田 亮,王 猛,董根旺,田 華,金世杰
(1.中國冶金地質總局地球物理勘查院,河北 保定 071051;2.中國冶金地質總局礦產資源研究院,北京 101300)
研究區位于中安徽省寧國市南部,胡樂鎮至寧墩鎮一帶,走向為北東向,形態為橢圓形,面積約為593km2。研究區通過高精度航空物探綜合測量,發現了一批有意義的異常,區內局部異常以航空伽馬能譜異常居多[1],異常強度均較大,且嚴格受地層控制,均為與鈾礦或釷礦相關的放射性異常,分布也較為集中。
研究區航磁異常較少,且均為弱異常,異常形態多為橢圓形或條帶狀,走向均為北東向。
研究區內出露的主要地層為奧陶系上統長塢組(O3c,砂巖夾粉砂巖、細砂巖、粉砂巖夾泥巖)、奧陶系下統印諸埠組(O1y,頁巖、鈣質泥巖夾泥灰巖)、奧陶系上中統(O2-3h-h,泥巖、泥質灰巖、炭質硅質頁巖)、寒武系中統楊柳崗組(?2y,紋層狀灰巖、炭質泥巖、頁巖)、寒武系上統華嚴寺組(?3h,條帶狀灰巖夾鈣質頁巖)、寒武系荷塘組、大陳嶺組并層(?1h-d,條帶狀微晶灰巖及瘤狀微晶灰巖,炭質硅質頁巖、厚層硅質巖)、震旦系藍田組(Z1l,微晶灰巖、炭質頁巖,含錳白云巖)和南華系南沱組、休寧組(Nh2n,Nh2x,砂巖、粉砂巖、泥巖)。其中震旦系、寒武系、奧陶系地層均以含硅富鎂碳酸鹽沉積為主,局部地區發育頁巖、炭質頁巖,在頁巖中富含鈾質礦物。該區域內的鈾成礦類型為沉積-淋積型,主要賦存于寒武系中,鈾的富集現象與含磷結核層和炭質頁巖(或泥巖)密切相關,風化淋濾作用和后期熱液改造作用使含鈾層中的鈾疊加富集、形成礦體,具有一定的成礦遠景[2]。
該區位于北東東向寧國-績溪復背斜的北東段寧國墩背斜,自震旦紀以來,受多次構造運動的影響,造成構造形跡疊加、復合的復雜局面,但總體仍受寧國墩復背斜控制,形成了以NE向構造為主的構造格局。區內巖漿巖不甚發育,未見有大的侵入巖體,僅見有小的侵入巖及巖脈,以中-酸性的花崗巖類為主,為燕山晚期產物,為區內鎢礦的成礦母巖。
研究區內已知礦產26處,多為小型礦床或礦(化)點,其中鐵錳礦8處、白鎢礦1處、鈾礦2處、多金屬礦5處、錳礦4處、金礦1處、鐵礦4處[3]。其中,西塢口鎢(錫)礦床中鎢礦主要賦存于南華系南沱組及休寧組砂巖、粉砂巖的云英巖脈中,錫礦主要分布于花崗斑巖脈及南沱組、休寧組砂巖粉砂巖的云英巖脈中;大塢尖鎢鉬多金屬礦區主要賦礦層位為南華系南沱組和震旦系藍田組;鐵錳礦多賦存在震旦系藍田組底部。礦產和化探異常區均勻分布在該預測區的核部,且較為集中。
此區域中有兩處鈾礦點[4],分別為紙棚鈾礦化點和虹龍鈾礦點,前者成因為淋積型,受斷裂嚴格控制,鈾元素的平均含量為0.111%;后者為復成型,含礦巖石多為炭質板巖,平均鈾含量為0.02%。兩處鈾礦點的存在充分說明該區內具有尋找鈾礦資源的潛力。
西塢口地區1:20萬水系沉積物地球化學圈出Sn、Bi、Zn、Sb、Ag、Mo組合異常,其中Sn、Bi異常套合程度為好,與已知的鎢錫礦相吻合,Ag、Mo、Zn異常有較好的濃度分帶,與已知的鐵錳礦點相吻合;大塢尖-銀峰一帶1:20萬分散流顯示該區為Au、Cu、Mo、W、Sn、Ag、Pb、Zn、As、Sb、Ba、V的綜合異常區,異常范圍大,濃度值高,異常分帶清楚。其含量均高出區域背景值1.3-4.6倍,其中Au、Mo、W、Sb均高出3倍以上,說明該區元素有一定的富集。
研究區放射性礦產鈾礦較為發育,對該區作了多種放射性元素數據分析,例如航空伽馬能譜總計數率、鈾含量、釷含量、比值參數[5]、古鈾含量、活化鈾遷移量、鈾元素相對變遷系數等。下面對上述放射性綜合數據進行相關解譯,分析如下:
在航空伽馬能譜總計數率數據中,研究區整體放射性強度并不大,為偏高場-中場。該區總計數率的平均值為1400cps,在西南角出現一處相對高場區,總計數率最高達3587cps,地質背景為奧陶系下統印諸埠組(O1y)地層,巖性為頁巖、鈣質泥巖夾泥灰巖,對比該地區物性資料可知[6],此地層內的頁巖放射性含量偏高,部分高場應為奧陶系地層內的頁巖引起。總體來說,該區域在航空伽馬能譜總計數率上反映強度較弱。
在航空伽馬能譜鈾含量數據中,鈾的異常特征極為明顯,由3處主要鈾異常區組成,分別為A、B、C區。其中C區形態較為特殊,大致為倒“U”形鈾異常帶,異常帶上鈾含量平均值為10.6×10-6g/g,局部含量高達24.6×10-6g/g;其余兩處異常區相對強度較弱,但異常邊界也極為清晰。就整個研究區而言,航空伽馬能譜鈾含量均值為8.4×10-6g/g,也遠遠高于全區平均值和地殼中平均豐度;而釷含量數據中,釷含量平均值為8.1×10-6g/g,相比于全區而言屬于低場區。對鈾含量異常區,該釷含量數據中則與之完全相反,鈾含量數據中的異常區與釷含量數據中的低場區邊界基本吻合,強度差異懸殊,成明顯的負相關。根據鈾含量數據與釷含量數據體現出來的對應關系,作出了研究區U/Th數據。U/Th數據中異常區與鈾含量數據中的異常區和釷含量數據中的低場區完全重合,并有加強的態勢,其U/Th的均值為0.4,最大值為31。結合鈾含量數據、釷含量數據、U/Th數據可總結出,該區高放射性強度主要是由鈾元素產生,釷元素只是少量存在,這也證明了研究區為鈾礦的重點區段。
在航空伽馬能譜F參數數據中,主要體現了鉀、鈾、釷元素在遷移分異過程中熱液活動的強弱,參數值越大說明熱液活動越劇烈。F參數在研究區A、B、C區附近較高,異常形態也與鈾異常區較為吻合,范圍稍有收縮,反映了上述描述鈾異常區在前期分異遷移過程中,元素之間發生了較強的交代作用,一定程度上形成了熱液活動。其中F參數最大值為4.58,位于C區的核部,建議重點關注該區段。
古鈾含量數據、活化鈾數據[7]、鈾元素相對變遷系數數據,體現了鈾元素相對于原生狀態下的遷移規律,通過研究鈾元素的遷移狀態,進而預測鈾元素的富集區域。古鈾含量數據,顯示鈾元素在成巖狀態下分布特征。從數據中可知,原生狀態下該研究區內鈾元素較為貧乏,平均古鈾含量為2.1×10-6g/g,說明該區在成巖初期處于鈾虧損狀態。但從活化鈾遷移量數據中看,鈾元素在區內發生了大量的遷入作用,由南至北,鈾遷入量逐漸增大,活化鈾遷移量最大值為23.4×10-6g/g,鈾虧損狀態進而轉化成鈾富集。在鈾元素相對變遷系數數據中也可以說明鈾元素運移特征,鈾元素相對變遷系數重要指標是B值是否大于1,若大于1,說明鈾元素呈現流入狀態,反之,則鈾元素呈流出狀態。經統計,研究區中A、B、C區附近鈾含量異常區內的鈾元素相對變遷系數均值達到3.9,最大值為98,足以說明鈾元素在研究區中A、B、C區內發生了劇烈堆積。
通過上述研究分析可知,筆者認為該研究區無論是從已知鈾礦的分布,還是從航空伽瑪能譜綜合數據信息看,都表現出較為明顯的鈾元素富集現象,且具有一定的規模,尤其是倒“U”形鈾異常帶處,值得去深入研究,以期尋找鈾礦或者與之相關的礦產。