下莊礦田新橋地區水化學特征及找礦標志

喬旭

摘要：下莊礦田新橋地區構造發育，鈾礦化點分布密集，水異常點成群出現，并受構造展布控制。本文對新橋地區歷年來的水質分析資料進行分類統計，并開展相關性分析工作，發現水中鈾含量與各離子間有一定的規律性，進而研究總結本區的水化學找礦標志。

關鍵詞：鈾；構造；線性相關分析；水化學找礦標志

引言

新橋地區位于下莊礦田北部，大地構造位置處于華夏古陸西緣及閩贛后加里東隆起帶西南緣與湘、桂、粵北海西——印支拗陷的交接部位，中高山地貌，地形陡峻，切割強烈，相對高差約650m，最低處為250m，一般標高為200m～400m左右。本區為亞熱帶氣候，溫暖、潮濕、多雨，夏長冬短，冰雪難見。降雨集中在3月～6月份，地表水系發育，地下水露頭廣泛出露。區內主要巖石為花崗巖，次之為部分淺變質巖、輝綠巖、煌斑巖和輝綠玢巖等。本區構造發育，主要構造有黃陂斷裂、86號、92號硅化斷裂帶等，在它們之間發育一系列呈NNE、NE或NEE向次一級構造帶。區內各類水化學異常與構造展布有密切關系[1]。

1. 水文地質條件

大氣降水為天然水的主要補給來源，徑流條件良好，埋藏深度一般為0m～50m左右，水質類型主要為HCO3-—SO42-—（Na++K+）—Ca2+型，次之為HCO3-—SO42-—Ca2+—（Na++K+）型、HCO3-—Na+型等，pH=5.6-8.0，總硬度為0.03～4.5，為弱酸弱堿低礦化度軟水。

區內構造發育，地形切割強烈，泉水廣泛出露，含水構造與賦礦構造基本一致，地下水主要賦存于構造破碎帶、硅化帶及其上下盤次級構造或羽狀裂隙中，一般呈下降泉或上升泉形式出露于地表，具體有以下幾種類型：

1.1 第四紀坡積層孔隙水

分布于山坡及山谷兩側，其泉水流量較小，隨季節變化大，大氣降水為主要補給來源。

1.2 風化殼裂隙潛水

巖石受風化剝蝕作用后，細小裂隙發育，巖石破碎，成為地下水活動有利場所。在本區，此類型水普遍發育，其涌水量大小明顯受季節控制，雨季涌水量增大，旱季涌水量減少。

1.3 構造裂隙承壓水

此種水主要賦存于構造破碎帶、硅化帶、石英脈和斷裂帶上下盤次級構造裂隙中，其承壓水位隨地形起伏構造及構造的開啟程度而異，呈脈狀分布。含水帶和含礦帶吻合度高，是本區水化學找礦的主要對象。

2. 鈾礦化和水中鈾異常特征

本區受多期次多階段熱液活動，鈾礦化類型主要為鈾-玉髓型，主要礦物有紅色、黑色玉髓、黃鐵礦、瀝青鈾礦、赤鐵礦、方鉛礦和紫黑色螢石等。鈾的次生礦物有銅鈾云母、鈣鈾云母、硅鈣鈾礦等。鈾礦化主要受硅化帶控制，鈾礦化或鈾礦體一般賦存于硅化帶上下盤次級構造或羽毛狀裂隙中，以及蝕變碎裂花崗巖中。由于區內構造發育，地下水活動強烈，對鈾礦的溶解溶濾十分有利，使鈾轉入水中，呈絡合物形式進行遷移，對鈾礦床起破壞作用，對于水化學找礦提供了有利的條件[2]。

區內花崗巖地表水鈾底數為2.0×10-6g/L，大于8.0×10-6g/L為異常，地下水中鈾底數為3.0×10-6g/L，大于12×10-6g/L為下限異常。水中鈾異常與鈾礦化關系密切，并嚴格受構造控制，大部分水異常有規律的分布在主構造和次級構造兩側，只有少數水異常點呈零星無明顯規律分布。

3. 水中鈾與元素相關性

對區內歷年來的水質分析資料進行分類統計，并開展相關性分析工作，發現統計結果有一定的規律性：

3.1 水中鈾與離子關系

按照水中鈾含量的高低對區內115個水質簡分析結果進行統計，并繪制成關系圖，結果顯示出一定的規律性：

（1）水中鈾含量與礦化度、Ca2+、HCO3-呈正比，與游離CO2-呈反比關系（圖1）；鈾與總硬度、Mg2+、Fe2+、Fe3+呈正比關系（圖2）。

（2）鈾與Cl-為近似正比關系，與Na++K+呈反比關系，與SO42-在礦體中呈正比關系，在非礦化地段呈反比關系，無明顯的規律性（圖3）。

通過上述統計特征可以看出，水中鈾與一些元素表現為近似的正比或反比關系，其中鈾與鈣、重碳酸根、礦化度和鐵離子關系密切。

3.2 多元素線性相關分析

我們對鈾礦化地段和無鈾礦化地段的水質簡分析資料進行線性相關分析，從分析結果（表1）可以看出，礦化地段水中鈾與礦化度、Ca2+、Mg2+離子為線性正相關，相關程度較緊密，均達到置信水平。而鈾與總硬度、Na++K+、Cl-、SO42-和HCO3-離子等表現為極微弱的正相關，相關系數未達置信水平。鈾與pH值、游離CO2-表現為微弱負相關。在無礦地段，水中鈾與各種離子表現為線性負相關，與Na++K+為強烈的負相關，只有與SO42-離子為微弱的線性正相關（表2）。

通過線性相關分析，可以看出水中鈾含量與總礦化度、鈣離子、重碳酸根離子及硫酸根離子均有較密切的正相關性或負相關性，水中鈾與多元素之間存在著錯綜復雜的關系。

4. 水中鈾異常分布規律及水化學找礦標志

本地區水中鈾異常受黃陂斷裂、92號帶和86號帶所控制，主要分布于西部應力集中地段，往東部因應力逐漸分散而減弱。鈾異常明顯受構造控制，在構造應力集中部位和構造膨脹處發育，沿構造帶或構造帶兩側方向連續出露。在構造發育或多組構造交匯處，地下水活動強烈，是地下水賦存、循環和交替的有利場所，對鈾礦的溶解溶濾十分有利，使鈾溶于水中，呈絡合物形式進行遷移。此時，水中放射性元素富集，水中鈾異常成為主要的水化學找礦標志。而通過水質簡分析資料統計和線性相關分析結果發現，其輔助找礦標志主要為鈣離子、重碳酸根離子、總硬度、礦化度等項目。

5. 結論

（1）本區西部應力集中區，是鈾礦賦存集中的地段。同時，也是水異常（鈾異常）成群出現地段，規模大，含量高。水中鈾異常對尋找盲礦體或追索隱伏構造有一定的實踐意義。

（2）本區水化學找礦標志可采用水中鈾含量為直接標志，依據線性相關分析結果，可選擇鈣離子、重碳酸根離子、總硬度、礦化度等項目為輔助標志進行判別。

參考文獻：

[1] 賴中信，王連訓，周銳等.下莊礦區鈾成礦條件及找礦新思路[J].鈾礦地質，2010，26（5）：277-282.

[2] 高君健.下莊礦田湖子地區水文地質特征與找礦標志[J].廣東地質，2013（1）：74-78.