桂北某铀矿区物化探特征与找矿方向研究

● 周 琪,胡自宁,杨笑笑

（1.广西三一〇核地质大队，广西 桂林 541213；2.广西地质矿产勘查开发局，广西 南宁 530023）

苗儿山铀矿田是我国南方铀资源勘查基地之一，是我国花岗岩型铀矿的重要矿集区。某铀矿区位于该矿田东南部，是新近发现的花岗岩型铀矿区。1990 年，原核工业中南地勘局三〇六大队选择苗儿山岩体的反冲、雷家岭2 个地段开展工作，经槽探、坑探、浅钻揭露，发现了反冲、雷家岭2 个铀矿点及一大批铀异常点。2010−2011 年，广西三一〇核地质大队在某地区开展预查工作，圈定了梅子坪铀成矿远景区。2013 年至今，经过5 轮铀矿普查工作，地质工作人员发现该地区铀资源量达到小型铀矿床规模。研究小组对该矿区的地面伽马总量测量、土壤氡测量、主量元素地球化学、铀镭平衡系数等数据进行研究，探索物化探特征与矿化的关系，总结该区铀控矿因素和成矿规律，为其深部和周边铀矿找矿与勘查提供参考。

1 地质特征

研究区大地构造位置处在扬子陆块桂北隆起越城岭断裂褶皱带。区域出露的地层有丹洲群、南华系、震旦系、寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系、二叠系、白垩系及第四系，其中震旦系的陡山沱组、寒武系的清溪组、泥盆系的信都组和东村组，以及石炭系的寺门组属区域性含铀层位。区域经历了多期次构造运动，尤以加里东期、印支期和燕山期构造运动最为显著。加里东构造运动形成以NNE 向为主的紧密线状褶皱带（如越城岭复背斜）和初期的同生断裂；印支构造运动是又一次强烈的褶皱造山运动，并伴随基底断裂构造的复活；燕山构造运动以块断拉伸运动为特征，造成基底断裂再次复活，同时产生了以NNE 向为主导的断裂构造，并形成与之配套的NW 向、近SN 向、近EW 向断裂构造（见图1）。

图1 桂北苗儿山矿田地质略图

区内铀矿床严格受断裂控制，NNE 向构造破碎带为最主要含矿构造，铀矿化赋存于破碎带及上下盘次级带硅化碎裂岩中。蚀变主要有硅化、赤铁矿化、水云母化、钾长石化、黄铁矿化、绿泥石化、萤石化、碳酸盐化、糜棱岩化等。矿石的工业类型为特征性矿物含量低的含铀高硅酸盐铀矿石，矿石矿物主要为钙铀云母、铜铀云母、硅钙铀矿等次生铀矿物，钙铀云母、铜铀云母主要呈粉末状、片状，硅钙铀矿主要呈针状、粉末状。

2 物化探特征

2.1 伽马场晕

2.1.1 数据处理

研究小组对伽马总量测量照射量率数据进行规整、物理量换算、布型式检验，对各地层、岩体照射量率数据进行统计，统计结果显示数据符合正态分布（见表1）。

表1 某矿区伽马照射量率频数、频率及累计频率分布表

2.1.2 伽马场晕特征

该矿区伽马照射量率数值在5.7nC/kg.h～11.2nC/kg.h 之间，背景值为8.2nC/kg.h，背景值标准偏差为1.1，离散系数为0.14，离散程度较小。矿区伽马场晕大小不一，大的伽马场晕的面积达到400m×300m，小的伽马场晕有50m×50m。伽马场晕主要集中分布在雷家岭、梅子坪和F2719构造带南段交叉部位，具有分布密度大、场级相对较高的特点，在其他地段分布较少，规模相对较小（见图2）。

图2 某矿区伽马场晕分布图

伽马场晕与含矿构造、断裂带关系密切，受构造控制明显，伽马场晕在F2719构造带及次级构造交叉部位受构造控制最明显，呈条带、椭圆及不规则串珠状分布，场晕长轴方向和构造带F2719走向基本一致，为NE 向，明显受NE−NNE 向挤压破碎带控制；伽马场晕在F2711和F2715构造带及次级带交汇部位三级场晕完整，场晕规模较大、场级较高且相对集中分布。伽马场晕受地表铀矿化的控制较强，伽马异常点直接反应地表铀矿化，伽马异常点集中区也是伽马场晕集中区，在铀矿化较为强烈的地段，场晕场级较高，且场晕面积大。

2.2 氡浓度异常特征

放射层的自吸收作用和地表覆盖层的阻挡作用，使得γ 射线不能穿过较厚的阻挡层，因此在具有成矿远景又覆盖较厚的地区寻找控矿、含矿断裂并开展氡浓度测量具有重要的意义。氡浓度异常在该矿区确定含矿构造部位效果突出，根据控矿构造的氡浓度异常和峰值表现的形态，大致能确定矿体在构造带的部位。

当矿化体位于构造中时，构造破碎，有利于氡的迁移，氡浓度曲线为双峰型，且在构造带上方的氡浓度峰值较矿体正上方的峰值要大；当矿化体位于构造下盘且靠近构造时，异常峰位于构造正上方，氡浓度曲线为单峰型，在矿体上方无峰值显示；当矿化体位于构造上盘且靠近构造时，构造较破碎，氡浓度曲线往往有双峰异常，且氡浓度峰值在矿体上方较构造上方大。如148 号勘探线剖面在含矿构造带F2715（60m 处）和构造带F2710（240m）处有氡浓度异常值，其中在F2715含矿构造带矿体上方氡浓度较正常地段偏高。

2.3 主量元素地球化学特征

岩矿石化学分析了SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、TiO2、MnO等11 种主量元素，结果表明研究区花岗岩ω（Fe2O3）为0.47%～4.21%、ω（Al2O3）为4.05%～15.46%、ω（CaO）为0.054%～34.16%、ω（MgO）为0.30%～1.66%、ω（K2O+Na2O）为1.39%～10.12%。

研究区主量元素地球化学特征主要有5 个：（1）酸度大。SiO2含量在58.23%～80.65%，一般在70%以上，平均为70.83%。（2）碱质较高。K2O+Na2O 含量在3.83%～10.12%，平均为6.18%。（3）钾大于钠。钾长石占长石 总 量的50%以 上，K2O/Na2O 为4.4∶1，远＞5∶3。（4）铝过饱和度较高。Al2O3含量为11.11%。（5）暗色组分少。黑云母、磁铁矿、钛铁矿等总量不超过10%，FeO、MgO、TiO2三者平均含量之和为2.04%，远＜10%。这5 个特征与许多产铀花岗岩体的岩石化学特征非常相似[1]，表明出露在某地区的花岗岩岩体也是产铀岩体。

2.4 铀镭平衡系数特征

2.4.1 铀镭平衡系数与矿石品位关系特征

矿区铀镭平衡系数（Kp）随着矿石品位的提高逐渐降低，由偏镭逐渐过渡到偏铀，变化趋势比较明显（见表2）。

表2 某矿区不同品位矿石铀镭平衡系数统计结果表

2.4.2 铀镭平衡系数与矿体深度关系特征

铀镭平衡系数与矿体深度有一定的关系[2]，主要体现在随着深度的增加，由偏镭逐渐偏铀。如ZK0-80 铀镭平衡系数地表浅部（910m 以上）偏镭，氧化带铀大量流失；910～1010m 略偏镭，氧化还原带部分铀流失；910m 以下略偏铀，还原带铀的迁入。这说明深度和氧化程度关系比较密切，当铀镭处于氧化带中时，铀镭平衡被破坏，一般偏镭；在原生带中铀镭处于平衡，一般偏铀；在过渡带中平衡情况比较复杂，往往是铀镭平衡、平衡偏镭、平衡偏铀三者交替出现（见图3）。

图3 ZK0-80 铀镭平衡系数与深度关系图

3 结 语

（1）某矿区伽马场晕三级场晕完整，受构造控制明显，特别是受到NE−NNE 向挤压破碎带控制，在多条构造交汇的区域，伽马场晕发育较多，为成矿的有利区域。

（2）氡在空隙度较大的土壤、岩石中具有很强的迁移能力，特别是在断裂构造带中的迁移能力更强，故氡浓度测量是探寻断层带及深部铀矿体的有效手段，同时根据氡浓度峰值的形态还可以较好地判断矿体的部位。

（3）某矿区岩矿石化学特征具有酸度大、碱质高较高、钾远大于钠、铝较过饱和、暗色组分少等特点，为较好的产铀岩体。

（4）某矿区铀镭平衡系数总体上平衡，但是不同品位、不同深度的矿体中含量不同。随着铀含量的升高，铀镭平衡系数由大变小，由较偏镭转变为较偏铀；随着深度的增加，铀镭平衡系数由较偏镭转变为较偏铀，在今后的找矿中应特别注意这一点。

（5）根据矿区地质构造特征，结合伽马总量测量、氡浓度测量、岩矿石化学等特征的研究，研究小组认为下一步的找矿方向为NE 向和NW 向断裂带，重点在F2719、F2715和F2711构造带，其次是在F2718、F2717和F5207和F5208构造带。在这些构造带开展进一步地质工作，有望探获新矿体，扩大铀资源量，实现小型矿床升级为中型矿床的跨越。