郭方晶 ， 劉 祜 ， 趙 丹

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) （北京）， 北京 100083；2.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029）

重力資料在碳硅泥巖型鈾礦床預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
——以修水—寧國(guó)地區(qū)為例

郭方晶1，2， 劉 祜2， 趙 丹2

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) （北京）， 北京 100083；2.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029）

在介紹修水—寧國(guó)地區(qū)鈾成礦地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，根據(jù)重力資料解譯出了與鈾成礦關(guān)系密切的不同規(guī)模的斷裂構(gòu)造、侵入巖體等地質(zhì)要素，進(jìn)而總結(jié)了鈾成礦的重力異常找礦標(biāo)志，為下一步的鈾礦勘查和分析找礦前景提供有利依據(jù)。

重力異常；修水—寧國(guó)地區(qū)；碳硅泥巖型鈾礦；斷裂構(gòu)造

碳硅泥巖型鈾礦床是我國(guó)四大工業(yè)鈾礦床類型之一，系指產(chǎn)于未變質(zhì)或弱變質(zhì)海相碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、泥巖及其過(guò)渡類型中的鈾礦床［1］。碳硅泥巖厚度大，層位穩(wěn)定，富含有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦、泥質(zhì)、硅質(zhì)和磷質(zhì)，能大量富集鈾。因而，碳硅泥巖的鈾背景值高，可在特定的地質(zhì)條件下產(chǎn)生的良好鈾源層。鈾源層中的鈾能進(jìn)一步通過(guò)沉積成巖、淋積疊加或熱液改造等方式富集成礦，從而形成具有工業(yè)開采價(jià)值的鈾礦床。本文通過(guò)對(duì)修水—寧國(guó)碳硅泥巖型鈾成礦區(qū)內(nèi)重力資料的分析及解釋，劃分出了斷裂構(gòu)造，圈定了侵入巖體，為重力資料在我國(guó)碳硅泥巖型鈾礦預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)中發(fā)揮重要作用提供了思路。

1 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景

修水—寧國(guó)研究區(qū)（圖1）處于揚(yáng)子陸塊內(nèi)，地跨幕阜山（鄂東）被動(dòng)邊緣盆地、江南古島弧及下?lián)P子（蘇皖）前陸盆地3個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，研究區(qū)南部江南古島弧單元中發(fā)育九嶺隆起帶。九嶺隆起帶以北地區(qū)是該礦區(qū)重要的鈾礦化發(fā)育地區(qū)（漆富城等，2009）。

區(qū)內(nèi)地層發(fā)育齊全，從中元古界到新生界均有不同程度的發(fā)育分布，以修水地區(qū)為例，出露的地層由下到上分別為中元古界雙橋山群（大區(qū)域上稱板溪群），新元古界青白口系—震旦系，下古生界寒武系、奧陶系、志留系，上古生界，中生界下三疊統(tǒng)、中三疊統(tǒng)、侏羅系，新生界新近系、第四系。

2 研究區(qū)鈾成礦地質(zhì)背景

2.1 研究區(qū)地質(zhì)概況

修水—寧國(guó)地區(qū)位于九嶺隆起帶北緣，有以下地質(zhì)特征：（1）主要由硅鋁殼組成；（2）新元古代以來(lái)，長(zhǎng)期隆起出露地表遭受充分的侵蝕改造作用；（3）中生代以來(lái)隆起帶斷裂作用強(qiáng)烈，沿?cái)嗔寻l(fā)生廣泛的巖漿侵入活動(dòng)，使基底地層得以受到充分熱改造。

研究區(qū)為弧后盆地沉積環(huán)境，發(fā)育兩個(gè)盆地中心：一是修水地區(qū)；另一個(gè)是休寧地區(qū)。前者為EW向展布，后者為NE向。進(jìn)入中生代斷塊運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，受斷塊運(yùn)動(dòng)影響，隆起帶邊緣基底和蓋層呈殘留斷塊狀。

2.2 含礦層巖性特征

圖1 修水—寧國(guó)鈾礦區(qū)地質(zhì)圖（據(jù)何中波等，2009）Fig.1 Geological map of Xiushui-Ningguo uranium properties （After He Zhongbo， et al.， 2009）

研究區(qū)碳硅泥巖型鈾礦化主要位于上震旦統(tǒng)和下寒武統(tǒng)。含礦層上震旦統(tǒng)下部以白云質(zhì)灰?guī)r為主，上部以硅質(zhì)巖為主。下寒武統(tǒng)下部以泥巖、頁(yè)巖為主，含有較多的硅質(zhì)巖；上部以泥巖或頁(yè)巖為主，含炭、泥、硅、磷，或碳、硅、泥巖互為夾層，它們是該區(qū)域賦礦巖石的主要特征。因此，被稱為是不同巖性和沉積相帶過(guò)渡型沉積，屬于弧后陸表淺海盆地或海溝等較封閉還原環(huán)境中的沉積層。碳硅泥巖型鈾礦床主要見于修水地區(qū)，東段寧國(guó)一帶，目前只發(fā)現(xiàn)一些鈾礦點(diǎn)及異常點(diǎn)。

3 重力資料應(yīng)用實(shí)例

3.1 研究區(qū)重力場(chǎng)特征分析

圖2給出了研究區(qū)內(nèi)1:20萬(wàn)布格重力場(chǎng)異常圖，異常范圍為-7.81～0.72 μm/s2。在研究區(qū)的東、西兩端各存在一處面積較大的負(fù)值異常圈閉，中部地區(qū)則表現(xiàn)為正值異常。在區(qū)域重力異常圖（圖3）上表現(xiàn)為同樣的特征。東、西兩端的重力負(fù)值異常區(qū)對(duì)應(yīng)于大面積出露的花崗巖體，中部近SN向的重力正值異常區(qū)大部分被第四系覆蓋或有大面積老地層出露。西部負(fù)值異常區(qū)內(nèi)有幕阜山、九嶺和九宮山等巖體，東部負(fù)值異常區(qū)內(nèi)有九華山、伏嶺和績(jī)溪等巖體。在剩余重力異常圖（圖4）上，重力正、負(fù)異常分布較復(fù)雜，呈條帶狀或團(tuán)塊狀，說(shuō)明淺部地層變化較復(fù)雜，但在布格重力異常和區(qū)域重力異常圖上顯示的重力負(fù)異常依然存在。根據(jù)區(qū)域重力異常展布特征和地殼均衡理論，推測(cè)東部和西部?jī)商庁?fù)值異常區(qū)為基底凹陷引起，而中部的正值異常區(qū)可能是由基底相對(duì)隆起引起。

3.2 斷裂構(gòu)造的劃分

圖2 修水—寧國(guó)地區(qū)布格重力異常圖Fig.2 Bouguer gravity anomaly map of Xiushui-Ningguo area

圖3 修水—寧國(guó)地區(qū)區(qū)域重力異常圖Fig.3 Regional gravity anomaly map of Xiushui-Ningguo area

圖4 修水—寧國(guó)地區(qū)剩余重力異常圖Fig.4 Residual gravity anomaly map of Xiushui-Ningguo area

圖5 修水—寧國(guó)地區(qū)布格重力異常與斷裂構(gòu)造疊合圖Fig.5 The superposition map of Bouguer gravity anomaly and faults of Xiushui-Ningguo area

斷裂構(gòu)造對(duì)碳硅泥巖型鈾礦成礦具有重要的作用。無(wú)論是在布格重力異常圖上，還是在經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換后的各類重力異常圖上，斷裂構(gòu)造均有不同程度的反映。斷裂構(gòu)造的劃分主要以布格重力異常為基礎(chǔ)資料，結(jié)合剩余重力異常和區(qū)域重力異常等其他重力資料進(jìn)行綜合分析研究。根據(jù)剩余重力異?？梢愿玫赝茢鄿\部或規(guī)模較小的斷裂，區(qū)域重力異常則通?？煞从成畲髷嗔眩渌亓?shù)據(jù)處理后的成果也能提供與斷裂構(gòu)造解釋相關(guān)的信息［2］。識(shí)別斷裂構(gòu)造的依據(jù)如下：（1）布格重力場(chǎng)水平方向?qū)?shù)呈串珠狀、條帶狀異常的極值軸線；（2）不同重力場(chǎng)特征的分界線；（3）沿一定方向延伸的布格重力異常梯級(jí)帶；（4）剩余重力異常的線性零值線；（5）重力異常突然錯(cuò)動(dòng)的界線；（6）重力異常呈線性的同向彎曲、截?cái)?、局部膨大或收斂等?］。根據(jù)布格重力異常、剩余重力異常等在修水—寧國(guó)地區(qū)推測(cè)出的斷裂構(gòu)造如圖5所示。

根據(jù)重力資料推斷的斷裂共有64條，其中一般斷裂30條，深大斷裂34條。本區(qū)內(nèi)大部分鈾礦點(diǎn)分布在F2-5、F2-6、F2-36等深大斷裂附近，或其他斷裂交匯部位。這些斷裂規(guī)模較大且控制了本區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)本區(qū)域的鈾成礦有重要作用。由圖5可見，本區(qū)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，斷裂走向主要為NNE、NE、NW向。根據(jù)重力異常形態(tài)及重力異常梯度帶的相互切穿關(guān)系分析，初步認(rèn)為NNE向和NE向斷裂形成時(shí)間較早，NW向斷裂形成時(shí)間較晚。但也有局部的重力異常展布及切穿關(guān)系有異于上述論斷，表明NNE向及NE向斷裂晚期尚有活動(dòng)。同時(shí)推測(cè)本區(qū)NNE向深大斷裂、NNW向深大斷裂及NEE向斷裂為控巖、控盆斷裂，其中斷裂F1-3、F1-5、F2-7等斷裂控制了西部的花崗巖體范圍，F(xiàn)1-19、F2-32、F2-36等斷裂控制了東部的花崗巖體范圍；F2-11斷裂控制了研究區(qū)西部重力負(fù)異常的東邊界，為區(qū)域性深大斷裂；F2-5、F2-10斷裂位于幕阜山巖體、九宮山巖體、九嶺巖體之間，在此斷裂周圍已發(fā)現(xiàn)多個(gè)礦床、礦點(diǎn)，它控制了巖體的產(chǎn)出位置；F1-4斷裂為推測(cè)的隱伏斷裂，在布格重力異常圖和區(qū)域重力異常圖上均有反映，應(yīng)為區(qū)域性深大斷裂，它控制了幕阜山巖體的東邊界、九嶺巖體和九宮山巖體的西邊界。

已知的鈾礦體（點(diǎn)）主要分布于深大斷裂的附近，受深大斷裂控制。這些深大斷裂貫穿蓋層和基底，為熱液的上升提供了通道，切穿了鈾源層，為鈾活化、轉(zhuǎn)移和沉淀創(chuàng)造了條件。

3.3 侵入巖體的圈定

由于地質(zhì)特征、擠壓環(huán)境與自身熱液系統(tǒng)的差異，從地下不同深度上侵的巖漿侵入到地層中后其表現(xiàn)也有差異［4］。這些差異在重力場(chǎng)上表現(xiàn)為不同的重力場(chǎng)特征。研究區(qū)的圍巖主要是雙橋山群淺變質(zhì)巖、硐門組砂巖和陡山沱組、燈影組下部，以及楊柳崗組碳硅泥巖和古近系紅層堆積、砂礫巖及礦化蝕變巖、閃斜煌斑巖，而含礦巖性主要以花崗巖類及花崗閃長(zhǎng)巖類為主，由于花崗巖密度相對(duì)圍巖來(lái)說(shuō)普遍較小，故在其巖體上方都會(huì)有明顯的環(huán)形重力低值異常，所以利用布格及剩余重力異?？蓪?duì)巖體的侵位狀態(tài)進(jìn)行初步判定，這對(duì)評(píng)價(jià)礦區(qū)巖體的鈾成礦有利度意義重大，因?yàn)榛◢弾r體外楔形斷塊區(qū)是形成碳硅泥巖型鈾礦的有利部位［2］。一般情況下，剩余重力負(fù)異常的范圍基本能夠反映巖體的大致范圍，負(fù)異常的變化同時(shí)也反映巖體厚度的變化，如果巖體厚度變化小且厚度不大，則剩余重力異常值變化較緩且異常值相對(duì)較高；如果巖體厚度變化大且厚度較大，則剩余重力異常值變化較快且較低。根據(jù)巖體上方出現(xiàn)的局部環(huán)形剩余重力負(fù)異?？纱笾氯Χ◣r體的范圍［5］。環(huán)形重力異常通常也能反映地表和地下一定深度內(nèi)環(huán)形地質(zhì)構(gòu)造和作用。

根據(jù)布格及剩余重力異常，共圈定了15個(gè)酸性巖體及其大致邊界（圖6、7），其中較大的巖體有R6、R7、R5、R16等。推斷的R6花崗巖體基本與幕阜山巖體一致，巖體周邊分布有多個(gè)礦床礦點(diǎn)；推斷的R7花崗巖體基本與已知的九嶺花崗巖體一致，在巖體北部已發(fā)現(xiàn)多個(gè)礦床、礦點(diǎn)，其周邊的斷裂附近應(yīng)是有利成礦地段；R5巖體與九宮山巖體基本一致，在巖體的南部分布有多個(gè)鈾礦點(diǎn)；推斷的R16花崗巖體基本與九華山巖體一致，在巖體的西南面有兩個(gè)鈾礦點(diǎn)；R17為根據(jù)重力場(chǎng)特征推測(cè)的隱伏巖體，在巖體的西部已發(fā)現(xiàn)多個(gè)礦床、礦點(diǎn)。

圖6 修水—寧國(guó)地區(qū)布格重力異常與推斷酸性巖體疊合圖Fig.2 The superposition map of Bouguer gravity anomaly and inferred acidic rock body in Xiushui-Ningguo area

圖7 修水—寧國(guó)地區(qū)重力推斷地質(zhì)成果圖Fig.7 Gravity inferred geologic result of Xiushui-Ningguo area

鈾礦床（點(diǎn)）基本上都產(chǎn)于環(huán)形重力低異常的邊緣（圖6），并且主要位于布格重力異常扭曲部位，而這種部位通常是深大斷裂的交匯部位。鈾礦化與此環(huán)形重力低異常的關(guān)系表明了以下幾點(diǎn):（1）產(chǎn)鈾或與鈾礦化有關(guān)的巖體規(guī)模較大；（2）鈾礦化受深部地質(zhì)作用控制明顯，深部大規(guī)模的巖漿活動(dòng)、深斷裂作用是導(dǎo)致鈾礦床形成的重要因素。

由已知鈾礦點(diǎn)分布可知，花崗巖體周邊深大斷裂附近是鈾成礦的有利空間，花崗巖體深部往往為巖漿侵入中心，可提供高溫流體，有利于鈾的活化、轉(zhuǎn)移，同時(shí)花崗巖體本身也可能提供鈾源，有利于成礦。

4 結(jié) 論

（1）區(qū)域性深大斷裂帶控制含鈾沉積建造、巖漿活動(dòng)的分布，它是深部熱液上升的通道，對(duì)碳硅泥巖型鈾礦成礦和鈾礦床的產(chǎn)出有重要作用，一般斷裂構(gòu)造往往控制了礦體的位置，尤其是在斷裂交匯部位，更是成礦有利位置。

（2）花崗巖體對(duì)成礦有重要影響，鈾礦床（點(diǎn)）主要分布在環(huán)形重力低異常的邊緣，即酸性巖體周圍，并且主要位于重力異常等值線的扭曲部位。這些巖體可以提供鈾源，在巖體侵入過(guò)程中，豐富的熱液及熱動(dòng)力作用對(duì)鈾的浸出、活化、遷移和富集有著重要作用?；◢弾r體由于密度較小，在重力場(chǎng)上顯示為低場(chǎng)特征。

總之，區(qū)域環(huán)形重力低值異常周圍及異常錯(cuò)斷部位、過(guò)渡部位都是碳硅泥巖型鈾礦成礦的有利空間。由此可見，根據(jù)重力資料可以解譯出與鈾成礦關(guān)系密切的不同規(guī)模的斷裂構(gòu)造、侵入巖體等地質(zhì)要素，尤其是在研究隱伏斷裂和圈定巖體方面具有顯著作用。因此在碳硅泥巖型鈾礦預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)中，應(yīng)充分利用重力資料解釋的成果。

［1］劉興忠，張待時(shí)，羅長(zhǎng)本，等.碳硅泥巖型鈾礦找礦指南［C］//中國(guó)鈾礦找礦指南.北京:中國(guó)核工業(yè)總公司地質(zhì)總局，1997:209-255.

［2］舒孝敬.重力、航磁資料在花崗巖型鈾礦成礦研究中的應(yīng)用［J］.鈾礦地質(zhì)， 2004， 20（2）:99-109.

［3］黃世杰.碳硅泥巖型鈾礦找礦的地質(zhì)判據(jù)［C］//碳硅泥巖型鈾礦床文集.北京:原子能出版社，1980.

［4］舒孝敬.環(huán)形地球物理異常及其找礦的意義［J］.國(guó)外鈾金地質(zhì)（現(xiàn)名：世界核地質(zhì)科學(xué)），1992，3（2）:75-80.

［5］舒孝敬，管南生，李學(xué)訓(xùn)，等.根據(jù)重磁場(chǎng)研究討論桂北地區(qū)的鈾成礦特點(diǎn)［J］.鈾礦地質(zhì)，1995，11（3）:147-153.

Application of gravity data to the prognosis of carbonaceoussiliceous-pelitic rock uranium deposit—A case study of Xiushui-Ningguo area

GUO Fang-jing1，2， LIU Hu2， ZHAO Dan2
（1.China University of Geosciences（Beijing）， Beijing 100083， China；2.CNNC Key Laboratory of Uranium Resources Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

This article first introduced the geologic setting of Xiushui-Ningguo area，then used the gravity data to explain some geologic features at different scales such as faulted structure，intrusive massifs which have close relationship with uranium mineralization，and to infer the underlying fault and buried plutons， and finally summarized gravity anomaly symbol for prospecting uranium mineralization，which can provide the favorable criteria for uranium investigation of the next step.

gravity anomaly； Xiushui-Ningguo area； carbonaceous-siliceous-pelitic rock uranium deposit；faulted structure

P631.1；P619.14

A

1672-0636（2012）01-0035-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2012.01.006

2011-09-20；

2011-11-23

郭方晶（1985—），女，陜西西安人，碩士研究生，專業(yè)：礦產(chǎn)普查與勘探，主要從事固體礦產(chǎn)資源勘查與評(píng)價(jià)研究。

E-mail:gfj_007@163.com