修水桂坳地区放射性测量及分布特征浅析

鞠 鹏

（东华理工大学地球科学学院，江西南昌330013）

碳硅泥岩型铀矿床是指产于未变质或弱变质海相碳酸盐岩、硅质岩、泥岩及其过渡类型中的铀矿床。碳硅泥岩厚度巨大，层位较稳定，富含有机质、黄铁矿、泥质、硅质和磷质，能大量富集铀。铀矿化主要受断层、层间破碎带的控制，遇密集的切层裂隙带交汇时矿化变富、变厚。因此，对于成矿作用这2种破碎都是有利的。通过对修水地区碳硅泥岩型铀成矿区资料的分析，系统收集、整理调查区地质、矿产、物化探、遥感、前期铀矿勘查成果资料及相关文献报告基础上，进一步综合分析铀成矿地质条件，对典型矿床研究和矿点、矿化点、异常点揭露，总结铀矿化特征、成矿规律和控矿因素，最终确定修水桂坳矿化点为预测成矿靶区，进一步开展桂坳地区8km2能谱测量，分析能谱异常与地层、断裂构造以及层间破碎带的潜在关系。

（1）该区铀矿地质工作和科研工作程度较低，对区内矿（化）点、异常点的评价、已发现矿床的解剖不够系统深入。

（2）对该区碳硅泥岩型铀矿成矿条件分析、成矿地质环境、控矿要素和成矿规律的研究不够深入。

（3）过去勘探工作以铀为主，对其他矿产重视不够，其实该层位也是Au-V-PGE等多金属矿（化）层，下一步应注重多金属的找矿工作。

在收集、归纳、分析总结修水地区区域地质背景和成矿地质条件的基础上，结合碳硅泥岩型铀矿成矿理论确定桂坳地区为放射性异常重点工作区。通过系统测量桂坳靶区8km2内各地质体岩石U、Th、K含量和伽马总量，寻找异常点带、异常晕，将物探与地质构造研有机结合，研究放射性异常分布特征及其与地层、构造的内在关系。

1 区域地质背景

工作区位于修水—宁国成矿带西端，西起湘东北岳阳，向东经通城县、修水县、武宁县至九江市，北部以阳新县为界，向南至安义县。

1.1 地层特征

桂坳地区内主要发育震旦系上统陡山沱组、灯影组和寒武系下统王音铺组、观音堂组、寒武系中统杨柳岗组。

本区铀矿化主要产在陡山沱组中部富含黄铁矿的白云质泥岩及含硅泥白云岩，灯影组中上部，王音铺组的炭质泥岩与含炭硅质岩互层，以及观音堂组下部炭质泥岩。

1.2 断裂构造

区内断裂构造发育，根据断裂分布特征可分为3种类型。一是区域性深大断裂，控制着区内多数地层和其它断裂的分布，也是区内的控盆构造，走向北北东向，倾向南西，倾角70°左右，具有张扭性特征。二是一组北东向大致平行的断层构造，其走向北东15°～30°，倾向南东，倾角70°～85°。构造规模不大，一般延伸几十米至几百米，走向上往往断续出现或尖灭再现带宽数米，断层内原岩破碎，呈构造破碎角砾岩带，局部有密集的陡裂隙组出现，地层位移不明显，破碎带内物质成分与围岩基本一致。三是由于古地理环境的差距，使得区内岩石的物理性能差距较大，在成岩期和后期的构造作用下，层间破碎带多形成在不同的岩性接触部位，主要分布于王音铺组底部与灯影组上部、灯影组底部与陡山沱组顶部等。层间破碎带发育部位，也是区内铀矿体富集的场所。

2 能谱数据处理与分析

2.1 能谱测量数据

能谱测量数据汇总见表1。

表1 能谱原始测量数据（部分）

2.2 能谱数据地理编码

在ArcGis中对能谱数据进行地理编码处理，分析能谱数据中各放射性元素空间展布情况以及分布比例，铀、钍、钾数据处理结果。

2.3 能谱数据网格化插值处理

在ArcMap中，运用反向距离权重插值法对能谱数据进行处理，得到桂坳地区能谱异常分布图。根据野外测量线距100m，点距20m以及搜索范围至少跨越3条侧线，确定插值网格距离10m，插点数32，最远距离150m，运算阶次2。

3 放射性异常浅析

3.1 铀异常分析

3.1.1 铀异常分布与地层的关系

铀异常高值区主要分布在测区内的王音铺组和观音堂组中。根据桂坳地区地质资料了解到，铀的矿化与富集主要在王音铺组第二段、第四段以及观音堂组下部的炭质泥岩层位中。

王音铺组二段以炭质泥岩为主，含大量磷结核，夹含炭白云岩、泥灰岩及石煤层，部分铀矿体亦赋存于这样的层位中。第四段主要为黑色炭质板岩，含炭质泥质板岩，硅质板岩互层，硅质板岩层厚7～10mm±，该层为划分层位的标准之一。

观音堂组以薄层炭质板岩为主，风化后为灰白色，页片状砂泥质页岩以及页片岩，局部夹有含炭质灰岩。

3.1.2 铀异常分布与构造的关系

铀异常高值区主要分布在断层F1东北部、F2北部，其规模、延伸方向受断层影响。F1是区域性断裂，它控制着区内其它断裂的展布，F2是一条NNE-NE向的断层构造，其走向NE15°～30°，倾向SE，倾角70°～85°。表现为原岩破碎为主，呈构造破碎角砾岩带，局部为片理化带和密集的陡裂隙组出现，地层位移不明显，带内物质成分与围岩基本一致。铀异常高值区整体形态似块状，沿断层走向延伸，受测量基线方向的影响，垂直断层走向方向，异常也具有一定的延伸性；部分高值区形态似串珠状，受基线方向影响，近北西向展布。低值区分布在测区西部、南部、东南部，远离断层位置，整体形态为长条状、块状，部分为乳滴状嵌在高值区、偏高值区内。

综上所述：炭质泥岩与含炭硅质岩互层以及观音堂组下部炭质泥岩是本区重要产铀层位，是铀异常的主要分布位置。区内铀异常分布受地层和断裂构造的共同影响。

3.2 钍异常分析

3.2.1 钍异常分布与地层的关系

钍异常高值区主要分布在陡山沱组、灯影组和王音铺组交界部位，位于测区南部。部分高值区位于王音铺组地层中，位于测区中部和中西部。

陡山沱组顶部发育薄层黑色炭质板岩，上部条文状微层理发育的硅质白云岩，以及黑色炭质板岩，属频繁震荡背景下含泥硅碎屑沉积与化学沉积掺杂过渡的沉积产物。铀矿化主要产在中部富含黄铁矿的白云质泥岩及含硅泥白云岩。灯影组上、下部均为脆性的硅质岩，中部为柔性的泥质岩。上部为黑白相间条带状灰黑的硅石层，下部为黑色硅石层，在上下部都夹有薄层状黑色炭质板岩，含炭泥板岩，以及含炭灰岩，铀矿化产于中上部。

3.2.2 钍异常分布与构造的关系

根据钍分布图可以看出，高值区主要呈块状分布在西南角，断层F1的西南端，沿断层走向延伸并且含量有递减趋势。部分高值区呈串珠状分布三组断层的中部，低值区主要分布在中北部、东南部，形态似长条状、串珠状、乳滴状，北西向展布。

层间破碎带主要分布在断裂构造的两侧，是主要赋矿构造。由于岩石机械物理性质的差异，陡山佗组常形成成层间破碎带，当脆性岩石产生密集的层间裂隙时，矿化主要发育在裂隙中。

综上所述：铀矿化主要产在中部富含黄铁矿的白云质泥岩及含硅泥白云岩中，区内钍异常分布受地层、层间破碎带和断裂构造的共同影响。

3.3 钾异常分析

3.3.1 钾异常分布与地层的关系

钾异常分布特征与铀异常分布特征相似，主要分布在测区内的王音铺组和观音堂组中。高值区分布在中部、中西部、西南部、北西部。整体形态似块状、长条状，部分形态似串珠状，北东向展布，受测量基线影响，沿北西向也有一定的延伸。低值区分布在测区北西部、南部、东南部。整体形态为块状，部分为乳滴状、串珠状嵌在高值区、偏高值区内。

3.3.2 钾异常分布与构造的关系

钾异常分布特征与铀异常相似，高值区主要分布在断层F1东北部、F2北部以及2条断裂之间，延伸方向受断裂构造影响。异常高值区整体形态似片状，沿断层走向延伸，垂直断层走向方向，异常也具有一定的延伸性；部分高值区形态似串珠状，受基线方向影响，近北西向展布。低值区分布在测区西部、南部、东南部，远离断层位置，整体形态为长条状、块状，部分为乳滴状嵌在高值区、偏高值区内。

综上所述：炭质泥岩与含炭硅质岩互层以及观音堂组下部炭质泥岩是本区重要产铀层位，是钾异常的主要分布位置。区内钾异常分布受地层和断裂构造的共同影响。

3.4 总量分析

3.4.1 能谱总量分布与地层的关系

能谱总量分布特征与铀、钾分布特征相似。高值区主要分布在王音铺组和观音堂组中。王音铺组岩性主要以炭质泥岩为主，含大量磷结核、炭质板岩、夹含炭白云岩、泥灰岩及石煤层，观音堂组岩性主要为薄层炭质板岩为主，局部夹有含炭质灰岩。王音铺组第二段、第四段以及观音堂组的下部为铀成矿提供了有利部位，为铀的矿化和储存提供了有利条件。

3.4.2 能谱总量分布与构造的关系

能谱总量异常高值区主要分布在断层F1、F2的东北部和北部，沿断层走向有一定的延伸，垂直断层走向延伸较明显。次级断层以及层间破碎带分布断层两侧，主要富集在断裂构造F1收敛部位，也就是该断层的弧形转折处，是区内的主要赋矿构造，控制铀的富集与成矿。当该断裂构造斜切有利层位时，矿化更加富集。

综上所述：桂坳地区能谱分布主要受到岩性、断层构造、断层裂隙以及层间破碎带共同的影响。

4 成矿作用及找矿方向预测

4.1 成矿作用

碳硅泥岩型铀矿床的成矿是多种成矿作用叠加的结果，认真分析桂坳地区的铀成矿地质特征、放射性异常分布特征，确定该地区成矿是一个复杂的过程，是多种成矿作用叠加的过程，既有沉积成岩成矿作用的预富集、又有地下热液改造成矿作用的叠加。

4.2 找矿方向预测

认真总结该地区的地质资料以及该地区的放射性异常分布特征，分析铀成矿特征，研究铀成矿规律，认为修水桂坳具有较好的找矿远景，具备大中型铀矿床的成矿条件，下步的找矿应注重以下3个方面：

（1）上震旦下寒武系王音铺组和观音堂组是该类型铀矿床的“铀源层”和赋铀层，其分布地区是寻找该类型铀矿床的有利地区。

（2）在平行展布的北北东向断裂构造发育的地段，是寻找该类型铀矿体的有利地段。

（3）断层裂隙和层间破碎带发育部位，为该类铀矿床矿体富集的有利空间。

5 结论

（1）修水桂坳地区处于区域铀成矿构造带内，经历了多期次的构造运动，发育一条走向北北东，倾向南西的深大断裂构造，倾角70°左右；一组走向北东平行展布的断层，倾向南东，倾角70°～80°；层间破碎带、节理、裂隙带发育。

（2）王音铺组和观音堂组黑色炭质泥岩、含碳质硅质岩、炭质板岩为铀成矿提供铀来源。深大断裂带控制该地区含铀沉积建造，是深部热液上升的通道，对碳硅泥岩型铀矿成矿和铀矿床的产出有重要作用。密集的断裂裂隙和层间破碎带为铀的活化、淋滤、迁移、再富集提供了有利场所。

（3）通过对测区内能谱异常分布特征分析，异常髙值区多位于有机质较高的王音铺组和观音堂组地层中、深大断裂处、密集的断裂裂隙附近、断层交汇处以及层间破碎带附近，表明该地区铀成矿受以上所有因素共同的影响。推断修水桂坳地区成矿模式为“深大断裂、断裂裂隙以及层间破碎带三位一体成矿模式”。

（3）修水桂坳地区具有工业铀矿体赋存的各种有利条件，是下步找矿工作的首选区，应加强对该区段的基础地质研究和深部找矿揭露工