李鐵柱，盧寶鍇，楊銀榮，薛勇，袁小龍，唐余鑫

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若爾蓋鈾礦綜合物探找礦方法研究與應(yīng)用

李鐵柱，盧寶鍇，楊銀榮，薛勇，袁小龍，唐余鑫

（四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，成都610061）

采用高精度磁測(cè)、音頻大地電磁測(cè)量及地面伽馬能譜測(cè)量等物探方法，在四川若爾蓋鈾礦區(qū)開(kāi)展勘查。淺表通過(guò)地面伽馬能譜測(cè)量，探尋鈾礦化相關(guān)的異常信息；再通過(guò)高精度磁測(cè)及音頻大地電磁測(cè)量，剖析深部斷裂構(gòu)造特征，結(jié)合鉆孔資料，探尋若爾蓋鈾礦找礦新方法，并應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，為該區(qū)進(jìn)一步找礦提供依據(jù)。

綜合物探；鈾礦；應(yīng)用；若爾蓋

若爾蓋是我國(guó)十大鈾資源基地之一。若爾蓋地區(qū)具有非常有利的鈾礦成礦條件，目前區(qū)內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的礦床在深部及其外圍多工作程度較低，具有良好的找礦前景，同時(shí)區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)多個(gè)銅、金礦化點(diǎn)及異常帶，具備較好的金、銅等多金屬找礦潛力，是運(yùn)用新型物探方法實(shí)施找礦的理想地區(qū)［1］。

圖1 若爾蓋鈾礦區(qū)域地質(zhì)圖

前人主要是對(duì)工作區(qū)內(nèi)地質(zhì)、成礦地質(zhì)條件及區(qū)域地球化學(xué)特征進(jìn)行了相關(guān)工作，面上工作相對(duì)薄弱，特別是地面物探工作非常之少，主要是簡(jiǎn)單的放射性測(cè)量和比例尺較小的航磁和重力測(cè)量。同時(shí)由于工作方法的限制，缺乏對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)及礦體深部的認(rèn)識(shí)，對(duì)斷裂的產(chǎn)狀、破碎帶特征、性質(zhì)、相互關(guān)系等研究不夠，對(duì)礦產(chǎn)的定性和預(yù)測(cè)存在較大不確定性。因此在工區(qū)內(nèi)投入進(jìn)一步普通物探測(cè)量工作是十分必要的，這不僅能彌補(bǔ)測(cè)區(qū)地層、構(gòu)造等方面的資料，而且還能對(duì)區(qū)內(nèi)的礦產(chǎn)調(diào)查研究工作起到快速有效的作用［2-4］。

筆者以若爾蓋鈾礦資源地為研究對(duì)象，打破以往主要依靠放射性物探方法和槽、鉆等工程手段進(jìn)行鈾礦勘查的傳統(tǒng)模式，引入音頻大地電磁法、高精度磁測(cè)等常規(guī)物探方法，通過(guò)對(duì)物探方法的綜合研究及信息集成，探索出在若爾蓋鈾礦田間接尋找鈾礦資源的新方法。

1 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)背景

若爾蓋鈾礦位于秦—祁—昆活動(dòng)帶西秦嶺—南秦嶺華力西—印支褶皺帶，南秦嶺鈾成礦帶西端（圖1、圖2）。其南緣緊鄰瑪沁—略陽(yáng)深大斷裂和若爾蓋古陸。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不甚發(fā)育，斷裂構(gòu)造眾多，區(qū)域構(gòu)造線(xiàn)以近東西向?yàn)橹?，北東向次之。

以白龍江復(fù)背斜的白依背斜為中心，北側(cè)有斑周向斜和帕然溝背斜；南側(cè)有迭部背斜和當(dāng)額向斜。礦田西部還有早卜親向斜、秀哇破背斜等。這些褶皺構(gòu)造被后期斷裂活動(dòng)破壞而顯得不完整。已發(fā)現(xiàn)的鈾礦化主要分布于白依背斜北翼。白依背斜核部出露下震旦統(tǒng)，兩翼分別出露寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系；局部殘留白堊系。白依背斜軸線(xiàn)走向北西西280°，北翼巖層傾角60°～80°，局部直立；南翼巖層傾角50°～70°，局部直立，甚至倒轉(zhuǎn)。總體為不對(duì)稱(chēng)背斜，并被一系列北西西向、北東向斷裂切割，沿?cái)鄬佣嘤袦厝雎?；區(qū)內(nèi)斷裂以近東西向?yàn)橹?，北東向次之，北西向零星。近東西向走向斷裂帶與北東向斷裂組成菱形格狀構(gòu)造格架，結(jié)點(diǎn)北西側(cè)往往控制著鈾礦床的定位，而走向斷裂帶則控制著鈾礦體的產(chǎn)出。

圖2 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

在研究區(qū)內(nèi)共勘獲4個(gè)工業(yè)鈾礦體，礦體埋深大且均為盲礦體，集中賦存于羊腸溝組上段（S1y2）中下部含炭硅質(zhì)灰?guī)r層的斷層附近，礦體受構(gòu)造（斷裂破碎帶）控制明顯。

研究區(qū)出露奧陶系、志留系，鈾礦化產(chǎn)出于下志留統(tǒng)羊腸溝組上段（S1y2）硅質(zhì)巖、灰?guī)r中（圖2）。

2 儀器與方法

物探工作主要采用高精度磁法測(cè)量、音頻大地電磁測(cè)量和地面伽馬能譜測(cè)量三種技術(shù)方法。

2.1 高精度磁法測(cè)量

測(cè)量使用G-856型微機(jī)質(zhì)子磁力儀作總場(chǎng)觀(guān)測(cè)，點(diǎn)距40m。工作人員在到達(dá)測(cè)點(diǎn)后，立穩(wěn)探頭讀取數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在磁力儀中。每個(gè)閉合觀(guān)測(cè)單元的觀(guān)測(cè)始于校正點(diǎn)，終于校正點(diǎn)。在校正點(diǎn)上前后兩次讀數(shù)經(jīng)日變改正后的差值小于2nT。野外觀(guān)測(cè)時(shí)每個(gè)測(cè)點(diǎn)采用兩次讀數(shù)，每次觀(guān)測(cè)時(shí)探頭的高度保持一致，兩次讀數(shù)誤差要求在2nT之內(nèi)才存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理時(shí)采用的數(shù)據(jù)為每個(gè)測(cè)點(diǎn)第一次觀(guān)測(cè)的數(shù)據(jù)。

2.2 音頻大地電磁測(cè)量

本次音頻大地電磁測(cè)深（AMT）測(cè)量采用加拿大Phoenix公司生產(chǎn)的V8多功能電法采集系統(tǒng)，在A(yíng)MT法的施測(cè)中，采用四個(gè)電極參與測(cè)量，每?jī)蓚€(gè)電極組成一對(duì)電偶極子，即 X-Dipole電偶極子和Y-Dipole電偶極子相互垂直，極距20m，V8接收機(jī)放在兩組電偶極子的中心，測(cè)深裝置采用張量觀(guān)測(cè)方式，接收電極為不極化電極。本次測(cè)量點(diǎn)距40m。

2.3 地面伽馬能譜測(cè)量

采用單位自主研發(fā)的能譜儀，型號(hào)為UNI-GM512P，儀器采用基于電荷測(cè)量技術(shù)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，穩(wěn)定性高、操作簡(jiǎn)單。藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)傳輸，PDA控制，256、512、1 024、2 048、4 096、8 192多道可選擇。經(jīng)核工業(yè)放射性勘查計(jì)量站校準(zhǔn)和鑒定，儀器符合規(guī)定的誤差標(biāo)準(zhǔn)，性能良好。本次測(cè)量點(diǎn)距40m，采用點(diǎn)測(cè)模式。

3 成果解釋

由以往的資料可以知，研究區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造圍巖主要是高阻的硅灰?guī)r與低阻的板巖或砂巖，電性差異明顯。

斷層的總體特征是二維板狀體，向下延伸很深。相對(duì)于圍巖介質(zhì)的電阻率，斷層可表現(xiàn)為低阻斷層或高阻斷層，決定于斷層的性質(zhì)、破碎帶寬度、膠結(jié)程度、含水特征、巖脈侵入等特性及圍巖電阻率特性。一般來(lái)說(shuō)，新活動(dòng)斷層電阻率值較低，斷層越老，膠結(jié)程度越強(qiáng)，電阻率值越高；斷層破碎帶越寬，越破碎，電阻率相對(duì)較??；地下和地表水越豐富，電阻率越??；壓性斷層少水，則為高阻，張性斷層富水，則為低阻；有巖脈順斷層侵入，多為高阻。因此，判斷斷層最直接的依據(jù)是視電阻率斷面圖的橫向電性是否連續(xù)［5］。也就是說(shuō)，橫向電性即橫向的視電阻率曲線(xiàn)發(fā)生了較明顯的下陷或上凸，使其兩側(cè)的電性差異明顯，表現(xiàn)為一個(gè)很明顯的不連續(xù)性。

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)特征描述，區(qū)內(nèi)斷層破碎帶作為主要熱液通道，鈾礦化主要見(jiàn)于斷層附近的灰黑色中厚層狀含炭質(zhì)硅質(zhì)巖、硅灰?guī)r中，正常的磁性及放射性異常反應(yīng)呈峰值特征，而結(jié)合區(qū)內(nèi)的實(shí)際情況，由于研究區(qū)大面積較厚的第四系覆蓋層，回填作用就可能使得磁性及放射性異常表現(xiàn)為較低的特征，這就要求我們充分的結(jié)合實(shí)際情況具體分析。

3.1 ZP1線(xiàn)

ZP1線(xiàn)長(zhǎng)為2 120m，前期已施工鉆孔1個(gè)。地表主要為第四系覆蓋。綜合剖面圖可以看出，磁測(cè)ΔT異常與放射性能譜異常曲線(xiàn)變化不明顯，視電阻率值總體呈現(xiàn)高低交替變化分布規(guī)律（圖3），較好的反映了地層的電性特征，分帶特征明顯。平距1 500~1 600m，磁異常與能譜異常均表現(xiàn)相對(duì)低值，此處地表第四系覆蓋，視電阻率等值線(xiàn)梯度變化較大且視電阻率呈現(xiàn)高阻、低阻相間的特征，結(jié)合已知地質(zhì)資料分析，推測(cè)該處為斷層構(gòu)造的電性反應(yīng)，斷層F2延伸較深，產(chǎn)狀陡立，斷層傾角接近90°。根據(jù)ZK12-1揭示，全孔揭露地層主要有志留系下統(tǒng)羊腸溝組上段（S1y）和羊腸溝組下段（S1y）。羊腸溝組上段（S1y）出露于0~683.12m，出露的巖性主要為硅質(zhì)巖、灰?guī)r、炭質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖等，根據(jù)鉆孔揭露的巖性與地表出露的巖性分析，硅質(zhì)巖與灰?guī)r在深部發(fā)生相變，主要表現(xiàn)為硅質(zhì)巖變厚，灰?guī)r變??；羊腸溝組下段（S1y）出露于683.12～715.71m，揭露的巖性為灰色淺變質(zhì)細(xì)砂巖為主夾有薄層的含炭硅質(zhì)板巖，板巖與砂巖中均具黃鐵礦化。

該鉆孔地質(zhì)編錄未發(fā)現(xiàn)有明顯的礦化或異常。

3.2 ZP2線(xiàn)

ZP2線(xiàn)長(zhǎng)2 120m，前期已施工鉆孔2個(gè)。地表主要為第四系覆蓋。視電阻率在橫向上變化特征明顯，其視電阻率值總體呈現(xiàn)高低交替變化分布規(guī)律，較好的反映了地層的電性特征，分帶特征明顯（圖4）。平距1 400~1 700m，磁異常與能譜異常均呈峰值，此處地表基巖出露。視電阻率等值線(xiàn)梯度變化較大且視電阻率呈現(xiàn)高阻、低阻相間的特征，結(jié)合已知地質(zhì)資料分析，推測(cè)該處為斷層構(gòu)造的電性反應(yīng)，斷層F2延伸較深，產(chǎn)狀陡立，斷層傾角接近90°。據(jù)ZK3-0揭示，全孔揭穿地層主要為羊腸溝組上段（S1y），巖性主要為硅質(zhì)巖、灰?guī)r、板巖等，大致與電性界面發(fā)育相一致，該鉆孔地質(zhì)編錄未發(fā)現(xiàn)有明顯的礦化或異常。據(jù)ZK3-1孔揭示，453.62~834.35m為羊腸溝組上段（S1y）硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r等，F(xiàn)2穿硅質(zhì)灰?guī)r而過(guò)，將硅質(zhì)灰?guī)r分為兩部分，同時(shí)F2斷層破碎帶（低阻帶）邊緣發(fā)育鈾礦化，規(guī)模不大，強(qiáng)度較小。

4 綜合分析及鉆探驗(yàn)證

根據(jù)綜合物探成果及地質(zhì)資料分析，區(qū)內(nèi)鈾礦化（體）主要見(jiàn)于斷層F2附近的下志留統(tǒng)硅灰?guī)r組合體中，F(xiàn)2附近電阻率等值線(xiàn)呈現(xiàn)近直立狀展布，形態(tài)不規(guī)則，高阻之間存在低阻隔斷及不延續(xù)現(xiàn)象，橫向上可能存在巖性過(guò)渡現(xiàn)象。根據(jù)地表已知的出露現(xiàn)象及等值線(xiàn)深部延續(xù)形態(tài)分析，推斷該分界線(xiàn)內(nèi)部巖石以硅灰?guī)r組合體為主。經(jīng)過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)已有的鈾礦化孔進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)，通過(guò)對(duì)若爾蓋鈾礦田已探明和控制的鈾礦床（體）產(chǎn)出部位的研究，若爾蓋鈾礦礦體主要受層位、巖性和層間斷裂聯(lián)合控制。礦體賦存主巖性硅灰?guī)r層上下的順層構(gòu)造控制，礦化多集中在硅灰?guī)r層的層間構(gòu)造中。

圖4 ZP2線(xiàn)綜合剖面及解釋成果圖

該區(qū)鈾礦地質(zhì)勘查首次采用了音頻大地電磁測(cè)深法和高精度磁法兩種普通物探方法對(duì)該區(qū)深部地層和構(gòu)造進(jìn)行了解，為了驗(yàn)證方法的可靠性和該方法對(duì)深部鈾礦勘查的實(shí)用性和有效性，我們?cè)谠璟K3-1位置布置了鉆探工程ZK3-5進(jìn)行揭露和驗(yàn)證工作。

根據(jù)ZK3-5揭示，510.15～917.35m為羊腸溝組上段（S1y）硅質(zhì)巖、含炭硅質(zhì)灰?guī)r、含炭質(zhì)硅質(zhì)板巖等。由圖3可以看出，在F2斷層破碎帶邊緣發(fā)現(xiàn)鈾礦化，規(guī)模較大，品位較高，在F2南側(cè)又發(fā)現(xiàn)了工業(yè)礦體，鈾礦化與工業(yè)礦體均產(chǎn)出于硅灰?guī)r中，這與我們的推測(cè)吻合較好，說(shuō)明該方法應(yīng)用在若爾蓋鈾礦勘查中尋找是有效的，對(duì)鈾礦勘查工作具有較好的指導(dǎo)意義。

因此在今后的勘查工作中，應(yīng)該在找礦重點(diǎn)區(qū)域增加普通物探工作，主要對(duì)斷層F2附近的硅灰?guī)r組合體進(jìn)行深部揭露，同時(shí)還應(yīng)對(duì)其他斷裂構(gòu)造破碎帶附近成礦潛力進(jìn)行探查。

5 結(jié)論

1）經(jīng)過(guò)本次綜合研究工作，了解到研究區(qū)內(nèi)成礦規(guī)律主要受“層位—巖性—層間斷裂”三要素聯(lián)合控制。

2）結(jié)合地質(zhì)資料，針對(duì)綜合物探異常進(jìn)行了揭露，找礦效果較好，表明采用綜合物探測(cè)量針對(duì)隱伏鈾礦勘查具有有效、實(shí)用的特點(diǎn)。

3）在進(jìn)一步的工作中，重點(diǎn)對(duì)斷層F2附近的硅灰?guī)r組合體進(jìn)行深部揭露的同時(shí)，還應(yīng)對(duì)其他斷裂構(gòu)造破碎帶附近成礦潛力進(jìn)行探查。

[1] 李慶陽(yáng)．深部鈾礦直接勘查技術(shù)研究及其在若爾蓋礦田的應(yīng)用[D]，成都理工大學(xué)博士學(xué)位論文，2010．

[2] 朱文泉．加強(qiáng)普通物探尋找隱伏大型鈾礦[J]．國(guó)外鈾金地質(zhì)，1992，（4）．

[3] 劉祜等．電、磁綜合方法在南方硬巖型鈾礦勘查中的應(yīng)用[J]．物探與化探，2011，35（6）．

[4] 喬寶強(qiáng)等．音頻大地電磁測(cè)深法與高精度磁法在江西河元背地區(qū)試驗(yàn)研究及效果[J]．鈾礦地質(zhì)，2013，29（2）．

[5] 王愛(ài)國(guó)，馬巍，王大燕．淺層直流電法探測(cè)隱伏斷層可行性分析[J]．高原地震，2005，17（3）．

The Application of Comprehensive Geophysical Methods to the Searching for Uranium Deposit in Roigê

LI Tie-zhu LU Bao-kai YANG Yin-rong XUE Yong YUAN Xiao-long TANG Yu-xin

(Sichuan Institute of Uranium Geological Survey, Chengdu 610061)

High-precision magnetic survey, audio magnetotelluric survey and ground gamma spectrometry are applied to uranium exploration in Roigê. Ground gamma spectrometry is used for searching for uranium anomalies, while high-precision magnetic survey and audio magnetotelluric survey are used for exploring deep structure.

comprehensive geophysical method; uranium deposit; application; Roigê

P631;P619.14

A

1006-0995（2017）03-0494-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.03.033

2017-01-11

李鐵柱（1983-），男，遼寧沈陽(yáng)人，工程師，主要從事地球物理勘查工作