CSAMT在下庄矿田墩头地区深部找矿中的应用

陈允森

（广东省核工业地质局二九三大队，广东广州510800）

CSAMT在下庄矿田墩头地区深部找矿中的应用

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（可控源音频大地电磁测深）在下庄矿田墩头地区铀矿勘查取得了成功，是近年来下庄矿田找矿工作在方法上的突破，利用CSAMT方法，其优点是可以基本查明构造的大致倾向，并可以基本预见这条构造带成矿的概率和规模，能提高钻孔见矿率，降低成本；其缺点是对规模大且破碎和充水构造带，有时和铀矿体无法区分而产生多解。

CSAMT；电阻率；下庄矿田；多解

1　概述

下庄矿田在近年的找矿过程中，陷入了瓶颈，已有的勘探方法已不能满足勘查的需要，新方法、新思路的运用问题亟待解决。在近几年的尝试和努力中，先后使用了放射性物探方法、磁法、激电中梯、高密度电法等方法在下庄矿田下庄地区、墩头地区、仙石地区、马头岭地区、坪田地区进行探索发现，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。本次将CSAMT在下庄矿田墩头地区深部找矿中的使用情况进行报道。

2　矿区地质及认识

2.1矿区地质

墩头地区位于下庄矿田南部新桥—下庄硅化断裂带（组）与鲁溪—仙人嶂辉绿岩组相交汇地段，矿区北接下庄（336）铀矿床，东接石角围（339）铀矿床。

工作区西部出露岩性为粗粒斑状黑云母二长花岗岩，约占三分之二；东部为中粒斑状黑云母花岗岩，约占三分之一；鲁溪—仙人嶂辉绿岩组从西到东穿过工作区，是成矿有利围岩；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，见图1。

图1　下庄矿田墩头地区地质图及CSAMT工程布置图

2.2地质认识

在墩头地区主要勘查对象是与辉绿岩相关的“交点”型铀矿，对“交点”型铀矿主要有以下认识：铀成矿与中基性岩脉关系密切[1]；中基性岩脉虽不能为成矿提供铀源，但可以提供有利于铀沉淀富集的场所，中基性岩脉成岩年龄与铀成矿年龄接近，中基性岩脉岩浆期的挥发成分为铀从花岗岩中的活化转移创造有利条件，并对围岩具有一定的加热作用[2]；中基性岩脉提供的矿化剂∑CO2主要源自受控于岩石圈伸展导致的地幔去气,对铀成矿的作用一方面表现为加入到贫矿化剂的地下水中以便铀元素迁移,另一方面表现在从成矿流体中逸出,改变热液络离子组成,导致铀沉淀成矿[3]；前人研究表明地幔流体对研究区铀成矿有着重要作用[4-6]；也有学者通过H、O同位素研究证明这一点，如成矿前期和成矿期成矿流体主要由地幔流体组成[7-8]；铀源自水热系统之围岩[9]，地幔流体对地壳基底岩石和围岩中铀的浸取富集成矿等研究成果[4,10]。

3　CSAMT的应用原理及实际应用

3.1应用原理

CSAMT的应用原理：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。

下庄矿田从20世纪90年代开始，陆续开展了各种普通物探方法，采集了各种岩矿石标本，研究它们的电物性参数，其中中粒花岗岩的电阻率为250～1500Ωm，辉绿岩为1500～20000Ωm，铀矿为1～150Ωm。这次在墩头采集了部分岩矿石标本，测量它们的电阻率，其中花岗岩的平均电阻率为 345.96Ωm，辉绿岩为4273.44Ωm，铀矿为16.80Ωm。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，各种碎裂带为中阻，围岩（中粒、粗粒黑云母花岗岩）为中阻。目标层（铀矿层）电阻率与围岩电阻率的差异是存在的，并且明显，这就为电磁频率测深法测量的应用提供了地球物理前提。

3.2实际应用

2007年广东省核工业地质局二九三大队根据中国核工业地质总局项目“广东省翁源县下庄矿田墩头地区铀矿普查”设计了ZK46-2钻孔，设计方位为305°，倾角为75°，是垂直新桥—下庄硅化断裂带设计的，目的是揭穿其中一条新桥—下庄断裂带，探测这条断裂带上下盘的成矿规律。结果钻孔成果不好，铀异常矿段（品位0.01%～0.029%）有5.90m，铀矿化矿段(0.030%～0.049%)只有0.30m。见图1、图2。

2009年二九三大队根据中央地质勘查基金项目“广东省翁源县下庄矿田南部铀矿普查”任务书要求，同东华理工大学物理系合作，在下庄、沙溪、墩头等地区开展CSAMT工作。

2010年根据2009年CSAMT解释成果分析（见图2），设计了ZK46-1钻孔，方位也是305°，倾角为75°，是揭穿低阻异常的下盘，钻孔结果显示成果很好，铀异常矿段有13.70m，铀矿化矿段有2.50m，铀工业矿段(＞0.050%)5.50m，品位高且连续，单矿体有×××吨。见图2。

图2　46号线CSAMT解释推断图和钻孔验证情况

4　认识

这次开展CSAMT工作的思路是：由已知到未知，由浅到深，运用普通物探方法总结铀成矿规律，为深部找矿提供新的依据。所以这次设计CSAMT工作剖面时，有3条工作剖面是切穿已经终孔的钻孔，方位也与钻孔方位基本一致，其中一条是沿着ZK46-2方位设计的，目的是由已知的钻孔地质成果和CSAMT剖面电性特征相比较，对照各种岩性在CSAMT剖面显示的电性特征，再参考各种岩矿石标本的电性参数，总结和各种岩矿石在CSAMT剖面的电性特征规律。经过分析总结：规模比较大的铀矿体在CSAMT解释成果图上，表现为低阻；构造带因为破碎，充填水，表现为中低阻；花岗围岩表现为中阻；辉绿岩表现为高阻，与各种岩矿石标本的电性参数基本一致。也就是说CSAMT的解释成果与已知地质成果相吻合，CSAMT在深部找矿是可行的。

发现了规律，对照46号成果图（图2），发现ZK46-2虽然打到新桥—下庄断裂带其中的一条，但这条断裂带在CSAMT成果图上显示电阻率偏高，所以成不了工业矿体，而另一条新桥—下庄断裂带在CSAMT成果图上出现了低阻现象，而且这个低阻规模很大，垂直标高从100～-300m，左右宽度有100m，推断有大规模工业价值的铀矿体存在，于是就设计了钻孔进行验证，果然发现了工业价值的铀矿体，证明CSAMT在深部找矿的可行性。

5　结论

这次CSAMT的成功使用是下庄矿田找矿工作在方法上的突破，以前的找矿方法主要是利用放射性物探方法，圈出铀伽马异常圈，再根据地表地质特征和构造走向和倾向来设计钻孔。这样设计钻孔的缺点是放射性晕圈并不能指示含矿构造的产状，给钻孔设计带来诸多不便，钻探结果往往不理想，达不到地质目的，即使揭穿了构造带，成果也较差，这样就大大提高了找矿成本，利用CSAMT方法，可大大弥补上述不足，其优缺点可总结如下：

优点：可以基本查明构造的大致倾向，而且可以基本预见测试构造带成矿的概率和规模，能提高钻孔见矿率，降低成本。

缺点：如果构造带规模大、破碎、带内充填水，它的电阻率也很低，有时和铀矿体区分不了而产生多解。

在今后的勘查过程中既要重视CSAMT方法的应用，还要对其显示低阻的部位进行岩性、围岩蚀变，及其构造发育情况和水文地质情况的分析。

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[3]张国全,胡瑞忠,商朋强,等.302铀矿床方解石C-O同位素组成与成矿动力学背景研究[J].2008,28(4):413-420.

[4] 杜乐天.幔汁(HACONS)流体的重大意义[J].大地构造与成矿学，1989,13(1):97-99.

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[6]杜乐天.中国热液铀矿基本成矿规律和一般热液成矿学[M].北京:原子能出版社，2001：57-110,151-237.

[7]邓平,沈渭洲,凌洪飞,等.地幔流体与铀成矿作用:以下庄矿田仙石铀矿床为例[J].地球化学,2003，132(6):520-528.

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[9]李学礼,孙占学,周文斌.古水热系统与铀成矿作用[M].北京:地质出版社，2000.

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1004-5716(2015)07-0151-03

2014-08-05

2014-08-07

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。