桂北某鈾礦區物化探特征與找礦方向研究

● 周 琪,胡自寧,楊笑笑

（1.廣西三一〇核地質大隊，廣西 桂林 541213；2.廣西地質礦產勘查開發局，廣西 南寧 530023）

苗兒山鈾礦田是我國南方鈾資源勘查基地之一，是我國花崗巖型鈾礦的重要礦集區。某鈾礦區位于該礦田東南部，是新近發現的花崗巖型鈾礦區。1990 年，原核工業中南地勘局三〇六大隊選擇苗兒山巖體的反沖、雷家嶺2 個地段開展工作，經槽探、坑探、淺鉆揭露，發現了反沖、雷家嶺2 個鈾礦點及一大批鈾異常點。2010?2011 年，廣西三一〇核地質大隊在某地區開展預查工作，圈定了梅子坪鈾成礦遠景區。2013 年至今，經過5 輪鈾礦普查工作，地質工作人員發現該地區鈾資源量達到小型鈾礦床規模。研究小組對該礦區的地面伽馬總量測量、土壤氡測量、主量元素地球化學、鈾鐳平衡系數等數據進行研究，探索物化探特征與礦化的關系，總結該區鈾控礦因素和成礦規律，為其深部和周邊鈾礦找礦與勘查提供參考。

1 地質特征

研究區大地構造位置處在揚子陸塊桂北隆起越城嶺斷裂褶皺帶。區域出露的地層有丹洲群、南華系、震旦系、寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系、白堊系及第四系，其中震旦系的陡山沱組、寒武系的清溪組、泥盆系的信都組和東村組，以及石炭系的寺門組屬區域性含鈾層位。區域經歷了多期次構造運動，尤以加里東期、印支期和燕山期構造運動最為顯著。加里東構造運動形成以NNE 向為主的緊密線狀褶皺帶（如越城嶺復背斜）和初期的同生斷裂；印支構造運動是又一次強烈的褶皺造山運動，并伴隨基底斷裂構造的復活；燕山構造運動以塊斷拉伸運動為特征，造成基底斷裂再次復活，同時產生了以NNE 向為主導的斷裂構造，并形成與之配套的NW 向、近SN 向、近EW 向斷裂構造（見圖1）。

圖1 桂北苗兒山礦田地質略圖

區內鈾礦床嚴格受斷裂控制，NNE 向構造破碎帶為最主要含礦構造，鈾礦化賦存于破碎帶及上下盤次級帶硅化碎裂巖中。蝕變主要有硅化、赤鐵礦化、水云母化、鉀長石化、黃鐵礦化、綠泥石化、螢石化、碳酸鹽化、糜棱巖化等。礦石的工業類型為特征性礦物含量低的含鈾高硅酸鹽鈾礦石，礦石礦物主要為鈣鈾云母、銅鈾云母、硅鈣鈾礦等次生鈾礦物，鈣鈾云母、銅鈾云母主要呈粉末狀、片狀，硅鈣鈾礦主要呈針狀、粉末狀。

2 物化探特征

2.1 伽馬場暈

2.1.1 數據處理

研究小組對伽馬總量測量照射量率數據進行規整、物理量換算、布型式檢驗，對各地層、巖體照射量率數據進行統計，統計結果顯示數據符合正態分布（見表1）。

表1 某礦區伽馬照射量率頻數、頻率及累計頻率分布表

2.1.2 伽馬場暈特征

該礦區伽馬照射量率數值在5.7nC/kg.h～11.2nC/kg.h 之間，背景值為8.2nC/kg.h，背景值標準偏差為1.1，離散系數為0.14，離散程度較小。礦區伽馬場暈大小不一，大的伽馬場暈的面積達到400m×300m，小的伽馬場暈有50m×50m。伽馬場暈主要集中分布在雷家嶺、梅子坪和F2719構造帶南段交叉部位，具有分布密度大、場級相對較高的特點，在其他地段分布較少，規模相對較小（見圖2）。

圖2 某礦區伽馬場暈分布圖

伽馬場暈與含礦構造、斷裂帶關系密切，受構造控制明顯，伽馬場暈在F2719構造帶及次級構造交叉部位受構造控制最明顯，呈條帶、橢圓及不規則串珠狀分布，場暈長軸方向和構造帶F2719走向基本一致，為NE 向，明顯受NE?NNE 向擠壓破碎帶控制；伽馬場暈在F2711和F2715構造帶及次級帶交匯部位三級場暈完整，場暈規模較大、場級較高且相對集中分布。伽馬場暈受地表鈾礦化的控制較強，伽馬異常點直接反應地表鈾礦化，伽馬異常點集中區也是伽馬場暈集中區，在鈾礦化較為強烈的地段，場暈場級較高，且場暈面積大。

2.2 氡濃度異常特征

放射層的自吸收作用和地表覆蓋層的阻擋作用，使得γ 射線不能穿過較厚的阻擋層，因此在具有成礦遠景又覆蓋較厚的地區尋找控礦、含礦斷裂并開展氡濃度測量具有重要的意義。氡濃度異常在該礦區確定含礦構造部位效果突出，根據控礦構造的氡濃度異常和峰值表現的形態，大致能確定礦體在構造帶的部位。

當礦化體位于構造中時，構造破碎，有利于氡的遷移，氡濃度曲線為雙峰型，且在構造帶上方的氡濃度峰值較礦體正上方的峰值要大；當礦化體位于構造下盤且靠近構造時，異常峰位于構造正上方，氡濃度曲線為單峰型，在礦體上方無峰值顯示；當礦化體位于構造上盤且靠近構造時，構造較破碎，氡濃度曲線往往有雙峰異常，且氡濃度峰值在礦體上方較構造上方大。如148 號勘探線剖面在含礦構造帶F2715（60m 處）和構造帶F2710（240m）處有氡濃度異常值，其中在F2715含礦構造帶礦體上方氡濃度較正常地段偏高。

2.3 主量元素地球化學特征

巖礦石化學分析了SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、TiO2、MnO等11 種主量元素，結果表明研究區花崗巖ω（Fe2O3）為0.47%～4.21%、ω（Al2O3）為4.05%～15.46%、ω（CaO）為0.054%～34.16%、ω（MgO）為0.30%～1.66%、ω（K2O+Na2O）為1.39%～10.12%。

研究區主量元素地球化學特征主要有5 個：（1）酸度大。SiO2含量在58.23%～80.65%，一般在70%以上，平均為70.83%。（2）堿質較高。K2O+Na2O 含量在3.83%～10.12%，平均為6.18%。（3）鉀大于鈉。鉀長石占長石 總 量的50%以 上，K2O/Na2O 為4.4∶1，遠＞5∶3。（4）鋁過飽和度較高。Al2O3含量為11.11%。（5）暗色組分少。黑云母、磁鐵礦、鈦鐵礦等總量不超過10%，FeO、MgO、TiO2三者平均含量之和為2.04%，遠＜10%。這5 個特征與許多產鈾花崗巖體的巖石化學特征非常相似[1]，表明出露在某地區的花崗巖巖體也是產鈾巖體。

2.4 鈾鐳平衡系數特征

2.4.1 鈾鐳平衡系數與礦石品位關系特征

礦區鈾鐳平衡系數（Kp）隨著礦石品位的提高逐漸降低，由偏鐳逐漸過渡到偏鈾，變化趨勢比較明顯（見表2）。

表2 某礦區不同品位礦石鈾鐳平衡系數統計結果表

2.4.2 鈾鐳平衡系數與礦體深度關系特征

鈾鐳平衡系數與礦體深度有一定的關系[2]，主要體現在隨著深度的增加，由偏鐳逐漸偏鈾。如ZK0-80 鈾鐳平衡系數地表淺部（910m 以上）偏鐳，氧化帶鈾大量流失；910～1010m 略偏鐳，氧化還原帶部分鈾流失；910m 以下略偏鈾，還原帶鈾的遷入。這說明深度和氧化程度關系比較密切，當鈾鐳處于氧化帶中時，鈾鐳平衡被破壞，一般偏鐳；在原生帶中鈾鐳處于平衡，一般偏鈾；在過渡帶中平衡情況比較復雜，往往是鈾鐳平衡、平衡偏鐳、平衡偏鈾三者交替出現（見圖3）。

圖3 ZK0-80 鈾鐳平衡系數與深度關系圖

3 結 語

（1）某礦區伽馬場暈三級場暈完整，受構造控制明顯，特別是受到NE?NNE 向擠壓破碎帶控制，在多條構造交匯的區域，伽馬場暈發育較多，為成礦的有利區域。

（2）氡在空隙度較大的土壤、巖石中具有很強的遷移能力，特別是在斷裂構造帶中的遷移能力更強，故氡濃度測量是探尋斷層帶及深部鈾礦體的有效手段，同時根據氡濃度峰值的形態還可以較好地判斷礦體的部位。

（3）某礦區巖礦石化學特征具有酸度大、堿質高較高、鉀遠大于鈉、鋁較過飽和、暗色組分少等特點，為較好的產鈾巖體。

（4）某礦區鈾鐳平衡系數總體上平衡，但是不同品位、不同深度的礦體中含量不同。隨著鈾含量的升高，鈾鐳平衡系數由大變小，由較偏鐳轉變為較偏鈾；隨著深度的增加，鈾鐳平衡系數由較偏鐳轉變為較偏鈾，在今后的找礦中應特別注意這一點。

（5）根據礦區地質構造特征，結合伽馬總量測量、氡濃度測量、巖礦石化學等特征的研究，研究小組認為下一步的找礦方向為NE 向和NW 向斷裂帶，重點在F2719、F2715和F2711構造帶，其次是在F2718、F2717和F5207和F5208構造帶。在這些構造帶開展進一步地質工作，有望探獲新礦體，擴大鈾資源量，實現小型礦床升級為中型礦床的跨越。