利用三维成像技术开展空间铀含量分布研究及应用

王家跃，况 鹏， 马战军，虞 航

（1.核工业290研究所，广东 韶关 512026；2.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）

利用三维成像技术开展空间铀含量分布研究及应用

王家跃1，况 鹏1， 马战军1，虞 航2

（1.核工业290研究所，广东 韶关 512026；2.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）

收集整理广东省南雄市坪下水地区40个钻孔伽马测井数据等资料，利用计算机三维成像技术开展空间铀含量分布研究，将测井数据转换为直观的三维图像，表征研究区的铀矿化信息；通过进一步挖掘利用钻孔伽马测井数据信息，结合地质、磁测资料，分析铀成矿有利部位，为今后该地区的铀矿地质找矿工作提供参考。

空间铀含量分布；三维成像技术；铀含量等值体

早期的钻孔空间铀含量分布方法由于受计算机技术的局限，只能依靠手工统计处理测井数据信息，在二维空间绘制简单的铀含量展布图，虽然前人利用此方法取得了一定的成果［1-2］，但传统方法往往工作量较大，且易受主观因素影响，工作效率较低，导致该方法的优势未能得到充分发挥，应用效果不明显。

随着现代电子信息技术的飞速发展，计算机三维成像技术得到了广泛应用，借助先进的计算机三维成像技术，可以快速、准确、有效地把众多钻孔伽马测井数据信息转换为直观的三维图像表达。钻孔空间铀含量分布方法，是基于钻孔伽马测井数据信息，利用图解趋势的方法，把区域内众多钻孔的伽马测井数据信息综合统计处理，以直观的图像展现铀含量空间展布形态和变化趋势，并通过分析其展布形态特征和变化趋势，预测铀成矿有利部位或含（控）矿隐伏构造。笔者系统收集整理广东省南雄市坪下水地区铀矿普查项目找矿成果资料，以2006—2008年施工的40个钻孔伽马测井数据为基础，应用加拿大Geosoft公司开发的Qasis Montaj软件进行综合分析处理和三维插值，并进行铀含量等值体成像和切片分析，最后结合区内已有地质、物探成果资料进行分析，综合预测了两个铀成矿有利区域。

1 方法原理

在铀矿地质勘查工作中，钻孔伽马测井数据在通常情况下反映了所测岩矿石中的铀元素含量信息，是铀矿化信息的主要载体，其数值大小反映了地层中铀元素的富集程度，数值越大，表明地层中铀元素的富集程度越高，当富集的程度和规模达到工业指标要求时，也就形成了矿体，未达到工业指标要求的部分形成了矿晕，可以说矿体和矿晕无本质差别，它们的物质来源、形成条件和形成时间均是相同或相近的，矿体和矿晕只是矿物元素富集程度上的差别而已，有矿体就有矿晕，矿体处在矿晕中，其规模一般远远大于矿体，矿晕是找矿的一个重要标志，是空间铀含量分布方法的主要研究对象。

区域内不同位置的钻孔伽马测井数据，实质上构成了一个三维空间场，利用计算机三维成像技术开展空间铀含量分布研究，分析矿体或矿晕在三维空间的产出形态和变化规律，可用于推断含（控）矿隐伏构造，以及辅助分析铀成矿规律等，预测铀成矿有利部位。

2 铀含量等值体成像及断面切片

2.1 异常限及着色标准

按照数据的统计处理和解释等相关规范，对区内40个钻孔伽马测井数据进行处理、统计认为坪下水地区铀含量背景值为47×10-6eU，标准离差为 16.6。参照地球化学普查规范，把铀含量分布划分为低异常、低、偏低、背景、高、偏高和高异常等7个区，各划分区以渐变形式着色，选择RGB色彩模式，从低异常区至高异常区，色彩由蓝色逐渐过度到青色、 绿色、 黄色、 橙色、 红色和洋红色，各区具体划分情况和着色标准如表1和图1。

表1 铀含量分布划分及着色标准Table 1 Uranium content classification and its coloring standard

图1 铀含量分布直方图及着色实例Fig.1 Histogram of uranium content and a coloring case

2.2 铀含量等值体及断面切片

结合相应钻孔的偏斜数据等资料，分别计算确定每一个伽马测井数据点的三维空间坐标，利用计算机三维成像软件在三维空间开展数据插值和体元成像，即在三维空间绘制铀含量等值体。

本次空间铀含量分布研究选择加拿大Geosoft公司研制的Qasis Montaj软件进行数据插值和等值体成像，网格间距选择50 m× 50 m×50 m。为了更好地研究铀含量空间展布特征和变化趋势，运用等值体限值显示技术，重点突出显示了高值区和高值异常区的空间展布形态和变化趋势；运用断面切片技术，分别从空间坐标的z、y和x三个方向对铀含量等值体进行断面切片，切片间距50m，分别获取水平断面图18幅，横断面图31幅，纵断面图26幅，如图2。通过一系列技术手段，直观详细地展现了坪下水地区铀含量空间展布形态特征和变化趋势。

3 铀成矿有利信息分析

空间铀含量分布成像结果显示，断面中红色（洋红色）区域为铀含量高值（异常）区，其直接表示铀元素富集，通过分析研究其展布特征和分布规律，可以有效预测铀成矿有利部位。

3.1 铀含量空间展布特征

铀含量等值体显示，铀含量高值等值体主要集中分布在研究区的东北角，存在NWSE向展布特征，由NW向SE方向侧伏。

铀含量等值体断面切片显示，研究区铀含量分布存在明显的条带状分布特征，等值线梯度变化密集带清晰，铀含量高值场晕总体呈现NE－SW向展布，展布方向近45°，由NW向SE方向侧伏，侧伏角度大致在40°左右；铀含量高值场晕分布不均，局部存在错断扭曲现象，呈现NW－SE向展布特征，其特征较明显的有两组：一组分布于研究区东北角，铀含量高值场晕在100 m标高及以下部位出现明显的NW-SE向展布，具有向NW方向发展延伸的趋势；另一组分布于研究区西南角，虽然铀含量高值场晕不明显，但具有明显的NW向条带状分布特征，存在向NW方向发展延伸的趋势。综合横断面及纵断面可以看出，由东向西，铀含量高值场晕规模具有由大变小再变大的趋势，在DY38523000断面附近，铀含量高值场晕存在明显的被错断扭曲的现象，在错断扭曲部位以西，铀含量高值场晕规模变大，向深部侧伏延伸有突然变陡的趋势；由南向北，铀含量高值场晕规模由小变大，在DX2784300断面附近存在明显的错断扭曲现象，在错断扭曲部位以北，铀含量高值场晕规模突然变大，由南向北具有向深部大角度侧伏延伸的特征。

3.2 铀含量空间展布地质解释

图3 地质断面分析解释与空间铀含量分布Fig.3 Interpretation of geological cross-section and spatial uranium content distribution

综合区内地质成果资料［3］，区内的铀含量高值场晕主要为区内糜棱岩带、部分中（细）粒花岗岩和部分辉绿岩脉的铀含量特征反应，铀含量低值场晕主要为区内砂砾岩、硅化构造角砾岩的特征反应。如图3为DX2784300横断面图和相应的地质断面图，断面图上显示，铀含量高值场晕总体沿南雄断裂带下盘的糜棱岩带产出，但明显分布不均，局部存在明显的错断扭曲现象，断面图中铀含量高值场晕在DY38523000断面附近受到了明显的错断扭曲，在错断扭曲部位以西区域，铀含量高值场晕规模变大，与之对应的地质断面上显示为中（细）粒花岗岩体，两者形态特征一致；在错断扭曲部位以东区域，与铀含量高值场晕相对应的地质断面显示为辉绿岩脉发育，已发现的一个工业矿体处在辉绿岩脉与糜棱岩带接触部位。

3.3 铀含量空间展布与磁测结果的解释

综合区内地面高精度磁法测量成果资料［4］（图4），主等值线图为该区地面高精度磁法测量成果化极磁异常向上100 m解析延拓等值线图，蓝色虚线为低磁带，黑色线框为空间铀含量分布研究区，右下角为相应的空间铀含量分布DZ100水平断面展布图。磁法测量成果认为：1）存在一条明显的SW-NE向的低磁异常分界线，分界线NW向有大量花岗岩体出露，表现为大范围的高磁异常，SE向为大范围的砂岩出露及第四纪覆盖，表现为低磁，综合认为分界线为南雄断裂带所在；2）存在两条NW-SE向的低磁异常带，推断为南雄断裂带上的次级断裂。

综合相应的空间铀含量分布水平断面展布图可以看出，铀含量分布也存在一条明显的SW-NE向分界线，分界线NW向总体表现为铀含量高值异常，SE向为铀含量低值区；还存在两条NW-SE向的铀含量高值异常带，尤其是113矿点附近的铀含量高值异常带最为明显，其铀含量高值场与低磁异常带在空间位置上吻合很好。

4 成矿有利区段综合预测

综合上述表明，南雄断裂带下盘的糜棱岩带为本区提供了较好的铀成矿环境，在有次级构造穿过或后期岩体侵入的部位，较容易形成具有工业价值的铀矿体，因此，寻找南雄断裂带上的次级构造，以及寻找穿插在糜棱岩带中的后期侵入岩体，是本区开展铀矿勘查工作的重要方向。

结合区内已有地质、物探成果资料，综合推断预测认为，研究区内存在A、B两个区域对铀成矿有利（图5），A、B区正好都位于高磁体转折部位，与NW-SE向分布的条带状低磁带吻合很好，尤其是B区，铀含量高值场晕明显，其变化趋势与展布特征均与低磁带吻合很好，A区虽然铀含量高值场晕不明显，但其变化趋势与低磁带吻合也较好，且A区钻孔揭露较少，因此认为A和B区的发展延伸区均具有较好的铀成矿远景，此两个区域可能存在NW-SE向的含（控）矿隐伏构造。

图4 综合地面高精度磁法测量成果分析解释图Fig.4 Interpretation of com prehensive ground high-precision magneticmeasurement

图5 铀成矿有利部位预测成果图Fig.5 Prediction of uranium m ineralization area

5 结 论

本次在坪下水地区，利用计算机三维成像技术开展钻孔空间铀含量分布研究及应用，取得了较好的应用效果。通过快速有效地将伽马测井数据信息转换成直观的三维图像，表征了坪下水地区空间铀含量的展布形态和变化趋势；结合后期的钻探成果资料进行对比分析显示，铀含量高值场晕及其延伸展布区较好反应了铀成矿有利部位；最后综合地质、物探成果资料，推断预测了A、B两个铀成矿有利区。建议在今后的找矿工作中，加强A、B两个区的探索研究，尤其是B区，注意是否存在NW-SE向的含（控）矿隐伏构造。

［1］刘儒.在发展和扩大中村矿床中的物探工作［C］//鞠炳勋.华南铀矿物化探经验论文汇编，韶关:核工业华南地勘局，1992:62-66.

［2］曾正枝.运用空间伽马场规律指导找矿［C］//鞠炳勋.华南铀矿物化探经验论文汇编，韶关:核工业华南地勘局，1992:132-138.

［3］王联社，江卫兵，王家跃.广东省南雄市坪下水地区铀矿普查报告［R］.韶关:核工业290研究所，2010.

［4］佟拓，谭捍东，刘俊华.广东省南雄市坪下水地区高精度磁力勘探和相位激电测深［R］.韶关:核工业290研究所，2007.

Study and app lication of spatial uranium content distribution based on 3D imaging technique

WANG Jiayue1，KUANG Peng1，MA Zhanjun1，YU Hang2
（1.Research Institute No.290，CNNC，Shaoguan，Guangdong 512026，China；2.CNNC Key Laboratory of Uranium Resource Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China）

Based on collecting and sorting out 40 boreholes gamma logging data in Pingxiashui area of Nanxiong， Guangdong， 3D imaging technique was used to study the spatial uranium content distribution and convert gamma logging data into 3D image which usually shows the uranium mineralization information in Pingxiashui area.Further interpretation of borehole gamma logging data was carried out with geological information and magnetic prospecting data，uranium mineralization districtwas predicted，which provided good evidence for the uranium prospecting in Pingxiashuiarea.

spatial uranium content distribution；3D imaging technique；uranium content contour

TP391；P619.14

A

1672-0636（2015）01-0029-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2015.01.006

2014-08-22；

2014-12-04

王家跃（1982—），男，云南弥勒人，工程师，主要从事放射性矿产地球物理勘查及研究。

E-mail：99188026@qq.com