宋振濤， 賀海揚， 沈正新， 孟凡興， 邱崇濤， 管少斌

(1.核工業(yè)航測遙感中心，石家莊 050002； 2.鈾資源地球物理勘查技術中心重點實驗室，石家莊 050002)

綜合物探方法在江西馬嶺地區(qū)花崗巖型鈾礦勘查中的應用

宋振濤1,2， 賀海揚1,2， 沈正新1， 孟凡興1， 邱崇濤1,2， 管少斌1

(1.核工業(yè)航測遙感中心，石家莊 050002； 2.鈾資源地球物理勘查技術中心重點實驗室，石家莊 050002)

介紹了音頻大地電磁測深和土壤氡測量兩種物探方法，在馬嶺地區(qū)花崗巖型鈾礦勘查中的效果，通過本次物探工作，大致查明了區(qū)內控礦斷裂特征和花崗巖體與下伏地層接觸關系。實踐表明：音頻大地電磁測深具有較好的垂向分辨力，能夠較準確地探測巖體的厚度、斷裂構造規(guī)模及深部延伸情況、確定破碎帶和裂隙帶空間展布特征等；土壤氡測量可查明隱伏斷層大體位置及深部鈾礦化信息。通過鉆孔揭露，發(fā)現(xiàn)數(shù)個鈾礦化體。認為綜合運用兩種物探方法可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補，為花崗巖型鈾礦攻深找盲、外圍擴大找礦提供有效技術手段。

AMT測量； 土壤氡測量； 花崗巖型鈾礦； 馬嶺地區(qū)； 野山坑—大坑斷裂

華南花崗巖型鈾礦是我國重要的鈾礦類型，前人[1-3]在華南諸廣山、貴東、大富足、桃山、摩天嶺產(chǎn)鈾巖體通過大量的找礦地質工作，發(fā)現(xiàn)了一大批鈾礦床(點)，經(jīng)過近幾十年的開采，目前礦田可采資源儲備已瀕臨枯竭，急需尋找接替資源量。新一輪找礦重點是在鈾礦基地的外圍進行擴大生產(chǎn)，同時對礦區(qū)深部第二富集帶進行攻深找盲，由于深部勘查具有“隱、深、難”的特點，因此，為降低勘查資金的投入風險，加快找礦工作進程，鈾礦勘查找礦中離不開物探技術方法的合理應用。

馬嶺地區(qū)具備較好的找礦前景，上世紀50年代，前人在馬嶺巖體南西角發(fā)現(xiàn)牛嶺礦床之后，相繼發(fā)現(xiàn)了一批鈾礦床、異常點、帶，但周邊具備找礦潛力的地區(qū)，僅開展過少量的地表揭露工程，對鈾礦床外圍及深部“第二成礦空間”的探索存在明顯不足。筆者應用AMT和土壤氡氣測量在馬嶺花崗巖體找礦靶區(qū)的應用，基本查明了研究區(qū)內控礦斷裂(F1)的位置、產(chǎn)狀及切割深度，大體查清了燕山早期花崗巖體與中生代地層的空間關系。在此基礎上，探索了深部鈾成礦有利地段。經(jīng)鉆探驗證，揭露數(shù)個隱伏鈾礦體，實現(xiàn)了深、邊部找礦突破。

1 研究區(qū)概況

1.1 地質概況

馬嶺花崗巖體位于江西省贛縣、于都和安遠三縣交界處，屬于桃山—諸廣花崗巖型鈾成礦帶中段大埠巖體的一部分[3-5]，大埠巖體小坌—馬嶺—里仁NE向斷裂以東為馬嶺花崗巖體，面積約為120 km2。

巖體南部出露地層主要為震旦—寒武系；北、東部出露有下寒武統(tǒng)；中、上泥盆統(tǒng)分布于巖體南、東部；石炭紀、二疊紀及早、中侏羅世地層主要出露于巖體西側；白堊系在巖體南西角外圍零星出露。巖漿活動表現(xiàn)為燕山期大規(guī)模花崗巖貫入，早期巖漿活動強烈，持續(xù)時間長，不同階段的黑云母花崗巖、二云母花崗巖及中粗?；◢弾r構成酸性花崗巖巖基；晚期巖漿活動表現(xiàn)為花崗斑巖、煌斑巖侵入，形成小型巖體或巖脈。

1.2 鈾礦化特征

牛嶺礦床鈾礦化，主要賦存于燕山早期花崗巖外接觸帶上泥盆統(tǒng)三門灘組中細粒長石石英砂巖中，受層間破碎帶控制；在平面上礦床(點)相對集中分布于野坑山—嵊背—大坑斷裂與次級斷裂構造夾持部位，礦體產(chǎn)狀常與破碎帶構造基本一致[3]。因此，巖體與圍巖的接觸帶和斷裂構造是該區(qū)鈾礦化的主要控礦因素。

1.3 電阻率特征

不同巖石或構造與圍巖間的電性差異，是電磁法定性、定量解釋的基礎。對研究區(qū)主要出露巖性：燕山早期中粗粒黑云母(二云母)花崗巖和上泥盆統(tǒng)三門灘組石英砂巖進行了電阻率參數(shù)測定，統(tǒng)計結果如表1所示。

由于采用測量方法不同，同巖性電阻率值差別很大，但反映出的趨勢是一致的。中粗?；◢弾r電阻率最低泥盆系三門灘組石英砂巖電阻率較高；中粗?；◢弾r在此地區(qū)出現(xiàn)低電阻率的原因主要是由于花崗巖自變質作用、構造作用及表生作用，導致巖石極度破碎蝕變；而泥盆系三門灘組石英砂巖高電阻率主要是受花崗巖體影響，巖石普遍發(fā)生硅化和石英重結晶現(xiàn)象[6-7]。

圖1 馬嶺花崗巖體地質圖[3]Fig.1 Geological map of Maling region

巖 性電阻率/Ω·m小四極測量鉆孔測井(ZK17-4)組數(shù)范 圍常見值組數(shù)范 圍常見值中粗?；◢弾r36946～20962593628142～458291三門灘組砂巖326648～671542185226652～56311626

2 測量方法及測線部署

音頻大地電磁法(Audio magneto-telluric)簡稱AMT法測量，是大地電磁(MT)法的一個分支，是利用天然大地電磁場為場源，測定地下地質體電性參數(shù)，并通過研究地電斷面的變化探測地質情況[8-12]。

野外數(shù)據(jù)采集采用EH-4連續(xù)電導率剖面儀，該系統(tǒng)屬于可控源與天然源相結合的一種大地電磁測深系統(tǒng)。采用單點張量觀測方式，測量兩個相互正交的電場和磁場分量，采集大地電磁信號的頻率范圍為10 Hz～100 kHz。數(shù)據(jù)預處理是對測區(qū)天然電磁場信號與噪聲特征進行深入分析的基礎上，在時間域序列進行觀測信號的選擇與識別，剔除噪聲干擾，選擇有用信號；反演處理采用了一維Bostick直接反演法，該方法的最大優(yōu)點是基本保持了資料的原始面貌，能最大限度地確保反演擬合的真實結果。

由于氡(Rn)的半衰期較長且易溶于水，因此地層深處產(chǎn)生的氡(Rn)射氣有足夠長的時間通過斷裂破碎帶及地下水流等向上運移，在斷裂構造及其破碎帶上，由于巖石破碎，滲透性加大，導致斷裂附近巖石的射氣性能增強[13]。不同性質的斷層形成的氡異常曲線形態(tài)也有差異，張性斷層較壓性斷層在覆蓋層中造成異常寬度要大，新的、活動性強的斷層較老的、活動性弱的斷層造成的異常強度大。因此通過測量地表土壤中氡(Rn)射氣的濃度，可以有效查明隱伏斷裂構造的位置和產(chǎn)狀[14-18]。

本次研究共完成音頻大地電磁測量、土壤氡測量測線各5條，兩種測量方法點位完全重合，具體測線位置見圖2。

圖2 研究區(qū)地質圖及測線位置Fig.2 Geology and survey lines layout map in research area

3 應用效果分析

3.1 ML01線地質推斷解釋

ML01線方向110°，測線長1 000 m。由西至東，出露的巖體及地層依次為燕山早期中粗粒黑云母花崗巖和上泥盆統(tǒng)三門灘組石英砂巖。

圖3為ML01線反演電阻率斷面和氡濃度剖面圖，根據(jù)實測巖石電阻率特征，斷面圖兩端海拔-100 m以上區(qū)域，呈現(xiàn)中低阻電性特征，推測為燕山早期中粗粒黑云母花崗巖，表層花崗巖受強風化作用，巖石破碎強烈，交代蝕變作用發(fā)育；深部花崗巖相對完整，呈現(xiàn)出平緩狀中阻特征。圖3中呈現(xiàn)中高、高阻電性特征，推斷為上泥盆統(tǒng)三門灘組石英砂巖，巖石相對較為完整。從圖3中還可看出，黑云母花崗巖“超覆”與古生界地層之上，接觸面產(chǎn)狀平緩、形態(tài)較為簡單，花崗巖體由東向西方向有逐漸加厚趨勢。

圖3 馬嶺地區(qū)ML01線物探測量綜合成果圖Fig.3 Section of comprehensive results using geophysical exploration in ML01 of Maling Region

在平距725 m、850 m附近，圖3中呈現(xiàn)的等值線密集帶，同時此處存有2處規(guī)模較大氡異常，分別為68 Bq/L和52 Bq/L，推測為F1和F1-1斷裂，其中F1斷裂規(guī)模較大，傾向西，傾角約80°，上盤巖石破碎強烈。F1斷裂與已知的野坑山-嵊背-大坑斷裂在位置、規(guī)模上基本一致，認為是同一條斷裂，控制著三門灘組石英砂巖與燕山早期黑云母花崗巖的空間展布，與鈾礦化關系密切，是一條控巖控礦斷裂。

在平距60 m、260 m處，圖3中呈現(xiàn)的向下延伸低阻帶，氡濃度剖面上出現(xiàn)小的異常峰，分別推測為F1-3和F1-2斷裂，斷裂規(guī)模不大，產(chǎn)狀較陡，斷裂兩側，尤其是上盤，巖石破碎強烈。

3.2 ML03線物探反演與地質推斷解釋

ML03線方向90°，測線長1 000 m。由西至東，出露的巖體及地層依次為上泥盆統(tǒng)三門灘組石英砂巖、燕山早期中粗粒黑云母花崗巖和上泥盆統(tǒng)三門灘組石英砂巖。圖4為ML03線反演電阻率斷和氡濃度剖面圖，根據(jù)實測巖石電阻率特征，圖4中平距350 m～875 m段淺部海拔50 m以上低阻區(qū)域，推斷為燕山早期中粗粒黑云母花崗巖，巖體較薄，較為破碎；其余呈現(xiàn)中高阻特征區(qū)域，推斷為上泥盆統(tǒng)三門灘組石英砂巖。黑云母花崗巖侵入體上覆于三門灘組石英砂巖，接觸面呈舒緩波浪狀起伏，受斷裂控制明顯。

圖4 馬嶺地區(qū)ML03線物探測量綜合成果圖Fig.4 Section of comprehensive results using geophysical exploration in ML03 of Maling region

在平距875 m處，圖4中呈現(xiàn)的等值線梯度密集帶，并存有規(guī)模較大氡異常，濃度高達64 Bq/L，推測為F1斷裂(野坑山-大坑斷裂)，深部特征與ML01線相似，規(guī)模較大，產(chǎn)狀較陡，上盤巖石破碎強烈。

在平距100 m、325 m處，圖4中電阻率等值線呈現(xiàn)低阻帶，氡濃度亦出現(xiàn)小的異常，分別推測為F3-1、F2-1斷裂，斷裂規(guī)模不大，產(chǎn)狀較陡，兩側巖石破碎強烈。平距625 m處的氡異常，幅值相對較小，認為是因水系、溝谷中的氡氣積聚所致。

4 鈾成礦有利地段預測

馬嶺地區(qū)鈾礦化受巖體與古生代地層的接觸帶控制，已發(fā)現(xiàn)的礦床均與巖體接觸帶和斷裂構造有關。由于構造的逆沖作用和長期頻繁活動，花崗巖大幅度破碎和蝕變，使砂巖中產(chǎn)生與接觸帶近于平行的層間構造帶，為后期含礦熱液聚集提供了容礦空間，地電斷面圖上往往變現(xiàn)為低電阻率特征。

通過地電斷面圖分析解釋，結合區(qū)內地質構造特征，依據(jù)區(qū)內鈾礦控礦因素綜合分析，在區(qū)內推測鈾成礦有利地段2處：① ML01線東段；②ML03線東段，兩個區(qū)段具有以下成礦有利條件：

1)位于區(qū)內主干斷裂F1的北西側，且次級斷裂發(fā)育，具有有利的構造位置。

2)該兩個區(qū)段反演電阻率較低，反映花崗巖體相對較為破碎，裂隙十分發(fā)育，為成礦提供了有利條件和賦存空間。

5 鉆探驗證

為驗證物探推斷解釋的準確性，在研究區(qū)進行了鉆探揭露工作，ML01線施工了ZK1-1、ZK1-3和ZK1-5孔，ML03線施工了ZK33-1孔。對比后發(fā)現(xiàn)鉆探揭露地質體界面、斷裂、巖體接觸帶等與物探推斷解釋結果基本一致，鉆探結果見圖5和圖6。

兩條物探測線在不同位置均較好地反映出斷裂異常，F(xiàn)1斷裂為規(guī)模較大的硅化破碎帶，發(fā)育于花崗巖體中，屬控巖、控礦斷裂。由于第四系殘、坡積物覆蓋，在地表上斷裂跡象并不明顯，通過AMT和土壤氡測量，大致確定了斷裂帶位置、產(chǎn)狀、規(guī)模等深部展布特征。經(jīng)鉆孔驗證，在ML01線海拔20 m～150 m范圍陡傾的硅化破碎帶及其兩側裂隙密集帶揭露4處鈾礦化；在ML03線海拔200 m硅化破碎帶與煌斑巖交匯處上發(fā)現(xiàn)一處鈾礦化。

圖5 鉆孔ZK1-1、1-3、1-5地質剖面圖Fig.5 Geological profile of ZK1-1、1-3、1-5

圖6 鉆孔ZK33-1地質剖面圖Fig.6 Geological profile of ZK33-1

6 結論

通過方法應用成果分析，得出如下結論：

1)野坑山-嵊背-大坑斷裂(F1)，規(guī)模較大，走向北北東，傾向西，傾角約80°，上盤巖石破碎蝕變強烈，控制著三門灘組石英砂巖與燕山早期黑云母花崗巖地空間展布，是區(qū)內重要的控巖、控礦斷裂。

2)馬嶺巖體，之前主要以尋找?guī)r體外帶上泥盆統(tǒng)三門灘組層間破碎帶為主，經(jīng)過新階段研究發(fā)現(xiàn)，在陡傾的硅化破碎帶及兩側裂隙密集帶和硅化破碎帶與煌斑巖交匯處揭見了工業(yè)鈾礦體[4]，新的勘查成果擴大了礦床規(guī)模，而且對礦床成礦特征和控礦因素有了新認識。

3)音頻大地電磁法和土壤氡測量在花崗巖型鈾礦勘查中取得較好的勘查效果，鉆孔揭露數(shù)個鈾礦(化)體，因此在加強地質研究基礎上，積極開展綜合物探方法找礦，各種方法優(yōu)勢互補，能有效地指導鉆探工程地布置。

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The application of comprehensive geophysical method to granite type uranium exploration in MaLing region

SONG Zhentao1,2, HE Haiyang1,2, SHEN Zhengxin1, MENG Fanxing1, QIU Chongtao1,2, GUAN Shaobin1

(1.Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry, Shijiazhuang 050002, China; 2.CNNC Key Laboratory for Geophysical Exploration Technology Center of Uranium Resource,Shijiazhuang 050002,China)

The exploration effects of granite type uranium deposit in MaLing region by both methods of audio magnetotelluric (AMT) and soil radon measurement are introduced in this paper. The features of controlled-ore fault, the contact relations of granite body and underlying layer are ascertained roughly. Through geophysical work, it shows that AMT has the better vertical resolution than that in lateral direction. This can detect the thickness of rock body, scope and depth through-going characteristics of the fault, the distribution feature of fractured zone or crevasse zone, etc. And soil radon measurement can ascertain rough position of the fault and depth uranium mineralization. Drilling results show that several uranium mineralized bodies were found. The using of both geophysical methods could achieve complementary advantages, which can act as an effect way to search granite type uranium deposit in depth or surrounding.

audio magnetotelluric (AMT); soil radon measurement; granite type uranium deposit; Maling region; Yeshankeng-Dakeng Fault

2016-05-05 改回日期：2016-05-31

中國核工業(yè)地質局基礎地質專項(200953，201019)

宋振濤(1985- )，男，碩士，工程師，長期從事固體礦產(chǎn)勘查和地球物理勘探工作，E-mail：511210112@qq.com。

1001-1749(2017)02-0204-07

P 631.4

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2017.02.08