若爾蓋鈾礦田放射性物探異常特征分析及其找礦應用

李宏濤，王麗坤，張哲銘，張新民，董之凱

若爾蓋鈾礦田放射性物探異常特征分析及其找礦應用

李宏濤，王麗坤，張哲銘，張新民，董之凱

（四川省核工業地質調查院，成都 610052）

放射性物探手段測量是尋找放射性礦產的重要依據，尤其是配合地質測量開展的放射性物探測量手段，對于鈾礦地質找礦具有直接的指示意義。本文對若爾蓋鈾礦田新一輪的鈾礦地質調查工作進行了整體梳理，對鈾礦田內開展的放射性物探工作進行了全面總結，提煉出在若爾蓋地區尋找鈾礦的三種有效的物探手段對其特征進行了詳細總結分析，并對其在找礦中的應用進行了論述。

若爾蓋鈾礦；放射性物探；找礦應用；

若爾蓋鈾礦田是我國著名的礦化分布集中、資源量巨大、成礦特點明顯的碳硅泥巖型鈾礦礦集區。鈾礦田位于四川省阿壩藏族羌族自治州若爾蓋縣北部，少部分延至甘肅省迭部縣境內。鈾礦田呈近東西向展布，東西長50km，南北寬6km。在前人兩輪的勘查工作基礎上，通過近十年的調查和勘查工作，目前在若爾蓋鈾礦田內共落實了鈾礦床4個（包含12個礦段），其中大型礦床2個（包含8個礦段），小型礦床2個（包含4個礦段），同時還發現礦（化）點20余個，圈出物、化探復合暈92個，放射性水化學異常點234個，圈定了7個成礦遠景段。

本論文以若爾蓋鈾礦整裝勘查區自2012年以來開展的調查和預普查項目為依托，綜合分析和研究鈾礦田近幾年開展的放射性物探手段成果與認識，對區內放射性物探異常特征重新進行了總結和分析，并對其在找礦中的應用進行了新的論述。

圖1 若爾蓋鈾礦田構造略圖

1-前長城系；2-長城-青白口系；3-新生界；4-古生界、早中生代褶皺區；5-斷裂； 6-華力西-印支期俯沖斷裂；7-加里東期俯沖斷裂；8-晉寧期板塊結合帶。9-鈾成礦帶；10-若爾蓋鈾礦田位置；A-祁連-龍首山鈾成礦帶；B-北秦嶺鈾成礦帶；C-南秦嶺鈾成礦帶

構造單元名稱：Ⅰ-祁連北秦嶺褶皺系；Ⅰ1-走廊過渡帶；Ⅰ2-北祁連加里東褶皺帶；Ⅰ3 -中祁連隆起；Ⅰ4 -南祁連加里東褶皺帶；Ⅰ5 -北秦嶺加里東褶皺帶；Ⅱ-東昆侖-南秦嶺褶皺帶；Ⅱ1-武當山隆起；Ⅱ2-大巴山加里東褶皺帶；Ⅱ3-禮縣-柞水華力西前陸褶皺帶；Ⅱ4-南秦嶺華力西-印支褶皺帶。

①龍首山斷裂；②八渡-洛南斷裂；③北祁連北緣斷裂；④油房溝-皇臺斷裂；⑤北祁連南緣斷裂；⑥中祁連南緣斷裂；⑦武山-天水斷裂；⑧宗務隆山-青海湖南山斷裂；⑨臨潭-山陽斷裂；⑩瑪沁-略陽斷裂；?洋縣-城口-房縣斷裂。

1 工作區地質特征

1.1 大地構造位置

若爾蓋鈾礦田地處秦祁昆造山系（Ⅲ）秦嶺造山帶（Ⅲ1）西傾山—南秦嶺地塊（Ⅲ1-1）降扎—迭部蓋層褶沖帶（Ⅲ1-1-1）。位于秦祁昆成礦域秦嶺—大別山鈾成礦省南秦嶺鈾成礦帶的西端。其南鄰若爾蓋古陸，以瑪沁—略陽深大斷裂（F1）為界，深大斷裂活動主導了本區地質構造演化和鈾成礦作用（圖1）。

1.2 區域地質特征

區內出露震旦系至白堊系及第四系。其中寒武系和志留系為區內鈾主要賦礦地層。寒武系—志留系為活動型障壁海灣環境下形成的巨厚復理石建造，鈾豐度值11.6×10－6，寒武系中富含鈾等多種礦產，太陽頂組的含碳硅質巖是主要的找礦目的層。志留系以溫泉—益哇斷裂（F1）為界分為南北兩個沉積相帶，南相帶為深海相復理石建造，北相帶為海底噴流與半封閉環境下沉積的一套炭硅泥巖建造，下志留統三次海底噴流沉積韻律，沉積了三個層位—含礦硅灰巖層（體），是本區最重要的賦礦層位，目前已發現多處大、中、小型鈾、金礦床，鈾礦產多產于下志留統羊腸溝組、塔爾組和拉垅組。

區內褶皺和斷裂構造發育，區域構造線以北西西向為主，北東向次之。北西向與北東向構造組成的菱形格架控制著鈾礦床的產生。

區域巖漿巖零星分布，巖漿活動與斷裂關系密切。火山巖主要分布在鈾礦田西南部郎木寺-紅星一帶，侵入巖多分布零星，順層侵位于下古生界。

2 放射性物探異常特征

前人在若爾蓋地區開展了多種放射性物探測量手段尋找鈾礦，采用的放射性物探測量手段有地面γ測量、地面伽瑪能譜測量、土壤Hg蒸汽測量、α測量、Rn徑跡測量和210Po測量等。近年來，依托中央財政和省財政基金支持，開展了系列的放射性物探手段應用及效果對比研究，取得了豐富的成果。

圖2 伽瑪總量測量異常分布特征圖

1.全新統；2.更新統；3.熱當壩群；4.財寶山組；5.郎木寺組；6.二疊系上統未分組；7.二疊系下統未分組；8.尕拉組；9.普通溝組；10.卓烏闊組；11.馬爾組；12.下地組；13.拉垅組；14.塔爾組；15.羊場溝組；16.蘇里木塘組；17.太陽頂組；18.相龍卡組；19.賽伊闊組；20.石英二長石；21.輝綠巖；22.斷層；23.整合地質界線；24.不整合地質界線；25.區域γ異常帶

2.1 伽瑪總量異常特征

近幾年對整個鈾礦田開展了1∶5萬伽瑪總量面積測量，并對部分成礦有利地段開展了1∶1萬伽瑪總量面積測量，采集到的數據完整的反映了整個鈾礦田的地表伽瑪輻射特征。地表伽瑪總量測量異常一般50×10-6～200×10-6，異常最高2 408×10-6；異常規模一般寬5～50m，長大于20～150m，最長延伸達6km。所發現的鈾異常點（帶）大多分布于寒武系太陽頂組的炭質硅質巖和下志留統羊腸溝組上段、塔爾組上段的硅灰巖中，拉垅組僅發現極少量鈾異常點。

對伽瑪總量測量的異常點（帶）進行了綜合分析，繪制了伽瑪總量測量等值線圖（圖2）。從地層及構造看，異常帶主要分布在區內白依背斜北翼、溫泉溝向斜、降扎背斜南翼，異常主要呈近東西向帶狀展布，根據γ總量測量異常場區及地層巖性、結構，劃分出8處有意義的區域性鈾異常帶（表1）。

從圖表上綜合分析，所發現的伽瑪總量異常帶具有以下特征：

表1 鈾礦田γ總量區域性異常帶統計結果一覽表

1）深部鈾礦弱信息分布形態總體呈橢圓狀分布，且異常圈的長軸方向大多受附近斷層走向控制，其長軸往往隨斷層走向的扭曲而扭曲。同時伽瑪總量異常亦與地層關系密切，主要與賦鈾層位下志留統、下寒武統和斷裂構造線走向一致。每一個已知的鈾礦床（點）與一個異常暈相對應，鈾礦床（點）一般位于異常的梯度變化帶上。

2）地面伽瑪總量異常分布與構造的交合部位或斷層的收斂端密切相關，多數異常暈處于北西西向斷裂與北東向斷裂組成菱形網格狀格架的結點附近。

2.2 伽瑪能譜異常特征

在伽瑪總量異常帶特征分析的基礎上，結合地質認識，可以進一步篩選成礦條件較好的地段開展進一步的放射性評價，對圖2所示鈾礦田范圍的的西北部占哇——降扎一帶的大比例尺伽瑪能譜測量，則清晰的說明了鈾異常類型和成礦特征（圖3）。

圖3 若爾蓋鈾礦田占哇—降扎伽瑪能譜異常分布圖

1—全新統；2—馬爾組；3—下地組；4—拉垅組上段；5—拉垅組下段；6—塔爾組上段；7—塔爾組下段；8—羊場溝組上段；9—羊場溝組下段；10—蘇里木塘組；11—輝綠巖；12—地質界線；13—斷層；14—γ能譜異常帶

通過在該區的1∶1萬伽瑪能譜面積測量，確定了37個鈾異常點和32處鈾異常暈，釷混合異常點2個，劃分了鈾異常帶16條。在主含礦巖性里，硅質巖的鈾背景值為（16.05～65.13）×10-6，變異系數為0.67～0.89；灰巖的鈾背景值為15.06×10-6，變異系數0.7。反映出鈾高于其它巖性、釷鉀低于其它巖性，表明鈾在較高的背景值上，有較明顯的遷移富集。異常點（帶）地表出露規模沿走向長約10～65m，寬5.5～22m。區內大量eU含量高值帶（紅-紫色區域）多分布于下志留統羊腸溝組上段（S12）的硅質巖、灰巖及板巖中，僅有少部分出露于下志留統塔爾組上段（S12）的硅質巖透鏡體及板巖中。表明該地層中的硅質巖含鈾性較好，這與1∶5萬γ總量測量發現的異常地層一致，說明了該地區放射性異常整體偏鈾，該地區放射性異常為鈾致異常。

綜合分析可知區內伽瑪能譜異常具以下特征：

1）鈾礦化和異常總體呈近東西向沿含鈾硅灰巖層展布。

2）鈾異常點（帶）多分布在北西向斷裂與北東向斷裂構造的交匯部位。

3）對主要含礦目的層的硅質巖和灰巖能譜數據進行整理分析發現：志留系中灰巖鈾背景值為15.06×10-6，釷背景值為6.26×10-6，鉀背景值為0.95%，eTh/eU值0.42；志留系中硅質巖鈾背景值為16.05×10-6，釷背景值為6.66×10-6，鉀背景值為1%，eTh/eU值0.41；寒武系中硅質巖鈾背景值為（21.38～65.13）×10-6，釷背景值為（3.83～5.83）×10-6，鉀背景值為0.75%～1.04%，eTh/eU值0.06～0.27。說明該區巖石具有高鈾、低釷、低鉀的特征。

圖4 區內典型剖面γ能譜、γ總量曲線對比圖

4）對區內同一剖面能譜測量曲線和γ總量曲線對比發現，鈾的能譜曲線形態和γ總量曲線形態相吻合，表明區內的異常主要是由鈾的富集引起的。用γ總量測量和γ能譜測量在本區開展地面放射性找礦效果較吻合（圖4）。

圖5 向陽溝——雪蓮溝氡氣異常分布圖

1－第四系沖洪積物；2-下志留統拉垅組下段；3-下志留統塔爾組上段；4-下志留統塔爾組下段；5-下志留統羊腸溝組上段；6-下志留統羊腸溝組下段；7-鈾異常點；8-粉砂巖；9-硅質巖；10-灰巖；11-板巖；12-氡氣異常帶；13-氡氣剖面；14-實測性質不明斷層；15-實測平推斷層；16-實測逆斷層；17-實測整合地質界線

2.3 氡氣異常特征

在伽瑪總量和伽瑪能譜測量的基礎上，在成礦有利地段開展大比例尺土壤氡氣測量不僅可以驗證地面鈾異常帶的可靠性，還能查證區內含礦層位向深部的延深情況（氡氣沿含礦地層內的順層斷裂溢出）。在圖3西北角雪蓮溝—向陽東溝一帶的系統氡氣測量，通過繪制其異常等值線圖，按異常分布及地層巖性不同可圈定7個有意義的氡氣異常帶（圖5）。由圖可知，氡氣異常帶幾乎均分布于下志留統羊腸溝組上段（S12）硅灰巖體兩側的斷層接觸帶附近，整體分布于該斷層接觸帶與該區域北東向斷層的夾持部位，反映了深部的礦化信息。

雪蓮溝—向陽東溝一帶的氡氣測量共確定7個有意義的氡氣異常帶。異常帶寬約10～80m，長度220～600m不等，氡氣濃度約在254.90 Bq/L～2 647.8 Bq/L之間，異常暈的延伸方向與硅灰巖走向相一致，異常峰值基本上賦存在羊腸溝組上段（S12）硅巖透鏡體內。

綜合分析可知，區內氡氣異常具以下特征：

1）氡氣異常帶呈明顯的條帶狀分布，整體與硅灰巖走向和主要斷裂展布一致；深穿透氣體場的Rn異常與目前已發現的礦床（段）在空間上十分吻合。

2）氡氣異常帶中心多分布于北西向與北東向斷裂構造的交匯部位。異常的分布形態往往受層間斷層和硅灰巖組合體的控制，在斷層發育、巖石破碎的地段，其深穿透氣體往往出現高于背景值10倍以上的高異常值。

3）通過對氡氣剖面的綜合整理發現，氡氣異常暈、高暈、偏高暈的峰值，沿硅灰巖含礦帶走向呈線性展布，形成主峰，異常暈出現在異常帶走向上隱伏的地段。硅灰巖含礦帶傾伏的方向上，有偏高暈峰（次峰）呈線性展布，并與主峰有良好的對應。氡氣暈的規律性展布，反映了深部的礦化信息。

4）通過對部分異常高點的多次抽氣的檢查測量 (圖6、圖7)發現，氡氣濃度隨著抽氣次數的增加，曲線無明顯變化，反映出異常具有較充足的氡氣補給來源，可能是由于深部礦化引起，異常點分布在成礦有利的羊腸溝組上段的硅灰巖中，推測為礦致異常，具有進一步工作價值。

3 放射性物探手段的找礦應用

放射性物探找礦方法信息的綜合分析是預測礦床定位的重要依據之一。通過對區內前人資料的綜合分析結合若爾蓋整裝勘查區近幾年的科研成果認識，認為伽瑪總量、伽瑪能譜和氡氣測量三種放射性物探手段是區內鈾礦找礦的基礎測量手段，其地面測量異常特征能較好的反映了區內地表和深部的鈾礦體礦化信息。通過伽瑪總量、伽瑪能譜和氡氣測量三種放射性物探測量方法的應用，能在若爾蓋鈾礦田的鈾礦找礦中取得了較好的找礦效果。

圖7 S31號線34號測點（左）和S23號線23號測點（右）多次抽氣異常檢查曲線圖

首先，地表伽瑪總量測量能夠簡便直觀的反映鈾礦田的區域礦化信息，在具體應用中結合地質測量認識和放射性水化等資料可以直接劃分鈾找礦遠景區，縮小找礦范圍。

其次，針對地表鈾找礦遠景區開展大比例尺放射性物探測量評價，如伽瑪能譜測量和氡氣測量。伽瑪能譜測量結合地質測量認識能系統的評價地表鈾異常的規模、大小、異常類型。氡氣為鈾礦物衰變的產物，氡氣測量能間接反映深部鈾礦體的存在，并對本區與鈾成礦關系密切的構造分布特征有一定的指示意義。伽瑪能譜異常特征結合氡氣異常特征能在找礦遠景區認識的基礎上，進一步對異常進行系統評價和為鉆探工程設計提供有利依據。具體應用中，通過提取氡及子體和水化異常高度組合的重疊異常，再結合音頻大地電磁測深對深部巖體和構造的解譯定位，能達到預測礦床深部定位的目的。

在若爾蓋鈾礦田西部降扎礦床向陽西溝一帶，通過以上放射性物探測量手段的找礦應用，用近三年的鉆探深部驗證中取得了突破性成果，在深部發現多處厚富礦體，落實中型鈾礦產地1處。

4 結論

通過伽瑪總量、伽瑪能譜和氡氣測量三種放射性物探測量方法的應用，在若爾蓋鈾礦田的鈾礦找礦中取得了較好的找礦效果，所發現的鈾異常具備以下特征：

1）異常受地層控制產出，基本上均位于下志留統羊腸溝組上段（S12）、塔爾組上段（S12）和寒武系太陽頂組（∈1）中。

2）異常受巖性控制產出，基本上均位于下志留統羊腸溝組上段（S12）的硅質巖、灰巖，塔爾組上段（S12）的硅質巖和寒武系太陽頂組（∈1）的炭質硅質巖中，多呈條帶狀分布，且與硅灰巖的走向展布一致。

3）異常多位于區域北西向與北東向斷裂構造的交匯部位。

4）伽瑪總量測量、伽瑪能譜測量和氡氣測量三種放射性物探測量方法在若爾蓋地區的應用，取得了較好的找礦效果。伽瑪總量、伽瑪能譜和氡氣三種放射性異常的相互匹配較好，伽瑪總量測量異常梳理了地區找礦方向，縮小了找礦范圍；伽瑪能譜測量對伽瑪總量測量異常在基巖出露較好地區提供了可靠的淺部異常評價；氡氣測量對伽瑪總量測量及伽瑪能譜測量異常在基巖相對少但浮土適中的地區提供了可靠的深部異常評價。

三種方法配合評價，結合區內地質測量認識和放射性水化等成果綜合分析，能較好的為下一步鈾礦深部找礦提供依據，也必然在實際找礦應用中發揮重要作用。

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Radioactive Geophysical Anomaly and Prospecting for the Roigê Uranium Ore Field

LI Hong-tao WANG Li-kun ZHANG Zhe-ming ZHANG Xin-min DONG Zhi-kai

(Sichuan Institute of Uranium Geological Survey, Chengdu 610052)

This paper deals with 3 effective geophysical prospecting methods for the Roigê uranium ore field. The application of total gamma survey scan to the determination of range of reconnaissance narrows down the prospecting area. Gamma spectrum survey is applied to the evaluation of shallow anomalies in well exposed bedrock area with total gamma anomalies. Radon emanation survey is applied to the evaluation of deep anomalies in the poorly exposed bedrock and shallow coverage area with total gamma and gamma spectrum anomalies. The three methods in combination with hydrochemical survey and geological data provide scientific basis for deep prospecting in the Roigê uranium ore field.

Roigê uranium ore field; radioactive geophysical exploration; prospecting; applicatio

2019-05-20

李宏濤（1983-），男，陜西扶風人，高級工程師，主要從事鈾礦地質勘查工作

P619.14，P631.6

A

1006-0995（2020）01-0137-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.01.027