黑龙江大兴安岭地区HFU-09号航放异常特征及找矿意义

郭奎城，史建民，丁继双，胡 鑫

(1.黑龙江省地质调查研究总院，黑龙江哈尔滨 150036;2.黑龙江省地质科学研究所，黑龙江哈尔滨 150036)

黑龙江大兴安岭地区HFU-09号航放异常特征及找矿意义

郭奎城1，史建民1，丁继双1，胡 鑫2

(1.黑龙江省地质调查研究总院，黑龙江哈尔滨 150036;2.黑龙江省地质科学研究所，黑龙江哈尔滨 150036)

利用大兴安岭地区1/5万高精度航放资料，对圈定的HFU-09号航放异常开展了综合查证，采用的工作手段包括剖面、面积性查证及深部钻探验证。在钻孔中发现了低品位铀矿体、铀矿化体、铅锌矿化体及铌钽矿找矿线索。根据查证结果认为，1:5万航空物探调查圈定的航放异常与地面伽玛能谱测量圈定的U、Th异常对应性较好，异常再现性较明显。区内岩石破碎铁染发育部位一般存在矿化。在对赋存于花岗岩中的航放异常进行查证时，需结合岩石的具体矿化蚀变特征进行贵金属、有色金属矿产的评价，以期发现多金属矿床。

大兴安岭 航放异常 铀矿体、铀矿化体 综合找矿

Guo Kui-cheng, Shi Jian-min, Ding Ji-shuang, Hu Xin. Characteristics of HFU-09 airborne radiocactive anomalies in the Daxinganling area, Heilongjiang Province and significance to prospecting[J]. Geology and Exploration,2016,52(3):0556-0563.

0 引言

黑龙江大兴安岭地区位于大兴安岭成矿带的北段，是省内重要的多金属矿产聚集区，具有良好的找矿潜力。但一直以来该地区地质研究程度较低(唐臣等，2012)。如何结合高精度航放资料尽快完成铀矿及放射性矿产的找矿突破，提高该地区矿产资源勘查水平是该地区当前的主要问题。

航空放射性测量作为一种快速有效的地球物理手段，在矿产勘查中的应用具有较长的历史(陈中华，2003；柯丹等，2009；钟延秋等，2010；王培建等，2012；廖桂香等，2013；张恩等，2014)。近年来，关于铀矿成矿条件与成矿模式理论的探讨越来越多，也越来越成熟(黄国龙等，2010；刘蓉蓉等，2012；张运涛等，2012；陈红旗等，2015；范洪海等，2015；章邦桐等，2015)。但如何利用好航放数据寻找放射性矿产，特别是在大兴安岭浅覆盖森林区寻找铀矿及相关放射性矿产的作用越来越大(张洪瑞等，2008)。用其寻找隐伏放射性矿床已成为当今矿床地质学研究的主要方向之一(韩效忠等，2010)。

2008～2010年黑龙江省政府与中国地质调查局双方共同出资，合作开展了《黑龙江省大兴安岭地区1∶5万航空物探测量》项目，工作区位于黑龙江省49°以北的大兴安岭地区11.65万 km2的范围内(韩长青等，2012)。

本次航空物探航放测量系统使用GR-820/GRS-16多道航空伽玛能谱仪(包括50L下测NaI(Tl)晶体探测器，8.4L上测NaI(Tl)晶体探测器)。其主要技术指标为：测量范围：0.05-3MeV；道数：上测、下测256或512道可选；探测器：最大可连接16条，晶体分辨率小于10%；每通道最大计数率：65536(16位)；最大输入计数率：100000计数/秒(cps)；线性度：积分小于0.2%，差分小于1%；死机时间：平均小于5μs/脉冲；同步：GPS时钟同步；工作温度：0°～50°C。飞行高度：80～120m。经本次工作获得了高精度的航放数据，全区共计圈定了264片航放异常，其中HFU-09号航放异常位于HF2013-011号异常中，该异常具有较好的找矿意义。查证中首先采用了剖面性查证手段，布设了3条间距200m，单条剖面长度2km的测线进行地质剖面测量，土壤剖面测量及伽玛能谱剖面测量工作。航放异常再现性较好，在此基础上开展了4km2的1:1万伽玛能谱面积性测量工作，圈定出了较好的U、Th组合异常，经深部钻探工程验证在区内发现了低品位铀矿体、铀矿化体及铅锌矿化体，为在区内开展进一步铀矿勘查提供了充分的依据。

1 地质概况

正长花岗岩风化面呈土黄色，新鲜面呈浅肉红—肉红色，中细粒碎裂化结构，变余半自形粒状结构，块状构造。矿物组成为石英、条纹长石、斜长石。其中斜长石表面绢云母化较强，大部分斜长石晶体表面被绢云母集合体取代，局部见少量残留。岩石显微裂隙较为发育，裂隙中充填少量岩石碎屑、粉末和热液矿物方解石。石英、长石具波状消光，斜长石双晶错位、变形。

图1 HFU-09号查证区地质简图Fig.1 Simplified geological map of HFU-09 verifi-cation area 1-漠河组，粉砂岩、泥岩；2-绣峰组，砂岩、砂砾岩；3-晚三叠世正长花岗岩；4-晚寒武世-中奥陶世二长花岗岩；5-地质界线；6-不整合界线；7-二长花岗岩；8-正长花岗岩；9-HFⅢ类型异常及编号；10-原铀异常及编号；11-1 ∶1万面积性查证区；12-平行剖面查证；13-见矿钻孔1-Mohe group,siltstone and mudstone；2-Xiufeng group, sandstone and glutenite；3-orthoclase granite of Late Triassic；4-Monzonitic granite of late Cambrian-Ordovician；5-geological boundary；6-unconformity boundary；7-monzonitic granite；8-orthoclase granite；9-HF Ⅲ abnormal type and serial number；10-original uranium anomalies and serial number；11-1 ∶10000 district area of verification；12-parallel sectional verification；13-ore-intersected drilling

通过钻探工程验证，ZK1403和ZK1402号孔内局部地段形成一条破碎带，主要为晚三叠世碎裂碱长花岗岩，破碎带最大视厚度36.5m，呈倾角∠25°，自南西—北东向逐渐减弱。铀矿体、铀矿化体主要赋存在该破碎带附近。

2 航放异常特征

异常位于北东向航放高场中，长约15.7km，宽约4km。铀(U)表现为高场，钍(Th)为高场。Tc：5087cps(异常)，K：1.76×10-2(偏高值)，U：11.71×10-6(异常值)，Th：20.75×10-6(异常值)，U/Th：0.56(偏U异常)。K、U、Th道均有增高，U、Th道异常反映明显。U峰窄尖，且底部明显有一宽阔台阶，宽度约600m。属铀性异常，连续7条测线有峰形显示。(图2)

图2 HFU-09号航放异常分布图Fig.2 Map showing distribution of HFU-09 airborne radiocactive anomalies；；3-SM1≥95以上等值线及标注；4-HFⅢ类型异常及编号；5-原铀异常及编号；6-1 ∶1万面积性查证区；7-平行剖面查证+3σΔU； +3σΔU;3-SM1≥95 Contour and annotations； 4-HF Ⅲ abnormal type and serial number；5-The original uranium anomalies and serial number；6-1 ∶10000 district area of verification；7-Parallel sectional verification

3 地面伽玛能谱测量及土壤地球化学特征

3.1 剖面性伽玛能谱特征

根据该航放异常的特征，在区内首先开展了剖面性查证工作，共布设三条平行剖面，每条长2km，总长6km，通过对该区进行剖面性异常查证，圈定了U、K、Th三元素异常图。(图3)

通过计算该区U元素异常下限为4.8×10-6，最大值为16.8×10-6，异常最大值位于0903线5号点， U异常多呈北东-南西向展布，高值异常与零星较多，U元素有两处较高异常向南西方向未封闭。Th元素异常下限为26.5×10-6，最大值为49.4×10-6，异常最大值位于0905线70号点，Th元素异常分布较分散，无高值异常。K元素异常下限为3.5×10-2，最大值为5.0×10-2，异常最大值位于0901线10号点，K元素异常多为零星异常，异常不连续。

3.2 剖面性土壤地球化学特征

本次土壤地球化学测量查证工作分析了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Mo、W、U、Th、K、Ra等14种元素。

各元素最大值分别为：Au：5.21×10-9、Ag：2.61×10-6、Cu：71.8×10-6、Pb：305.4×10-6、Zn：

1792.0×10-6、As：685.51×10-6、Sb：2.73×10-6、Bi：1.79×10-6、Mo：6.66×10-6、W：46.83×10-6、U：34.12×10-6、Th：44.86×10-6、K：5.26×10-2、Ra：437.18(Bq/Kg)。

该区除Bi、Th、K三元素外均含有中带或内带异常。Pb、Zn两元素异常主要集中于工区东南侧，Zn元素含内带异常，两元素异常下限较高，高值较为突出，两元素最高值均出现于0905线86号点，Pb元素最高值为305.4×10-6，Zn元素最高值为1792.0×10-6，两元素该点附近点含量也较高非单点异常区，该处位于工区东南侧，两元素在工区东南侧异常套合较好，异常较集中，两元素异常向东北向均未封闭。U、Ra两元素异常分布较为一致，高值异常均分布于工区西北侧，两元素异常均向东北方向未封闭异常主要集中于0903与0905线。其余元素异常不突出，异常多以零星异常为主，强度较差，其中Au、Sb、Bi三元素异常均为单点异常。

总之，区内显示了较好的Pb、Zn、U、Ra等元素异常。

图3 HFU-09号异常剖面性查证区U、Th、K元素异常对比图Fig.3 Comparison of U, Th, and K element anomalies on profiles

图4 HFU-09号异常面积性查证区U、Th、K元素异常对比图Fig.4 Comparison of U, Th, and K element anomalies on planar areas

3.3 面积性伽玛能谱特征

在剖面性查证基础上开展了1 ∶1万面积性查证工作，查证区总面积为4km2，通过对该区进行面积性异常查证，圈定了U、Th、K三元素异常图，(图4)。

由图3可以看出，三元素均有零星异常出现，U、Th两元素存在高值异常。在工区南侧，U、Th两元素高值异常较为重合，推断该处存在U、Th混合异常。U、Th二元素异常分布较一致，对应性较好，主异常整体呈近东西向展布。

U元素含多处高值异常，其异常下限为4.8×10-6，最大值为52.7×10-6，最大值位于0904线的1号点，在工区南侧的U异常区存在连续高异常带，且面积较大，该处U异常与Th元素南侧异常较为重合。

Th元素高值异常主要集中于工区南侧。其余异常面积较小，异常多为零星出现。Th元素异常下限为26.4×10-6，最大值为106.6×10-6，最大值位于-0902线56号点。工区南侧Th元素异常与U元素异常套合较好，且异常非带明显，数值较高。

K元素异常多以零星方式分布于工区各处，缺少高值异常。K元素异常下限为3.3×10-2，最大值为7×10-2，最大值位于-0908线56号点。由此可推断该区南侧主为U-Th混合异常。

4 查证结果

受大兴安岭地区林地保护的限制，地表未开展槽探工程验证，对套合较好的铀钍元素异常结合地形地貌特征直接开展了深部钻探工程验证。

采用FD3019数字型闪烁γ测井仪对施工的钻孔进行了伽玛能谱测井工作，确定了铀矿(化)体的空间位置、含量、厚度以及测定岩(矿)石和地层的伽玛照射量率、铀含量，以确定铀矿层背景值的高低。

4.1 铀矿(化)体特征

参照行业标准(DZ/T0199-2002)硬岩型铀矿工业指标，U品位大于0.03%、小于0.05%为低品位铀矿体，U品位大于0.01%、小于0.03%为铀矿化体。

铀矿(化)体的圈定依据行业标准(DZ/T0199-2002)硬岩型铀矿工业指标标准执行，通过伽玛测井测得孔内放射性γ照射量率(nC/kgh)/铀换算系数(kcu)=铀含量(%)。

在查证区内共施工了4个钻孔，其中1个孔为见低品位铀矿孔，为ZK1403孔；3个孔为铀矿化孔，分别为ZK1401、ZK1402、ZK1404。见表1-5。

表1 ZK1401钻孔矿化参数表

Table 1 Mineralization parameters in ZK1401 drilling hole

岩性矿化层数(个)埋深H1-H2(m)视厚H(m)铀含量Q(×10-6)∑累计视厚加权平均铀含量(含量Q>100×10-6)正长花岗岩13.453.850.40106.8227.307.650.35104.88318.4519.250.80112.62453.2053.650.45132.412.00m114.55×10-6

表2 ZK1402钻孔矿化参数表

表3 ZK1403钻孔矿化参数表

表4 ZK1404钻孔矿化参数表

Table 4 Mineralization parameters in ZK1404 drilling hole

岩性矿化层数(个)埋深H1-H2(m)视厚H(m)铀含量Q(×10-6)∑累计视厚加权平均铀含量(含量Q>100×10-6)正长花岗岩15.15～6.751.60114.14217.05～17.200.15111.183151.90～152.150.25112.154166.75～167.500.75111.905169.20～170.851.65114.924.40m128.75×10-6

表5 ZK1403钻孔见低品位矿参数表

区内的赋矿岩性主要为中细粒正长花岗岩、碎裂花岗岩等，一般岩心破碎铁染发育部位矿化较强，在岩心碎块表面见有见大量黄绿色次生铀矿物及黑云母团块，黑云母较多之处，矿化亦较好。

岩石蚀变主要为暗绿色泥漫状绿泥石化、硅化、浅紫色萤石化、黄铁矿化等，局部还可见碳酸盐化、肉红色团块状钾长石化、黑云母化、黄铜矿化、褐铁矿化、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿化等，后期断裂活动所引起的绿泥石化等蚀变对铀的进一步富集和矿体的形成起了重要的叠加作用(辛存林等，2013，商亚军，2010)。

4.2 铅锌矿(化)体特征

在评价铀矿的基础上，对钻孔中所见的铅锌矿化采取了基本分析样品。根据采取的基本分析样品在ZK1403孔中见有锌矿化体，在ZK1402孔中见有铅锌矿化体。

铅锌矿体、矿化体：参照铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范(DZ/T0214-2002)Pb品位大于1.0%为铅矿体，Pb品位大于0.1%、小于1.0%为铅矿化体；Zn品位大于1.0%为锌矿体，Zn品位大于0.1%、小于1.0%为锌矿化体。

ZK1403孔中见有3层锌矿化体，第1层位于60.20～65.10m，厚度为4.90m，赋矿岩性为中细粒正长花岗岩、碎裂花岗岩，锌平均品位为0.179%；第2层位于68.00～69.40m，厚度为1.40m，赋矿岩性为碎裂花岗岩，锌平均品位为0.136%；第3层位于76.00～76.70m，厚度为0.70m，赋矿岩性为中细粒正长花岗岩，锌品位为0.129%。

ZK1402孔中见有1层铅锌矿化体，位于162.70～164.80m，厚度为2.10m，铅平均品位为0.182%，锌平均品位为0.162%。赋矿岩性为中细粒正长花岗岩，近于闪长玢岩侵入接触带附近，矿化体的形成与闪长玢岩密切相关。

4.3 铌钽矿(化)体特征

为了开展综合评价在ZK1403孔中连续采取了74件基本分析样品进行了铌(Nb2O5)、钽(Ta2O5)、钇(Y2O3)等元素氧化物的测试分析。

据铌钽矿床地质勘查行业标准(DZ/T0203-2002)一般工业指标要求，矿床类型：碱性长石花岗岩矿床(Ta2O5/Nb2O5≥1.0)：边界品位(Ta，Nb)2O50.015%～0.018%，最低工业品位(Ta，Nb)2O50.024%～0.028%，以及含钇(磷钇矿、硅铍钇矿)伟晶岩矿床重稀土地质勘查一般工业指标要求，按最低工业品位(Y2O3)0.1%圈定钇矿体。

基本分析结果显示：Ta2O5分析品位显示均较低，品位一般在0.004%～0.010%之间，局部达到矿化显示；结合原生铌矿床一般工业指标要求，初步认定为原生铌矿床，74件样品累计厚度为47.70m，Nb2O5加权平均品位为0.063%，为低品位原生铌矿体；结合伟晶岩矿床重稀土地质勘查一般工业指标要求，按最低工业品位(Y2O3)0.1%圈定，74件样品累计厚度为47.70m，Y2O3加权平均品位为0.158%，圈定出了较好的钇矿体。

因而，该区中的正长花岗岩、碎裂花岗岩可以作为寻找原生稀有铌矿金属矿产、重稀土钇矿等稀土矿产的找矿标志。

5 结论

(1)经地面异常查证认为，1 ∶5万航空物探调查圈定的航放异常与地面伽玛能谱测量圈定的U、Th异常对应性较好，异常再现性较明显。

(2)区内岩石破碎铁染发育部位一般矿化较发育。

(3)在对赋存于花岗岩中的航放异常进行查证时，需结合岩石的具体矿化蚀变特征进行贵金属、有色金属矿产的综合评价，以期发现综合矿产(矿床)。

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Characteristics of HFU-09 Airborne Radiocactive Anomalies in the Daxinganling Area, Heilongjiang Province and Significance to Prospecting

GUO Kui-cheng1, SHI Jian-min1, DING Ji-shuang1, HU Xin2

(1-GeologicalSurveyInstituteofHeilongjiangProvince,Harbin，Heilongjiang150036; 2-Heilongjianginstituteofgeologicalsciences,Harbin,Heilongjiang150036)

Using the greater 1 ∶50000 high-precision airborne radioactive,daa in the Hinggan Mountains region, this work has verified the detected HFU-09 aeroradioactive anomalies The work methods included profile and,area examination,and deep drilling confirmation.In drilling holes,low grade uranium ore bodies,uranium mineralization, lead-zinc mine mineralization and niobium tantalum ore prospecting clues were discovered. The.results show that these airborne radioactive anomalies correspond well to the U and Th anomalies determined by gamma-ray spectroscopy on the ground, with good consistence. There exist prevail mineralization at the localities of much iron dissemination in broken rock. When such verification is performed to granite, alternation features of rock should be taken into account for evaluation of precious and nonferrous metals so as to find polymetallic ore deposits.

Daxinganling,airborne radioactive anomalies,uranium ore body,uranium mineralization,comprehensive prospecting

2015-09-22；

2016-03-11；[责任编辑]陈英富。

中国地质调查局与黑龙江省政府联合实施的部省合作项目(12120113054900)资助

郭奎城(1960年-)，男，高级工程师，主要从事区域地质调查及矿产勘查工作。E-mail：guokuicheng318@163.com

丁继双(1984年-)，男，工程师，主要从事矿产勘查、航磁、航放、航电查证等工作。E-mail：dingjs03@163.com。

P631.6 [文献标示码]A

0495-5331(2016)03-0556-08