王家躍，況 鵬， 馬戰(zhàn)軍，虞 航

（1.核工業(yè)290研究所，廣東 韶關 512026；2.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團鈾資源勘查與評價技術重點實驗室，北京 100029）

利用三維成像技術開展空間鈾含量分布研究及應用

王家躍1，況 鵬1， 馬戰(zhàn)軍1，虞 航2

（1.核工業(yè)290研究所，廣東 韶關 512026；2.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團鈾資源勘查與評價技術重點實驗室，北京 100029）

收集整理廣東省南雄市坪下水地區(qū)40個鉆孔伽馬測井數(shù)據(jù)等資料，利用計算機三維成像技術開展空間鈾含量分布研究，將測井數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為直觀的三維圖像，表征研究區(qū)的鈾礦化信息；通過進一步挖掘利用鉆孔伽馬測井數(shù)據(jù)信息，結(jié)合地質(zhì)、磁測資料，分析鈾成礦有利部位，為今后該地區(qū)的鈾礦地質(zhì)找礦工作提供參考。

空間鈾含量分布；三維成像技術；鈾含量等值體

早期的鉆孔空間鈾含量分布方法由于受計算機技術的局限，只能依靠手工統(tǒng)計處理測井數(shù)據(jù)信息，在二維空間繪制簡單的鈾含量展布圖，雖然前人利用此方法取得了一定的成果［1-2］，但傳統(tǒng)方法往往工作量較大，且易受主觀因素影響，工作效率較低，導致該方法的優(yōu)勢未能得到充分發(fā)揮，應用效果不明顯。

隨著現(xiàn)代電子信息技術的飛速發(fā)展，計算機三維成像技術得到了廣泛應用，借助先進的計算機三維成像技術，可以快速、準確、有效地把眾多鉆孔伽馬測井數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為直觀的三維圖像表達。鉆孔空間鈾含量分布方法，是基于鉆孔伽馬測井數(shù)據(jù)信息，利用圖解趨勢的方法，把區(qū)域內(nèi)眾多鉆孔的伽馬測井數(shù)據(jù)信息綜合統(tǒng)計處理，以直觀的圖像展現(xiàn)鈾含量空間展布形態(tài)和變化趨勢，并通過分析其展布形態(tài)特征和變化趨勢，預測鈾成礦有利部位或含（控）礦隱伏構造。筆者系統(tǒng)收集整理廣東省南雄市坪下水地區(qū)鈾礦普查項目找礦成果資料，以2006—2008年施工的40個鉆孔伽馬測井數(shù)據(jù)為基礎，應用加拿大Geosoft公司開發(fā)的Qasis Montaj軟件進行綜合分析處理和三維插值，并進行鈾含量等值體成像和切片分析，最后結(jié)合區(qū)內(nèi)已有地質(zhì)、物探成果資料進行分析，綜合預測了兩個鈾成礦有利區(qū)域。

1 方法原理

在鈾礦地質(zhì)勘查工作中，鉆孔伽馬測井數(shù)據(jù)在通常情況下反映了所測巖礦石中的鈾元素含量信息，是鈾礦化信息的主要載體，其數(shù)值大小反映了地層中鈾元素的富集程度，數(shù)值越大，表明地層中鈾元素的富集程度越高，當富集的程度和規(guī)模達到工業(yè)指標要求時，也就形成了礦體，未達到工業(yè)指標要求的部分形成了礦暈，可以說礦體和礦暈無本質(zhì)差別，它們的物質(zhì)來源、形成條件和形成時間均是相同或相近的，礦體和礦暈只是礦物元素富集程度上的差別而已，有礦體就有礦暈，礦體處在礦暈中，其規(guī)模一般遠遠大于礦體，礦暈是找礦的一個重要標志，是空間鈾含量分布方法的主要研究對象。

區(qū)域內(nèi)不同位置的鉆孔伽馬測井數(shù)據(jù)，實質(zhì)上構成了一個三維空間場，利用計算機三維成像技術開展空間鈾含量分布研究，分析礦體或礦暈在三維空間的產(chǎn)出形態(tài)和變化規(guī)律，可用于推斷含（控）礦隱伏構造，以及輔助分析鈾成礦規(guī)律等，預測鈾成礦有利部位。

2 鈾含量等值體成像及斷面切片

2.1 異常限及著色標準

按照數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋等相關規(guī)范，對區(qū)內(nèi)40個鉆孔伽馬測井數(shù)據(jù)進行處理、統(tǒng)計認為坪下水地區(qū)鈾含量背景值為47×10-6eU，標準離差為 16.6。參照地球化學普查規(guī)范，把鈾含量分布劃分為低異常、低、偏低、背景、高、偏高和高異常等7個區(qū)，各劃分區(qū)以漸變形式著色，選擇RGB色彩模式，從低異常區(qū)至高異常區(qū)，色彩由藍色逐漸過度到青色、 綠色、 黃色、 橙色、 紅色和洋紅色，各區(qū)具體劃分情況和著色標準如表1和圖1。

表1 鈾含量分布劃分及著色標準Table 1 Uranium content classification and its coloring standard

圖1 鈾含量分布直方圖及著色實例Fig.1 Histogram of uranium content and a coloring case

2.2 鈾含量等值體及斷面切片

結(jié)合相應鉆孔的偏斜數(shù)據(jù)等資料，分別計算確定每一個伽馬測井數(shù)據(jù)點的三維空間坐標，利用計算機三維成像軟件在三維空間開展數(shù)據(jù)插值和體元成像，即在三維空間繪制鈾含量等值體。

本次空間鈾含量分布研究選擇加拿大Geosoft公司研制的Qasis Montaj軟件進行數(shù)據(jù)插值和等值體成像，網(wǎng)格間距選擇50 m× 50 m×50 m。為了更好地研究鈾含量空間展布特征和變化趨勢，運用等值體限值顯示技術，重點突出顯示了高值區(qū)和高值異常區(qū)的空間展布形態(tài)和變化趨勢；運用斷面切片技術，分別從空間坐標的z、y和x三個方向?qū)︹櫤康戎刁w進行斷面切片，切片間距50m，分別獲取水平斷面圖18幅，橫斷面圖31幅，縱斷面圖26幅，如圖2。通過一系列技術手段，直觀詳細地展現(xiàn)了坪下水地區(qū)鈾含量空間展布形態(tài)特征和變化趨勢。

3 鈾成礦有利信息分析

空間鈾含量分布成像結(jié)果顯示，斷面中紅色（洋紅色）區(qū)域為鈾含量高值（異常）區(qū)，其直接表示鈾元素富集，通過分析研究其展布特征和分布規(guī)律，可以有效預測鈾成礦有利部位。

3.1 鈾含量空間展布特征

鈾含量等值體顯示，鈾含量高值等值體主要集中分布在研究區(qū)的東北角，存在NWSE向展布特征，由NW向SE方向側(cè)伏。

鈾含量等值體斷面切片顯示，研究區(qū)鈾含量分布存在明顯的條帶狀分布特征，等值線梯度變化密集帶清晰，鈾含量高值場暈總體呈現(xiàn)NE－SW向展布，展布方向近45°，由NW向SE方向側(cè)伏，側(cè)伏角度大致在40°左右；鈾含量高值場暈分布不均，局部存在錯斷扭曲現(xiàn)象，呈現(xiàn)NW－SE向展布特征，其特征較明顯的有兩組：一組分布于研究區(qū)東北角，鈾含量高值場暈在100 m標高及以下部位出現(xiàn)明顯的NW-SE向展布，具有向NW方向發(fā)展延伸的趨勢；另一組分布于研究區(qū)西南角，雖然鈾含量高值場暈不明顯，但具有明顯的NW向條帶狀分布特征，存在向NW方向發(fā)展延伸的趨勢。綜合橫斷面及縱斷面可以看出，由東向西，鈾含量高值場暈規(guī)模具有由大變小再變大的趨勢，在DY38523000斷面附近，鈾含量高值場暈存在明顯的被錯斷扭曲的現(xiàn)象，在錯斷扭曲部位以西，鈾含量高值場暈規(guī)模變大，向深部側(cè)伏延伸有突然變陡的趨勢；由南向北，鈾含量高值場暈規(guī)模由小變大，在DX2784300斷面附近存在明顯的錯斷扭曲現(xiàn)象，在錯斷扭曲部位以北，鈾含量高值場暈規(guī)模突然變大，由南向北具有向深部大角度側(cè)伏延伸的特征。

3.2 鈾含量空間展布地質(zhì)解釋

圖3 地質(zhì)斷面分析解釋與空間鈾含量分布Fig.3 Interpretation of geological cross-section and spatial uranium content distribution

綜合區(qū)內(nèi)地質(zhì)成果資料［3］，區(qū)內(nèi)的鈾含量高值場暈主要為區(qū)內(nèi)糜棱巖帶、部分中（細）粒花崗巖和部分輝綠巖脈的鈾含量特征反應，鈾含量低值場暈主要為區(qū)內(nèi)砂礫巖、硅化構造角礫巖的特征反應。如圖3為DX2784300橫斷面圖和相應的地質(zhì)斷面圖，斷面圖上顯示，鈾含量高值場暈總體沿南雄斷裂帶下盤的糜棱巖帶產(chǎn)出，但明顯分布不均，局部存在明顯的錯斷扭曲現(xiàn)象，斷面圖中鈾含量高值場暈在DY38523000斷面附近受到了明顯的錯斷扭曲，在錯斷扭曲部位以西區(qū)域，鈾含量高值場暈規(guī)模變大，與之對應的地質(zhì)斷面上顯示為中（細）?；◢弾r體，兩者形態(tài)特征一致；在錯斷扭曲部位以東區(qū)域，與鈾含量高值場暈相對應的地質(zhì)斷面顯示為輝綠巖脈發(fā)育，已發(fā)現(xiàn)的一個工業(yè)礦體處在輝綠巖脈與糜棱巖帶接觸部位。

3.3 鈾含量空間展布與磁測結(jié)果的解釋

綜合區(qū)內(nèi)地面高精度磁法測量成果資料［4］（圖4），主等值線圖為該區(qū)地面高精度磁法測量成果化極磁異常向上100 m解析延拓等值線圖，藍色虛線為低磁帶，黑色線框為空間鈾含量分布研究區(qū)，右下角為相應的空間鈾含量分布DZ100水平斷面展布圖。磁法測量成果認為：1）存在一條明顯的SW-NE向的低磁異常分界線，分界線NW向有大量花崗巖體出露，表現(xiàn)為大范圍的高磁異常，SE向為大范圍的砂巖出露及第四紀覆蓋，表現(xiàn)為低磁，綜合認為分界線為南雄斷裂帶所在；2）存在兩條NW-SE向的低磁異常帶，推斷為南雄斷裂帶上的次級斷裂。

綜合相應的空間鈾含量分布水平斷面展布圖可以看出，鈾含量分布也存在一條明顯的SW-NE向分界線，分界線NW向總體表現(xiàn)為鈾含量高值異常，SE向為鈾含量低值區(qū)；還存在兩條NW-SE向的鈾含量高值異常帶，尤其是113礦點附近的鈾含量高值異常帶最為明顯，其鈾含量高值場與低磁異常帶在空間位置上吻合很好。

4 成礦有利區(qū)段綜合預測

綜合上述表明，南雄斷裂帶下盤的糜棱巖帶為本區(qū)提供了較好的鈾成礦環(huán)境，在有次級構造穿過或后期巖體侵入的部位，較容易形成具有工業(yè)價值的鈾礦體，因此，尋找南雄斷裂帶上的次級構造，以及尋找穿插在糜棱巖帶中的后期侵入巖體，是本區(qū)開展鈾礦勘查工作的重要方向。

結(jié)合區(qū)內(nèi)已有地質(zhì)、物探成果資料，綜合推斷預測認為，研究區(qū)內(nèi)存在A、B兩個區(qū)域?qū)︹櫝傻V有利（圖5），A、B區(qū)正好都位于高磁體轉(zhuǎn)折部位，與NW-SE向分布的條帶狀低磁帶吻合很好，尤其是B區(qū)，鈾含量高值場暈明顯，其變化趨勢與展布特征均與低磁帶吻合很好，A區(qū)雖然鈾含量高值場暈不明顯，但其變化趨勢與低磁帶吻合也較好，且A區(qū)鉆孔揭露較少，因此認為A和B區(qū)的發(fā)展延伸區(qū)均具有較好的鈾成礦遠景，此兩個區(qū)域可能存在NW-SE向的含（控）礦隱伏構造。

圖4 綜合地面高精度磁法測量成果分析解釋圖Fig.4 Interpretation of com prehensive ground high-precision magneticmeasurement

圖5 鈾成礦有利部位預測成果圖Fig.5 Prediction of uranium m ineralization area

5 結(jié) 論

本次在坪下水地區(qū)，利用計算機三維成像技術開展鉆孔空間鈾含量分布研究及應用，取得了較好的應用效果。通過快速有效地將伽馬測井數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成直觀的三維圖像，表征了坪下水地區(qū)空間鈾含量的展布形態(tài)和變化趨勢；結(jié)合后期的鉆探成果資料進行對比分析顯示，鈾含量高值場暈及其延伸展布區(qū)較好反應了鈾成礦有利部位；最后綜合地質(zhì)、物探成果資料，推斷預測了A、B兩個鈾成礦有利區(qū)。建議在今后的找礦工作中，加強A、B兩個區(qū)的探索研究，尤其是B區(qū)，注意是否存在NW-SE向的含（控）礦隱伏構造。

［1］劉儒.在發(fā)展和擴大中村礦床中的物探工作［C］//鞠炳勛.華南鈾礦物化探經(jīng)驗論文匯編，韶關:核工業(yè)華南地勘局，1992:62-66.

［2］曾正枝.運用空間伽馬場規(guī)律指導找礦［C］//鞠炳勛.華南鈾礦物化探經(jīng)驗論文匯編，韶關:核工業(yè)華南地勘局，1992:132-138.

［3］王聯(lián)社，江衛(wèi)兵，王家躍.廣東省南雄市坪下水地區(qū)鈾礦普查報告［R］.韶關:核工業(yè)290研究所，2010.

［4］佟拓，譚捍東，劉俊華.廣東省南雄市坪下水地區(qū)高精度磁力勘探和相位激電測深［R］.韶關:核工業(yè)290研究所，2007.

Study and app lication of spatial uranium content distribution based on 3D imaging technique

WANG Jiayue1，KUANG Peng1，MA Zhanjun1，YU Hang2
（1.Research Institute No.290，CNNC，Shaoguan，Guangdong 512026，China；2.CNNC Key Laboratory of Uranium Resource Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China）

Based on collecting and sorting out 40 boreholes gamma logging data in Pingxiashui area of Nanxiong， Guangdong， 3D imaging technique was used to study the spatial uranium content distribution and convert gamma logging data into 3D image which usually shows the uranium mineralization information in Pingxiashui area.Further interpretation of borehole gamma logging data was carried out with geological information and magnetic prospecting data，uranium mineralization districtwas predicted，which provided good evidence for the uranium prospecting in Pingxiashuiarea.

spatial uranium content distribution；3D imaging technique；uranium content contour

TP391；P619.14

A

1672-0636（2015）01-0029-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2015.01.006

2014-08-22；

2014-12-04

王家躍（1982—），男，云南彌勒人，工程師，主要從事放射性礦產(chǎn)地球物理勘查及研究。

E-mail：99188026@qq.com