吉林省集安市花甸地區放射性測量特征分析

高雄偉

摘 要：全面收集前人有關地質、物探、化探以及放射性成果等資料，在花甸地區進行伽瑪能譜測量工作，運用鈾、釷成礦理論，綜合分析鈾、釷成礦規律、賦存地質條件和控制因素，為進一步找礦工作提供依據。鈾釷礦化異常與古元古代錢桌溝巖體、集安巖群螞蟻河巖組地層、強硅化花崗偉晶巖、石英脈等脈巖、北東向斷裂構造關系密切。推測古元古代巖漿熱液可能為鈾釷源層，鈾釷異常形成的原因分兩種：一種由堿性礦物富集而顯示出高放射性;另一種為構造熱液活動期間熱液沿脈巖、裂隙面侵入螞蟻河巖組地層中，地球化學環境發生改變，導致鈾釷元素局部地段富集。

關鍵詞：花甸地區;放射性測量;鈾釷礦成礦規律

中圖分類號：P631 ? ? 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2021）36-0125-03

Characteristics of Radioactivity Measurement in Huadian Area， Ji'an City， Jilin Province

GAO Xiongwei

（Jilin Provincial Bureau of Nuclear Industry Geology， Changchun Jilin 130000）

Abstract：Comprehensive Collection of previous data on geology，geophysical exploration，geochemical exploration and radioactive achievements，gamma-ray spectrometry survey in Huadian area，and application of uranium and thorium metallogenetic theory，the metallogenic regularity，geological conditions and controlling factors of uranium and thorium are comprehensively analyzed to provide basis for further ore prospecting.The uranium-thorium mineralization anomaly is closely related to the Paleoproterozoic Qianzhuogou Pluton，Mayihe formation of the Ji'an Rock Group，the highly silicified granite-pegmatite，quartz vein and other vein rocks， and the NE trending fault structures.It is speculated that the PALEOPROTEROZOIC magmatic hydrothermal solution may be the source bed of uranium and thorium，and the uranium and thorium anomalies can be divided into two reasons： one is enriched by alkaline minerals and shows high radioactivity.The other is that the hydrothermal solution intruded into the strata along the dikes and fracture surfaces during the tectonic hydrothermal activity，and the geochemistry environment changed，resulting in the local enrichment of uranium and thorium.

Keywords：huadian area;radioactivity survey;uranium and thorium ore-forming regularity

吉林省集安市花甸地區找礦歷史悠久，地質構造復雜，斷裂構造發育，礦產資源十分豐富。全面收集前人有關地質、物探、化探以及放射性成果等資料，對已知礦點、礦化點、異常點進行揭露，確定花甸地區為鈾釷成礦遠景區。本單位在該工作區進行1∶10 000伽瑪能譜測量工作，并利用槽探工程、取樣鉆工程等手段進行異常查證。本文以項目成果為依據，大致分析花甸地區放射性異常特征及鈾釷礦和巖體、地層及斷裂構造的潛在關系，分析異常成因及找礦標志，為進一步找礦工作提供依據。

1 區域地質背景

花甸地區位于敦化-密山斷裂帶南東側，鴨綠江斷裂帶北西側，集安裂谷盆地內。據《吉林省礦產資源潛力評價》劃分，工作區位于V30金廠-復興Au-B-Fe-Pb-Zn-Cu-Ag-S找礦遠景區。

1.1 地層特征

工作區在行政區劃分上隸屬吉林省集安市花甸鎮，位于吉林省集安市北西部94 km處，距通化市66 km。

工作區地層位于濱太平洋地層大區（5），吉南-遼寧地層分區（55），通化地層小區（515）。

地層出露較廣泛，主要為下元古界集安巖群荒岔溝巖組（Pt1h.）、螞蟻河巖組（Pt1m.）、中生界侏羅系上統果松組（J3g）、新生界第四系全新統沖積物（Qhal）。下元古界集安巖群荒岔溝巖組（Pt1h.）、螞蟻河巖組（Pt1m.）為工作區主體地層，區內分布較為廣泛，總體展布受北東向斷裂構造的影響，呈北東向條帶狀產出。

1.2 侵入巖特征

花甸地區巖漿活動強烈，侵入巖分布范圍較廣。巖漿活動主要發生于古元古代，侵入巖呈巖基、巖株狀分布全區，與元古代變質巖緊密伴生，呈巖基、巖株狀分布全區，主要為錢桌溝巖體二長花崗巖（Pt1Qηγ）和正長花崗巖（Pt1Qξγ）。錢桌溝巖體侵入集安巖群各個巖性段，后又被侏羅系上統果松組（J3g）角度不整合覆蓋。

1.3 變質巖特征

工作區變質巖分布廣泛，主要為古元古代集安巖群變質巖的區域變質巖，其次為沿斷裂兩側發育的動力變質巖。

區域變質巖主要為下元古界集安巖群荒岔溝巖組（Pt1h.）和螞蟻河巖組（Pt1m.），呈條帶狀分布于全區。主要巖石類型為變粒巖、淺粒巖、變粒巖夾淺粒巖、斜長角閃巖、大理巖等。荒岔溝巖組（Pt1h.）變質巖以含墨為特征，螞蟻河巖組（Pt1m.）內可見黃綠色蛇紋石化大理巖，與區內放射性異常關系密切。

動力變質巖主要巖石類型為碎裂巖類，多分布在工作區構造帶兩側，主要特點是巖石受力作用較輕微，以破碎為主，具有碎裂結構、塊狀構造，其原巖的物質成分及結構、構造特點未發生明顯的變化。在斷裂帶內或斷層附近，巖石壓碎結構較均勻，有時礦物顆粒略具重結晶現象，而距離斷裂稍遠的巖石多呈壓碎角礫狀，原巖的成分及結構、構造尚有一定的保留，如區內所見的碎裂二長花崗巖、碎裂石英鉀長石化巖等巖石，巖石受應力作用，發生破碎，產生裂隙，局部形成碎斑。

1.4 構造特征

根據工作區各地質體的時代、區域展布形態、巖性組合特征及構造巖漿活動，推測工作區構造活動主要發生于古元古代，構造類型主要為斷裂構造。以北東向為主，共計3條貫穿全區，總體走向為200°—210°，近東西向斷裂構造1條，共同構成工作區主要構造格架。

1.5 區域巖石物性特征

區域巖石受極其復雜的構造運動、巖漿侵入、混合巖化和強烈的多期變質變形作用，巖相巖性復雜，故表現出的物性特征亦不相同。

在巖漿巖中，二長花崗巖、鉀長花崗巖磁性較弱，密度值較低;火山巖中，凝灰巖具有低密度中強磁性;區域沉積巖出露較少，相比火山巖具有低磁性和低密度的特征，由沉積巖變質而成的變質巖磁性和密度也相對較低。

1.6 區域放射性特征

區域內出露面積相對較大且穩定的地層單元為下元古界集安巖群螞蟻河巖組（Pt1m.）、荒岔溝巖組（Pt1h.）、大東岔巖組（Pt1d.）、中生界果松組（J3g）。其鈾含量及 Th/U、U/K 比值屬于一般水平，但鈾變異系數較大，說明鈾元素在該地層中分布不均勻。大東岔組（Pt1d）鈾變異系數在所見地層中居第二位，鈾元素絕對含量一般，U/Th、U/K 比值趨于最小，說明鈾元素在該地層中富集程度較低。

區域侵入巖出露較多，其中古元古代二長花崗巖（Pt1ηγ）、正長花崗巖（Pt1ξγ）分布范圍較廣，局部放射性強度較高;晚三疊世石英閃長巖（T3δο）、二長花崗巖（T3ηγ）、早白堊世二長花崗巖（K1ηγ）分布范圍較小，放射性強度較低[1]。

1.7 區域放射性礦產特征

到目前為止，區域內共發現鈾礦化點3個、鈾釷礦化點1個、礦化帶1處，全部產于元古界集安群變質巖中，礦化異常主要受巖性和構造控制。

2 能譜數據處理與分析

在DGSS軟件上利用Kriging方法對數據進行網格化處理，繪制能譜異常分布圖。成圖參數：線距為100 m，點距為40 m，確定搜索類型為四方向，搜索圓半徑為120 m，橫向、縱向網格數均為50。對鈾、釷測量數據進行數據統計，使其滿足正態分布規律，選擇X+S為偏高場，X+2S為高場，X+3S為異常場，其中X為平均值，S為標準偏差。

3 放射性異常特征

根據伽瑪能譜測量數據，結合伽瑪能譜異常下限，共圈定釷異常6處、鈾釷混合異常1處。

從異常產出位置來看，產于集安巖群荒岔溝組的異常共2處，產于錢桌溝巖體內5處，說明工作區下元古界集安巖群螞蟻河組（Pt1m）為鈾釷礦成礦有利地層，古元古代錢桌溝巖體（Pt1Q）為鈾釷礦成礦有利巖體。異常大多處于斷裂構造兩側，異常整體走向受北東向斷裂構造控制明顯。黃鐵礦化、蛇紋石化、鉀化、硅化等礦化蝕變與鈾釷礦成礦關系密切。

4 放射性異常分析

4.1 異常與地層的關系

工作區內地層鈾釷背景值較低，鈾、釷異常區呈星點狀、串珠狀分布于古元古代集安巖群螞蟻河巖組（Pt1m.）中，規模較小，主要巖性為灰綠色蛇紋石化大理巖，局部出露變粒巖、斜長角閃巖。

4.2 異常與侵入巖的關系

工作區內侵入巖鈾背景值較低，鈾異常規模較小，主要為偏高場呈零星狀分布于工作區南部。釷異常規模較大，呈北東向條帶狀分布于工作區北部。釷異常區主要巖性為古元古代正長花崗巖，堿性礦物含量較高，局部可見鉀化、黃鐵礦化。

相較地層而言，巖體釷元素背景值較高，推測原因為堿性礦物放射性背景值較高。巖體內鉀化明顯的部位放射性明顯高于其他部位，是重要的找礦線索。

4.3 異常與脈巖的關系

經過取樣鉆、槽探等手段進行異常揭露，鈾異常附存于灰綠色蛇紋石化大理巖裂隙面蝕變巖內。蝕變巖由充填裂隙的脈巖與圍巖發生熱液交代作用形成。裂隙面產狀295°∠80°，異常形態、規模受裂隙面產狀控制。鈾異常與黃鐵礦化、蛇紋石化關系密切。

釷異常主要附存于石英脈及鉀長花崗巖內，圍巖為古元古代集安巖群螞蟻河巖組（Pt1m.）大理巖。異常形態、規模受脈巖產狀控制。釷異常與褐鐵礦化、黃鐵礦化、蛇紋石化、絹云母化關系密切。

4.4 異常與構造的關系

斷裂構造兩側裂隙、脈巖發育，是工作區主要的賦礦構造，控制鈾釷元素富集與成礦。當該斷裂構造穿切有利地層時，引起局部鈾釷異常富集。

鈾異常高值區主要分布在北東向斷裂構造兩側，局部沿斷層方向呈串珠狀分布，垂直構造方向異常延伸明顯。

釷異常高值區主要分布在北東向哈塘溝斷層北部侵入巖、北東向西溝斷層構造南部脈巖內。工作區北西部釷異常多見碎裂正長花崗巖，垂直斷裂構造方向異常延伸明顯;南東部釷異常主要附存于構造東側脈巖內，總體異常走向與斷裂構造一致。

綜上所述，花甸地區鈾釷異常分布受地層、侵入巖、脈巖、斷裂構造等多種因素共同影響。

5 異常成因及找礦標志

5.1 異常成因

結合已有資料綜合分析，集安巖群螞蟻河巖組（Pt1m.）大理巖為鈾釷成礦重要地層;古元古代錢桌溝巖體正長花崗巖（Pt1Qξγ）為重要巖體;鉀長花崗偉晶巖脈、石英脈等脈巖及裂隙與鈾釷成礦關系密切。推測古元古代巖漿熱液可能為鈾釷源層，巖體內隨堿性礦物富集呈現較高的放射性;構造活動期間沿裂隙面侵入集安巖螞蟻河巖組（Pt1m.），受熱液改造、疊加及混合巖化作用影響，地球化學環境發生改變，導致鈾釷元素局部地段富集。

5.2 找礦標志

工作區內對成礦有利的地層、巖體、圍巖蝕變、放射性物探異常可作為鈾釷礦的間接找礦標志。

地質找礦標志：集安巖群螞蟻河組（Pt1m.）大理巖中見有強硅化、蛇紋石化的蝕變巖、脈巖（斷裂構造及蝕變帶）;錢桌溝巖體中堿性礦物含量較高的正長花崗巖。

圍巖蝕變找礦標志：褐鐵礦化、黃鐵礦化、蛇紋石化、鉀化、絹云母化、硅化，尤其是強硅化脈巖、石英脈等。

地球化學找礦標志：工作區內放射性異常點、航放異常點及伽瑪能譜放射性異常是較好的間接找礦標志。

綜合分析花甸地質資料及放射性異常分布特征，分析鈾釷成礦規律，認為該地區具有較好的找礦前景，為下一步找礦工作提出兩點意見：

①建議在工作區適當投入工作量，在鈾釷異常脈體走向和傾向上對鈾釷礦化異常進行控制，進一步控制鈾釷礦化異常的形態、規模、產狀以及品位變化情況，力爭有所突破。

②以新發現放射性異常、鈾釷礦化蝕變信息為線索，收集以往區域上的放射性異常資料，注意區域上相似或相同地質背景的找礦工作。

6 結語

①花甸地區處于區域成礦構造帶內，經歷多次構造運動，發育3條北東向斷裂構造，總體走向200°—210°，層間破碎帶、脈巖、裂隙發育。

②集安巖群螞蟻河巖組（Pt1m.）為鈾釷成礦重要地層，古元古代錢桌溝巖體正長花崗巖（Pt1Qξγ）為重要巖體，強硅化花崗偉晶巖、石英脈是尋找鈾釷礦的重要脈巖。

③推測古元古代巖漿熱液可能為鈾釷源層，鈾釷異常形成原因有兩種：一是巖體局部地段由于堿性礦物富集而顯示出高放射性;二是構造熱液活動期間地球化學環境發生改變，熱液沿裂隙面侵入集安巖群螞蟻河巖組（Pt1m.）地層中，受熱液改造、疊加及混合巖化作用影響，導致鈾釷元素局部地段富集。

④花甸地區找礦標志對區域內尋找放射性礦產具有重要意義。該地區成礦地質條件良好，具備較好的找礦前景。

參考文獻：

[1] 吉林省核工業地質局.吉林省通化地區鈾礦資源調查評價報告[R].2016—2018.