地气测量结合现场物化探方法勘查隐伏金属矿研究

张朝阳，赵 净

（山东省地矿工程勘察院，山东 济南 250014）

为了获取更丰富的矿产资源大深度的隐伏矿勘查是现阶段的重要工作任务，然而针对大深度的隐伏矿进行勘查的过程中对于技术的要求非常高，因为勘察的难度使得现阶段常规的物探和化探方法并不能满足勘探的需求，而物探和化探在勘查过程中存在的不足和缺陷也是无法避免的。例如常用的地震纵剖面勾画方法可以针对地下岩层的分布断裂进行有效勘测，但是并不能充分指出哪些地方有矿以及哪些地方有什么矿相关问题[1]。而电磁法在应用的过程中可以有效提供地下低阻体的形态以及分布情况，但是在回答低阻体是否为矿化体或者低阻体是一种什么样的矿化体时仍然存在不足。而地气测量在应用的过程中就充分结合了地震纵剖面法以及电磁法的众多优点和强项，能够基于隐伏矿体的元素信息并在地震电磁探测的基础之上对隐伏矿体进行定性分析，并通过对隐伏矿体进行位置的准确定位，从而有效解决现阶段隐伏矿找矿过程中的关键性技术。

1 长排矿区简介

1.1 长排矿区地质概况

长排矿区属于诸广南部岩体断裂构造带，该地区断裂构造带活动强烈，在早期成岩的过程中属于南北向构造，而在晚期则属于多期、多阶段、多方向的断裂构造特点，该矿区的趋向主要有南北向、北西向、北东向三个断裂带共同组成。这三个断裂带在构造交汇处复合部位共同控制着该矿区的铀矿矿床分布[2,3]。出露最大面积为4000平方公里，中部岩体的出露面积大约为2200平方公里，岩体主要的形成时期为加里东期，属于印支-燕山早期侵入活动的高峰期。该矿区的岩浆侵入活动可分为4期，共13个阶段。而在印支燕山期岩体内，铀矿的含量高达19.8×10-6，该地区的铀矿克拉值属于常规花岗岩类4.5倍左右，为该地区的铀矿成矿提供了丰富的矿源，矿床分布图如下图1所示。

图1 长排矿区地质概况以及铀矿床分布图

1.2 矿区的地质特征分析

1.2.1 矿区岩石状态

长排矿区的岩石主要为燕山早期形成，而且是在印支期和燕山晚期也有大量的花岗岩侵入，在燕山晚期的基性岩脉也有少量形成。通过对该矿区的岩体侵入关系、岩相、岩性等相关资料进行对比分析，可以将该区内的岩体侵入分为6个阶段，而在这6个阶段中共有8次侵入活动。

（1）在燕山晚期其侵入阶段分为第1阶段和第3阶段，在第1阶段主要包括煌斑岩、花岗斑岩以及白云母花岗岩、含石榴籽的细粒二云母花岗岩。所有岩石均呈脉状分布，主要分布于该矿区的中北部及南部区域。而第3阶段其岩石类型主要为中细粒的二云母花岗岩以及细粒的黑云母花岗岩，其分布及分布形状为小岩体类型，主要位于该矿区的东南部区域。

（2）在燕山早期侵入阶段主要分为第1和第2阶段，第1阶段的岩石类型主要包括中粒的黑云母花岗岩以及中粗粒黑云母花岗岩，这类花岗岩处于岩基形状，主要分布于该矿区的中部区域，而第2阶段主要为中立的二云母花岗岩，呈现脉状分布零星分布于该矿区。

（3）印支侵入其岩石分布阶段主要属于第2和第3阶段，在第2阶段主要为中粗粒的斑状黑云母花岗岩，分布形状为岩基形状主要分布于该矿区的中北部。而第3阶段主要为中细粒的二云母花岗岩以及中粒斑状二云母花岗岩，同样为岩基形状分布，位于该矿区的西北部区域。

1.2.2 断裂构造情况

断裂构造属于该矿区矿床的北部，西起飞水崖往东经过游动向驼背岭方向驶出。在地貌上整体呈现出直线的V型峡谷。整体走向向南西方向倾斜，倾角大约为75°～85°。该地区与煌斑岩作为主要岩石填充，另有糜棱岩化花岗岩角砾岩等其他岩石组成，宽度最低为5m，最高为20m。该地区的成矿活动主要包括两次构造活动，第1次构造活动属于早期煌斑岩，成矿时期则属于赤铁矿化硅化岩破碎后出现的角砾岩，通过规硅化岩胶结而成。第2次构造则属于米黄色硅化岩破碎，以角砾岩出现，结合角砾岩和断裂带方向进行分析属于北东往西，南东往东运动。

2 地气结合放射性测量勘查隐伏多金属矿找矿模式

2.1 X荧光测量

在进行隐伏金属矿找矿的过程中首先采用X荧光测量，X荧光采用10米的测量点距，有效避免在测量过程中出现的不平度效应矿化不均匀效应对X荧光测量所造成的影响。在野外工作开展的过程中保障采集B层土壤的细粒部分为原则，规定所获取的取样深度超过40cm，每次采样200克。测量的过程中采用2000P型便携式X荧光仪，测量精度达到10-6克/克级，测量的元素主要可满足Fe、Co、Ni、Cu，Pb，Zn，As，Sr。最后在该矿区4号勘测线获得主要元素统计Cu，Zn，As，Pb，Sr，每种元素的样品个数为41个，分别测量出各元素的最小值、最大值，计算出平均值和标准差。该矿区9号勘测线获得主要元素Cu，Zn，As，Pb，Sr，每种元素的样品个数为48个，分别测量出各元素的最小值、最大值，计算出平均值和标准差[4-7]。

2.2 伽玛能谱测量

伽玛能谱测量主要是运用伽玛能谱测量仪对岩石或者地层及其他放射元素进行伽马射线测量。常用的射线主要包括2148b3bi的1.76×10-6电子伏，23290TH的2.62×10-6电子伏4019k的1.46×10-6电子伏伽马射线。利用该探测器首先记录该探测样品中的伽马射线能谱测量，测量出样品中核素含量的变化，从而针对被测区域的异常分布带进行区分。通过该地区通过检测获得了该地区铀、钍、钾三种元素的分布情况。得到测量后得到该地区的铀含量达到19.8×10-6，属于该地区成矿的主要矿源。而分析该矿区的铀矿矿床特征，铀元素相比于钍具有高度富集的特点，而且在丰度值方面超出正常值的几个数量级。其次，铀元素相比于钾也有高度富集的特点，这对于铀矿而言U/Th以及U/K是我们在该矿区寻找铀矿的重要基本参数。通过绝对的峰值增长情况以及与钍和钾元素的比值情况，能够充分显示出该矿带的铀矿赋存情况。通常情况下U/Th值为0.2～0.4，而若得到的比值高于此值，则可以证实该矿区存在铀矿化现象存在。

2.3 地气测量

对该矿区土壤进行X荧光分析异常测线19号和4号矿区开展定期测量，其地气测量的分析方法与X荧光分析方法相同，通过对各元素进行统计得到该矿区剖面区域的背景值和异常下限。反映出该矿区的异常区域，对矿区元素进行归一化累加得到勘测结果。在该矿区进行地气测量时通过对Cu，Zn，As，Pb等4个元素进行归一化累加，并运用Grapher软件绘制元素含量图，发现在该矿区的Cu，Zn，As，Pb，Sr累加相关性较好，结合该结果绘制出4号勘测线和19号勘测线的后面图。最终显示Cu，Zn，As，Pb，Sr都属于这两条勘测线上异常明显的元素分布。分析发现行4号勘测线Cu，Zn，As，Pb，Sr元素在该矿区对于隐伏铀矿的找矿具有非常重要的指示作用，而在19号勘测线上，富集的矿体上方表现出Cu，Zn，As异常突出。最终直到我们在进行4号勘测线和19号勘测线寻找铀矿石应充分基于Cu，Zn，As，Pb，Sr综合考虑，进行异常性质评价。

最后将地气与放射性测量勘查模式进行综合应用得到该矿区19号勘测线共画出3个异常区，在其中2个异常区已经钻出了矿化体，与X荧光分析结果具有一致性。地气元素归一化之后得到19号勘测线出现3个异常区，分别分布在35号点左右、45号点左右、55号点左右。通过后期验证采用放射方法和轻便电法能够快速圈定该矿区的异常找矿区域，而地气法在找矿过程中通过准确快速的确定找矿靶位有重要的应用效果，因此在对与该矿区相同性质地区进行找矿石可采用放射性法和轻便电法快速圈定异常区域，然后通过地气法快速获得找矿靶位，将地气法与物化探结合形成快速到隐伏金属矿模式。