王家躍,郎白秋,汪清浩
(核工業(yè)二九〇研究所,廣東 韶關(guān) 512029)
粵北百順地區(qū)361 鈾礦床是我國著名的花崗巖型鈾礦床之一[1-7]。為了繼續(xù)擴大找礦成果,前人在百順地區(qū)的找礦工作主要集中在該礦床外圍436 礦點NNE 向與NE 向主干斷裂帶上,但均未能取得較大找礦成果。為了進一步評價436 礦點鈾礦找礦潛力,厘清區(qū)內(nèi)的主要含礦斷裂,筆者所在項目組采用地面伽馬能譜、土壤氡氣和分量化探聯(lián)合測量的方法在436 礦點開展找礦預測工作,取得了較好的找礦應用效果。
百順地區(qū)位于諸廣巖體東南部。該地區(qū)先后探明361 大型鈾礦床、201 中型鈾礦床以及發(fā)現(xiàn)436 礦點等7 個找礦潛力較好的礦點[1-2]。諸廣巖體區(qū)域上位于閩贛后加里東隆起西南緣與湘、桂、粵北海西-印支坳陷的結(jié)合部位,是一個多期次活動的巨型復式巖體[1-7]。研究區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁,斷裂構(gòu)造十分發(fā)育(圖1)。NE 向斷裂有牛瀾斷裂、上東坑斷裂,NNE 向斷裂有煙筒嶺斷裂、大人山斷裂和榨子嶺斷裂[1-7]。煙筒嶺硅化斷裂帶是區(qū)內(nèi)最重要的含礦、控礦構(gòu)造,該斷裂帶沿中粗粒斑狀黑云母二長花崗巖、中粒小斑狀二云母花崗巖體的接觸界面延伸15 km,寬一至數(shù)十米,并控制361礦床和235、233 小型礦床產(chǎn)出。
圖1 百順地區(qū)436 礦點地段地質(zhì)及測線布置簡圖(據(jù)參考文獻[1-2]修改)Fig.1 Geological sketch and layout of exploration lines in Baishun area(modified after reference[1-2])
436 礦點位于諸廣巖體東南部,百順礦田南西段,361 鈾礦床外圍東南方向,區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁,構(gòu)造發(fā)育,鈾礦化強烈,是一個以大型鈾礦床為核心的鈾礦聚集區(qū),出露的巖漿巖主要有細粒二云母花崗巖、細粒含斑黑云母花崗巖、中細-中粒小斑狀二云母花崗巖、中粗粒斑狀黑云母二長花崗巖以及粗粒斑狀黑云母花崗巖等[1-7]。圖1 所示,436 礦點地段斷裂構(gòu)造非常發(fā)育,按走向可分為NE 向、NNE 向和近EW 向三組,以及近南北向次級隱伏構(gòu)造(F4),幾組構(gòu)造交匯形成的構(gòu)造網(wǎng)結(jié)區(qū),是區(qū)內(nèi)鈾礦床空間定位的良好場所,鈾成礦環(huán)境非常優(yōu)越,具有較大的找礦潛力和空間[1-7]。
地面伽馬能譜是使用伽馬能譜儀在地表直接測定土壤或巖石中當量鈾、當量釷和鉀等核素含量的方法,實質(zhì)是通過測定土壤或巖石中鈾系214Bi 1.76 MeV 譜線,釷系208Tl 2.62 MeV 譜線,40K 1.46 MeV 譜線,獲得測點處土壤中U、Th、K 的當量含量,用于捕獲鈾的地球化學暈及分散暈,本次地面伽馬能譜測量使用的是上海申核電子儀器有限公司研制生產(chǎn)的FD-3022 型四道伽馬能譜儀。土壤氡氣測量又稱為射氣測量,是利用射氣儀測量土壤空氣中放射性氣體的濃度,并根據(jù)不同地點所測量到的放射性氣體濃度的分布規(guī)律尋找鈾礦及解決某些地質(zhì)問題的一種放射性測量方法,其測量對象是U 系衰變產(chǎn)生的氡氣在土壤中的短壽衰變子體,本次開展土壤氡氣測量使用的是上海申核電子儀器有限公司研制生產(chǎn)的FD-3017A 型RaA 測氡儀?;◢弾r型鈾礦主要賦存在斷裂、破碎帶之中,而斷裂、破碎帶更為氡氣的釋放與運移提供了良好的通道,通過土壤Rn 測量可厘定(隱伏)斷裂、破碎帶的位置與展布方向以及直接尋找隱伏鈾礦[8-12]。兩種方法均是非常成熟有效的鈾礦勘查方法。
分量化探測量方法是國內(nèi)近幾年發(fā)展起來的一種地球化學勘查隱伏金屬礦床的新技術(shù)、新方法,元素分量是相對采樣介質(zhì)中元素總量而言的,元素在土壤中以穩(wěn)定態(tài)和活動態(tài)兩種形式存在,每種存在形式的元素含量就稱為該元素的一種分量。土壤中活動態(tài)的元素分量來源于地下深部的納米級元素,納米級元素經(jīng)地氣流吸附攜帶遷移至地表并積累于一定區(qū)域內(nèi)的地表壤中。分量化探測量是通過采集B 層土壤,提取出其中元素活動態(tài)分量的深穿透地球化學方法,用于捕獲深部的鈾成礦信息[13-18]。
三種物化探方法組合可同時提供“淺、深”兩部分鈾礦找礦信息,能最大限度挖掘區(qū)內(nèi)的鈾成礦潛力。
在436 礦點外圍以控制區(qū)內(nèi)有利找礦地段及構(gòu)造為目的布設了4 條測量剖面,分別為L1至L4 剖面(圖1)。測線方向150°,按剖面長600 m、線距200 m、點距20 m 布設測量點,4 條測量剖面總計完成測點124 個。三種物化探方法共線同點進行。
本次選取了土壤氡氣(Rn)、分量化探鈾(以下簡稱“分量鈾”或“FU”)和伽馬能譜當量鈾(U)、當量釷(Th)、鉀(K)等含量值為因子進行綜合分析。經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計分析,確定了各因子的背景值(X)和標準偏差(S),當量鈾、當量釷、鉀和土壤氡氣的背景值、偏高值、高值和異常下限值分別為X、X+S、X+2S和X+3S[19],分量鈾分別為X、X+0.5S、X+1.65S和X+4S。所有圖件均采用克里金方法網(wǎng)格化相應數(shù)據(jù),并繪制相應的等值線圖。
本次工作,圈定能譜鈾偏高異常點帶3 處(圖2),其中規(guī)模較大的異常1 處(命名為A1),該處異常暈圈單一,呈現(xiàn)“鈾高、釷低、鉀低”的異常模式,該異常模式有利于鈾元素富集成礦。該異常NNE 向展布,受斷裂構(gòu)造控制明顯,異常中心分布在436 礦點以北偏東,F(xiàn)4 斷裂與大人山斷裂夾持區(qū)。圈定土壤氡氣濃度偏高異常點帶3 處,其中規(guī)模較大的異常1 處(命名為B1),規(guī)模大幅度高,其位置、展布、受控因素與A1相同。圈定分量鈾異常1 處(命名為C1),其規(guī)模大幅度高,異常暈圈連續(xù),呈條帶狀分布,北北東向展布,受斷裂構(gòu)造控制明顯,異常中心也分布在436 礦點以北偏東,F(xiàn)4 斷裂與大人山斷裂挾持區(qū),但相對A1、B1 而言,其異常中心沿斷裂往西南偏移約100 m。
綜合伽馬能譜鈾當量、土壤氡氣、分量鈾的異常分布特征,三者的異常中心高度復合,尤其是伽馬能譜鈾當量、土壤氡氣,規(guī)模相當,展布形態(tài)基本一致;分量鈾異常暈規(guī)模略大,異常暈整體向西南方向位移約100 m,條帶狀展布特征更明顯,展布角度與伽馬能譜鈾當量基本一致。
綜合分析,在436 礦點以北偏東的F4斷裂與大人山斷裂挾持區(qū),伽馬能譜鈾當量、土壤氡氣、分量鈾復合異常,是該區(qū)最為有利的鈾礦找礦地段。
為了更進一步獲取復合異常的找礦信息,對F4斷裂與大人山斷裂挾持區(qū)的L2、L3 剖面進行進一步解析。
4.1.1 L2、L3 剖面信息
如圖3 所示,L2 號剖面伽馬能譜測量鈾、土壤氡氣在F4斷裂出露處(分別在平距160 m、180 m)異常明顯,而分量鈾在該處未出現(xiàn)異常,說明氡氣遷移通道(F4斷裂)良好,斷裂破碎發(fā)育,賦礦條件好,具有較好的淺部鈾成礦潛力。分量鈾異常主要集中在F4斷裂傾向延伸處,顯示F4斷裂深部具有較好的鈾礦異常。
L3 號剖面(如圖4 所示)。伽馬能譜鈾、土壤氡氣、分量鈾在F4斷裂傾向方向(分別平距320~420 m)異常明顯,呈現(xiàn)了伽馬能譜鈾當量、土壤氡氣和分量鈾的復合異常。顯示F4斷裂的傾向上也即深部具有較好的鈾成礦潛力。
圖4 L3 號測線綜合物化探測量剖面圖Fig.4 Comprehensive geophysical and geochemical profile of survey line No.L3
綜合L2、L3 剖面成果,F(xiàn)4斷裂由淺 至深均具有較好的鈾成礦潛力。
4.1.2 綜合預測
綜合前述,F(xiàn)4斷裂與大人山斷裂挾持區(qū),呈現(xiàn)較好的復合異常,異常暈沿斷裂往西南方向發(fā)展延伸,但伽馬能譜鈾與土壤氡氣度異常沿斷裂逐漸減弱,預測富鈾地質(zhì)體沿斷裂往西南方向埋藏深度逐漸加大。
針對區(qū)域呈現(xiàn)的較好復合異常,筆者所在項目組先后部署了3 個鉆孔進行鉆探揭露,鉆孔均見到了很好的工業(yè)礦段和礦化段,尤其是ZK4-F2-7 號鉆孔(圖5),在標高710 m 附近,揭露到視厚度4.80 m、平均品位0.343%的工業(yè)礦段,其礦體主要賦存近南北向F4斷裂帶內(nèi),該區(qū)鈾礦找礦工作取得了突破性進展和認識[2]。
圖5 寨灣地區(qū)4 號勘探線鉆孔剖面圖Fig.5 Drilling profile of exploration line No.4 in Zaiwan sector
1)在本工作區(qū)的綜合物化探測量成果顯示,采用地面伽馬能譜測量、土壤氡氣測量及分量化探組合測量預測百順436 礦點地區(qū)的熱液型鈾礦成礦有利地段是有效、可行的,可作為鄰區(qū)鈾礦勘查的參考方法組合。
2)依據(jù)能譜鈾異常、土壤氡異常、分量鈾異常復合情況及其所屬地質(zhì)情況,推斷436 礦點以北F4 斷裂與大人山斷裂夾持區(qū)為區(qū)內(nèi)鈾成礦最佳有利地段,建議該地段作為下一步鈾礦勘查的重點。
3)前人在百順地區(qū)361 礦床外圍436 礦點等地區(qū)北北東向與北東向主干斷裂帶上開展了大量鉆探揭露工作,但未取得突破性進展,建議以436礦點以北F4斷裂與大人山斷裂夾持區(qū)為找礦主攻方向以期取得更大找礦成果。