綜合物探方法在黃溝地區鈾礦勘查中的應用

■王策

（遼寧省有色地質局勘查總院 遼寧沈陽 110032）

綜合物探方法在黃溝地區鈾礦勘查中的應用

■王策

（遼寧省有色地質局勘查總院 遼寧沈陽 110032）

研究黃溝地區浪子山組片巖與重熔混合巖的接觸帶形態以及尋找重熔混合巖增厚部位對于該地區的鈾礦勘查有著重要的意義。本文首先系統測量了接觸帶附近巖（礦）石物性參數（磁性，電性），通過其物性差異，運用瞬變電磁法、激發極化法以及地面高精度磁法對黃溝地區進行測量，取得了較好的效果。

巖石物性瞬變電磁激發極化磁法黃溝接觸帶

1 引言

鈾礦作為一種關系到國家安全的特殊礦產資源，一直備受各國重視。連山關黃溝工區位于全國16個重點成礦帶之一的遼東-吉南成礦帶內，與3075礦床相距僅一公里。連山關地區含鈾礦構造多分布于浪子山組片巖與重熔混合巖的接觸帶附近，含礦圍巖多為增厚區的重熔混合巖，所以研究接觸帶分布范圍、形態以及重熔混合巖的增厚區域對于在該地區找鈾礦有著重要指導作用。本文先通過對黃溝地區接觸帶附近巖（礦）石的物理性質入手，尋找其在磁性和電性上的差異，再運用瞬變電磁法、激發極化法以及地面高精度磁法進行實地驗證，進而優選出一種或多種物探方法，為找礦選區提供有力依據。

2 區域地球物理特征

本文主要研究接觸帶附近的巖性，主要包括浪子山組二段石榴二云片巖、浪子山組一段石英巖、浪子山組一段白云母石英片巖、重熔混合巖、紅色鉀質混合花崗巖、花崗片麻巖和輝綠巖脈等。

2.1 巖石磁性

由表2-1可以看出，除了輝綠巖達到1000×10-6·SI以上，該地區所收集的其它巖（礦）石的磁性均比較弱，浪子山組的石榴二云母片巖、白云母石英片巖和石英巖磁化率在100×10-6·SI左右；重熔混合巖和鉀長花崗巖的磁化率接近，約為70×10-6·SI；花崗片麻巖磁化率在180×10-6·SI左右，相對于其它兩種巖漿巖要高一些。

表2-1 巖（礦）石磁性電性參數統計表

通過表2-1可以看出，花崗片麻巖的剩余磁化強度比較高，均值達到60×10-3·A/m，說明其成巖過程中受到當時地磁場的磁化作用；其它巖（礦）石的剩余磁化強度顯示比較低。

2.2 巖石電性

綜合分析表2-1，石英巖、輝綠巖以及花崗片麻巖的電阻率較高，在10000Ω?m左右；石榴二云母片巖的電阻率最低，平均值不到2000Ω?m；其他巖（礦）石的平均電阻率在4000~6500Ω?m之間，重熔混合巖與鉀長花崗巖的平均電阻率值較為接近。

浪子山組的石榴二云母片巖的極化率比較高，達到了7.5%，并且顯示為低阻高極化；花崗片麻巖的極化率接近5%，較其他巖（礦）石的極化率有所增高；其它巖（礦）石的極化率較低，在2%左右。

3 成果解釋

圖3-1 黃溝地區ΔT平剖圖

圖3-2 黃溝地區ΔT向上延拓100m平面圖

3.1 地面高精度磁法剖面測量

工區內地層由西南至東北主要由五種巖性所構成：里爾峪組的大理巖，變斜長角閃巖，浪子山組的云母片巖、重熔混合巖和鉀長花崗巖，其中浪子山組分為四段。

對磁測數據進行預處理（日變、高度改正）后，制作平剖圖（圖3-1）。

如圖所示，工區西南部有明顯的ΔT正負交替變化，由南向北首先顯示為ΔT正值異常，然后出現明顯的ΔT負值，其中異常呈條帶狀展布，垂直于剖面方向，走向為北西向。ΔT異常幾乎全部集中在變斜長角閃巖中，推測是由構造所引起的。工區東北部ΔT曲線較為平緩，大部分顯示為正值且數值不高。P17剖面與P18剖面在剖面的南部有ΔT異常的錯動，推測是由近南北向的構造所引起的。

對于地層巖性的劃分：①浪子山組與重熔混合巖的接觸部分以及重熔混合巖與鉀長花崗巖的接觸部分沒有磁性變化，與其巖性是漸變過度的結論相吻合，也驗證了前期對工區巖石磁性數數據的分析結果。②變斜長角閃巖與里爾峪組的大理巖的接觸部位有明顯的磁性變化，推測是角閃巖構造侵入所引起的。③里爾峪組的大理巖的ΔT值一般高于浪子山組的石英云母片巖，但是異常不是很明顯，區分起來有一定困難。

通過向上延拓100m，反映出工區深部的ΔT特征（圖3-2）。如圖可見，ΔT呈現西低東高的特征，等值線呈北西向展布，與接觸帶的方向大致吻合。所以通過延拓可以推測深部巖體接觸帶的大致走向、形態等特征。

3.2 瞬變電磁與激發極化法測量

為研究區內巖體接觸帶及其兩側巖石、斷裂的電性特征，布設了1條瞬變電磁剖面TEM-1和1條激電測深剖面IP-1。

由于TEM-1和IP-1號剖面方向、長度以及位置基本一致，因此通過觀察兩條剖面的視電阻率斷面圖可以看出，其視電阻率分布形態、面貌特征大致相似。測深視極化率及視電阻率斷面圖，兩條剖面為北東向，穿過的地質體為遼河群浪子山組2至4段的片巖、浪子山組1段石英巖、混合花崗巖。

圖3-3 TEM-1號瞬變電磁剖面反演視電阻率地質解釋斷面圖

圖3-4 IP-1號激電剖面反演視極化率和視電阻率地質解釋斷面圖

圖3-3 和圖3-4分別為瞬變電磁測量視電阻率斷面圖和激電

由圖可看出如下特征：

（1）TEM-1斷面的淺層以及中部表現為中低阻特征，瞬變電磁視電阻率值在40～140Ω?m之間，解釋為遼河群浪子山組2至4段片巖的綜合反映；而其它部位瞬變電磁視電阻率表現為明顯的中高阻特征，視電阻率大于140Ω?m，解釋為浪子山組1段石英巖與混合花崗巖的綜合反映；由于原理及運算方法的不同，

激電測深的視電阻率變化范圍與瞬變電磁視電阻率變化范圍存在一定差異，但是，激電測深的視電阻率與瞬變電磁剖面的分布特征基本一致。

（2）TEM-1斷面平距220m處，瞬變電磁和激電測深視電阻率斷面出現明顯的中低阻分界，且沿垂向延伸方向出現明顯的視電阻率等值線密集帶分布，推斷是由斷裂構造引起。

（3）遼河群浪子山組2至4段的云母片巖表現為中高視極化率特征，視極化率8~16%。而浪子山組1段石英巖、混合花崗巖表現為低視極化率特征，視極化率1~8%，該結果與巖石電性測量中所取得的云母片巖低阻高極化、混合花崗巖高阻低極化的結論相互對應，說明了巖石電性測量的真實可靠。

（4）激電測深視極化率在IP-1號剖面中部明顯增高異常，最大值57.49%，并且在視極化率增高部位視電阻率明顯降低，表現出低阻高極化特征，異常寬度約50m，異常頂部深度約60m，異常底部深度約170m，極化率16~57%，推斷是由浸染狀金屬硫化物所引起。

（5）重熔混合巖與鉀長花崗巖的接觸部分在斷面圖上沒有明顯變化，與工區巖石電性數據的分析結果相符合。

（6）收集到一條與IP-1和TEM-1距離很近且剖面方向也大致相同的AMT反演電阻率斷面圖（圖3-5），圖中綠框線區域為本次工作中IP-1及TEM-1的測量范圍。通過對比可以看出，本次工作的兩條測線反演視電阻率與收集到的EH4剖面在整體趨勢上是相同的，視電阻率都顯示為南高北低；三條剖面視電阻率高阻異常均呈現“凹”型，剖面中部均出現低阻異常推斷是基底凹陷所引起的。

圖3-5 AMT測量反演電阻率斷面圖

4 結論

（1）通過巖石物性測量結果得出，輝綠巖磁化率較高，花崗片麻巖剩余磁化強度較高；二云母片巖屬于高阻低極化，與其他巖石電性差異較為明顯。

（2）通過磁法測量可以看出，黃溝地區的浪子山組地層以及連山關巖體在磁性上差異不是很大，但其對分辨浪子山組地層與重熔混合巖效果一般，也驗證了巖石磁性測量結果。但是在工區內里爾峪組及變斜長角閃巖處，ΔT等值線有較為明顯的波動，推斷是構造引起的異常。對磁測數據進行延拓處理，得到的結果與接觸帶的形態也有一定相關性。

（3）本次IP測深與TEM測深兩種電阻率測量方法應用在黃溝地區效果較好，測量結果很好的反映出了浪子山組片巖與重熔混合巖接觸帶的形態，并驗證了巖石電性（電阻率、極化率）測量的真實可靠；但是這兩種方法用于區分重熔混合巖與鉀長花崗巖的效果很差，不能直接用來尋找重熔混合巖的增厚部位。

[1]劉曉東，王策.連山關巖體南緣接觸帶形態特征報告.2013.

[2]李茂等.遼寧省本溪縣金家堡子地區物探測量報告.2013.

[3]吳迪等.遼寧省本溪縣連山關-祁家堡子地區鈾礦普查報告.2013.

P5[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-262-1

王策（1987～），男，2010年畢業于中國地質大學（武漢），助理工程師。