诸广山岩体重磁异常特征与铀成矿关系

喻 翔， 田建吉， 周俊杰， 陈 聪

（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）

诸广山岩体重磁异常特征与铀成矿关系

喻 翔， 田建吉， 周俊杰， 陈 聪

（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）

作为华南花岗岩型铀矿重要产地， 诸广山岩体的断裂构造和成矿作用过程一直受到关注和重视。针对已有的重磁数据，开展异常分离、解析延拓、求导等多种处理，刻画出诸广山岩体的重磁场异常特征，并结合区内密度、磁化率等资料，推测了多条隐伏断裂构造。结合区域地质和矿产分布资料，认为低背景场内的条带状高磁异常和高背景场内的低值重力异常叠加地段可能与铀成矿关系密切。

重磁异常； 断裂构造； 诸广山岩体； 铀成矿

地处湘、赣、粤三省交界处的诸广山岩体，是我国最重要的热液型铀成矿区之一。诸广山岩体地区经过几十年的勘查和研究工作， 陆续发现了 4个花岗岩型铀矿田和 18个不同规模的铀矿床，如：城口矿田、长江矿田、下庄矿田、棉花坑矿床、塘湾矿床和油洞矿床等。针对诸广山岩体地区的研究成果较多，核工业二九一队、核工业华南地勘局和中南地勘局所属地质队、核工业北京地质研究院、核工业二三〇研究所、核工业二九〇研究所、南京大学地球科学系、东华理工大学、成都理工大学、中科院地化所等单位在诸广山岩体地区开展了大量地质、物探、化探、水文等方面的找矿和区域地质及铀矿地质专题研究工作，较系统的总结了诸广山南部花岗岩型铀矿床的成矿条件、矿床成因、找矿判据等成矿规律。

有关诸广山岩体南部的重磁场特征，前人已有很好的总 结 和 认识［1-2］， 但整个岩体以重磁为基础的大尺度结构特征研究较少，尤其是断裂构造与重磁异常的关系较不明确。本文旨在依据 1∶20 万重力和 1∶5 万航磁资料，揭示诸广山岩体地区的区域断裂格架信息，为岩体及外围铀资源的扩大提供线索。

1 区域地质概况

诸广山岩体地处湘、赣、粤三省交界处，大地构造上处于闽赣后加里东隆起与湘桂粤北海西-印支凹陷的结合部位， 处于南北向万洋—诸广、东西向九峰—大余和北东向万长山构造岩浆活动带的交汇部位（图 1）。

图 1 诸广山岩体大地构造位置图（据庞雅庆等，2015）Fig.1 The geotectonic map of Zhuguangshan pluton（Afer PANG Yaqing etc.， 2015）

区内广泛出露晚古生界，中生界以火山碎屑沉积岩为主，新生界发育于断陷盆地中。岩浆活动频繁，具有多期多阶段活动的特点，可分为加里东期、海西期、印支期、燕山早期和燕山晚期 4期 12阶段。 印支期和燕山期花岗岩是诸广复式岩体的主体，从早到晚以中酸性岩浆活动为主，同时存在中基性岩浆活动。岩石多为粗、中、细粒斑状黑云母花岗岩或二云母花岗岩， 属钙碱-亚碱性岩类。 区内断裂构造发育，主要断裂构造有南北、北西西和北东-北东东向三组［3］。

2 岩石物性分析

根据研究区已有的钻井和物性资料，岩石的密度值按大小可分成 3 类（表1）： 第 1 类主要为寒武纪石英砂岩、粉砂岩和炭质板岩，平均密度一般为 2.69×103kg/m3； 第 2 类， 主要为侏罗纪、三叠纪黑云母二长花岗岩，平均密度为 2.60×103kg/m3；第 3 类，主要为白垩纪二云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩，平均密度为 2.55×103kg/m3， 说明几大类岩石存在明显密度差异。

表1 诸广山岩体地区岩层密度综合表Table 1 Statistical density table of strata

根据前人对诸广山岩体地区岩石磁性的研究［1］， 震旦系浅变质岩分布地段， 由于多种因素影响结果，磁性较复杂，当受到火成岩侵入影响时，接触带上局部地段形成混合岩化，磁性矿物相对富集，岩矿石磁化率高于围岩， 区内次火山岩（安山岩、 流纹岩）有中-强磁性，加里东期和燕山期花岗岩体不具磁性，总体上看，除了超基性、基性火成岩和某些含磁铁矿岩石磁性较强外，其余各种岩石磁性差异不明显。

3 重磁数据处理及特征

3.1 重磁资料处理

研究采用的数据为 1∶20 万网格化的布格重力异常和 1∶5 万航磁异常 数 据（图 2）。航磁资料由于研究区西北部数据缺失，仅做局部验证对照使用。 由图 2a可见， 整个研究区布格重力异常呈现中部低、四周高的特征。研究区中心位置的地磁倾角为 37.88°， 磁偏角为-3.06°， 经化极处理得到的△T 磁场化极异常基本表现为大片正磁场与大片负磁场相间分布的特征。

图2 诸广山岩体地区布格重力异常图a和化极磁力异常图bFig.2 The anomaly map of Zhuguangshan pluton district a-bouguer gravity anomaly map； b-after reduce to magnetic pole anomaly map

重磁资料是地球自然场的反映，它包含了地下所有不均匀地质体的叠加信息［5］。 为了深入研究诸广山岩体内构造展布特征，需要开展有针对性的目标处理工作。采用解析延拓、垂向求导等方法分离区域背景场和局部场，刻画断裂构造特征； 采用水平一阶导数（135°方向），来突出NE向的线性构造；通过不同高度的向上延拓处理来揭示基底的变化特征。

3.1.1 解析延拓法

对诸广山岩体预测区重力异常做向上延拓1、 2、 3……直至 7 km。 当上延到 3 km， 发现重力异常形态基本没有太大变化，说明浅部局部异常得到了较好的压制， 因此将上延 3 km后的重力异常作为区域背景场，再用原始布格重力异常值减去上延 3 km 异常得到剩余异常值（图 3a）， 图中高值突出、 条带清晰， 基本可以反映预测区局部重力异常形态。采用同样的方法， 可以得到研究区的航磁剩余异常（图 3b）。

3.1.2 水平导数法

首先对重力异常向上延拓 100 m，去掉地表浅部干扰，再作求导，从而在平面上刻画出整个预测区每个异常体的边缘形态。 图4a和图 4b分别为诸广山岩体地区重力和航磁135°水平一阶导数与推测构造叠合图。

鉴于解析延拓是根据一个面上的位场数据确定另一个不同高度面上的位场值，把握好延拓高度非常重要；水平导数可以提取埋藏较浅的局部异常，突出某一特定方向异常特征［5］。 因此， 将上述两种方法相互对照开展目标处理，较好地去掉了诸广山岩体地区区域背景场，保留局部场信息。

3.2 重磁场特征

如图 2a所示， 整个研究区布格重力异常呈现中部低四周高的特征。诸广山岩体北部（热水乡以北） 布格重力异常幅值全区最低，为（-93～-78.2）×10-5m/s2， 岩体南部（长江以南）异常走向以北东向为主，为全区相对低且布格重力 异 常 幅 值 为 （-78.2～-62.2）×10-5m/s2。 根据研究区布格重力异常场的分布形态和幅值特点， 将全区分为 A、B、 C、 D 共 4个异常分区。其中A和B异常区位于研究区中部，均显示为重力低，与诸广山岩体的分布范围较为吻合， 其北部（A 异常区）为一长轴近南北向的椭圆状低值异常，对应诸广山岩体的北部， 南部（B 异常区）为近北东向的条带状异常，对应诸广山岩体的南部。因为整个诸广山岩体主要由志留纪黑云母花岗岩和侏罗纪黑云母花岗岩构成，其密度值低于周围变质岩。C异常区主要以重力中、高值为主，异常 幅 值 为（-66.1～-55.9）×10-5m/s2， 主 要 分布有寒武纪、奥陶纪变质岩，密度值高于花岗岩。D异常区在测区内重力值最高，布格重力异 常 幅 值 为 （-53.1～-46.3）×10-5m/s2， 主要分布有寒武纪、奥陶纪和白垩纪变质岩。

由于预测区西北部没有开展过航磁测量工作，西北部数据缺失，因此在△T磁场化极异常图上表现为空白区域（图 2b）。 本区△T 磁场化极异常基本表现为大片正、负磁场相间分布的特征。 从总体上看，在北东地区（鹿井矿田北东侧）呈现以大面积的正磁场为主。 磁场幅值一般在 7.51～61.4 nT 之间， 局部磁异常的幅值有的较大， 超过 61 nT； 在诸广山岩体南侧（乐昌、仁化、 扶溪、百顺一带）呈现 “W” 字形正磁场异常，该区域主要由海西期花岗闪长岩和印支-燕山期的花岗岩构成， 磁场高值可能因受北东向断裂和北西向断裂制约的磁性基底相对隆升而形成。 磁场梯度在研究区东部（热水乡以东）一般变化比较平缓， 局部磁异常数量相对减少，而南部岩浆岩体发育的地区磁场梯度变化较大，局部磁异常比较发育，在岩浆岩体中及其外围，都分布有密集程度不同的磁异常（如城口、 塘湾、 企岭、 蕉坪和澜河等矿床附近）， 高磁异常明显。 出现局部高磁异常的原因主要有：深大断裂及其旁侧有铁磁性矿物集中发育的动力变质带；基性岩浆岩体侵位到沉积岩地层中，在其接触带上形成具有一定磁性的角岩、夕卡岩等变质交代岩类。

4 重磁异常推测断裂构造特征

图3 诸广山岩体地区异常分离得到的局部重力异常图a和磁力异常图bFig.3 The local gravity and magnetic anomaly map of Zhuguangshan pluton district after anomaly separation a-localgravity anomaly map； b-localmagnetic anomaly map

图 4 诸广山岩体预测区布格重力异常上延 3 km 后 135°水平方向一阶导数与断裂构造的叠合图 a 和磁力异常化极上延 1 km 后 135°水平方向一阶导数与推测断裂构造叠合图 bFig.4 The overlay map of faults and first horizontal deriviative along 135°of 3 km upward gravity in the prospect area of Zhuguangshan pluton a-after 3 km up continuation and 135°horizontal direction derivative； bafter reduce to magnetic pole， up continuation 1 km and 135°horizontaldirection derivative

诸广山岩体地区断裂构造整体走向为NE和 NEE 向， 重力异常的 135°方向导数能够清楚地反映研究区线性构造特征（图 4a），由此可以划分出研究区内的 26条断裂。 其中岩体南部断裂走向以NE向为主，推测深大断裂有7 条 （F1-F7）， 一 般 断 裂 19 条 （F8～F26）， 其 中F1、 F2、 F5和 F7位 置 与 已 知 断 裂 构 造 位 置 一致， F5为城口断裂， F7为塘湾断裂， 其余均为推测断裂。 F1断裂沿北东方向延伸切穿诸广山岩体北部岩体（热水乡以北）， 走向NE50°， 全长约 58.1 km。 在布格重力异常图上表现为西北高、东南低的特征，大致对应重力梯级带。 在重力上延 3 km 后 135°方向水平一阶导数图上，该断裂对应于北东向的异常极值线性带。断裂两侧主要为志留纪黑云母花岗岩和侏罗纪黑云母花岗岩组成，断裂北西侧主要为汤湖岩体，志留纪黑云母花岗岩发育，断裂东南侧主要为侏罗纪黑云母花岗岩， F1断裂控制着本区地层沉积和侵入岩的分布。F2断裂位于诸广山岩体的东北部，近南北走向，断裂往岩体南部延伸逐渐变成北东走向。在布格重力及不同高度的上延异常图件上，该断裂位于重力高与重力低之间的北东向变异带内，控制北部淋洋岩体和汤湖岩体。 在剩余重力异常图上， F2断裂对应于北东向的异常极值线性带； F15断裂位于诸广山岩体的中部位置， 走向 NE30°， 长约 1.5 km。 该断裂对应北东向的异常线性梯级带，其北西侧异常梯度比东南侧偏大，西南部异常较平缓。 在重力上延 3 km 135°方向水平一阶导数图上， F15断裂所表现特征不明显，据此推断其为一般断裂且断裂沿线北西侧分布下洞、 羊角脑等矿床。 F19断裂位于诸广南部岩体的西部位置，走向 NE35°， 长约 1.2 km，该断裂对应北东向的异常线性梯级带，其北西侧异常梯度比东南侧偏大，东南部异常较平缓。 在重力上延 3 km 135°方向水平一阶导数图上， F19断裂所表现特征不明显， 据此推断其为一般断裂且断裂沿线北西侧分布塘湾、黄沙桥等矿床。F23断裂位于南部岩体的南侧，走向 NE45°， 长约 2 km。 该断裂对应北东向的异常线性梯级带，北东为低值区，西南为相对高值区； 在布格重力异常 135°水平方向一阶导数图上，断裂也对应异常极值线性带。在布格重力异常上延 5 km 后 135°水平方向一阶导数图上 F23断裂所表现特征不明显， 据此推断为一般断裂且断裂沿线存在烟筒岭、牛石多等矿床。

在磁力异常图件中（图 4b）， 推测断裂主要归纳呈现两种， 北北东-北东向断裂： 呈断裂带分布， 规模大， 在化极异常上延 （0.5、 1和 3 km）135°方向水平一阶导数图上都有显示，推测为长期活动的深大断裂，对沉积建造、岩浆活动、变质作用和成矿作用都有明显 的 控制 作 用。 主 要 有 F1、 F3和 F4， 其中推测深大断裂 F3、 F4分别与城口、 热水断裂位置吻合；东西向断裂：主要分布于诸广山岩体北部岩体（热水乡东北部）， 在岩体边部由一系列东西向的断裂构成。在化极异常图上和化极异常 90°方向水平一阶导数图上都有显示，主要推测断裂有 F9、F10和 F11。

5结论

1） 通过重磁目标处理得到预测区线性构造详细信息， 诸广山岩体整体走向为 NE向，包括塘湾、城口、热水等控矿断裂。延拓、求导等方法较准确地分离重磁区域异常和局部异常，可为地质找矿提供靶区目标创造优选有利对象。

2） 通过磁力异常解译断裂构造信息， 发现诸广山岩体南部局部条带状高磁异常带与预测区内中基性岩脉关系密切，而中基性岩脉又与区内交点型矿床密切相关，铀矿化基本产在硅化带交切辉绿岩处，大多数矿体也是严格限制在中基性岩脉内部或边缘。因此，应该关注岩体南部呈 “W” 状的高磁异常条带。

3） 诸广山岩体地区南部、 中部工作程度较高，南部铀矿化集中区及鹿井等铀矿田分别位于其中，而北部工作程度低，暂时只发现大坪洞铀矿床。而根据布格重力异常上延3 km 后 135°水平方向一阶导数图、 磁力化极上延 1 km 后 135°水平方向一阶导数与断裂构造的叠合图可见，重力推测北东向断裂构造（F1、 F3、 F10、 F12）穿过北部岩体， 磁力推测东西向断裂 F9、 F10也穿过北部岩体。 因此， 低背景场的条带状高磁异常和高背景场的低值重力异常叠加地段应当予以重视，该类异常区域与铀成矿关系密切。

（下转第 107 页， Continued on page 107）

Characteristics of gravity&magnetic anomalies and uranium metallogenic relationship in Zhuguangshan pluton

YU Xiang， TIAN Jianji， ZHOU Junjie， CHEN Cong
（CNNC Key Laboratory of Uranium resource Exploration and Evaluation Technology， Beijing Research Insititute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

As an important part of uranium concentration area in south china， the structures and mineralization process of Zhuguangshan pluton have been concerned.This paper carried out objective process methods with the given gravity and magnetic data， such as abnormal segregation， analytical

continuation and derivation etc.， which depicts the gravity and magnetic anomaly characteristics of Zhuguangshan area.Combined with density， magnetic susceptibility analysis and regional geology information， structural information were inferred and the area between superposition of high-pitched magnetic strip anomalies in low background and low-pitched gravity anomalies in high background were believed with considerable mineralization potential.

gravity and ma gnetic anomaly； fault structures； Zhuguangshan pluton； uranium mineralization

P632； P619.14

A

1672-0636（2017）02-0096-07

10.3969/j.issn.1672-0636.2017.02.006

2016-06-21

喻 翔（1988—）， 男， 江西赣州人， 工程师， 主要从事地球物理研究工作。E-mail： yuxiang219@126.com