多参数分析在孟公界铀矿床探测中的应用研究

王 涛，严家斌，李俊杰，李大雁 ，黄宏业

（1.中南大学地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083；2.核工业230研究所，湖南 长沙 410007）

孟公界铀矿床位于广西资源县瓜里乡香草坪西约1.5km。自1958年以来开展了大量地质、物化探综合找矿工作，先后发现6条构造带。矿区植被茂盛，第四系覆盖较厚，岩石裸露少，铀矿化类型属构造控制的花岗岩热液脉型，矿化蚀变主要为赤铁矿化和黄铁矿化，因此铀矿化与围岩存在激发极化差异[1－3]。本文通过对矿区3条剖面激电中梯资料的分析研究，结合普查钻探成果验证，显示了激发极化法确定矿化带和矿 （化）体的位置的有效性，为普查钻探项目找矿提供了可靠的线索。

1 测区地质概况

孟公界铀矿床属于扬子地块与华南褶皱系过渡带的江南台隆西段，武陵山－苗儿山重力异常梯度带与南岭重力异常梯度带的交汇部位。区内出露岩体主要为豆乍山岩体和香草坪岩体。香草坪岩体的岩性为中粒－中粗粒似斑状黑云母花岗岩，豆乍山岩体呈岩株产出于香草坪岩体中，岩性为中细粒或细粒二云母花岗岩。

测区断裂构造发育，主要构造走向为北北西向和近南北向，次级构造为北东向和近东西向 （图1）。其中F1为主控矿构造带，走向呈近南北向，其延长大于2km，向东倾，表现为构造角砾岩、花岗碎裂岩和碎裂花岗岩带，F2、F3、F4为次级构造呈北西向展布在F1断裂的东侧。

孟公界铀矿 （化）体多赋存于花岗碎裂岩或碎裂花岗岩以及硅质角砾岩的断裂构造带中。上、下盘为印支期香草坪似斑状黑云母花岗岩。矿化部位蚀变较强，主要以赤铁矿化为主，属花岗岩热液型铀矿。

测区共布设了7条剖面 （图1），测线呈北东70°，垂直于断裂构造走向，供电极距AB＝600m，测量极距MN＝20m，测点距为10m。测线剖面的岩性较为单一，只有中粗粒黑云母花岗岩与黄铁矿胶结角砾岩两种。

2 测区主要物性资料

标本测试与测井观测数据显示构造带中含铀矿化的角砾岩平均视极化率为5.0%，最高可达7%，围岩中粗粒黑云母花岗岩平均视极化率为2.0% （表1）。围岩的平均视电阻率是矿化岩石的3倍多，且矿化岩石视电阻率的变化范围明显小于围岩视电阻率的变化范围，因此铀矿区表现为低阻高极化特征。矿化岩石与围岩的半衰时也存在明显差异，矿化岩石的半衰时是围岩的2倍多。矿化带与非矿化带之间的物性差异为激发极化法在测区工作提供了依据。

表1 孟公界地区岩矿石物性参数表Table 1 Physical properties parameter of rocks and minerals in Menggongjie region

3 剖面异常特征

0号线与15号线均位于观测区南部，豆乍山岩体的北西侧，且穿越两条断裂构造（图1）。

0号剖面线的岩体为印支期花岗岩，两条断裂构造均出露于地表，铀矿体赋存于断裂构造带中。0号线海拔最低点位于剖面40m处，最高点在140m附近，两者海拔相差90m左右 （图2）。

从图2可见，视电阻率沿测线波动较大，是由于地形和沿测线断裂构造发育的影响。从视电阻率曲线图上可以看到测线0～40m、130～150m呈低阻，分别对应于地表出露的构造破碎带与隐伏构造在地表的投影，显示了构造破碎带对视电阻率的影响。剖面0～30m，60～110m，160～200m为印支期花岗岩出露区，反映基岩呈高阻特征，视电阻率值为1500～2500Ω·m。在剖面60m处附近视电阻率曲线呈现极大值，在剖面140 m附近，视电阻率曲线呈现极小值。由于对视电阻率曲线没有做地形校正处理，矿体的体积也相对较小，所以视电阻率异常受地形的影响较大[4]。

图1 孟公界工作区构造矿化分布简略图Fig.1 Distribution sketch of structure and mineralization in Menggongjie region

图2 孟公界地区0号勘探线剖面图Fig.2 Geological section of exploration line 0in Menggongjie region

在小供电电流及均匀激发极化条件下，视极化率曲线不受地形起伏影响，只与地下地质体的电化学性质有关[5－6]，视化率异常具反映铀矿化体赋存的可能性，沿测线有2个高极化区域，对应视电阻率曲线的低阻区域，分别位于剖面20～40m和130～150m处。在基岩出露完整区视极化率值较小且变化平缓，与视电阻率曲线的高阻区相对应。虽然高极化区与矿体的赋存区略有偏离，但还是反映出矿体产生的激发极化响应。

半衰时作为一种时间域激发极化法测量参数的补充，能准确地反映深部矿体的激发极化特征，它对孟公界铀矿床的发现起到了重要的作用[3]。与极化率参数一样，它不受地形起伏的影响。半衰时曲线形态简单，在剖面上有两个峰值，分别位于剖面50m与100m处，异常强度分别为2000ms和2300ms左右。其它地段半衰时变化平缓并呈现低值，其值约为400～900ms。50m处的异常点经剥土揭露，在浅层发现铀矿体。其后的钻孔验证又分别在海拔1380m与海拔1420m处发现两段铀矿体，其中海拔1420m处的铀矿化体在地表的投影点与在剖面100m处的半衰时异常位置吻合。

据此，通过观测视电阻率与视极化率，可以确定浅层与深部构造破碎带的位置；如果结合半衰时异常分析，则能有效地反映深部铀矿化的位置。

15号线位于0号线的南侧，沿剖面线地形近似水平，测线穿越两条构造 （图1），基岩为印支期花岗岩 （图3）。铀矿体赋存于地下100m处附近，视电阻率曲线变化范围较大，其值为800～1800Ω·m，在剖面5～40m、130～140m、90～100m处呈相对低值，前两个低阻异常与构造破碎带有关。

视极化率曲线在剖面线5～40m呈极化率高值，异常范围大，曲线变化陡等特点；在120～180m的视极化率异常则相对较小，具曲线变化缓，异常范围大的特点。40～120m处视极化率基本小于2%，反映出了低视极化率的印支期花岗岩。125～145m高视极化率地段呈现出 “低阻高极化”特征。

半衰时曲线相对简单，异常主要集中在剖面20～50m、130～150m附近，异常具有幅值大，范围窄，曲线变化陡的特点。经钻孔查明，剖面线50m附近与140m附近的地下均发现铀矿体。剖面100～110m处出现一幅值约为1000ms，且变化平缓、范围窄的弱异常，据地质资料分析此处无构造且为低极化区，所以此处无铀矿赋存。

16号线在0号线的北侧，剖面线地形中部隆起，测线穿越两条构造 （图1），基岩为印支期花岗岩 （图4）。视电阻率曲线变化范围较大，其值为300～2500Ω·m。剖面线0～60m为相对低阻区域，与构造破碎带有关。

视极化率曲线在剖面0m附近呈高值、异常范围小、曲线变化陡等特点；在50m附近与90m附近异常较小，曲线变化缓，异常范围大。但只在0m附近及50m附近呈现“低阻高极化”特征，前者地下无断裂或铀矿体，高视极化率异常可能与花岗岩的结构有关；后者具低阻高极化特征虽不明显，但大体能反映断裂带的存在。

图3 孟公界地区15号勘探线剖面图Fig.3 Geological section of exploration line 15in Menggongjie region

图4 孟公界地区16号勘探线剖面图Fig.4 Geological section of exploration line 16in Menggongjie region

半衰时曲线形态简单，呈现两处异常，分别位于剖面线20m附近与80m附近，前者异常具有幅值大、范围窄、曲线变化陡的特点，后者异常不明显。剖面40m处铀矿体近乎出露于地表，矿体的赋存区与 “低阻高极化”和 “长半衰时”特征区均存在一定偏差，但半衰时曲线极大值位置与矿体赋存位置偏差相对较小。经钻孔查明在剖面线90m左右的地下发现铀矿体，半衰时曲线与视电阻率曲线均没有明显的异常，只有视极化率参数出现较小的极大值异常，该异常可能与深部的铀矿有关。从地质剖面图 （图4c）中看出铀矿体赋存于地下约200m处，供电极距AB的距离仅600m，推测激电参数曲线异常不明显的原因可能是供电极距过小无法反映出较深部的矿体异常[7]。

4 结论与建议

研究表明，在岩体较为单一的孟公界铀矿区，视电阻率异常、激电异常与构造破碎带、矿化之间存在着良好的对应关系。低阻高极化区通常指示了构造破碎带的存在，但对铀矿化位置的指示能力较弱。而半衰时则可指示铀矿化体的存在，异常区域与铀矿化体在地表投影点一致性较好。但对构造破碎带的反映能力较差。因此利用视电阻率、视极化率、半衰时参数可以优势互补，有效地发现铀矿体的存在，可以区分构造异常与铀矿化异常。本次激电中梯法所选择的供电极距较小，深部的铀矿体异常不能较好地反映出来，故在条件允许的情况下，应采用更大的供电极距。由于这3种参数均不能有效地反映矿化体的埋藏深度，因此需在异常区开展大地电磁测深工作以确定异常体的空间位置。

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