吉林省集安市花甸地区放射性测量特征分析

高雄伟

摘 要：全面收集前人有关地质、物探、化探以及放射性成果等资料，在花甸地区进行伽玛能谱测量工作，运用铀、钍成矿理论，综合分析铀、钍成矿规律、赋存地质条件和控制因素，为进一步找矿工作提供依据。铀钍矿化异常与古元古代钱桌沟岩体、集安岩群蚂蚁河岩组地层、强硅化花岗伟晶岩、石英脉等脉岩、北东向断裂构造关系密切。推测古元古代岩浆热液可能为铀钍源层，铀钍异常形成的原因分两种：一种由碱性矿物富集而显示出高放射性;另一种为构造热液活动期间热液沿脉岩、裂隙面侵入蚂蚁河岩组地层中，地球化学环境发生改变，导致铀钍元素局部地段富集。

关键词：花甸地区;放射性测量;铀钍矿成矿规律

中图分类号：P631     文献标识码：A     文章编号：1003-5168（2021）36-0125-03

Characteristics of Radioactivity Measurement in Huadian Area， Ji'an City， Jilin Province

GAO Xiongwei

（Jilin Provincial Bureau of Nuclear Industry Geology， Changchun Jilin 130000）

Abstract：Comprehensive Collection of previous data on geology，geophysical exploration，geochemical exploration and radioactive achievements，gamma-ray spectrometry survey in Huadian area，and application of uranium and thorium metallogenetic theory，the metallogenic regularity，geological conditions and controlling factors of uranium and thorium are comprehensively analyzed to provide basis for further ore prospecting.The uranium-thorium mineralization anomaly is closely related to the Paleoproterozoic Qianzhuogou Pluton，Mayihe formation of the Ji'an Rock Group，the highly silicified granite-pegmatite，quartz vein and other vein rocks， and the NE trending fault structures.It is speculated that the PALEOPROTEROZOIC magmatic hydrothermal solution may be the source bed of uranium and thorium，and the uranium and thorium anomalies can be divided into two reasons： one is enriched by alkaline minerals and shows high radioactivity.The other is that the hydrothermal solution intruded into the strata along the dikes and fracture surfaces during the tectonic hydrothermal activity，and the geochemistry environment changed，resulting in the local enrichment of uranium and thorium.

Keywords：huadian area;radioactivity survey;uranium and thorium ore-forming regularity

吉林省集安市花甸地区找矿历史悠久，地质构造复杂，断裂构造发育，矿产资源十分丰富。全面收集前人有关地质、物探、化探以及放射性成果等资料，对已知矿点、矿化点、异常点进行揭露，确定花甸地区为铀钍成矿远景区。本单位在该工作区进行1∶10 000伽玛能谱测量工作，并利用槽探工程、取样钻工程等手段进行异常查证。本文以项目成果为依据，大致分析花甸地区放射性异常特征及铀钍矿和岩体、地层及断裂构造的潜在关系，分析异常成因及找矿标志，为进一步找矿工作提供依据。

1 區域地质背景

花甸地区位于敦化-密山断裂带南东侧，鸭绿江断裂带北西侧，集安裂谷盆地内。据《吉林省矿产资源潜力评价》划分，工作区位于V30金厂-复兴Au-B-Fe-Pb-Zn-Cu-Ag-S找矿远景区。

1.1 地层特征

工作区在行政区划分上隶属吉林省集安市花甸镇，位于吉林省集安市北西部94 km处，距通化市66 km。

工作区地层位于滨太平洋地层大区（5），吉南-辽宁地层分区（55），通化地层小区（515）。

地层出露较广泛，主要为下元古界集安岩群荒岔沟岩组（Pt1h.）、蚂蚁河岩组（Pt1m.）、中生界侏罗系上统果松组（J3g）、新生界第四系全新统冲积物（Qhal）。下元古界集安岩群荒岔沟岩组（Pt1h.）、蚂蚁河岩组（Pt1m.）为工作区主体地层，区内分布较为广泛，总体展布受北东向断裂构造的影响，呈北东向条带状产出。

1.2 侵入岩特征

花甸地区岩浆活动强烈，侵入岩分布范围较广。岩浆活动主要发生于古元古代，侵入岩呈岩基、岩株状分布全区，与元古代变质岩紧密伴生，呈岩基、岩株状分布全区，主要为钱桌沟岩体二长花岗岩（Pt1Qηγ）和正长花岗岩（Pt1Qξγ）。钱桌沟岩体侵入集安岩群各个岩性段，后又被侏罗系上统果松组（J3g）角度不整合覆盖。

1.3 变质岩特征

工作区变质岩分布广泛，主要为古元古代集安岩群变质岩的区域变质岩，其次为沿断裂两侧发育的动力变质岩。

区域变质岩主要为下元古界集安岩群荒岔沟岩组（Pt1h.）和蚂蚁河岩组（Pt1m.），呈条带状分布于全区。主要岩石类型为变粒岩、浅粒岩、变粒岩夹浅粒岩、斜长角闪岩、大理岩等。荒岔沟岩组（Pt1h.）变质岩以含墨为特征，蚂蚁河岩组（Pt1m.）内可见黄绿色蛇纹石化大理岩，与区内放射性异常关系密切。

动力变质岩主要岩石类型为碎裂岩类，多分布在工作区构造带两侧，主要特点是岩石受力作用较轻微，以破碎为主，具有碎裂结构、块状构造，其原岩的物质成分及结构、构造特点未发生明显的变化。在断裂带内或断层附近，岩石压碎结构较均匀，有时矿物颗粒略具重结晶现象，而距离断裂稍远的岩石多呈压碎角砾状，原岩的成分及结构、构造尚有一定的保留，如区内所见的碎裂二长花岗岩、碎裂石英钾长石化岩等岩石，岩石受应力作用，发生破碎，产生裂隙，局部形成碎斑。

1.4 构造特征

根据工作区各地质体的时代、区域展布形态、岩性组合特征及构造岩浆活动，推测工作区构造活动主要发生于古元古代，构造类型主要为断裂构造。以北东向为主，共计3条贯穿全区，总体走向为200°—210°，近东西向断裂构造1条，共同构成工作区主要构造格架。

1.5 区域岩石物性特征

区域岩石受极其复杂的构造运动、岩浆侵入、混合岩化和强烈的多期变质变形作用，岩相岩性复杂，故表现出的物性特征亦不相同。

在岩浆岩中，二长花岗岩、钾长花岗岩磁性较弱，密度值较低;火山岩中，凝灰岩具有低密度中强磁性;区域沉积岩出露较少，相比火山岩具有低磁性和低密度的特征，由沉积岩变质而成的变质岩磁性和密度也相对较低。

1.6 区域放射性特征

区域内出露面积相对较大且稳定的地层单元为下元古界集安岩群蚂蚁河岩组（Pt1m.）、荒岔沟岩组（Pt1h.）、大东岔岩组（Pt1d.）、中生界果松组（J3g）。其铀含量及 Th/U、U/K 比值属于一般水平，但铀变异系数较大，说明铀元素在该地层中分布不均匀。大东岔组（Pt1d）铀变异系数在所见地层中居第二位，铀元素绝对含量一般，U/Th、U/K 比值趋于最小，说明铀元素在该地层中富集程度较低。

区域侵入岩出露较多，其中古元古代二长花岗岩（Pt1ηγ）、正长花岗岩（Pt1ξγ）分布范围较广，局部放射性强度较高;晚三叠世石英闪长岩（T3δο）、二长花岗岩（T3ηγ）、早白垩世二长花岗岩（K1ηγ）分布范围较小，放射性强度较低[1]。

1.7 区域放射性矿产特征

到目前为止，区域内共发现铀矿化点3个、铀钍矿化点1个、矿化带1处，全部产于元古界集安群变质岩中，矿化异常主要受岩性和构造控制。

2 能谱数据处理与分析

在DGSS软件上利用Kriging方法对数据进行网格化处理，绘制能谱异常分布图。成图参数：线距为100 m，点距为40 m，确定搜索类型为四方向，搜索圆半径为120 m，横向、纵向网格数均为50。对铀、钍测量数据进行数据统计，使其满足正态分布规律，选择X+S为偏高场，X+2S为高场，X+3S为异常场，其中X为平均值，S为标准偏差。

3 放射性异常特征

根据伽玛能谱测量数据，结合伽玛能谱异常下限，共圈定钍异常6处、铀钍混合异常1处。

从异常产出位置来看，产于集安巖群荒岔沟组的异常共2处，产于钱桌沟岩体内5处，说明工作区下元古界集安岩群蚂蚁河组（Pt1m）为铀钍矿成矿有利地层，古元古代钱桌沟岩体（Pt1Q）为铀钍矿成矿有利岩体。异常大多处于断裂构造两侧，异常整体走向受北东向断裂构造控制明显。黄铁矿化、蛇纹石化、钾化、硅化等矿化蚀变与铀钍矿成矿关系密切。

4 放射性异常分析

4.1 异常与地层的关系

工作区内地层铀钍背景值较低，铀、钍异常区呈星点状、串珠状分布于古元古代集安岩群蚂蚁河岩组（Pt1m.）中，规模较小，主要岩性为灰绿色蛇纹石化大理岩，局部出露变粒岩、斜长角闪岩。

4.2 异常与侵入岩的关系

工作区内侵入岩铀背景值较低，铀异常规模较小，主要为偏高场呈零星状分布于工作区南部。钍异常规模较大，呈北东向条带状分布于工作区北部。钍异常区主要岩性为古元古代正长花岗岩，碱性矿物含量较高，局部可见钾化、黄铁矿化。

相较地层而言，岩体钍元素背景值较高，推测原因为碱性矿物放射性背景值较高。岩体内钾化明显的部位放射性明显高于其他部位，是重要的找矿线索。

4.3 异常与脉岩的关系

经过取样钻、槽探等手段进行异常揭露，铀异常附存于灰绿色蛇纹石化大理岩裂隙面蚀变岩内。蚀变岩由充填裂隙的脉岩与围岩发生热液交代作用形成。裂隙面产状295°∠80°，异常形态、规模受裂隙面产状控制。铀异常与黄铁矿化、蛇纹石化关系密切。

钍异常主要附存于石英脉及钾长花岗岩内，围岩为古元古代集安岩群蚂蚁河岩组（Pt1m.）大理岩。异常形态、规模受脉岩产状控制。钍异常与褐铁矿化、黄铁矿化、蛇纹石化、绢云母化关系密切。

4.4 异常与构造的关系

断裂构造两侧裂隙、脉岩发育，是工作区主要的赋矿构造，控制铀钍元素富集与成矿。当该断裂构造穿切有利地层时，引起局部铀钍异常富集。

铀异常高值区主要分布在北东向断裂构造两侧，局部沿断层方向呈串珠状分布，垂直构造方向异常延伸明显。

钍异常高值区主要分布在北东向哈塘沟断层北部侵入岩、北东向西沟断层构造南部脉岩内。工作区北西部钍异常多见碎裂正长花岗岩，垂直断裂构造方向异常延伸明显;南东部钍异常主要附存于构造东侧脉岩内，总体异常走向与断裂构造一致。

综上所述，花甸地区铀钍异常分布受地层、侵入岩、脉岩、断裂构造等多种因素共同影响。

5 异常成因及找矿标志

5.1 异常成因

结合已有资料综合分析，集安岩群蚂蚁河岩组（Pt1m.）大理岩为铀钍成矿重要地层;古元古代钱桌沟岩体正长花岗岩（Pt1Qξγ）为重要岩体;钾长花岗伟晶岩脉、石英脉等脉岩及裂隙与铀钍成矿关系密切。推测古元古代岩浆热液可能为铀钍源层，岩体内随碱性矿物富集呈现较高的放射性;构造活动期间沿裂隙面侵入集安岩蚂蚁河岩组（Pt1m.），受热液改造、叠加及混合岩化作用影响，地球化学环境发生改变，导致铀钍元素局部地段富集。

5.2 找矿标志

工作区内对成矿有利的地层、岩体、围岩蚀变、放射性物探异常可作为铀钍矿的间接找矿标志。

地质找矿标志：集安岩群蚂蚁河组（Pt1m.）大理岩中见有强硅化、蛇纹石化的蚀变岩、脉岩（断裂构造及蚀变带）;钱桌沟岩体中碱性矿物含量较高的正长花岗岩。

围岩蚀变找矿标志：褐铁矿化、黄铁矿化、蛇纹石化、钾化、绢云母化、硅化，尤其是强硅化脉岩、石英脉等。

地球化学找矿标志：工作区内放射性异常点、航放异常点及伽玛能谱放射性异常是较好的间接找矿标志。

综合分析花甸地质资料及放射性异常分布特征，分析铀钍成矿规律，认为该地区具有较好的找矿前景，为下一步找矿工作提出两点意见：

①建议在工作区适当投入工作量，在铀钍异常脉体走向和倾向上对铀钍矿化异常进行控制，进一步控制铀钍矿化异常的形态、规模、产状以及品位变化情况，力争有所突破。

②以新发现放射性异常、铀钍矿化蚀变信息为线索，收集以往区域上的放射性异常资料，注意区域上相似或相同地質背景的找矿工作。

6 结语

①花甸地区处于区域成矿构造带内，经历多次构造运动，发育3条北东向断裂构造，总体走向200°—210°，层间破碎带、脉岩、裂隙发育。

②集安岩群蚂蚁河岩组（Pt1m.）为铀钍成矿重要地层，古元古代钱桌沟岩体正长花岗岩（Pt1Qξγ）为重要岩体，强硅化花岗伟晶岩、石英脉是寻找铀钍矿的重要脉岩。

③推测古元古代岩浆热液可能为铀钍源层，铀钍异常形成原因有两种：一是岩体局部地段由于碱性矿物富集而显示出高放射性;二是构造热液活动期间地球化学环境发生改变，热液沿裂隙面侵入集安岩群蚂蚁河岩组（Pt1m.）地层中，受热液改造、叠加及混合岩化作用影响，导致铀钍元素局部地段富集。

④花甸地区找矿标志对区域内寻找放射性矿产具有重要意义。该地区成矿地质条件良好，具备较好的找矿前景。

参考文献：

[1] 吉林省核工业地质局.吉林省通化地区铀矿资源调查评价报告[R].2016—2018.