄深斷裂(梯子嶺斷裂)控制。研究區(qū)位于上杭盆地北東部,并處于古石背斷裂與洋頭里斷裂夾持部位(圖1)。地層主要為上石炭統(tǒng)、上侏羅統(tǒng),下白堊統(tǒng)。石炭統(tǒng)為一套砂礫巖;上侏羅統(tǒng)為一套雜色砂礫巖、粉砂巖;下白堊統(tǒng)石帽山群為流紋巖、英安巖、安山巖等。鈾礦化主要產(chǎn)于石帽山群流紋巖、火山碎屑巖中。巖體主要分布于研究區(qū)的北東及南東側(cè),為次火山巖侵入體,巖性為燕山晚期流紋斑巖及花崗斑巖。研究區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,其中,洋頭里斷裂及其次級(jí)斷裂控制了石帽山群上下組的展布,是本區(qū)的主要含礦構(gòu)造;古石背斷裂具有張扭性特征,既是控巖構(gòu)造,又是含礦構(gòu)造,為鈾礦儲(chǔ)存提供了空間。部分近EW向斷裂被輝綠巖脈充填,發(fā)育擠壓片理,鈾礦化常出現(xiàn)在其下盤。

1—上白堊統(tǒng);2—下白堊統(tǒng)細(xì)粒流紋巖;3—下白堊統(tǒng)黑云母流紋巖;4—下白堊統(tǒng)凝灰質(zhì)砂巖;5—下白堊統(tǒng)安山巖;6—上侏羅統(tǒng)白云質(zhì)灰?guī)r;7—上石炭統(tǒng)砂礫巖;8—燕山期花崗斑巖;9—燕山期次流紋巖;10—實(shí)測(cè)斷層;11—壓扭性斷層;12—張性斷層;13—推測(cè)斷層;14—地面伽馬能譜、土壤氡測(cè)線及其編號(hào);15—AMT測(cè)線及其編號(hào)1—upper Cretaceous; 2—lower Cretaceous fine-grained rhyolite; 3—lower Cretaceous biotite rhyolite; 4—lower Cretaceous tuffaceous sandstone; 5—lower Cretaceous andesite; 6—upper Jurassic dolomitic limestone; 7—upper Carboniferous sandstone conglomerate; 8—yanshanian granite porphyry; 9—yanshanian sub rhyolite; 10—measured fault; 11—compression torsion fault; 12—tensile fault; 13—inferred fault; 14—ground gamma energy spectrum, soil radon line and its number; 15—AMT line and its number圖1 研究區(qū)地質(zhì)及測(cè)線布置Fig.1 Geological and survey line layout of the study area

2 方法介紹

2.1 音頻大地電磁測(cè)深(AMT)

本次電法測(cè)量使用EH-4測(cè)量系統(tǒng)。布置測(cè)線6條,測(cè)線方向65°,線距200 m,點(diǎn)距20 m,測(cè)點(diǎn)共354個(gè)(圖1)。EH-4采用張量測(cè)量、十字型布極,電極、磁探頭分別以測(cè)量點(diǎn)為中心對(duì)稱布設(shè),其中Ex、Hx平行于測(cè)線方向,Ey、Hy垂直于測(cè)線方向。研究區(qū)遠(yuǎn)離干擾源,電磁諧波干擾較小,地形復(fù)雜,后期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了靜態(tài)較正和地形改正。數(shù)據(jù)質(zhì)量用總體均方誤差來(lái)衡量,視電阻率、相位平均均方相對(duì)誤差分別為6.24%、5.95%,滿足規(guī)范要求,原始數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。

EH-4數(shù)據(jù)處理包括實(shí)時(shí)處理和室內(nèi)處理。實(shí)時(shí)處理由儀器采集程序自動(dòng)完成,室內(nèi)處理包括預(yù)處理和反演處理。本次使用儀器自帶軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,首先進(jìn)行時(shí)間序列數(shù)據(jù)挑選,重新頻譜計(jì)算,將成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成“*.avg”數(shù)據(jù)格式進(jìn)行靜態(tài)較正,本次靜態(tài)校正采用了常用的FLMA(定長(zhǎng)平滑濾波)方法。反演處理時(shí),第一層厚度15 m,選擇均勻半空間電阻率模型,圓滑系數(shù)為0.20,并加入高程文件進(jìn)行地形改正。

2.2 地面伽馬能譜

地面伽馬能譜測(cè)量以伽馬射線和物質(zhì)的相互作用為基礎(chǔ),以能直接、快速地測(cè)定探測(cè)體中Th、U、K三種元素的含量為特點(diǎn)。在硬巖地區(qū)的鈾礦勘查中,該方法在研究鈾元素的遷移、富集規(guī)律和鈾礦床的發(fā)現(xiàn)與評(píng)價(jià)等方面得到了很多應(yīng)用。

本次布設(shè)地面伽馬能譜測(cè)線10條,測(cè)線方向65°,線距200 m,點(diǎn)距20 m,測(cè)點(diǎn)共530個(gè)(圖1)。本次測(cè)量?jī)x器為經(jīng)檢定合格的FD-3022四道伽馬能譜儀。定點(diǎn)觀測(cè),測(cè)量時(shí)間t=120 s。

2.3 土壤氡測(cè)量

氡屬于天然鈾放射性氣體,半衰期3.82 d,一個(gè)月即可達(dá)到鈾鐳放射平衡。氡為氣態(tài),易溶于水,易于在土壤、巖石中通過(guò),在抽吸力、壓力以及對(duì)流、擴(kuò)散相互作用下,斷裂構(gòu)造可為氡氣提供通道,土壤氡及其子體對(duì)斷裂構(gòu)造在地表的位置具有較好的指示作用。

本次土壤氡測(cè)量和地面伽馬能譜點(diǎn)位重合(圖1),測(cè)量?jī)x器選用HDC-C型環(huán)境測(cè)氡儀,其探測(cè)器為兩塊大面積金硅面壘,可雙向探測(cè);采樣片為高壓力薄膜,厚約4 μm,直徑70 mm;本底計(jì)數(shù)≤0.25 min-1;靈敏度≥0.014 min-1/(Bq·m-3);采樣時(shí)間2 min;測(cè)量下限≤300 Bq/m3。

3 地面伽馬能譜和土壤氡測(cè)量資料解釋

3.1 地面伽馬能譜測(cè)量結(jié)果

本次在古石背地區(qū)的地面伽馬能譜測(cè)量工作共取得數(shù)據(jù)508組,F(xiàn)D-3022四道伽馬能譜儀記錄的數(shù)據(jù)包括K、U、Th的道計(jì)數(shù)、含量、道計(jì)數(shù)率和總含量。其中,總含量指示的是放射強(qiáng)度,K含量的單位用“%”表示,Th、U含量的單位用“10-6”表示。各條線測(cè)量的結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表1所示。

3.2 K、U、Th及其比值分布頻數(shù)分析

圖2為K、U、Th及其比值分布頻數(shù)直方圖,可用于研究K、U、Th分布規(guī)律。研究顯示:K含量主要在0.5%~4%,含量分布較均勻,中值為 2.51%;U含量以單峰形態(tài)分布,主要集中在(2~5)×10-6,超過(guò)10×10-6的數(shù)值較少故未作統(tǒng)計(jì),高值呈現(xiàn)拖尾現(xiàn)象;Th含量呈現(xiàn)雙峰形態(tài)分布,主要集中于(8~40)×10-6,分布較均勻; Th/U服從正態(tài)分布,剩余均不服從正態(tài)分布。這說(shuō)明研究區(qū)U非單一作用形成,是多期地質(zhì)作用疊加形成的。

表1 地面伽馬能譜測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)

圖2 研究區(qū)地面伽馬能譜K、U、Th及其比值分布直方圖Fig.2 Distribution histogram of K, U, Th and their ratio of ground gamma spectrum in the study area

3.3 古鈾豐度(GU)、活化鈾(FU)特征

通過(guò)U、Th之間的關(guān)系可以分析研究區(qū)的地質(zhì)情況,處于Th、U平衡時(shí),U含量是含鈾地段的標(biāo)志,U易活化遷移,研究Th、U之間關(guān)系比直接測(cè)量的U含量更加有研究意義,張?jiān)埔苏J(rèn)為古鈾豐度GU為U與(U/Th)平均值的比值,研究區(qū)范圍較小,U/Th的評(píng)價(jià)值取固定值,研究區(qū)U/Th的平均值為3.40。由每個(gè)測(cè)點(diǎn)的U含量可得出每個(gè)測(cè)點(diǎn)GU,由圖3可見(jiàn),研究區(qū)原始鈾含量較高,基本上都在3×10-6以上,具有南東低、北西高的特點(diǎn),北西部大部分區(qū)域在7×10-6以上。

活化鈾FU=U-GU,FU>0時(shí)活化鈾疊加富集,F(xiàn)U<0時(shí)活化鈾淋失,由圖3可見(jiàn),受古石背斷裂和洋頭里斷裂控制,研究區(qū)中部FU<0,處于淋失狀態(tài),東部和西部FU>0,處于疊加富集期,富集區(qū)呈條帶狀分布。

1—上白堊統(tǒng);2—下白堊統(tǒng)細(xì)粒流紋巖;3—下白堊統(tǒng)黑云母流紋巖;4—下白堊統(tǒng)凝灰質(zhì)砂巖;5—下白堊統(tǒng)安山巖;6—上侏羅統(tǒng)白云質(zhì)灰?guī)r;7—上石炭統(tǒng)砂礫巖;8—燕山期花崗斑巖;9—燕山期次流紋巖;10—實(shí)測(cè)斷層;11—壓扭性斷層;12—張性斷層;13—推測(cè)斷層 1—upper Cretaceous; 2—lower Cretaceous fine-grained rhyolite; 3—lower Cretaceous biotite rhyolite; 4—lower Cretaceous tuffaceous sandstone; 5—lower Cretaceous andesite; 6—upper Jurassic dolomitic limestone; 7—upper Carboniferous sandstone conglomerate; 8—yanshanian granite porphyry; 9—yanshanian sub rhyolite; 10—measured fault; 11—compression torsion fault; 12—tensile fault; 13—speculative fault圖3 研究區(qū)活化鈾(a)、古鈾豐度(b)等值線Fig.3 Isopleth map of activated uranium (a) and paleouranium abundance (b) in the study area

3.4 地面伽馬能譜測(cè)量成果分析

根據(jù)地面伽馬能譜測(cè)量規(guī)范(EJ/T363-2012)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的背景值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),對(duì)偏高暈、高暈、異常暈進(jìn)行了圈定,統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。

從研究區(qū)U、K、Rn、Th等值線平面圖(圖4)可見(jiàn),U、K、Rn、Th高暈、偏高暈、異常暈呈現(xiàn)團(tuán)塊狀分布,其展布受斷裂及花崗斑巖脈控制。依據(jù)統(tǒng)計(jì)出的異常暈下限圈定出U異常暈5片,K異常暈3片,Rn異常暈3片,其中U異常暈集中于東部和西部地區(qū),顯示出構(gòu)造相關(guān)性。其中U1、U2異常暈處于洋頭里斷裂和NE向斷裂交匯部位,產(chǎn)于石帽山群、花崗斑巖的接觸部位,滿足構(gòu)造、蝕變等成礦條件。U3異常暈處于近EW向斷裂和古石背斷裂交匯部位,異常濃集程度最高;土壤氡異常暈位于研究區(qū)西部,呈團(tuán)塊狀、帶狀分布,沿古石背斷裂展布。Rn1異常暈面積較大,沿NW向展布,Rn2異常暈處于近EW向斷裂和古石背斷裂交匯部位,呈橢圓狀沿NW向展布,異常濃集程度最高。K異常暈主要處于研究區(qū)西部,沿古石背斷裂展布,其中K1異常暈范圍較大,幅值較高。

根據(jù)異常暈下限,圈定U、K、Rn異常暈復(fù)合區(qū)3片(圖5),編號(hào)分別為U1+K1+Rn2、U2+Rn1、U4+K3。綜合分析認(rèn)為其中的U1+K1+Rn2、U2+Rn1異常復(fù)合區(qū)找礦潛力較大,這兩個(gè)異常復(fù)合區(qū)濃集程度高,且其分布受導(dǎo)礦、含礦斷裂古石背斷裂的控制明顯,具有較好的成礦前景,尤其是U1+K1+Rn2異常暈復(fù)合區(qū),是U、K、Rn的綜合異常暈復(fù)合區(qū),是成礦最有利區(qū)段。

表2 研究區(qū)地面伽馬能譜和土壤氡測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

1—上白堊統(tǒng);2—下白堊統(tǒng)細(xì)粒流紋巖;3—下白堊統(tǒng)黑云母流紋巖;4—下白堊統(tǒng)凝灰質(zhì)砂巖;5—下白堊統(tǒng)安山巖;6—上侏羅統(tǒng)白云質(zhì)灰?guī)r;7—上石炭統(tǒng)砂礫巖;8—燕山期花崗斑巖;9—燕山期次流紋巖;10—實(shí)測(cè)斷層;11—壓扭性斷層;12—張性斷層;13—推測(cè)斷層;14—圈定異常暈及其編號(hào)1—upper Cretaceous; 2—lower Cretaceous fine-grained rhyolite; 3—lower Cretaceous biotite rhyolite; 4—lower Cretaceous tuffaceous sandstone; 5—lower Cretaceous andesite; 6—upper Jurassic dolomitic limestone; 7—upper Carboniferous sandstone conglomerate; 8—yanshanian granite porphyry; 9—yanshanian sub rhyolite; 10—measured fault; 11—compression torsion fault; 12—tensile fault; 13—inferred fault; 14—circle abnormal halo and its number圖4 研究區(qū)U、K、Rn、Th等值線平面Fig.4 Study area U, K, RN, Th contour plan

1—上白堊統(tǒng);2—下白堊統(tǒng)細(xì)粒流紋巖;3—下白堊統(tǒng)黑云母流紋巖;4—下白堊統(tǒng)凝灰質(zhì)砂巖;5—下白堊統(tǒng)安山巖;6—上侏羅統(tǒng)白云質(zhì)灰?guī)r;7—上石炭統(tǒng)砂礫巖;8—燕山期花崗斑巖;9—燕山期次流紋巖;10—實(shí)測(cè)斷層;11—壓扭性斷層;12—張性斷層;13—推測(cè)斷層;14—圈定U異常暈及其編號(hào);15—圈定K異常暈及其編號(hào);16—圈定Rn異常暈及其編號(hào)1—upper Cretaceous; 2—lower Cretaceous fine-grained rhyolite; 3—lower Cretaceous biotite rhyolite; 4—lower Cretaceous tuffaceous sandstone; 5—lower Cretaceous andesite; 6—upper Jurassic dolomitic limestone; 7—upper Carboniferous sandstone conglomerate; 8—yanshanian granite porphyry; 9—yanshanian sub rhyolite; 10—measured fault; 11—compression torsion fault; 12—tensile fault; 13—inferred fault; 14—circle U abnormal halo and its serial number; 15—circle K abnormal halo and its serial number; 16—circle Rn abnormal halo and its serial number圖5 古石背地區(qū)綜合物探復(fù)合異常暈圈Fig.5 Composite anomaly halo map of comprehensive geophysical exploration in the paleoshibei area

4 AMT資料推斷解釋

4.1 研究區(qū)巖石電阻率特征

本次對(duì)研究區(qū)巖石電性參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量統(tǒng)計(jì)(表3),由表3可見(jiàn):沙縣組泥巖為相對(duì)低阻電性特征;石帽山群巖性復(fù)雜,其中凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、砂巖表現(xiàn)為相對(duì)中低阻電性特征,上覆流紋巖和下伏安山巖表現(xiàn)為相對(duì)中阻電性特征;長(zhǎng)林組和黃龍組電阻率相差不大,相對(duì)安山巖和花崗斑巖表現(xiàn)為相對(duì)中低阻電性特征;燕山期花崗斑巖為相對(duì)高阻電性特征,不同巖層之間存在明顯的電性差異。

4.2 AMT資料分析

本次共完成AMT測(cè)量剖面6條,各剖面反演電阻率斷面圖特征大致相似,其電性特征客觀地反映了地下巖層、構(gòu)造在垂向、橫向上的變化和延伸情況。下面以其中的5號(hào)剖面為例進(jìn)行說(shuō)明。5號(hào)剖面由南西向北東出露巖性依次為石帽山群流紋巖、凝灰質(zhì)砂巖、英安巖,經(jīng)過(guò)古石背斷裂和洋頭里斷裂。由G16Y05線反演電阻率地質(zhì)解釋斷面圖(圖6)可見(jiàn),該剖面共推斷解釋斷裂4條,其編號(hào)分別為F1、F11、F2和F3。其中,F(xiàn)1位于平距200 m處,反演電阻率反映為向深部SW向延伸等值線密集帶,向深部WS向延伸,傾向W,傾角約78°,切割深度大于560 m;F11斷裂位于平距520 m處,反演電阻率反映為向深部西南方向延伸的低阻帶,傾向W,傾角約72°,切割深度大于850 m;F2斷裂位于平距760 m處,反演電阻率表現(xiàn)為順等值線密集帶下延,傾向W,傾角約75°,切割深度約700 m;F3斷裂位于平距1 320 m處,反演電阻率反映為等值線密集帶,傾向W,傾角約73°,切割深度約300 m。

表3 巖石電性參數(shù)測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)

1—沙縣組:鈣質(zhì)泥巖、粉砂巖、砂礫巖;2—石帽山群:流紋巖、凝灰質(zhì)砂巖、英安巖、安山巖等;3—黃龍組:灰白色白云質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖;4—林地組:石英礫巖、砂礫巖、粗砂巖夾粉砂巖、頁(yè)巖;5—花崗斑巖;6—推斷不整合接觸界線;7—推斷巖性接觸界線;8—推斷斷裂及編號(hào)1—Shaxian formation: calcareous mudstone, siltstone, glutenite; 2—Shimaoshan group: rhyolite, tuffaceous sandstone, dacite, andesite, etc.; 3—Huanglong formation: gray white dolomitic limestone, siliceous rock; 4—Woodland formation: Quartz conglomerate, glutenite, coarse sandstone with siltstone, shale; 5—granite porphyry; 6—inferred unconformity contact boundary; 7—inferred lithology contact boundary; 8—inferred fault and number圖6 G16Y05線反演電阻率斷面(a)及地質(zhì)推斷解釋成果(b)Fig.6 Interpretation map (b)of inversion resistivity section (a)of G16Y05 line

根據(jù)反演電阻率斷面圖地質(zhì)解釋標(biāo)志,對(duì)該斷面的地層進(jìn)行了推斷解釋:反演電阻率斷面圖縱向上可以分為3個(gè)電性層,第一層表現(xiàn)為相對(duì)高阻,推測(cè)為石帽山群下組(K1sh)安山巖的反映;第二電性層表現(xiàn)為相對(duì)低阻,推測(cè)為石炭系黃龍組灰?guī)r及林地組砂礫巖、粉砂巖的綜合反映;第三電性層表現(xiàn)為相對(duì)高阻,推測(cè)為花崗斑巖的反映。

4.3 石帽山群的分布特征

根據(jù)推斷解釋的6個(gè)地質(zhì)剖面繪制了研究區(qū)的地質(zhì)推斷解釋綜合示意圖(圖7)。由圖7可見(jiàn), 鈾礦主要賦存的石帽山群在研究區(qū)廣泛發(fā)育,主要分布在淺部,由西向東呈階梯狀厚度遞減,受斷裂F1、F11、F2和F3控制,厚度30~580 m。另外,研究區(qū)西段受到NE向、SEE向斷裂作用,巖層在G16Y01、G16Y04、G16Y05線剖面東段較厚,即巖層由南向北發(fā)育為厚—薄—厚—薄的過(guò)程。

1—沙縣組:鈣質(zhì)泥巖、粉砂巖、砂礫巖;2—石帽山群:流紋巖、凝灰質(zhì)砂巖、英安巖、安山巖等;3—黃龍組:灰白色白云質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖+林地組:石英礫巖、砂礫巖、粗砂巖夾粉砂巖、頁(yè)巖;4—花崗斑巖;5—推斷不整合接觸界線;6—推斷巖性接觸界線;7—推斷斷裂及編號(hào)1—Shaxian formation: calcareous mudstone, siltstone, glutenite; 2—Shimaoshan group: rhyolite, tuffaceous sandstone, dacite, andesite, etc.; 3—Huanglong formation: gray white dolomitic limestone, siliceous rock+Woodland formation: Quartz conglomerate, glutenite, coarse sandstone with siltstone, shale; 4—granite porphyry; 5—inferred unconformity contact boundary; 6—inferred lithology contact boundary; 7—inferred fault and number圖7 古石背地區(qū)地質(zhì)推斷解釋綜合示意Fig.7 Comprehensive diagram of geological inference and interpretation in ancient Shibei area

5 綜合應(yīng)用效果分析

通過(guò)對(duì)研究區(qū)地面伽馬能譜測(cè)量及土壤氡測(cè)量數(shù)據(jù)的處理分析,圈定出綜合物探復(fù)合異常暈圈U1+K1+Rn2、U2+Rn1。這兩個(gè)異常暈圈濃集程度較高,且由活化鈾、古鈾豐度等值線圖可見(jiàn),這兩個(gè)異常所處位置FU>0,為鈾疊加富集區(qū)。AMT測(cè)量成果顯示,這兩個(gè)異常暈圈所處位置存在約300 m厚的賦礦巖層石帽山群,且該處巖石電阻率表現(xiàn)為相對(duì)低阻,為含礦構(gòu)造古石背斷裂的反映。綜合分析認(rèn)為U1+K1+Rn2、U2+Rn1兩個(gè)濃集程度最高的異常暈復(fù)合區(qū)為鈾礦找礦提供的靶區(qū),尤其是U1+K1+Rn2異常暈復(fù)合區(qū),是U、K、Rn的綜合異常暈復(fù)合區(qū),是成礦最有利區(qū)段。

為分析綜合物探方法的應(yīng)用效果,選擇穿過(guò)U1+K1+Rn2復(fù)合異常暈的AMT測(cè)線G16Y04線和地面伽馬能譜、土壤氡測(cè)量線L05線,結(jié)合收集的鉆孔資料來(lái)做簡(jiǎn)單的分析。地面伽馬能譜和土壤氡測(cè)量測(cè)線完全重合,編號(hào)L05,線長(zhǎng)1 200 m,與G16Y04線0~1 200 m完全重合。

由L05線U、K、Th含量及Rn濃度剖面和G16Y04線反演電阻率斷面綜合解釋圖(圖8)可見(jiàn),U1+K1+Rn2復(fù)合異常暈在10~23號(hào)點(diǎn)濃集程度最高,U含量最大值約45×10-6,K含量最大值約8%左右,Rn濃度最大值約33 000 Bq/m3,均達(dá)到異常暈的標(biāo)準(zhǔn),顯示出較好的相關(guān)性。

在相同位置的AMT斷面圖中發(fā)育賦礦巖層石帽山群,該區(qū)段的石帽山群發(fā)育一小型背斜,為鈾礦的富集提供了空間,存在容礦構(gòu)造,且對(duì)應(yīng)位置發(fā)育有斷裂F1和F11,這兩條斷裂為控礦、導(dǎo)礦構(gòu)造。

U、K、Rn復(fù)合異常暈對(duì)淺部及深部含礦信息具有一定的指示作用,能快速圈定鈾成礦的遠(yuǎn)景地段,AMT測(cè)量在攻深找盲階段具有較好的應(yīng)用效果。本次綜合測(cè)量中,U1+K1+Rn2復(fù)合異常暈所在平面位置,結(jié)合AMT斷面圖推斷的控礦斷裂構(gòu)造古石背斷裂及儲(chǔ)礦的低阻空間,是推測(cè)的成礦最有利區(qū)段。該區(qū)段施工了6個(gè)鉆孔,海拔約150~300 m位置揭露的巖性以石帽山群凝灰質(zhì)砂巖為主,其中4個(gè)鉆孔巖石破碎、裂隙發(fā)育,揭露到鈾礦體;海拔約0~150 m位置揭露的巖性以石帽山群安山巖為主,其中4個(gè)鉆孔巖石破碎、裂隙發(fā)育,揭露到鈾礦體;鉆孔深部揭露到黃龍組砂礫巖。該有利區(qū)段和鉆孔中揭露的鈾礦體位置大致吻合,證實(shí)了以土壤氡、地面伽馬能譜以及AMT測(cè)量相結(jié)合的方法在火山巖類型的鈾礦勘查中具有很好的應(yīng)用效果。

1—石帽山群凝灰質(zhì)砂巖;2—石帽山群安山巖;3—黃龍組;4—花崗斑巖;5—推斷不整合接觸界線;6—推斷巖性接觸界線;7—推斷斷裂及編號(hào);8—鈾含量曲線;9—氡濃度曲線;10—鉀含量曲線;11—釷含量曲線;12—鉆孔1—tuffaceous sandstone of Shimaoshan group; 2—andesite of Shimaoshan group; 3—Huanglong formation; 4—granite porphyry; 5—inferred unconformity contact boundary; 6—inferred lithology contact boundary; 7—inferred fault and number; 8—uranium content curve; 9—radon concentration curve; 10—potassium content curve; 11—thorium content curve; 12—borehole圖8 L05線U、K、Th、Rn濃度剖面(a)(b)和G16Y04線反演電阻率及推斷解釋斷面(c)Fig.8 Comprehensive interpretation map of U, K, Th, Rn concentration profile of line L05 (a)(b)and inversion resistivity profile of line G16Y04 (c)

6 結(jié)論

通過(guò)綜合物探研究工作得出了以下幾點(diǎn)結(jié)論,

1) 受古石背斷裂和洋頭里斷裂控制,研究區(qū)中部FU<0,處于淋失狀態(tài);東部和西部FU>0,處于疊加富集期,富集區(qū)呈條帶狀分布。

2) 鈾礦主要賦存的石帽山群在研究區(qū)廣泛發(fā)育,主要分布在淺部,由西向東呈階梯狀厚度遞減,受斷裂F1、F11、F2和F3控制,厚度30~580 m。

3) 建立了研究區(qū)的找礦標(biāo)志,礦體多分布于FU>0的鈾疊加富集區(qū),表現(xiàn)為U、K、Rn的異常復(fù)合區(qū),且濃集程度高,分布于石帽山群巖層中,受斷裂控制明顯,巖石電阻率表現(xiàn)為相對(duì)低阻特征,本次圈定的U1+K1+Rn2、U2+Rn1異常復(fù)合區(qū)濃集程度高,且其分布受導(dǎo)礦、含礦斷裂古石背斷裂的控制明顯,具有較好的成礦前景。

4) 以土壤氡、地面伽馬能譜以及AMT測(cè)量相結(jié)合的方法在火山巖類型的鈾礦勘查中具有很好的應(yīng)用效果。

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