沽源盆地西灣地區地面伽瑪能譜異常特征及控制因素研究

盧輝雄，張景訓，李名松，汪 冰，張 恩，董雙發

（核工業航測遙感中心，石家莊 050002）

沽源盆地西灣地區地面伽瑪能譜異常特征及控制因素研究

盧輝雄，張景訓，李名松，汪 冰，張 恩，董雙發

（核工業航測遙感中心，石家莊 050002）

沽源盆地是張家口北部鈾鉬重要成礦區，近年來在該區發現了較多地面伽瑪能譜異常顯示，但異常的控制因素各有差異。這里通過對沽源盆地西灣地區地面伽瑪能譜測量資料進行數理統計，運用3ˉX、ˉX＋3Sd、ˉX＋2Sd、ˉX＋Sd值劃分了伽瑪能譜異常等級，并詳細闡述了異常特征。在此基礎上，研究了異常的控制因素，指出研究區內異常主要受北東向斷裂構造、潛火山巖體的復合控制，同時與深部含鈾火山熱液活動密切相關。

西灣地區；地面伽瑪能譜異常；鈾成礦

0 引言

沽源火山巖盆地鈾鉬多金屬礦產資源豐富，在該區先后發現460、543鈾鉬礦床及一系列鈾鉬礦（化）點，已發現的鈾鉬礦床及礦（化）點均分布有地面伽瑪能譜異常［1－8］，可見伽瑪能譜異常對鈾礦找礦具有重要的指導意義。

西灣地區位于沽源火山巖盆地中部，作者運用數理統計的方法對研究區伽瑪能譜測量數據進行了統計，并對其異常進行了圈定，結合該區的構造、巖體、蝕變條件，對異?？刂埔蛩剡M行了系統研究，為該區開展鈾礦調查評價工作提供有利參考信息。

1 研究區地質概況

研究區位于華北地臺北緣沽源中生代火山巖盆地中部，處在北東向西灣—郝家營斷裂（F7）帶上。

研究區內大面積分布上侏羅統張家口組二段（J3z2）粗面巖和張家口組三段的第一層（J3z3－1）流紋質晶屑凝灰巖、下白堊統西瓜園組（K1x）凝灰質砂巖、礫巖、花吉營組（K1h）凝灰質砂巖、礫巖夾安山巖（圖1）。區內晚侏羅潛火山巖體發育，主要為潛流紋斑巖（），局部為流紋質角礫熔巖。巖體與張家口組巖層呈比較明顯的侵入接觸關系。

區內發育北東向和北西向兩組斷裂構造（圖1）。北東向組為區域性F7斷裂帶的次級斷裂，是張家口期火山活動后再次繼承活動形成的；北西向斷裂略晚于北東向生成，主要以張性活動為主，兼有扭性活動。

2 數據來源及特征

研究區地面伽瑪能譜測量數據為作者2012年從事的“河北省沽源縣小廠地區鈾—多金屬資源調查評價”項目實測數據。采集數據區面積為12 km2，使用儀器為美國生產的RS－230，測網為100 m×40m，共計采集數據3 450組，其中質量檢查點數據455個，通過質量檢查數據統計分析，區內鈾含量的絕對誤差平均為0．21，相對誤差平均為1．68%；釷含量的絕對誤差平均為0．36，相對誤差平均為2．01%；鉀含量的絕對誤差平均為0．21，相對誤差平均為2．62%，研究區檢查測量點合格率為98．6%。

圖1 研究區地質圖Fig．1 Geology map of the study area

3 研究區地面伽瑪能譜特征

3．1 巖石伽瑪能譜特征

通過對研究區地面伽瑪能譜測量數據統計［3］，研究區K、U、Th含量數據均符合正態分布。研究區內K含量平均值為3．2%，U含量平均值為3．31 ×10－6，Th含量平均值為14．0×10－6，研究區內各地質單元巖石伽瑪能譜參數特征見表1。

研究區主要分布晚侏羅世潛流紋斑巖、張家口組二段粗面巖和三段第一層凝灰巖，次為下白堊統砂礫巖、安山巖和第四系砂土。根據區域及研究區內巖石伽瑪能譜資料，研究區內巖石具以下幾方面伽瑪能譜特征：

1）與區域各層巖石相比較，研究區內鈾、釷、鉀的平均含量（ˉX）不具高值背景。其中以沖積、坡積為主的第四系巖石，鈾、釷、鉀含量略高于區域第四系平均值。

表1 研究區巖石伽瑪能譜參數特征表Tab．1 The study area rock gamma energy spectrum parameters table

2）鈾、釷在張家口組粗面巖、凝灰巖以及晚侏羅世潛流紋斑巖中平均含量值明顯高于其它巖層，在含有安山巖的花吉營組鈾、釷平均含量值最低。這反映了酸性流紋質巖石和堿性粗面巖鈾、釷含量比中性安山巖較高的特征。而鉀除在堿性粗面巖中含量較高外，在其他巖石中含量基本相近。

3）研究區粗面巖和潛流紋斑巖的鈾、釷平均含量相對較高，而且其標準方差（Sd）和變異系數（Cv）也明顯高于層位巖石，并均高于全區平均值。說明該兩巖層鈾、釷元素的分布不均勻，局部存在貧化富集現象，具有找礦意義。

3．2 研究區伽瑪能譜異常特征

研究區鈾、釷、鉀的分布明顯不均勻，高值集中分布于區內中部，即火神廟堆東南一帶。鈾高值區呈等軸狀，不具帶狀分布特征。釷和鉀的高值區分布與鈾基本一致。通過對研究區內鈾、釷、鉀異常點、異常暈、高暈和偏高暈的下限值進行計算（表2），圈定形成鈾異常暈分布圖（圖2）。

研究區在火神廟堆東南存在鈾異常點、鈾異常暈及其高暈和偏高暈，伴有釷、鉀高暈，并與鈾高暈基本重疊。最高鈾異常處在火神廟堆南東側F4－1斷裂下盤的粗面巖中，異常具北東展布特點，異常長約65m。該異常鈾最高含量為127．5×10－6，釷最高含量為34．2×10－6，異常區釷鈾比值為0．78，屬單鈾型異常。

表2 研究區伽瑪能譜異常等級表Tab．2 The study area gamma spectrum anomaly classification

研究區內規模最大的鈾異常暈較為集中地分布在北東向F4－9斷裂的上盤和F4－1斷裂的下盤，處在潛流紋斑巖巖體及其外接觸帶的粗面巖區，在兩斷裂夾持的中間地段鈾含量較低。該地段鈾異常暈、鈾高暈和偏高暈分布面積逐級增大，大致呈環帶狀展布。鈾異常暈及高暈區釷含量也相應較高，其含量一般在22×10－6～30×10－6之間，具有釷的高暈和偏高暈。異常暈區釷鈾比值的平均值約為3．5，屬鈾釷混合型異常暈。

4 異?？刂埔蛩匮芯?/h2>

4．1 構造因素

圖2 研究區鈾異常及異常暈分布圖Fig．2 The study area uranium anomaly and anomaly distribution map

西灣地區位于北東向西灣－郝家營斷裂（F7）帶上，F7斷裂帶主干斷裂及其次級斷裂具有多期及繼承性活動特征，控制沿線晚侏羅世潛火山活動和早白堊世中性火山巖漿噴發活動，多期次的巖漿熱液活動，為鈾富集提供了流體源條件，同時F7斷裂帶本身為含礦熱液運移、含礦物質富集提供了空間，是區內重要的控礦、容礦構造。

區內北東向組F4－1、F4－2、F4－9等斷裂均為F7斷裂帶的次級斷裂，是張家口期火山活動后再次繼承活動形成的，均為張性正斷層，其中F4－1及F4－14斷裂具有多期活動的跡象，斷裂上盤多形成規模更小的次級斷裂及裂隙，并沿斷裂熱液活動強烈。

研究區存在的地面伽瑪能譜鈾異常、異常暈及高暈均位于F7斷裂帶的次級北東向斷裂上，異常與構造走向較為一致，同時在斷裂構造深部揭露到放射性鈾異常，顯示異?？臻g分布受構造控制，并具有向深部延伸特征。

4．2 巖體因素

研究區內存在兩種潛火山巖體，①潛流紋巖；②潛粗安巖。

潛流紋巖體位于研究區中部，呈近等軸狀，長軸呈北東向，巖體產出受北東向斷裂構造控制，巖體中心位置處于F4－1及F4－19斷裂夾持部位。巖體沿北東向斷裂侵位，主要侵入于張家口組三段及張家口組二段層間破碎帶，巖體侵入后又被具多期活動特征的北東向斷裂所錯切。巖體南部與F4－9和F4－1斷層接觸部位發育硅化及赤鐵礦化，存在放射性鈾異常。

潛粗安巖未出露地表，見于ZKW1－1、ZKW2 －1及ZKW9－1孔，隱伏潛粗安巖侵位于張家口組二段粗面巖及晚侏羅世潛流紋巖中，產狀及厚度不穩定，多呈巖枝沿斷裂侵入。在ZKW1－1孔，潛粗安巖沿F4－1斷裂上盤侵入，分布于F4－1斷裂上盤粗面巖中；ZKW2－1孔，潛粗安巖沿F4－14斷裂下盤次級裂隙侵入，分布于F4－14斷裂下盤粗面巖及潛流紋巖中；ZKW9–1孔，潛粗安巖沿F4－14斷裂下盤次級裂隙侵入，分布于F4－14斷裂下盤粗面巖中。

研究區內地面伽瑪能譜鈾異常、異常暈及高暈多位于潛火山巖體區。潛火山巖體沿區域性F7斷裂帶侵入，受斷裂后期活動作用，深部與火山巖漿相關的含礦熱液向上遷移，沿規模較大的（寬約15m，延伸長約2km）次級斷裂構造形成鈾異常、異常暈及高暈。

4．3 蝕變因素

研究區內圍巖蝕變發育，主要有高嶺土化、水云母化、綠泥石化、硅化、赤鐵礦化、褐鐵礦化、軟錳礦化、黃鐵礦化及螢石化等。蝕變可分為四期：①礦前期表現為水云母化、高嶺土化呈面型浸染狀廣泛發育，水云母、高嶺石交代長石斑晶和長石基質，同時伴有弱硅化、綠泥石化等蝕變；②浸染狀蝕變發育期，硅化、赤鐵礦等蝕變多呈浸染狀，交代長石斑晶、基質及早期形成的水云母、高嶺石等蝕變礦物；③脈狀蝕變發育期，硅化、赤鐵礦化等蝕變多呈細脈狀或網脈狀發育，強烈時交代長石斑晶、基質及早期形成的水云母、高嶺石；④蝕變表現為螢石化（淺綠色）、高嶺土化、綠泥石化等蝕變多呈大脈狀或團塊狀充填于張性裂隙中，褐鐵礦化、軟錳礦化多呈薄膜狀附著于巖石表面及裂隙面。

蝕變對地面伽瑪能譜異常的影響主要表現為：在北東向F4－9斷裂和F4－1斷裂東段沿線蝕變強烈地段鈾含量明顯增大，局部形成鈾異常暈、鈾偏高暈，且存在較多的Pb、Zn、Mo、Au、Hg等多金屬土壤次生暈異常［3］。

研究區內異常嚴格受構造控制，多處于潛火山巖體內外接觸帶，賦存于北東向主干斷裂及上下盤次級破碎帶中，異常伴生多期蝕變，與成礦期（浸染狀及脈狀蝕變發育期）赤鐵礦化、硅化、螢石化等蝕變關系密切。同時異常與深部含礦火山熱液鈾礦化有關，晚侏羅世末期及早白堊世，潛火山巖體沿區域性F7斷裂帶侵入，受斷裂后期活動作用，深部與火山巖漿相關的含礦熱液向上遷移，沿規模較大的次級斷裂構造形成鈾異常，并伴生Pb、Zn、Mo等多金屬異常。鈾異常受潛火山巖體、北東向斷裂構造和蝕變的多因素控制。

5 結論

基于對西灣地區地面伽瑪能譜資料統計，并對其異常、異常暈、偏高暈特征進行分析，客觀合理闡述了各類級別異常特征。同時通過研究異常的控制因素，指出研究區內異常受潛火山巖體與北東向斷裂構造的復合控制，同時與深部含鈾火山熱液活動密切相關，深部可能存在隱伏鈾礦化，在今后的找礦工作中，應對該區深部進行進一步的工作。

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The spectral anomaly characteristics and controlling factors of ground gamma Xiwan area of Guyuan basin

LU Hui-xiong，ZHANG Jing-xun，LI Ming-song，WANG Bing，ZHANG En，DONG Shuang-fa
（Aerial remote sensing center of nuclear industry，Shijiazhuang 050002，China）

The Guyuan basin is an important metallogenic zone in northern Zhangjiakou uranium molybdenum，more ground gamma spectrometry anomalies are found in the area recent years，but the control factors of abnormal variation is not clear．The use of 3ˉX，ˉX＋3Sd，ˉX＋2Sd，ˉX＋Sdvalue into the gamma energy spectrum of abnormal class，and elaborates on the anomaly characteristics are adopted through the ground gamma Xiwan area of Guyuan basin spectrum measurement data for mathematical statistics in this paper．Based on the above analysis，we found that the control factors for abnormal，points out that the study area was mainly controlled by the North anomaly east to the composite control faults，submarine volcano rock，but also is closely related with the uranium deep volcano hydrothermal activity．

Xiwan area；ground gamma ray spectrometric anomaly；uranium mineralization

P 631．6

A

10．3969／j．issn．1001-1749．2015．03．04

1001-1749（2015）03-0287-05

2014-08-23 改回日期：2014-11-26

中國核工業地質局勘查項目（201139）

盧輝雄（1988－），男，工程師，主要從事礦產資源調查評價、遙感地質找礦工作，E-mail：1551310706＠qq．com。