硬岩型铀矿化（点、带）地球物理特征

王志宏，全旭东，王利民，山科社，郭新红

（核工业航测遥感中心，河北 石家庄 050002）

0 前言

硬岩型铀矿是我国主要的铀矿类型之一，经过前几轮勘查，该类铀矿床地表和浅部规模较大的已得到揭露，而浅～深部隐伏铀矿就成为主要探测对象，找矿难度愈来愈大，成本愈来愈高。在这种情况下，使用单一的手段寻找这类矿床已不能完全适应当前铀矿地质所面临的新形势和艰巨任务，需开展综合物探找矿，来圈定铀成矿有利地段［1－2］。

作者介绍了不同地区综合物探方法的勘查效果，分析总结了硬岩型铀矿床（点、带）的地球物理特征，为寻找该类铀矿有利地段提供了重要信息。

1 桃山地区

1.1 地质及物性特征

桃山地区经过几代地质工作者的努力探索，已勘探出十二个铀矿，发现了众多铀矿点带。铀矿大多数分布在两条深裂的夹持部位，即北东向的大余～南城深断裂（桃山断裂）和北北东向鹰潭～安远深断裂的夹持部位。在构造的变异部位、构造交结点、隐伏小岩体、岩脉、蚀变岩带等部位，被认为是铀成矿最有利的部位，其中又以桃山岩体中部的燕山早期晚阶段打鼓寨（由中粒二云母花岗岩、中粒少斑黑云母花岗岩、中粒黑云母花岗岩组成）内外接触带最为集中［4］。

由表1可知，桃山地区岩石磁性大小与花岗岩中黑色矿物含量有关，二长花岗岩（ηγ）磁化率最高，次为中粒黑云母花岗岩（2bγ52－3）、细粒二云母花岗岩（3mγ），其余岩石磁化率则较小。中粒黑云母花岗岩（2bγ52－3）为中阻特征，中粒二云母花岗岩 （2mbγ52－3）、中细粒二云母花岗岩（2－3mbγ52－3）、花岗斑岩（γπ）电阻率为中低阻特征，而中粗粒黑云母花岗岩（1－2bγ52－1）、细粒二云母花岗岩（3mbγ）、构造角砾岩则为高阻特征。

1.2 地球物理特征

1.2.1 电阻率特征

图1为桃山地区L02线反演电阻率及△T磁异常、氡含量曲线综合剖面图，平距800m附近为6214铀矿床。由图1（a）中可以看出，△T磁异常曲线在矿床附近出现明显的跳跃变化，其两则△T磁异则相对平稳，磁异常表现为负磁异常，磁场强度一般为－50nT左右。活性炭资料反映，铀矿床附近氡含量出现明显的异常高值，两侧表现为背景值，较好地反映了深部的铀源信息［10］；从图1（b）可以看出，6214铀矿床附近，位于桃山断裂与黄潭断裂之间，构造裂隙密集发育，岩石破碎。电阻率等值线整体呈“凹”槽状，电阻率一般小于1 000Ω·m，中间夹团块状低阻，构造裂隙在海拔－500m以浅影响宽度较大，约为600m，而以深其影响减小。

图2可以看出，桃山地区反演电阻率整体呈高阻特征，北部、东部存在条带状、团块状中低阻。桃山断裂附近总体呈中低阻特征，而各矿床均处于高电阻率、低电阻率过渡区附近。6214矿床、6217矿床及K2矿床一般位于低阻与中阻过渡带偏低阻区一侧，反演电阻率一般小于1 000Ω·m；6213矿床、K1矿床及6218矿床则一般位于中阻与高阻过渡段偏中阻区一侧，反演电阻率一般为1 500Ω·m左右。

1.2.2 磁场特征

由△T异常等值线平面图（见图3）可以看出，区内磁场面貌总体呈“C”状，西部和南部为负磁场区，北东部则为正磁场区。西部负磁场区磁场强度均小于0nT，由地质资料可知，该磁场特征主要与中粗粒黑云母花岗岩、中粒二云母花岗岩岩性有关，且与区内岩石构造裂隙相对发育也有一定关系。北东部正磁场区磁场强度均大于0nT，局部地段存在磁场强度均大于50nT团块状强磁异常。据地质资料可知，该区地表出露中粒二云母花岗岩、中粗粒黑云母花岗岩。由物性资料可知，该岩性在区内只可能引起中等磁场强度，推测该区强磁异常可能是由深部的中粒斑状黑云母二长花岗岩引起的。东南负磁区磁场强度均小于0nT，主要是由中粗粒黑云母花岗岩和中粒黑云母花岗岩等岩性引起，且与区内岩石构造裂隙相对发育有关。

6213矿床、K1矿床、6214矿床及6218矿床均位于△T强、弱磁异常过渡带偏弱磁异常一侧，△T磁异常一般为0nT左右，而K2矿床及6217矿床则位于强磁与较强磁异常区偏较强磁异常一侧，△T磁异常一般为50nT左右。

表1 桃山地区岩石物性参数统计表Tab.1 Statistics of rock petrophysics in Taoshan district

2 红山子地区

2.1 地质及物性特征

基底主要由中、上志留统和二叠系组成，岩性主要为凝灰质粉砂岩夹流纹质角砾凝灰岩、英安质角砾凝灰岩、灰绿色安山岩、玄武岩、火山角砾岩、凝灰岩夹砂岩、板岩、沉凝灰岩等，盖层主要由侏罗纪、白垩纪和新近纪火山岩系构造，赋矿层为上侏罗统满克头鄂博组流纹岩和粗面岩［3］。

侵入岩广泛发育，与铀、钼多金属成矿关系密切。断裂构造按走向可划分为NE向、NNE向、NW向、EW向四组断裂。EW向断裂形成时间最早，其次为NE向、NNE向及NW向，NW向断裂最晚。火山塌陷过程中产生的F1弧形断裂和F2层间滑动断裂，为矿床的Ⅱ级控矿构造，西部F1弧形断裂控制着3号矿带（点）、5号矿带（点）、7号矿带（点）、8号矿带（点）、9号矿带（点）的展布；东部F2层间断裂，控制1矿带（点）、2矿带（点）、4矿带（点）、12矿带（点）的展布。

为了解区内不同岩石的物性参数特征，在区内进行了岩石物性测量，结果见表2。

图3 桃山地区△T异常等值线图Fig.3 Magnetic anomalies contour in Taoshan district

表2 红山子地区岩石物性参数统计表Tab.2 Statistics of rock petrophysics in Hongshanzi district

由表2可知：①次安山岩、安山质凝灰岩电阻率最大，为高阻电性特征；②花岗岩、正长斑岩为中阻电性特征；③粗面岩、流纹斑岩呈中低阻电性特征；④新近系橄榄玄武岩呈低阻电性特征。上侏罗统满克头鄂博组粗面岩整体表现为强磁特征，变化范围较大，介于在（4 006.1～8 352.1）×4π×10－6SI之间，当粗面岩发生蚀变、含矿时，其磁性明显增强；次安山岩磁化率为5 189×4π×10－6SI，为强磁性特征；安山质凝灰岩磁化率为2 483×4π×10－6SI；流纹岩磁化率为1 801×4π×10－6SI，为弱磁特征；花岗岩、橄榄玄武岩、正长斑岩的磁化率一般小于1 200×4π×10－6SI，为弱磁特征。

2.2 地球物理特征

2.2.1 电阻率特征

5号矿带产于F1弧形断裂上盘的碎裂钠长石化粗面岩中，岩石较破碎，赋存最高标高为1 527m，最低标高为1 466m，垂深61m，矿石类型为铀－钼类型。图4为过5号矿带的L02线物探测量综合剖面图，测线平距1 150m处为5号矿床。由图4可以看出，矿带处由于断裂的影响，岩石破碎、裂隙发育，反演电阻率等值线形态整体呈一“凹”字形，电阻率一般为500Ω·m，上部为低阻，下部为高阻特征；磁场特征则反映为正磁异常带内相对偏弱磁异常一侧，磁异常强度一般为500nT左右。

2.2.2 磁场特征

由图5可知，区内含矿岩性粗面岩呈现为明显的强磁场特征，整体呈北东向条带状分布。5号铀矿化、6号铀矿化、7号铀矿化、8号铀矿化、9号铀矿化地段除8号铀矿化地段位于强磁异常区内，其余铀矿化地段△T磁异常多位于强磁与弱磁异常过渡地段偏弱磁异常一侧。9号矿化地段△T磁异常一般为0nT左右，西侧为磁正磁异常，东侧则为弱负磁异常；8号铀矿化△T磁异常一般大于1 500nT，为强磁异常；5号铀矿化、6号铀矿化、7号铀矿化地段△T磁异常一般为500nT左右，其一侧强磁异常为2 000nT，弱磁异常一般为0nT。

3 硬岩型铀矿化（点、带）地球物理特征

通过对桃山、红山子地区典型铀矿化（点、带）与地球物理场对应关系分析，了解了不同地区铀矿床（点、带）附近岩石的地球物理场特征，结果表明：

（1）硬岩型铀矿化（点、带）由于受构造作用，岩石破碎，同时构造也改造或破坏了原主岩的铁磁性物质结构，使磁性降低；同时由于地球化学、温度等作用，使岩石因高温热流遭受蚀变矿化，导致岩石所谓的高温蚀变退磁。因此，在铀矿化（点、带）周围形成相对弱磁异常区，这种弱磁异常区有时甚至超过了铀矿化（点、带）的范围，形成明显的标志。在△T磁异常等值线平面图中，铀矿化（点、带）一般位于强弱磁异常过渡地带偏弱磁异常一侧［7－8］。

（2）硬岩型铀矿化（点、带）一般位于断裂交汇的构造结部位，其次为密集的节理带附近。由于断裂及密集的节理带附近岩石破碎程度较高，裂隙发育，蚀变较强，电阻率明显降低。铀矿化（点、带）在断面图中多呈高低阻梯度变化带或中低阻区，平面图中多位于中低阻过渡带偏低阻一侧［6］。

4 结论

在硬岩型铀矿床外围进行攻深找盲综合地球物理勘查时，一方面要加强地质研究，另一方面是应开展综合物探方法及地球物理模式综合找矿，各种方法优势互补，这对探查深部铀矿赋存有利地段，可以起到事半功倍的效果，可较好地解决硬岩型铀矿深部探测的相关地质问题，为新一轮铀矿勘查提供有力手段［9－10］。

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［4］曾文乐，郭湖生.在桃山地区寻找隐伏富大铀矿的思考［J］.地质评论，2010，56（1）：43－50.

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