连山关－祁家堡子地区岩体接触带AMT与土壤氡测量物探异常特征

2014-11-12山科社李晓绿邱崇涛伍显红

铀矿地质 2014年2期

李茂，山科社，李晓绿，邱崇涛，伍显红

（核工业航测遥感中心，河北石家庄 050002）

连山关岩体接触带为区内一条重要的控矿构造带[1]，区内已发现和提交的铀矿床、铀矿点均沿岩体与辽河群浪子山组接触带分布。但是，该地区地表第四系覆盖厚而广，植被发育、森林茂密，因此，查明该区的地层及岩体接触带的走向、深部展布特征对该区的进一步找矿具有重要意义。

基于上述地质情况，为查明岩体接触带的深部延展分布形态，笔者根据接触带的控矿特征以及物性条件，选择音频大地电磁法（以下简称AMT）与土壤氡测量两种方法在连山关－祁家堡子地区进行了应用研究，基本厘清了岩体接触带的物探异常特征，为后续方法的选择以及区内深部铀矿勘查工作提供了参考依据。

1 研究区地质概况及岩层电阻率特征

1.1 地质概况

研究区位于连山关岩体南部接触带的中东段（图1），该接触带走向NW，围岩是古元古代辽河群沉积变质岩系。连山关岩体主体为钾质混合花岗杂岩体。

连山关岩体：主体由红色钾质混合花岗岩（Mγ2）组成，其中见有大量太古界鞍山群残留体，边部为白色混合花岗岩（Mγ2b）。白色混合花岗岩分布在红色混合花岗岩与辽河群浪子山组之间[1]。

地层：主要为辽河群浪子山组，其岩性为石英岩、二云母片岩、大理岩、板岩。地层倾角较缓，局部地段较陡，与岩体呈不整合接触。

1.2 岩石电阻率特征

图1 研究区区域地质图Fig.1 Regional geological map in research area

连山关岩体接触带是伴随辽吉古裂谷发生而发展起来并经历多期次活动的重要构造带，为定性分析接触带附近不同岩性的电阻率特征，使方法的选择及后续资料的解释更具针对性，笔者使用DZD－6A微机激电仪，采用标本法对区内接触带附近主要岩石电阻率参数进行了测定。

岩心标本测定的岩石电阻率值统计结果见表1。由表1可见：接触带附近浪子山组二云母片岩表现为明显的低阻层，而浪子山组石英岩、白色混合花岗岩、肉红色钾质混合花岗岩和岩脉表现为明显的中高阻特征，表明接触带附近两侧岩性即浪子山组二云母片岩与石英岩、白色混合岩及岩脉存在明显的电性差异。

表1 标本测定法（岩心）岩石电阻率参数测量统计表Table 1 Statistics of resistivity coefficient of core／rock samples

由此可见，接触带电性差异实际上表现为浪子山组二云母片岩与浪子山组第一段石英岩、白色混合花岗岩之间的电阻率差异，由于石英岩厚度薄，而且部分地段存在缺失现象，因此，上述岩层电性差异地段基本上反映了该区接触带的位置。

通过以上分析认为，不整合接触带两侧岩性之间存在明显的电阻率差异。因此，利用电磁勘探方法，可以大致确定接触带的空间分布特征，解决区内的找矿地质问题。

2 技术方法选择及测线布置

为加强物探方法在该地区铀矿找矿中的先行作用，着力解决控矿接触带及隐伏断裂构造的展布特征，笔者根据接触带的构造特征及岩石的物性条件，选择了AMT与土壤氡测量法联合攻关。实践表明：土壤氡测量对圈定构造破碎带、指示深部铀矿化信息均具有较好的效果；而AMT法对断裂、接触带等电性变化部位均有好的显示。

研究区位于连山关－祁家堡子地区，笔者根据区内接触带分布特征，垂直其走向共布置了探测剖面15条（图2），其中L9剖面与核工业240所2011年在祁家堡子地段施工的Q4勘探线地质剖面重合[1]，L5、L34线分别穿过岩体接触带地表出露地段，L3和L4则分布在第四系覆盖区。两种方法测点重合，点距为20m，测线方位为35°。

图2 研究区地质及测线布置图Fig.2 Geology and survey line layout map in research area

3 岩体接触带物探异常特征

3.1 Q4勘探线接触带物探异常特征[2]

为了更好地了解接触带两侧岩性和断裂构造的异常特征，笔者沿已知勘探剖面（Q4剖面）首先布置L9号剖面进行了技术方法探测效果试验。该剖面穿过Q4勘探线的3个已知钻孔，图3为Q4勘探线地质剖面[1]。

由图3可见，3个钻孔揭露的浅部为第四系腐殖层，往下为白色混合花岗岩，再往下为浪子山组石英岩（Pt111－1）、二云母片岩（Pt211－2）。岩体接触带产状表现为上部外倾（倾向南西）、下部内倾（倾向北东）的特征。

至于面料，APEC主办方要求首先是丝绸面料；其次是织锦类，即要有传统纹样，也不能只是单纯素色；最后就是不能过于奢华。楚艳和团队最终选定了通常被用于书画装裱的宋锦。“因为它有哑光性，低调内敛。并且，宋锦是其中唯一能采用电脑提花技术的，制作成本也不会过高。”

图4为L9勘探线AMT法测量综合成果图。由图3、4可看出如下特征：

（1）二云母片岩反演电阻率值一般小于900Ω·m，显示为低阻特征，而石英岩、白色混合花岗岩反演电阻率值大于900Ω·m，显示为高阻特征；岩体接触带电性差异整体反映为浪子山组二云母片岩与石英岩、白色混合花岗岩之间的电性差异。

（2）二云母片岩与石英岩、白色混合花岗岩之间的接触带，反演电阻率等值线呈明显的密集带分布，通过与图3勘探地质剖面资料的对比，其垂向延深分布基本上与钻探揭露接触带分布特征一致，总体表现为上部外倾、下部内倾，岩体超覆于辽河群片岩之上的分布形态。

图3 祁家堡子地段Q4勘探线地质剖面图（据庄庭新，2010）Fig.3 Geological profile of line Q4in Qijiabaozi section

（3）地表二云母片岩与石英岩、白色混合花岗岩之间的接触带部位，氡浓度出现醒目的异常，反演电阻率出现高阻异常与中低阻异常的分界线。

（4）断裂构造通过部位，反演电阻率等值线图上出现明显的低阻带或等值线密集带；而土壤氡测量则出现明显的氡浓度异常或偏高值。

3.2 地表露头地段接触带物探异常特征[2]

连山关岩体接触带为该地区地质结构的薄弱地带，构造应力较为集中，虽然区内第四系覆盖范围广而厚，但由于受辽河运动的影响，在地表部分地段仍然可观察到接触带的构造行迹，其显著特征是接触带附近一侧的石英岩常出露地表，而另一侧的二云母片岩则被第四系覆盖，地表浮土层中能见明显的二云母片岩碎块。因此，上述地质现象为分析研究接触带的物探异常特征提供了有利条件。

图5为区内L5、L34线氡浓度剖面与AMT测量反演电阻率断面图。两条测线平距120m处均为区内接触带位置，其北东侧石英岩均出露地表形成明显的陡峭地形，而南西侧被第四系覆盖，地表见大量的二云母片岩碎块。

图4 L9勘探线物探测量综合成果图Fig.4 Section of comprehensive results using geophysical exploration in Line L9

由图5可见，在地表二云母片岩与石英岩、白色混合花岗岩接触带部位，土壤氡测量剖面上均出现醒目的氡浓度异常，而AMT测量结果则反映为高阻异常与中低阻异常的分界线，同时沿垂向深部延伸方向出现反演电阻率等值线密集带分布；断裂构造通过部位，反演电阻率出现明显的低阻带或等值线密集带特征；而氡浓度出现明显的异常或偏高值，根据已知勘探线物探异常特征可以确定接触带的位置及产状。

3.3 第四系覆盖地段接触带物探异常特征

连山关地区岩体接触带大部分地段被第四系所覆盖，其物探异常特征以L3、L4线探测结果为例来进行分析。

图5 L5、L34线物探测量综合成果图Fig.5 Section of comprehensive results using geophysical exploration in L5and L34

由L3、L4线物探测量综合成果图（图6）可清晰看出：L3、L4两条测线的接触带位置分别处于相应剖面平距200m、160m处，其土壤氡测量出现醒目的氡浓度异常，而反演电阻率则反映为高阻异常与中低阻异常的分界线，且沿垂向延深方向出现等值线密集带分布，总体反映岩体接触带为外倾特征。其次，在断裂通过处，AMT与土壤氡测量分别出现低阻带及氡浓度异常。

3.4 研究区岩体接触带走向氡浓度异常分布特征

图7为研究区物探测量综合成果图[2]，其中黑色虚线为岩体接触带位置。根据异常划分原则，区内圈定氡浓度异常带[3]4条，编号分别为P－1、P－2、P－3、P－4。

由图7可见，区内氡浓度异常带均为北西走向长轴状，主要沿岩体接触带走向分布，其分布形态、规模严格受岩体接触带控制。究其原因：岩体接触带为区内铀成矿聚集区，氡气源充足；其次，该地带地质结构薄弱，构造应力较为集中，次级断裂构造发育，岩石较破碎，为氡气的运移提供了良好通道，从而形成了沿接触带分布的氡浓度异常。

前人在区内开展过地面伽玛能谱测量，由于地表第四系覆盖较厚以及矿体埋藏较深，未发现有意义的异常。上述沿接触带分布的氡浓度异常为该区提供了深部铀矿化信息。