综合物探方法在白音套海盆地铀及多金属成矿有利地段的应用研究

董　明，　吴大坤，　席海银，　张　尧

(核工业二四Ο研究所，辽宁 沈阳　110032)



综合物探方法在白音套海盆地铀及多金属成矿有利地段的应用研究

董明，吴大坤，席海银，张尧

(核工业二四Ο研究所，辽宁 沈阳110032)

摘要：由于铀矿经常与多金属矿相伴生，用普通物探与放射性物探相结合的方法，综合分析多种影响矿产特征的因素，是寻找火山岩型铀矿及多金属矿的有效方法。采用地面伽玛能谱测量、大功率激电测量、高精度磁法测量对大兴安岭中段白音套海盆地铀及多金属成矿有利地段进行综合物探方法测量，分析成矿因素，隐伏构造分布及产状，经钻探工程验证取得了较好的效果。

关键词：白音套海盆地；激发极化；能谱测量；高精度磁法；综合物探方法

董明， 吴大坤，席海银，等.2016. 综合物探方法在白音套海盆地铀及多金属成矿有利地段的应用研究[J].东华理工大学学报：自然科学版，39(1)：80-86.

Dong Ming，Wu Da-kun，Xi Hai-yin，et al.2016. Applying research of beneficial ore-forming sites of uranium and polymetallicmineralizations in Baiyingtaohai Basin by comprehensive geophysics prospecting methods [J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 39(1):80-86.

火山岩型铀矿是我国重要的铀成矿类型之一，近几年来随着铀矿找矿难度的增大，只采用放射性物探方法已经不能完全适应当前铀矿地质所面临的严峻形势(祝洪涛等，2014；邵积东等，2007)。虽然铀矿体除放射性外在其他物理特性上与围岩无明显差异，但常与其他多金属矿体相伴生，因此，通过放射性物探与普通物探相结合的方法，直接找矿与间接找矿相结合(王志宏等，2015；王志宏等，2014；程培生等，2009；张广范，2005)，研究铀矿与多金属矿之间的成矿关系，是寻找铀矿及多金属矿的有效手段。 2014～2015年，在大兴安岭中部白音套海盆地铀、多金属成矿有利地段开展了地面伽玛能谱测量、大功率激电测量、高精度磁法测量工作(周尚轶等，2007；刘爱平等，2008；娄德波等，2008)，并且通过钻探工程验证，发现多处铀工业矿孔，且部分有工业矿空见明显的方铅矿化，取得了良好的找矿效果，同时,由于该地区以往铀矿地质工作程度较低，并且也是首次在大兴安岭中部见到的铀工业矿孔，因此具有重要的意义。

1工作区概况

1.1地质概况

工作区位于大兴安岭火山岩带西坡中段，我国重要的火山岩型铀成矿远景带—大兴安岭扎兰屯成矿带内，白音套海盆地中部花岗岩隆起区。地层主要由侏罗系上统满克头鄂博组、玛尼吐组酸性火山岩组成。侵入岩主要为早侏罗世中粗粒状二长花岗岩及早白垩世花岗闪长岩，其中，二长花岗岩在测区中部大面积分布，为区内有利的铀源体。早侏罗世岩体中发育大量潜火山岩脉体，如花岗斑岩、闪长玢岩、煌斑岩及石英脉体，为本区铀找矿工作提供了空间。区内构造发育，以北东向、北北东向挤压性褶皱及和北西向张扭性断裂为主、少量东西向。北东向、北西向断裂构造控制着本区潜火山岩体的展布。从已发现的铀矿化体发育情况看，本区铀矿化主要受北东向深大断裂的次级断裂带控制。所发现铀矿化多与潜火山岩脉体有关，潜火山岩脉体为铀成矿有利部位。

1.2工作区地球物理特征

区内中生代地层中U，Th，K含量相对较低，且含量相似(见表1)。酸性侵入岩体放射性元素含量明显高于中生代地层。其中早侏罗世二长花岗岩钍含量及钍/铀明显高于其他岩体，因此二长花岗岩为区内最为有利的铀源体。区内浅火山岩脉(除闪长玢岩外)铀含量较高，且地面伽玛能谱所发现的铀异常大多位于脉体内或脉体附近，为区内铀成矿有利部位。其中，煌斑岩脉体或煌斑岩脉体与碎裂花岗岩的接触带附近大多具有铀矿化蚀变现象，铀含量最高值886.2×10-6，是区内最有利的铀成矿部位。

表1　工作区地层(岩体)地面伽玛能谱参数统计表

工作区火山岩和侵入岩、次火山岩的极化率均较低一般在1%左右。侵入岩和次火山岩电阻率明显高于火山岩。铜矿化和铅锌矿化岩石视极化率明显升高，电阻率降低。且随着矿化强度的增高极化率也明显增高。工作区铜、铅、锌等多金属矿多与铀矿相伴生，这也为应用综合物探方法寻找铀矿和多金属矿提供了可能性。

工作区中酸性火山岩，磁性较弱，一般都小于300×10-5SI。侵入岩以中酸性为主，其中闪长岩磁性较强，花岗岩磁性相对较弱。次火山岩花岗斑岩等侏罗纪的正长斑岩、钾长花岗岩等，磁化率一般在200×10-5SI以内。总之，区内各期次侵入岩类磁性总体变化很大。

表2　工作区岩石电(磁)性特征统计表

2物探成果分析

2.1地面伽玛能谱成果分析

为研究工作区铀、钍、钾分布特征，寻找铀异常点，并对铀异常点进行定性分析，进行了地面伽玛能谱面积测量工作。

通过地面伽玛能谱测量工作，发现铀、钍、钾含量增高部位主要分布在二长花岗岩，花岗闪长岩等酸性侵入岩内，且呈北西或东向展布，主要受北西或北东向断裂构造控制。依据铀含量偏高场、高场、异常场的分布规律，测量区划出6片铀异常区域(NP-1～NP-6)(图1)，其中NP-1～NP-5号铀异常区相对集中，位于工作区西南部，NP-2号铀异常位于工作区东南部。

NP-1号铀异常场区呈北东向展布，且规模较大。铀异常宽约10～30 m，长约150 m，铀含量一般(110～500)×10-6，最高可达19 716×10-6，886.20×10-6铀异常与煌斑岩脉体关系密切。可见次生铀矿物，围岩蚀变强烈，主要发育褐铁矿化，绿泥石化等。

NP-2号铀异常场区位于北东向、北西向断裂构造交汇处，整体沿北东向展布，且规模较大。铀异常宽约20～50 m，长约300 m，铀含量一般(20～100)×10-6，铀含量最高达到249.50×10-6赋矿岩性为网脉状煌斑岩脉与细粒花岗岩接触界面附近，异常区内褐铁矿化，硅化等矿化蚀变明显。

图1　工作区地面伽玛能谱铀含量等值图Fig.1　Theisogram of uranium content of energy spectrum parameters on work area 1. 第四系； 2.侏罗系上统满克头鄂博组； 3.早白垩世花岗斑岩；4.早白垩世花岗闪长岩；5.早侏罗世二长花岗岩；6.英安岩； 7.中粗粒二长花岗岩； 8.喷发相；9.涌流相；10.喷溢相；11.石英脉；12.正长斑岩脉；13.花岗斑岩脉；14.闪长玢岩脉；15.煌斑岩脉；16.花岗细晶岩脉；17.地质界线； 18.断裂、推测断裂；19.激电中梯及高精度磁法测量范围；20.铀异常区及编号

NP-3号铀异常场区位于代合地段西部，呈北西向展布，北西向断裂构造穿过此异常，铀异常宽10～50 m，断续长400 m左右，铀含量最高值30.00×10-6，异常呈北西向展布；异常区内见煌斑岩脉石英脉闪长玢岩脉等。区内褐铁矿化，硅化等矿化蚀变明显。

NP-4号铀异常场区位于工作区西南部，呈北东向展布，铀异常长约100 m，宽2～10 m，铀含量最高值53.60×10-6，异常场区内发育流纹斑岩脉体及煌斑岩脉体，呈北东向分布。蚀变强烈，发育硅化、赤褐铁矿化、铁矿化等。

NP-5号铀异常场区位于北东向和北西向两条构造交汇部位，呈北西向展布，长约100 m，宽5～20 m，铀含量最高值75.40×10-6，且异常场区沿北东向构造方向发育闪长玢岩脉，延北西向构造发育煌斑岩脉。

2.2激电中梯测量成果分析

图2　工作区激电中梯测量视极化率平面等值图Fig.2　The isogram of apparent polarizability in ip gradient array measurement on work area1.早白垩世花岗斑岩；2.早白垩世花岗闪长岩；3.早侏罗世二长花岗岩；4.石英脉；5.花岗斑岩脉；6.闪长玢岩脉；7.煌斑岩脉；8花岗细晶岩脉；9.地质界线；10.、推测断裂；11.铀异常晕及编号；12.激电异常编号

对地面伽玛能谱测量铀异常相对集中的工作区西南部地段进行激电中梯测量，共发现2处与铀异常场吻合较好的激电异常(图3)。

JD-1号异常与NP-1铀异常晕相吻合，视极化率最大12.68 %，呈条带状，长约500 m，宽约80 m，呈北东走向。地表铀异常位于该激电异常的西南部极化率相对降低的位置，推断在铀异常部位，极化体深度可能增大。激电异常异常部位，视电阻率明显降低，呈现出低阻高极化的特点，推测极化体可能由多金属矿体引起，且与铀矿化存在伴生关系。具有较好的找矿前景。

JD-2号异常位于NP-1号铀异常晕东侧，异常视极化率最大为4.86 %，呈条带状，范围较大，长约1.5 km，宽约100 m，整体呈北东向展布，受北东向断裂控制，且异常局两侧不均匀延伸，异常附近煌斑岩、花岗斑岩、石英岩等脉体较为发育，异常部位，呈现出低阻高极化的特点，推测极化体可能由多金属矿体所引起，地表虽未见铀异常，但工作区地表铀矿与多金属矿半生关系较普遍，因此，深部可能存在多金属矿伴生的铀矿，具有较好的找矿前景。

2.3高精度磁法测量成果分析

对地面伽玛能谱测量铀异常相对集中的工作区西南部地段进行高精度磁法测量。共发现两处与铀异常吻合较好的磁异常，其中：

GC-1 号磁异常与NP-1铀异常晕相吻合， 从局部看，该异常由多组正高磁异常组成，呈北东向展布，推断该异常为瑝斑岩脉体所引起，而该脉体与铀成矿密切相关。从全区磁异常分布特征看，该磁异常为位于北东向串珠状磁异常的东北部，磁场强度明显增高部位，因此推断，该磁异常的分布受北东向断裂构造控制。

GC-2 号磁异常与NP-5铀异常晕相吻合， 从局部看，该异常由北西和北东两个方向的磁异常组成，推断该异常为瑝斑岩和闪长玢岩脉体所引起，从地表出露的脉体来看，北西向磁异常铀闪长玢岩脉所引起，北东向磁异常为煌斑岩脉所引起，其中黄斑岩脉体与铀成矿关系密切。从全区磁异常分布特征看，该磁异常为位于北东向串珠状磁异常的西南部，磁场强度明显增高部位，因此推断，该磁异常的分布受北东向断裂构造控制。

图3　工作区高精度磁测△T化极等值线图Fig.3　The isogram of △Treduced to the pole in high-precision magnetic survey on work area1.早白垩世花岗斑岩；2.早白垩世花岗闪长岩；3.早侏罗世二长花岗岩； 4.石英脉；5.花岗斑岩脉；6.闪长玢岩脉；7.煌斑岩脉；8.花岗细晶岩脉；9.地质界线； 10.、推测断裂；11.铀异常晕及编号；12.磁异常编号

2.4物探成果综合分析

通过对三种物探方法测量结果进行综合分析：

NP-1号铀异常、JD-1激电异常、GC-1号磁异常吻合较好，且异常展布基本相似，具有较好的铀和多金属找矿前景，同时，也证明了工作区铀矿和多金属矿存在着紧密的伴生关系，为寻找埋深较深的隐伏铀矿体，提供了依据。

根据设计松铺厚度（25cm）、施工宽度（32.64m）及自卸车容量（10.5m3）等确定上土网格（宽8.4m×长10m）、每格上土量21m3（2车），按照设计松铺厚度安排人工在网格交叉点位置培置松铺厚度控制墩。

NP-5号铀异常和GC-2号磁异常吻合较好，根据磁场形态，该处构造活动较为强烈，为铀成矿提供了有利的空间，具有较好的铀成矿前景。视极化率有所升高，推断存在与铀矿相关的多金属矿化现象。

NP-4号铀异常，虽视极化率和磁场强度升高不明显，但地表铀矿化蚀变明显，且与铀矿相关的煌斑岩脉体较为发育，具有较好的铀成矿前景。同时， JD-2号激电异常与NP-4号铀异常距离较近，并且受到同一北东向断裂构造控制，因此JD-2号激电异常铀和多金属成矿前景较大。

3成果验证

为了验证物探工作的准确性, 在上述物探工

作的基础上,针对物探工作所反映的异常位置进行了槽探及钻孔验证，共发现铀工业矿孔3个，且均位于两种以上物探异常叠加部位，部分工业矿孔见明显铅锌矿化脉。以ZKD01-1工业矿孔为例，共发现6层铀工业矿段(表3)，累计见矿真厚度5.25 m。铀矿化以产于煌斑岩脉与碎裂花岗岩界面附近居多，其次为产于碎裂花岗岩中，少部分赋存于煌斑岩脉体中。

此外，ZKD01-1孔见多条明显铅矿化脉(照片1)，方铅矿化沿裂隙发育，具有明显的金属光泽。该孔铅矿化的发现，预示着该地段具有铅等多金属的找矿前景。

钻探情况很好地验证了物探工作的解释结果。从物探成果及验证钻孔情况可以看出,这三种物探方法在该区的综合应用是十分有效的,三者相互补充和配合,加大了推断解释的准确性。实践表明这三种方法的综合应用,可以取得比单独运用一种方法更有效、更丰富的地质信息,尤其对该地段开展深部铀及多金属找矿工作来说非常有效。

表3　ZKD01-1钻孔矿段测井解释成果表

照片1　方铅矿化(247.23 m)Photo 1　The mineralization of galenite (247.23 m)

4结论

本次工作中，发现了单一铀异常，同时也发现铀异常、激电异常、磁异常相叠加的复合异常，充分说明了，工作区铀矿与多金属矿存在着相互的伴生

关系，因此，利用这种相互关系，在该地区应用普通物探与放射性物探相结合的方法寻找深部隐伏铀矿及多金属矿，扩大找矿成果，行之有效。

参考文献

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娄德波，宋国玺，李楠，等.2008. 磁法在我国矿产预测中的应用[J].地球物理学进展， 23(1)：249-256.

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Applying Research of Beneficial Ore-forming Sites of Uranium and Polymetallicmineralizations in Baiyingtaohai Basin by Comprehensive Geophysics Prospecting Methods

DONG Ming，WU Da-kun，XI Hai-yin，ZHANG Yao

(Rrsearch Institute 240 of Nuclear Industry，Shenyang,Liaoning Provincen，110032)

Abtract：General geophysics survey method and radioactive geophysical prospecting method were used to analyse factors of influencing the mineral’s features because of accompanying of uranium and polymetallicmineralizations, the result was that general geophysics survey method and radioactive geophysical prospecting method were efficient for detecting the volcanic type uranium and polymetallicmineralizations. In this paper, ground gamma-ray spectrometric survey, high power IP survey and high-precision magnetic investigations were used to forecast the beneficial ore-forming area of uranium and polymetallicmineralizations in Baiyingtaohai Basin of middle section of Daxinganling, mineralization factor and subsurface structure had been studied, and the prospected results were coincident with the drilling data.

key Words：Baiyingtaohai Basin； induced polarization；ground gamma-ray spectrometric survey；high-precision magnetic investigations；comprehensive geophysics prospecting methods

中图分类号：P631，P619.14

文献标识码：A

文章编号：1674-3504(2016)01-0080-07

doi:10.3969/j.issn.1674-3504.2016.01.013

作者简介：董明(1982—)，男，硕士，工程师，从事地球物理研究。E-mail:174103953@qq.com

收稿日期：2016-01-15