王 濤，嚴家斌，李俊杰，李大雁 ，黃宏業(yè)

（1.中南大學地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083；2.核工業(yè)230研究所，湖南 長沙 410007）

孟公界鈾礦床位于廣西資源縣瓜里鄉(xiāng)香草坪西約1.5km。自1958年以來開展了大量地質、物化探綜合找礦工作，先后發(fā)現(xiàn)6條構造帶。礦區(qū)植被茂盛，第四系覆蓋較厚，巖石裸露少，鈾礦化類型屬構造控制的花崗巖熱液脈型，礦化蝕變主要為赤鐵礦化和黃鐵礦化，因此鈾礦化與圍巖存在激發(fā)極化差異[1－3]。本文通過對礦區(qū)3條剖面激電中梯資料的分析研究，結合普查鉆探成果驗證，顯示了激發(fā)極化法確定礦化帶和礦 （化）體的位置的有效性，為普查鉆探項目找礦提供了可靠的線索。

1 測區(qū)地質概況

孟公界鈾礦床屬于揚子地塊與華南褶皺系過渡帶的江南臺隆西段，武陵山－苗兒山重力異常梯度帶與南嶺重力異常梯度帶的交匯部位。區(qū)內出露巖體主要為豆乍山巖體和香草坪巖體。香草坪巖體的巖性為中粒－中粗粒似斑狀黑云母花崗巖，豆乍山巖體呈巖株產出于香草坪巖體中，巖性為中細?；蚣毩６颇富◢弾r。

測區(qū)斷裂構造發(fā)育，主要構造走向為北北西向和近南北向，次級構造為北東向和近東西向 （圖1）。其中F1為主控礦構造帶，走向呈近南北向，其延長大于2km，向東傾，表現(xiàn)為構造角礫巖、花崗碎裂巖和碎裂花崗巖帶，F(xiàn)2、F3、F4為次級構造呈北西向展布在F1斷裂的東側。

孟公界鈾礦 （化）體多賦存于花崗碎裂巖或碎裂花崗巖以及硅質角礫巖的斷裂構造帶中。上、下盤為印支期香草坪似斑狀黑云母花崗巖。礦化部位蝕變較強，主要以赤鐵礦化為主，屬花崗巖熱液型鈾礦。

測區(qū)共布設了7條剖面 （圖1），測線呈北東70°，垂直于斷裂構造走向，供電極距AB＝600m，測量極距MN＝20m，測點距為10m。測線剖面的巖性較為單一，只有中粗粒黑云母花崗巖與黃鐵礦膠結角礫巖兩種。

2 測區(qū)主要物性資料

標本測試與測井觀測數(shù)據(jù)顯示構造帶中含鈾礦化的角礫巖平均視極化率為5.0%，最高可達7%，圍巖中粗粒黑云母花崗巖平均視極化率為2.0% （表1）。圍巖的平均視電阻率是礦化巖石的3倍多，且礦化巖石視電阻率的變化范圍明顯小于圍巖視電阻率的變化范圍，因此鈾礦區(qū)表現(xiàn)為低阻高極化特征。礦化巖石與圍巖的半衰時也存在明顯差異，礦化巖石的半衰時是圍巖的2倍多。礦化帶與非礦化帶之間的物性差異為激發(fā)極化法在測區(qū)工作提供了依據(jù)。

表1 孟公界地區(qū)巖礦石物性參數(shù)表Table 1 Physical properties parameter of rocks and minerals in Menggongjie region

3 剖面異常特征

0號線與15號線均位于觀測區(qū)南部，豆乍山巖體的北西側，且穿越兩條斷裂構造（圖1）。

0號剖面線的巖體為印支期花崗巖，兩條斷裂構造均出露于地表，鈾礦體賦存于斷裂構造帶中。0號線海拔最低點位于剖面40m處，最高點在140m附近，兩者海拔相差90m左右 （圖2）。

從圖2可見，視電阻率沿測線波動較大，是由于地形和沿測線斷裂構造發(fā)育的影響。從視電阻率曲線圖上可以看到測線0～40m、130～150m呈低阻，分別對應于地表出露的構造破碎帶與隱伏構造在地表的投影，顯示了構造破碎帶對視電阻率的影響。剖面0～30m，60～110m，160～200m為印支期花崗巖出露區(qū)，反映基巖呈高阻特征，視電阻率值為1500～2500Ω·m。在剖面60m處附近視電阻率曲線呈現(xiàn)極大值，在剖面140 m附近，視電阻率曲線呈現(xiàn)極小值。由于對視電阻率曲線沒有做地形校正處理，礦體的體積也相對較小，所以視電阻率異常受地形的影響較大[4]。

圖1 孟公界工作區(qū)構造礦化分布簡略圖Fig.1 Distribution sketch of structure and mineralization in Menggongjie region

圖2 孟公界地區(qū)0號勘探線剖面圖Fig.2 Geological section of exploration line 0in Menggongjie region

在小供電電流及均勻激發(fā)極化條件下，視極化率曲線不受地形起伏影響，只與地下地質體的電化學性質有關[5－6]，視化率異常具反映鈾礦化體賦存的可能性，沿測線有2個高極化區(qū)域，對應視電阻率曲線的低阻區(qū)域，分別位于剖面20～40m和130～150m處。在基巖出露完整區(qū)視極化率值較小且變化平緩，與視電阻率曲線的高阻區(qū)相對應。雖然高極化區(qū)與礦體的賦存區(qū)略有偏離，但還是反映出礦體產生的激發(fā)極化響應。

半衰時作為一種時間域激發(fā)極化法測量參數(shù)的補充，能準確地反映深部礦體的激發(fā)極化特征，它對孟公界鈾礦床的發(fā)現(xiàn)起到了重要的作用[3]。與極化率參數(shù)一樣，它不受地形起伏的影響。半衰時曲線形態(tài)簡單，在剖面上有兩個峰值，分別位于剖面50m與100m處，異常強度分別為2000ms和2300ms左右。其它地段半衰時變化平緩并呈現(xiàn)低值，其值約為400～900ms。50m處的異常點經剝土揭露，在淺層發(fā)現(xiàn)鈾礦體。其后的鉆孔驗證又分別在海拔1380m與海拔1420m處發(fā)現(xiàn)兩段鈾礦體，其中海拔1420m處的鈾礦化體在地表的投影點與在剖面100m處的半衰時異常位置吻合。

據(jù)此，通過觀測視電阻率與視極化率，可以確定淺層與深部構造破碎帶的位置；如果結合半衰時異常分析，則能有效地反映深部鈾礦化的位置。

15號線位于0號線的南側，沿剖面線地形近似水平，測線穿越兩條構造 （圖1），基巖為印支期花崗巖 （圖3）。鈾礦體賦存于地下100m處附近，視電阻率曲線變化范圍較大，其值為800～1800Ω·m，在剖面5～40m、130～140m、90～100m處呈相對低值，前兩個低阻異常與構造破碎帶有關。

視極化率曲線在剖面線5～40m呈極化率高值，異常范圍大，曲線變化陡等特點；在120～180m的視極化率異常則相對較小，具曲線變化緩，異常范圍大的特點。40～120m處視極化率基本小于2%，反映出了低視極化率的印支期花崗巖。125～145m高視極化率地段呈現(xiàn)出 “低阻高極化”特征。

半衰時曲線相對簡單，異常主要集中在剖面20～50m、130～150m附近，異常具有幅值大，范圍窄，曲線變化陡的特點。經鉆孔查明，剖面線50m附近與140m附近的地下均發(fā)現(xiàn)鈾礦體。剖面100～110m處出現(xiàn)一幅值約為1000ms，且變化平緩、范圍窄的弱異常，據(jù)地質資料分析此處無構造且為低極化區(qū)，所以此處無鈾礦賦存。

16號線在0號線的北側，剖面線地形中部隆起，測線穿越兩條構造 （圖1），基巖為印支期花崗巖 （圖4）。視電阻率曲線變化范圍較大，其值為300～2500Ω·m。剖面線0～60m為相對低阻區(qū)域，與構造破碎帶有關。

視極化率曲線在剖面0m附近呈高值、異常范圍小、曲線變化陡等特點；在50m附近與90m附近異常較小，曲線變化緩，異常范圍大。但只在0m附近及50m附近呈現(xiàn)“低阻高極化”特征，前者地下無斷裂或鈾礦體，高視極化率異?？赡芘c花崗巖的結構有關；后者具低阻高極化特征雖不明顯，但大體能反映斷裂帶的存在。

圖3 孟公界地區(qū)15號勘探線剖面圖Fig.3 Geological section of exploration line 15in Menggongjie region

圖4 孟公界地區(qū)16號勘探線剖面圖Fig.4 Geological section of exploration line 16in Menggongjie region

半衰時曲線形態(tài)簡單，呈現(xiàn)兩處異常，分別位于剖面線20m附近與80m附近，前者異常具有幅值大、范圍窄、曲線變化陡的特點，后者異常不明顯。剖面40m處鈾礦體近乎出露于地表，礦體的賦存區(qū)與 “低阻高極化”和 “長半衰時”特征區(qū)均存在一定偏差，但半衰時曲線極大值位置與礦體賦存位置偏差相對較小。經鉆孔查明在剖面線90m左右的地下發(fā)現(xiàn)鈾礦體，半衰時曲線與視電阻率曲線均沒有明顯的異常，只有視極化率參數(shù)出現(xiàn)較小的極大值異常，該異?？赡芘c深部的鈾礦有關。從地質剖面圖 （圖4c）中看出鈾礦體賦存于地下約200m處，供電極距AB的距離僅600m，推測激電參數(shù)曲線異常不明顯的原因可能是供電極距過小無法反映出較深部的礦體異常[7]。

4 結論與建議

研究表明，在巖體較為單一的孟公界鈾礦區(qū)，視電阻率異常、激電異常與構造破碎帶、礦化之間存在著良好的對應關系。低阻高極化區(qū)通常指示了構造破碎帶的存在，但對鈾礦化位置的指示能力較弱。而半衰時則可指示鈾礦化體的存在，異常區(qū)域與鈾礦化體在地表投影點一致性較好。但對構造破碎帶的反映能力較差。因此利用視電阻率、視極化率、半衰時參數(shù)可以優(yōu)勢互補，有效地發(fā)現(xiàn)鈾礦體的存在，可以區(qū)分構造異常與鈾礦化異常。本次激電中梯法所選擇的供電極距較小，深部的鈾礦體異常不能較好地反映出來，故在條件允許的情況下，應采用更大的供電極距。由于這3種參數(shù)均不能有效地反映礦化體的埋藏深度，因此需在異常區(qū)開展大地電磁測深工作以確定異常體的空間位置。

[1]李金銘.地電場與電法勘探 [M].北京：地質出版社，2005.

[2]金和海.鮑家火山盆地電法找鈾礦效果與找礦前景分 析 [J].鈾 礦 地 質，2006，22 （6）：361－367.

[3]周肖華.江西臨川鮑家火山盆地北坑、施家礦床鈾成礦特征及找礦方向 [J].華東鈾礦地質，2004，（1）：36－40.

[4]Chen Shaoqiu.Application of induced polarization method to prospecting the fracture altermated belts－type gold [J].Journal of Central South U－niversity of Technology，2003，34（6）：674－677.

[5]Oldenburg D W，Li Y.Estimating depth in dc resistivity and IP surveys [J].Geophysics，1999，64（2）：403－416.

[6]Slater L D，Lesmes D.IP interpretation in environmental investigation [J].Geophysics，2002，67（1）：77－88.

[7]張 巍，柳建新，劉海飛.中梯裝置供電電極位置對激電法觀測結果影響的實驗研究 [J].物探化探計算技術，2011，33 （3）：309－313.