长排地区放射性特征及找矿应用

2023-01-17

1 工作区地质概况

长江矿区地处粤、赣、湘三省交界处的广东省仁化县长江镇境内, 位于闽赣后加里东隆起西南缘与湘、桂、粤北海西—印支坳陷的结合部东南缘的诸广南部岩体中部 (柯丹等, 2009;杜乐天和王文广, 2009) 。长排地区在302矿床南部附近 (图一) , 近年对长排地区进行地气测量和地面γ能谱测量, 同时也进行铀分量化探和土壤氡气及土壤热释光测量等大量放射性物探工作。长排地区通过近年勘查工作基本查明了区内含矿构造带规模、空间展布、蚀变特征及其变化规, 通过钻探揭露累计新增资源量已超过3000t为大型矿床。

综合分析长排矿床放射性特征异常地段, 与钻探揭露的工业矿孔中断裂带内、不同岩性接触部位及与蚀变构造带位置相吻合。该区目前主要含矿断裂带为7号带和61号带。近年来, 已在该地段深部施工钻孔进行探索, 与铀矿化关系密切的蚀变发育, 具有较好的成矿地质条件。其中在7号带深部发现有长度大于500m, 厚度1.80~31.50m不等的工业矿体, 该含矿带岩性主要为赤铁矿化碎裂花岗岩及赤铁矿化硅化碎裂岩, 发育第二成矿阶段的灰色晶洞状石英及方解石、绿泥石细脉, 局部少量团块状紫黑色萤石。矿化主要与赤铁矿化、黄铁矿化、紫黑色萤石化、绿泥石化及硅化等蚀变关系密切。

2 地气与土壤γ能谱特征与铀找矿应用

根据处理好的地气以及土壤γ能谱测量值, 对矿区3条测线进行综合分析。结合地气中影响铀成矿的主要元素 (并与土壤表面γ能谱测量的U、Th、K进行对比, 画出具有代表性的19线地气主因子元素与γ能谱地质剖面图 (图2) , 单位为 (10-12g/g) 。

可以看出, 在19号测线450m附近, 存在一个埋深为700米的工业矿床, 根据其岩性可以大致推测其为燕山早期形成的花岗岩岩体 (约120Ma) , 而在19号测线350米附近, 浅部埋深约为200米处存在U矿体, 从γ能谱测量数据中可以发现, 地表土壤中的U, Th元素虽然会反应部分矿体信息, 但往往不能很好的对应矿体正上方, 而是出现在矿体延伸的断裂处, 且在燕山中后期形成的矿体上方, 其U/Th的比值明显低于平均值, 而燕山中后期矿体中U/Th比值应远大于平均值。造成这种误差的原因可能与风化层的形成有关。我们可以发现:在大部分地气通道以及矿体正上方, 其U值出现异常极高值, Th元素则相对不富集, 且数值在其背景值范围内波动, 而在220米处的印支期花岗岩岩体中, 明显出现了Th与U的同时伴生异常, 与本文推论中Th在印支末期岩体中会出现一次富集期, 随后会随着热液活动而逐渐析出富铀热液形成了很好的对应。对比土壤表面γ能谱我们可以发现:地表出露蚀变裂隙形成了良好的通道, 让地底深部信息能随通道很好的携带到地表, 因此在通道附近的U/Th比值较高, 通过表面的γ能谱能够间接的寻找出一些发育较好的断裂构造带。

3 铀分量异常特征与铀找矿预测

通过铀分量化探测定, 进行数据综合处理删除奇点, 计算出统一的背景值和最低异常值, 通过制成铀分量等值线图 (图3) 看出, 长排地区的铀分量异常带 (区) 沿构造蚀变带展布能有效地指示深部铀矿体。

测区北部明显显示一条近东西方向展布的铀分量异常带, 带内异常清晰、形态规整、面积大、连续性好、衬度大、有逐步浓集的铀分量异常分布模式和强的铀分量异常浓集中心;异常带地跨60号、61号构造蚀变带和9号、8号构造蚀变带与油洞断裂交汇处。认为分支复合部位有利于铀的富集, 有好的铀成矿前景, 近年来在该异常带钻探到多个工业孔的结果所验证。西测区西部北东方向展布一条铀分量异常带, 沿60号构造蚀变带展布, 异常区面积较大、衬度大、连续性较好, 有逐步浓集的铀分量异常分布模式及较强的异常浓集中心。

岩石露头伽玛照射量率差别不大, 但黑云母花岗岩照射量率普遍高于二云母花岗岩。黑云母是花岗岩中分布最广、铀含量较高的成矿元素载体矿物, 其平均铀含量为6.98×10-6, 而白云母的平均铀含量为1.14×10-6, 亦即在黑云母的白云母化过程中约有84%的铀将从黑云母中释放出来, 从而造成黑云母花岗岩伽玛照射量率高于二云母花岗岩的差异。

4 土壤氡气测量和热释光测量与铀找矿指导意义

热释光异常主要沿61、62号带分布。长排地区北部地段异常连续、面积大, 与铀分量异常吻合较好, 尤其是45线~69线之间的地段, 两种方法异常区复合更好 (图4) , 显示有较好的铀矿化;其次在75线~85线之间的地段两种方法异常区复合也较好 (图4) , 是寻找深部花岗岩型铀矿的有利地段。些地段均为铀分量、土壤热释光或伽玛能谱相对较吻合的地段。

结果在上述各地段深部均发现了较好的工业矿体。此外, 在61号带与78号带交汇地段, 前人已在深部发现有多个小矿体, 而在综合物化探图上亦有明显显示, 尤其是铀分量和土壤热释光吻合更好。由此说明, 综合物化探方法在该区能有效显示深部隐伏铀矿体, 尤其是铀分量和土壤热释光效果更好, 是寻找该区隐伏铀矿体较为有效的方法。

5 结论

(1) 地面γ能谱、铀分量、土壤热释光、土壤氡气均可显示深部矿体的存在, 但地面γ能谱仅能反映浅部的矿体, 而铀分量化探、土壤热释光、土壤氡气可显示深部矿体的存在, 从验证效果来看, 铀分量化探要优于土壤热释光;土壤氡气测量方法简单, 成本低, 能直接指示深部构造部位。

(2) 利用新技术、新方法测量放射性特征。如采用综合物化探方法 (井中TEM瞬变电磁法) 寻找隐伏铀矿体;用电法、电磁法AMT、地电化学法等勘查含矿构造的产状、规模等, 反映深部构造的规模、形态及延深情况。

(3) 诸广山南部铀矿区的地气场与花岗岩矿体的热液成矿在时间上具有一定的对应关系, 且对于不同的矿体形成年代, 对应了不同的富集元素, 在铀矿体上方的地气稀土族元素分布规律与矿体本身的岩石稀土分布规律极其相似, 因此对于矿体取芯分析困难的深部隐伏矿床可以采取地气法分析其岩石特性。

(4) 在传统物化探无法探测到的深度成矿区中, 通过地气场寻找出U富集的对应岩体年代地层的深部隐伏矿体, 并结合γ能谱场找出该地区发育良好的断裂构造蚀变带, 可以高效、精确的圈定找矿靶区。

摘要：长排地区位于诸广山岩体南部, 成矿地质背景优越。通过近年大量放射性物探工作研究, 结合区内含矿断裂带特征及铀成矿规律, 分析长排地区放射性特征异常地段, 与铀矿主要富集于北北西向断裂带内、不同岩性接触部位及与蚀变构造带等部位相吻合。总结长排地区放射性特征, 对下一步深部铀矿找矿应用推广具有指导意义。

关键词：放射性物探,含矿断裂特征,铀成矿规律,放射性特征,找矿应用