运用CSAMT成果探讨下庄矿田部分地区深部成矿潜力

陈允森

（广东省核工业地质局二九三大队，广东广州510800）

运用CSAMT成果探讨下庄矿田部分地区深部成矿潜力

陈允森*

（广东省核工业地质局二九三大队，广东广州510800）

通过对比放射性物探方法、磁法、激电中梯、高密度电法、CSAMT（可控源大地电磁测深）在下庄矿田铀矿勘查中的应用，发现CSAMT能较好地探测到深部岩矿石的电物性特征，在铀矿勘查工作中是有效的勘探方法。并根据其测试成果推测：下庄地区、墩头地区、仙石地区、马头岭地区、坪田地区等-300m以上构造发育，矿化较好，在-300m以下矿化较差，说明地表矿体或构造向深部延伸不稳定。

CSAMT成果；电物性特征；下庄矿田

1 概述

下庄矿田是一个老矿田，从1958年至今，已找到18个铀矿床，实现了万吨矿田，为新中国的国防事业和经济建设作出了突出贡献，但这些铀矿床都处在中浅层，标高范围在-300～300m。时至今日，小于-300m标高的深部，还未曾发现有工业价值的铀矿体。特别是2006年以后在下庄矿田深部投入了大量的工作量来探测其铀成矿规律，但一直没有突破，难道在其深部真的没有矿吗？还是没有找到？带着这些疑问，从这几年物探工作成果入手，进行资料整理、综合分析进行总结。

2 地质概况

研究区位于南岭诸广岩体南部,属于贵东花岗岩体东部，大地构造位置处于闽赣后加里东与湘桂粤北海西-印支坳陷的交接部位。

南岭地区花岗岩体主要由3条EW向花岗岩带组成，自北向南依次为：骑田岭—九峰山花岗岩带（北带）、大东山—贵东花岗岩带（中带）、佛冈—新丰江花岗岩带（南带）[1]，研究区属于中带。矿田受黄陂断裂与马屎山断裂的夹持，区内EW、NEE、NNE向3组断裂相互交织，控制矿田内铀矿床的分布。其中，北北东的硅化断裂带与近东西向中基性岩脉呈近等间距分布，形成棋盘格子状构造（图1）。

图1 下庄矿田地质略图

2.1 岩浆岩

研究区岩浆岩覆盖全区，岩浆岩主要由印支期花岗岩和印支—燕山期中基性岩脉组成，矿田南部和中部主要出露呈岩基产出的鲁溪岩体和下庄岩体，矿田北部由从东至西呈半环状排列的帽峰岩体、分水坳、龟尾山、白水寨和岩庄岩体等组成，与下庄岩体呈侵入接触。组成矿田的岩体从南至北矿物颗粒逐渐变细，斑晶含量逐渐减少，岩体年龄逐渐变新，半环状排列的岩体大多数形成于印支晚期，从东至西岩体侵入年龄从新到老递增。

矿田内部印支期花岗岩在区内出露面积最大，主要有鲁溪岩体、下庄岩体与帽峰岩体等，呈岩基产出。

印支期岩体：第一侵入期花岗岩，呈岩基产出，分相较好，岩性为渐变关系；中心相分布于南部，出露面积小，岩性为粗粒（巨）斑状黑云母（二长）花岗岩,过渡相岩石广泛分布，岩性为中粒斑状黑云母花岗岩；边缘相仅见于工作区东部，岩性主要为细粒黑云母、二云母花岗岩。

其他侵入体：岩石为第三期花岗岩，其中第一期侵入体岩石见于矿田西部、西北部、呈岩株产出，岩性为中—细粒二云母花岗岩；第二期侵入体岩石见于矿田东部，呈岩株产出，岩性为细粒、不等粒白云母花岗岩；燕山第四期的石英正长岩。中基性岩脉成群成组分布，主要有辉绿岩，其次为辉绿玢岩。

印支期花岗岩呈灰白色，粗粒斑状花岗岩结构。造岩矿物有微斜条纹长石、斜长石、石英、黑云母，长石不发红。副矿物有磷灰石、绿帘石、金红石等。蚀变矿物见少量水云母、绿泥石、黄铁矿和碳酸盐等。关于印支期的岩体年龄前人的工作结果有：热水岩体单颗粒锆石219.1Ma±0.2Ma[2]，Rb-Sr等时线215.2Ma± 6.3Ma[3]；印支期花岗岩年龄大致为219～235Ma之间。

2.2 构造

矿田内分布有东西向、北东东向和北北东向3组构造带。

东西向构造带为矿田内形成时间较早的一组韧性剪切带、挤压带和中基性岩等组成的复杂构造带，是矿田早期铀成矿主要导矿和储矿构造带，从北往南依次有水口—竹山下、黄陂—张光营、下庄—石示下、鲁溪—仙人嶂、中心段等5组。

北东东向断裂构造带：有西部的黄陂断裂带，东缘的马屎山断裂带，构成具断陷性质的夹持区，两带之间分布有同序次低级别相互平行的86、108、14、31号等硅化蚀变碎裂岩带，呈近等间距分布，具压扭性质、左行扭动，是矿田中期铀成矿主要导矿和储矿构造带。

北北东向硅化断裂带：从西往东呈近等间距分布，有明珠湖、新桥—下庄、102—石角围、仙人嶂—张光营、太平庵、坪田等6组，为矿田晚期铀成矿构造带，其中新桥—下庄硅化断裂带为矿田主要构造。新桥—下庄断裂带（组）从北东到南西穿过工作区，是矿田主要控矿构造，长大于20km，宽1～20m，产状15°～40°SE∠75°～85°。构造带成分主要为硅化花岗岩、碎裂岩，充填杂色微晶石英、萤石、方解石等。以铀成矿期活动为主，由北东向扭裂隙组成，左列式展布，左行错移辉绿岩，北段为新桥石英断裂带，南段为下庄硅化断裂带。新桥—下庄硅化断裂带上已查明336矿床、6009矿床和332矿床，成矿作用明显。

3 矿田铀矿化特征

矿田内已发现18个铀矿床及一批矿点矿化点，铀矿化严格受构造控制，3个方向断裂构造相互交汇，构成棋盘格子状，控制了铀矿床的分布。铀矿化类型按控矿构造特征分为硅化带大脉型、硅化带群脉型、“交点”型、蚀变碎裂岩型、变质岩型等五种。

（1）硅化带大脉型铀矿化主要标志为：矿化严格受硅化断裂带控制，含铀脉体主要由微晶石英构成，围岩以过渡相花岗岩为主；共生矿物主要有沥青铀矿、各色微晶石英、黄铁矿、赤铁矿、萤石、方解石等，组成沥青铀矿—微晶石英（硅化带）型的矿化类型。

（2）硅化带群脉型铀矿化主要标志为：矿体的展布受裂隙带控制，含铀脉体主要由微细的硅质或微晶石英脉体群构成，沿裂隙密集成带展布，含铀脉体主要由绢云母、白云母、黑色石英、硅质细脉等所组成。

（3）“交点”型铀矿化的主要标志为：矿床定位于构造与辉绿岩脉相交部位，矿体严格受构造与辉绿岩脉复合轨迹控制，辉绿岩的厚度往往成为矿体的长度；矿体呈板柱状，长度小，延深大，长深比例往往在几倍至十几倍；矿石品位较富，大部分0.3%以上，主要为沥青铀矿—紫黑色萤石、黑色微晶石英型和沥青铀矿—方解石型矿石；热液蚀变主要有赤铁矿化、绢云母化、硅化、绿泥石化、粘土化等。

（4）碎裂岩型铀矿化标志为：主要特征为矿床受蚀变碎裂岩带、破碎带控制，含矿主岩大多为强烈破碎粘土化、绿泥石化、绢云母化、白云母化、黑云母化的碎裂花岗岩和碱交代的碎裂石英正长岩，岩石中常见有微晶石英、萤石、黄铁矿、沥青铀矿等细小脉体，而且有蚀变、碎裂石英正长岩富集矿体。

（5）变质岩型铀矿化有332东、403、坪田等3个小型矿床，矿体产于花岗岩体外接触带中，受寒武—震旦系的浅变质岩层间破碎带或切层断裂带控制。

4 CSAMT的基本原理及选择依据

4.1 基本原理

CSAMT的基本原理：以地下岩（矿）石或构造和围岩的电阻率差异为物理基础，来探明岩（矿）石或构造和围岩在地下分布情况。它从20世纪70年代发展至今，方法、技术、数据处理都非常成熟，它在多金属找矿中发挥不可替代的作用，也广泛应用石油地质、海洋石油地质，在煤矿、铀矿等非金属矿中应用不是很广泛。

4.2 选择依据

这些年来，在下庄矿田投入大量的钻探工作量来探索铀矿成矿规律，开展多种物探方法找矿，如放射性物探方法、磁法、激电中梯、高密度电法等，通过对比发现，CSAMT为深部找矿最有效的方法。

（1）只有CSAMT能探测到深部岩矿石的电物性特征，它能探测到地下1000～5000m深岩矿石的电物性参数，而放射性物探方法、磁法、激电中梯、高密度电法等的有效探测深度一般为0～300m。

（2）这些年来，工作人员采集了大量岩矿石标本，测量它们的电阻率，其中花岗岩的电阻率为200～1000Ωm，辉绿岩大于40000Ωm，铀矿体为10～100Ωm；断裂带或构造带因为破碎，充填水，电阻率大大降低，表现为低阻。从岩矿石的电阻率特点可以看本区铀矿层为低阻，辉绿岩脉为高阻，各种断裂带或构造带为低阻，围岩（中粒、粗粒黑云母花岗岩）为中阻。目标层（铀矿层或构造带）电阻率与围岩电阻率的差异是存在的，并且明显，这就为CSAMT的应用提供了地球物理前提。

（3）CSAMT的解释成果与已知地质成果相吻合。自2006年以来，先后在下庄矿田下庄地区、墩头地区、仙石地区、马头岭地区、坪田地区等地开展CSAMT工作，共有20多条剖面。很多剖面是根据钻孔方位设计的，其中有两个孔深超过600m的深孔，目的是由已知的钻孔地质成果来推断CSAMT剖面电物性特征，来检查CSAMT方法的可行性。经过分析总结，CSAMT的解释成果与已知地质成果相吻合。

（4）CSAMT在下庄矿田墩头地区中深部得到验证。2010年根据CSAMT的解释成果在墩头地区设计了一个钻孔，目标就是揭穿CSAMT成果图的低电阻率，结果钻孔成果很好，铀异常矿段有13.70m，铀矿化矿段有2.50m，铀工业矿段(＞0.050%)[4]5.50m，品位高且连续，单矿体有×××吨。

5 成矿潜力分析

随着《国务院关于加强地质工作的决定》（国发[2006]4号）的出台，地质工作迎来了第二个春天。下庄矿田为了实现新的突破，加快了深部找矿的步伐，从2006年以来，广东省核工业二九三大队和中国核工业二九○研究所投入大量的钻探工作量探索深部铀成矿规律，但都没有取得好的成果，在深部（标高小于-300m）没有发现有工业价值的铀矿体。

综合分析这些CSAMT成果图（以图2为例说明），发现它们有共同的特点：在标高-300m以上，都有低电阻率存在，低阻现象比较明显，推断有铀矿体存在，或构造比较发育；在小于-300m的深部地方，却很少有低电阻率现象，即使有也不太明显，规模也比较小，由此推断下庄矿田下庄地区、墩头地区、仙石地区、马头岭地区、坪田地区等地深部矿化情况较差，地表矿体或构造向深部延伸不稳定。

6 结论

图2 46、53号线电磁测深解释推断图

本文仅仅凭几十条CSAMT剖面成果就推断下庄矿田部分地区深部矿化潜力，显得有点以点盖面。本文只是从物探的角度探讨了研究区深部的成矿潜力，由于物探成果具有自身的不足及多解性，所以在引用过程中需要综合考虑。

本文的结论总结如下： （1）CSAMT能较好地探测到深部岩矿石的电物性特征，在铀矿勘查工作中是有效的勘探方法。

（2）通过分析CSAMT测试成果认为：下庄地区、墩头地区、仙石地区、马头岭地区、坪田地区等-300m以上构造发育，矿化较好，在-300m以下矿化较差，说明地表矿体或构造向深部延伸不稳定。

（3）在今后布置深钻时，建议地质决策者，不仅要考虑浅部的地质构造和矿体往深部的延伸情况，还要利用CSAMT成果，特别注意深部有没有低电阻率现象，钻孔揭穿的目标就是低阻层，这样能提高钻孔见矿率，降低成本。

[1]周新民.南岭地区晚中生代花岗岩成因与岩石圈动力学演化[M].北京:科学出版社，2007.

[2]李献华.诸广山岩体内中基性岩脉的成因初探[J].科学通报, 1990（16）:1247-1249

[3]沈吉,赵懿英,刘道忠.华南诸广山花岗岩体中段锶氧铅硫同位素研究[J].岩石学报,1991，5(2):38-42.

[4]国防科学技术工业委员会.EJ/611—2005 γ测井规范[S].

P631.3

A

1004-5716(2015)08-0168-04

2014-09-17

2014-09-30

陈允森（1969-），男（汉族），广东信宜人，工程师，现从事铀矿地质勘查工作。