地面伽马能谱测量在某金属矿找矿中的应用研究

刘 鹏

（江西省核工业地质局二六一大队，江西 鹰潭 335000）

2010年S地区进行了1∶5万航空放射性测量，核工业航测遥感中心发现当地存在航放异常情况，而在2017年开展的航放异常空间展布特征、U矿特征深入研究中，研究开展了1∶10000地面伽马能谱测量工作，并由此明确了S地区U矿分布特征，研究具备的较高现实意义可见一斑。

1 地质概况

S地区属于火山岩分布区，区内主要分布有白垩统宁远村组陆相酸性火山岩（K1n），主要有流纹岩，次为流纹质角砾凝灰岩、流纹质角砾熔岩、松脂岩、流纹质凝灰岩，区内大面积分布白垩系宁远村组流纹岩，东南部多见椭圆状集中分布的流纹质角砾熔岩，全新统主要分布于测区沟谷中。

2 工作方法及数据处理

（1）工作方法。在S地区的1∶10000地面伽马能谱测量中，使用的测量仪器为RS230型能谱仪，测网为100m×40m，点位误差小于5m并采用单点测量模式，测量时间为60s，为得到Th、U、K、DOSE四个测量数值，地面伽马能谱测量开展了异常点二次测量。研究采用一般测量精度，为提升研究的针对性，忽略了放射性本底影响，并剔除了因操作不当引起的异常数据值，数据处理采用了GEOSOFT5.1、MAPGIS6.7等数据处理软件以及克里金插值法，最终获得了网格化间距为25m的GRD文件与基础等值图件[1]。

（2）异常筛选。在地面伽马能谱测量的异常划分中，划分过程遵循了以下几方面原则：①异常点。Th（U或K）含量在地质体背景值的3倍以上，并受岩性、蚀变带、层位或断层控制，这种情况下延伸长度小于20m的异常被称为地面伽马能谱测量异常点。②异常带。Th（U或K）含量达到异常点标准，这种情况下连续延伸长度达到20m以上的异常点可以称为异常带。③异常晕。Th（U或K）含量在地质体背景值3倍标准偏差以上，但该值未达到异常点标准，这一区域被称为异常晕，其中异常晕可细分为偏高晕和高晕，其中异常晕可表示为：X+3Sd≤Q＜3X，偏高晕可表示为：X+Sd≤Q＜X+2Sd，高晕可表示为：X+2Sd≤Q＜X+3Sd，其中X、Sd、Q、分别为Th（U或K）的背景含量、异常晕的Th（U或K）含量、Th（U或K）背景含量的标准偏差。

围绕共计1310个测量数据进行统计分析，并引入迭代法计算全区背景值及标准方差等参数，最终得出了表1所示的异常等级划分，由此可确定1条U异常带、1条U异常点，分别表示为UM01、UMG02。

表1 异常含量等级划分

3 伽马能谱特征分析

（1）一般特征。结合地面伽马能谱测量在，可确定S地区K含量、U含量、Th含量的最大值分别为5.2×10-2、15.3×10-6、26.2×10-6，且均呈不规则状分布于S地区西南侧流纹岩附近，区内K、U、Th元素分布规律明显，进一步分析可得出表2所示的S地区岩石伽马能谱参数特征。

结合表2进行分析，可得出以下结论：①U和Th的平均含量在全新统中明显高于全区背景值，U约为背景值的1.3倍，Th则约为1.1倍，二者的标准偏差Sd同样明显高于全区相应值，变异系数则基本与全区相同。②K、U、Th平均含量在流纹岩中略高于全区背景值，且变异系数、标准偏差也高于区内背景值，由此可确定该区域K、U、Th含量相对较高并具备成矿潜力，可能出现的局部富集现象需得到重视。③流纹质角砾熔岩中U的平均含量低于区内背景值，Th、K的平均含量则略高于全区背景值，由于二者的变异系数、标准偏差与全区背景值相近，因此可判断流纹质角砾熔岩区域不具找矿潜力。④松脂岩及流纹质凝灰岩中，K、U、Th平均含量、变异系数、标准方差均低于全区背景值，同样可判断相关区域不具成矿潜力。

表2 S地区岩石伽马能谱参数特征

（2）U异常特征。结合工区U异常分布，可确定U异常点主要位于工作区的西南部，并均产于流纹岩中，U异常带、U异常点的特征如下：①U异常带。异常带位于测区西南部，长、宽约为640m与45m～95m，整体呈东东向串珠状展布，U含量处于10×10-6～12×10-6，最高值点属纯U异常并位于断裂交汇部位，该部位伴生硅化、褐铁矿化、高岭土化等蚀变，赋存于碎裂流纹岩中。②U异常点。呈现点状分布特征，属纯U异常，K、U、Th含量分别为1.5×10-2、9.6×10-6、15.3×10-6，位于断裂破碎带，伴生褐铁矿化、高岭土化等蚀变，赋存于碎裂流纹岩中。

（3）综合分析。结合地面伽马能谱测量及分析，可确定S地区地面伽马能谱异常位于西南部组破碎流纹岩中，且附近存在断裂构造发育，U元素的迁移、富集得到了断裂构造的有力支持，火山热液活动与这种情况的出现存在直接联系。由于断裂构造对地面能谱异常影响显著，因此可判断S地区存在U元素富集现象，并能够断定区域具备较高成矿潜力，后续研究的方向由此得以明确。

4 结论

综上所述，地面伽马能谱测量能够较好服务于U矿找矿，在此基础上，本文涉及的工作方法、异常筛选、一般特征分析、U异常特征分析等内容，则提供了可行性较高的地面伽马能谱测量应用路径，而为了进一步提升U矿找矿水平，伽马能谱剖面测量、配套的钻探工作开展同样需要得到重视。