相山地区火山岩型铀矿床地球物理找矿标志

李晓翠

（核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029）

相山地区火山岩型铀矿床地球物理找矿标志

李晓翠

（核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029）

相山地区是我国最主要的火山岩型铀矿区，是国土资源部设立的第2批整装勘查区之一。从重力异常、航磁异常和航放异常三个方面，分析了相山矿田区域地球物理特征，同时结合地质要素，归纳总结了相山地区典型火山岩型铀矿床地质-地球物理找矿标志。

相山地区；火山岩型铀矿床；地质-地球物理

相山矿田位于江西省乐安县与崇仁县毗邻地带，是华南最大的产于火山-侵入杂岩体中的热液脉型铀矿田［1］。前人在岩浆演化、岩石地球化学、蚀变、成矿机理、成矿条件、控矿因素和成矿模式等方面研究工作取得了大量成果［2-8］。而在地球物理方面，往往侧重于单方面的研究，对矿田整体地球物理特征研究较少。从重力、航磁和航放异常三方面分析了相山铀矿田的地球物理找矿标志，结合铀成矿地质背景，对典型矿床赋存地段的地质-地球物理找矿标志进行了归纳总结。

1 地质概况

江西相山火山盆地位于扬子陆块与华南陆块两个二级构造单元的交接部位，处于赣杭火山岩型铀成矿带的西南端，其平面形态为东西长约26 km、南北宽约16 km的椭圆状（图1）。盆地主要由变质岩基底和火山岩盖层组成，其中，基底主要为震旦系浅变质岩，出露于盆地四周，部分地段发育下石炭统、上三叠统沉积建造［9］；盖层为一套下白垩统火山岩系及出露于火山盆地西侧的白垩纪红层，分为打鼓顶组和鹅湖岭组，鹅湖岭组以碎斑熔岩为主，是盖层火山岩系的主体岩性，分布面积广，约占盖层面积的80%［10］。大规模火山活动期后，次火山岩沿层间离张构造和环状火山断裂构造侵入并受其控制，以不规则的弧形和半环形围绕在盆缘的北、东、南部出露，岩性主要为花岗斑岩。

相山火山盆地基底和盖层构造存在明显差异。火山盆地基底构造有EW、SN、NE、NW向4组，EW向构造为基底主构造线，SN向构造次之；盖层构造表现为以NE向为主导，NW向次之的线性断裂和火山塌陷环状断裂的构造格局，线性断裂构造多是基底断裂的继承和发展，火山作用过程中岩浆活动和重力等作用下产生的火山塌陷构造也往往利用、改造基底构造。相山矿田内的铀矿床主要受断裂构造控制，但在空间上分布不均匀，东南部矿床较少，西北部矿床无论是数量还是品位都明显好于东南部。西部的铀矿床主要受近EW向基底断陷带与NE向的区域性断裂或与菱形块体以及火山塌陷构造的复合控制；北部的铀矿床多定位于NE向区域性断裂与环状或弧形火山构造的复合部位，铀矿体的空间产出受低级别、低序次的断裂或裂隙密集带控制。

矿田内矿床成矿部位较多，主要有基底构造与盖层构造复合部位、不同地层（岩性）界面与断裂交汇部位、次火山岩岩体形态变异部位、不同方向的断裂构造交叉、复合部位以及主断裂旁侧次级断裂和裂隙带发育部位等。

2 区域地球物理场特征

2.1 重力异常特征

相山地区岩石的密度变化及岩体间的密度差异决定了区内重力场的分布及特征，相山地区的重力异常总体上由西部的似带状重力低异常和中东部的环形重力低异常组成（图2）。

环形展布的布格重力异常梯度带，尤其是转折部位附近，是重力异常预测火山岩型铀矿床的标志之一。通过对重力异常的上延处理，认为本区的深大断裂有EW、SN、NE和NW向4组，4组断裂均以环形重力异常等值线的转折为特征，对铀矿床的形成及赋存起着重要作用。EW向基底构造断陷带（F1、F2）及盆缘断裂带（F3、F4）属隐伏型，是岩浆活动的通道，为盆地基底的主构造线，并控制了矿集带的分布；SN向断裂带（F5、F6）与F1、F2呈“井”字交汇，定位了相山火山口，并局部控制了火山口的发育，在北部矿集区，这组断裂带控制了矿床东西分布的范围［11］；NE向断裂带（F7、F8和F9）最为发育，具长期活动性，规模最大的F7断裂是切穿火山机构的深大断裂，在EW与SN向断裂交汇的“井”字中，导通了深部岩浆使之喷出，NE向断裂构造大多切穿盖层，往往与火山构造复合，尤其在盆地西部，伴随NW向断裂，形成系列菱形断块，盖层中深切基底的NE、NW向断裂构造与EW向基底断陷带交汇形成矿床定位的有利条件，再有火山塌陷的复合，则是形成富大矿床的条件［11］。

重力异常值－19×10-5～－22×10-5m·s-2范围内，重力异常等值线弯曲多变地段以及此异常值范围内根据重力反演，得出的约1 400m以上的深度范围，是重力异常预测火山岩型铀矿床的标志之二。基底变质岩的隆坳变化引起了重力异常的高低变化。相山中东部，是一重力异常等值线环绕的重力低值区，反映以相山为中心的火山塌陷盆地，盆地的基底，自周边向中心，呈环状逐级断陷，由外向里，基底深度逐级加深。环状重力异常等值线的分布、形态及疏密程度，与岩浆作用方式及形成先后顺序有关，其中：－24×10-5～－32×10-5m·s-2高度密集的重力异常等值线所环绕的地带，为盆地中火山喷发期的岩相分布区，对应的深度为2 200～＞2 800 m，岩性主要是打鼓顶组流纹质晶屑凝灰岩及流纹质熔结凝灰岩；－19×10-5～－24×10-5m·s-2较稀疏的重力异常等值线所环绕的地带，为盆地中火山侵出岩相分布区，对应的深度为地表～2 200 m，岩性主要是鹅湖岭组碎斑熔岩；靠近盆地最外部边缘－19×10-5～－22×10-5m·s-2重力异常等值线弯曲多变，对应大量浅成、超浅成岩体侵入的岩相分布区，侵入的岩体主要是花岗斑岩、流纹英安斑岩等，该地带的基底深度最大为1 400m，从相山地区布格重力异常图（图2）看出，相山矿田已探明的铀矿床主要赋存于此地段内。

2.2 航磁异常特征

不同面貌的磁场分界线、航磁异常梯度带以及航磁异常等值线弯曲多变部位是航磁异常预测火山岩型铀矿床的标志之一。从相山地区航磁异常图上（图3）看出，本区总体表现为一弱磁异常特征，盆地外围呈平静负磁场，盆内则显示为杂乱而总体较弱的磁场特征。这是因为对于相山这种基底与盖层构成的二元结构盆地，基本无磁性的变质岩基底形成了本区平静的区域负磁场，而杂乱弱磁性的酸性火山杂岩盖层则形成了盆地内的杂乱弱磁异常场，两者界线清晰，杂乱弱磁场在四周平静区域负磁场的背景上能勾画出清晰的盆地轮廓［12］。基底与盖层多层次地质构造对磁场分布也具有控制作用，地质构造线往往成为不同特征磁场的界线、形成某种线性的磁异常带或磁异常突变带及错动带。由于本区的磁场分界线、磁异常梯度带以及异常等值线弯曲多变部位与盆地边缘及断裂构造密切相关，因此成为航磁异常预测火山岩型铀矿床的重要标志。

EW向展布、面积较大、平缓分布的负磁异常带边缘是航磁异常预测火山岩型铀矿床的标志之二。火山岩各岩性之间存在一定的磁性差异，这些具有磁性差异的地质体在叠加磁场中分别产生形态和强度不同的局部磁异常场。区内鹅湖岭组碎斑熔岩遍及全盆地，其含矿量占相山矿田所有含矿岩性总含矿量比例最高，达到41%，形成－20～－60 nT的负磁异常区，异常区呈面状分布，面积较大，磁异常值变化较为平缓，这是由于碎斑熔岩与基底平缓接触造成的。受区内EW向深大断裂影响，负磁异常（－40、－30 nT）自南至北呈EW走向带状分布，从而形成了自南至北隆坳相间的EW向隆起和断陷带，隆坳部位的边缘是本区铀矿赋存的地段。

负磁异常带内或附近的局部负磁异常所在地段是航磁异常预测火山岩型铀矿床的标志之三。相山火山盆地内铀矿床主要受到矿田内断裂构造控制，分布不均匀，主要集中在火山盆地的西部和北部，而东部和南部仅发现一些矿点，在航磁异常图上反映为西北部以负磁异常为主，东南部磁异常主要是正磁异常。区内负磁异常带除受深大断裂影响外，其后又受次级断裂的错断，形成不同形态的局部负磁异常，局部负磁异常反映的多组断裂交汇部位，是预测铀矿赋存地段的标志。

2.3 航放异常特征

大面积高含量铀晕分布是航放异常预测火山岩型铀矿床的标志之一。活性铀含量是用现实测铀与初始铀含量之间的差异表征在成岩后期铀元素活化迁移的数值，从而对测区内铀元素淋失或叠加富集的状况进行评价［13-14］。相山地区的铀矿床、矿点绝大部分分布在西北部的铀迁入区和过渡区内（图4）。γ能谱测量反映的铀迁入及迁出区，是地表的铀晕反映，铀晕的面积及铀含量与地表覆盖下的岩性及铀含量有关，本地区铀晕下面的岩性，主要是碎斑熔岩和花岗斑岩，这两种岩性U含量较高，是相山铀矿田的主要含矿岩性，该岩性遍及盆地大部分地区，在活性铀含量分布图（图4）上反映为大面积高含量铀晕分布。此外，铀晕的面积及其铀含量还与铀矿化的近地表表生改造作用有关，盆地西北部地区铀矿化的表生改造作用强，大面积铀迁入区的周边环绕着较大面积分布的铀迁出区，并孕育了大量铀矿床。而盆地东南部的铀晕面积虽与西部相当，但其周边除靠近相山的地带外，其他地方很少有铀迁出区，表明铀矿化的表生改造作用差，以致未能在地表浅处形成矿床，但不能否定较深部位成矿的可能性。

大面积低钾反映的K量迁出区是航放异常预测火山岩型铀矿床的标志之二。从相山地区钾含量分布图（图5）上可以看出，铀矿床主要分布在K的迁出区，这是近地表处地球化学环境的异常性质造成的，该异常性在相山盆地的西北部最为明显，主要表现为低K岩性的变质岩呈现高K现象，而相对高K岩性的碎斑熔岩及花岗斑岩分布区，却呈现K量偏低状态。在这些地段，K含量由于受风化剥蚀、表生改造作用及蚀变影响等而流失，表明铀矿化与K的富集呈负相关关系。

3 地质-地球物理找矿标志

将相山地区断裂构造、含矿层（体）、蚀变、铀矿化信息等成矿要素与重力、航磁及航放异常特征结合进行分析，归纳总结出相山地区火山岩型铀矿床地质-地球物理找矿标志（表1）。

根据重磁异常的综合分析与解释，可判断有利于铀成矿的地质构造和深部地壳特征，且两种资料可以相互印证、相互补充，依据航空γ能谱U、Th、K分布特征，可为判断铀源、含矿岩性、地球化学环境等提供有用信息，从而为圈定含铀区和探明铀矿体提供依据。

4 结语

主要从重力、航磁和航放异常三方面分析了相山铀矿田的地球物理找矿标志，并对典型矿床赋存地段的地质-地球物理找矿标志进行了归纳总结，以期为下一步工作提供科学依据。

相山矿田经过多年的地质勘查和研究，已探明了大量的铀矿床，但大多处于地表或地下较浅的部位。因此，综合运用地质、地球物理结合地球化学等手段提取矿化信息成为深部找矿的关键，地质与物（化）探信息有机结合，建立更加实用的地质-地球物理找矿模式仍需进一步探索。

致谢：物探解译工作由崔焕敏研究员级高级工程师完成，在此深表感谢。

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Geophysical criteria for ore prospecting volcanic type uranium deposits in Xiangshan area

LIXiao-cui

（CNNC Key Laboratory of Uranium Resource Exlporation and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China）

As the most important uranium orefield of volcanic type in China，Xiangshan has been established as one of the integrated exploration areas in second batch by the Ministry of Land and Resources.Some geophysical features for prospecting uranium deposits were summarized in gravity anomaly，aeromagnetic anomaly and airborne radioactivities anomaly，and ways of the geologicalgeophysical criteria for further prospecting the volcanic type uranium deposits have been set up in Xiangshan area by combining with the geological elements.

Xiangshan area；volcanic type uranium deposit；geological-geophysical criteria

P3；P619.14

A

1672-0636（2014）02-0103-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2014.02.007

中核集团公司重点科技专项“铀矿大基地资源扩大与评价技术”项目资助（项目编号：ZD162）

2013-12-12；

2014-02-25

李晓翠（1982—），女，河北衡水人，硕士，工程师，主要从事铀矿地质研究与评价工作。

E-mail:cnnclxc9818@163.com