广东百顺地区伽马场参数特征及其与铀矿化关系

许 展

(广东省核工业地质局二九一大队，广东 佛山 528133)

0 引言

一个矿体(床)的出现不会是孤立的现象，所以可以根据已知矿体(床)在其附近寻找未知矿体(床)，不断扩大找矿空间。在无法直接发现矿体的情况下，利用矿体自身发出的信息来进行找矿是最直接的方法(吴大忱，2009)。百顺地区是诸广山岩体南部花岗岩型铀成矿的重要地区，经多年的工作提交了一批矿床(刘儒等，1985)。为了进一步扩展远景，对众多异常点、带进行了评选。利用地表探槽、剥土工程的伽马测量数据进行平均值()、均方差(δ)、变异系数(B)、偏度系数(G1)、峰度系数(G2)计算，根据有矿地段伽马场参数特征，对比未知地段点、带的参数，同时进行判别分析并结合照射量率频率曲线特征评选点、带。通过对异常点、带的评选，为远景区的划定提供有利依据。

1 研究区地质地球物理特征

百顺地区位于诸广岩体南部成公坳断裂以南，大地构造位置位于闽赣后加里东隆起西南缘与湘、桂、粤北海西—印支坳陷的接触部位，处在九峰—大余东西向隆起、万洋—诸广南北向隆起和北东向万长山隆起的复合部位。区域主要为印支—燕山期的花岗岩体，区内岩体外带出露的主要地层为下古生界寒武系，出露于东北部，岩性为砂岩、板岩、含碳板岩，铀质量分数高(5.8～8.8 g/t)，是富铀老地层。百顺地区为花岗岩区，处于百顺断陷带内，区内岩浆活动频繁，构造发育，分布有 361、201、235、233、231共5个大、中、小型铀矿床，是铀矿聚集区。区内岩体中断裂构造非常发育，主要为北东向断裂，其次是北西西向断裂，再次是近南北向断裂，其中北东向构造是主要的控矿和含矿构造(图1)。

区内地球物理化学异常场主要沿烟筒岭和牛澜2个硅化断裂带分布。烟筒岭硅化断裂带及上下盘主要分布有伽马异常场和伽马－射气－铀、伽马－铀、伽马－铀－铅－钼－锡－铍等异常复合晕以及铀、氡、镭异常水晕。牛澜硅化断裂带及分枝构造上下盘分布有伽马异常场、射气异常场和铀、氡、镭异常水晕。这些异常场总体展布方向与烟筒岭和牛澜两硅化断裂带走向一致，反映铀矿化受这2条硅化断裂控制。矿床和较好矿(化)点地段或部位，一般都分布有规模大(或较大)的伽马异常场和伽马－射气－铀等异常复合晕(如361、235等矿床地段)，且异常场的长轴方向基本与控、含矿构造走向一致。

2 伽马场参数计算方法

图1 百顺地区区域地质及铀矿田分布图Fig.1 Map showing regional geology and distribution of uranium ore fields in the Baishun area of Guangdong Province

通过收集百顺地区804份原始资料，采用沿断裂控制的探槽、剥土带的伽马测量数据：根据探槽或剥土编录测网(等间距，一般为2 m取1个点)不分岩性统计数据，计算平均值()和均方差(δ);运用概率统计、图解法趋势分析、分布参数计算、判别分析等数理统计方法对原始测量数据进行相关参数的计算。组距划分原则：参数计算的组距根据照射量率变化范围确定，一般限制在10组之内，再多的分组会造成计算困难，过少会影响计算结果。按+5δ的数据分组，如出现某一组数据是空白，则将其后的数据全舍掉或变动组距分组，但变动组距分组以不超过+5δ的数据为原则。

各参数计算公式如下：

式(4)、(5)中，fi为分组的频数;Χi为该组的组中值;i为分组数。

3 伽马场参数特征及与铀矿关系

3.1 参数特征

地表伽马场参数计算根据探槽、剥土带1次测量的编录资料，不分岩性进行计算，由于测量的几何条件不尽一致，其平均值和均方差不能用来直接进行对比，其余3个参数的变化范围如表1。

从表1看，偏度系数(G1)的变化范围比较稳定，与矿化关系较密切。

表1 地表伽马场参数特征表Table 1 List of parameters of surface gamma field

3.2 参数判别

物探资料在成矿预测中的应用主要体现在2个方面：一方面用于基础地质构造研究，另一方面作为异常找矿信息研究，为找矿远景区提供直接或间接的找矿标志，从而参与靶区圈定和资源量估算(阴江宁等，2012)。在评价分布参数成果时，需结合区域地质情况具体分析，区别对待，不能仅以参数值的大小来评价一个点或一个地段，但又不能不考虑参数数值的大小。为防止简单地凭一个参数值的大小来评价一个地段成矿的好坏，在地表伽马场分布参数计算的基础上，对百顺地区的牛澜、烟筒岭、百顺硅化带各个地段以及201矿床共53个地段采用了3个参数(B、G1、G2)进行判别分析，找出参数特征与铀矿化有关的地段。

3.2.1 判别变量的选择 地质找矿只需要判别该地段(即变量)是有矿还是无矿，所以选择判别分析中的2组判别方法。选择好母体a、b的判别变量是判别分析成效大小的基础。有显著性差异的已知见矿地段母体a和已知无矿地段母体b中3个变量的分析简算如表2、表3。

3.2.2 确定线性判别函数并计算判别指数R0的值

通过建立线性判别函数公式求出判别指数(R0)和贡献系数(Di)，以确定各个特征参数在判别中的重要性，并根据R0值，对各点、带进行判别。

(1)求判别指数(R0)。根据收集的数据利用二组线性判别分析方法创建函数公式，求解：

表2 已知见矿地段(母体a)判别分析计算统计表Table 2 Statistics of discriminant analysis for the known ore-intersected blocks(parent a)

表3 已知未见矿地段(母体b)判别分析计算统计表Table 3 Statistics of discriminant analysis for the known non-ore-intersected blocks(parent b)

由公式di=ia－Χib得：

将以上已知项带入公式(6)、(7)、(8)求得：

λ1=0.24，λ2=12.62，λ3= －0.94

判别指数R0为：

(2)求B、G1、G2的贡献系数。综合距离函数：

各变量的贡献系数为：

对B、G1、G23个参数采用线性判别函数进行判别分析，得出判别指标临界值R0为16.91;各参数的贡献系数以G1=0.84最大，说明G1与矿化关系比较密切，这与表1统计结果相吻合;结合露头或钻探工程揭露得出：出露地表的明矿体，判别指数R＞23，盲矿体判别指数R＞18，深部有钻孔揭露见个别表内或表外矿化孔的R均大于R0，小于R0的地段深部均未发现矿化(表4)。

表4 百顺地区矿床矿点揭露点伽马场分布参数及判别分析成果表Table 4 Parameters of gamma field distribution for the deposits，ore occurrences and exposure points in the Baishun area and discriminant analysis

续表4

3.3 照射量率频率分布曲线的形态与地质背景

参数评价点、带目前只适用于火成岩地区条带状的硅化断裂带、破碎带或脉岩类，而对产状比较平缓的沉积岩区达不到应有的效果。频率分布曲线的形态是多变的，通过对53个地段的数据统计，上百条曲线的对比，大体上可以划分为直接反映矿体空间位置的5种类型。

(1)无矿地段照射量率频率曲线如图2，这种曲线的特征是：两翼对称且完整，表现为正态或近似正态分布，平均值位于曲线的峰值或略偏曲线的左翼。

(2)隐伏型矿体照射量率频率曲线如图3，特征是：两翼完整，但不对称，右翼下降缓慢或出现小峰，稍拖长，平均值位于曲线左翼为正偏。它反映盲矿体地表伽马场的背景值和偏高场。

图2 无矿的照射量率频率曲线Fig.2 Frequency curves of exposure rate for non-ore block

(3)矿体部分出露地表但保存完好，它的照射量率频率曲线如图4，特征是：两翼完整，右翼拖长，平均值位于曲线右翼，亦为正偏，这种曲线反映地表伽马场的背景值、偏高场和明显的异常场。

图3 隐伏矿体的照射量率频率曲线Fig.3 Frequency curve of exposure rate for hidden orebodies

图4 矿体保存完整的照射量率频率曲线Fig.4 Frequency curves of exposure rate for intact orebodies

(4)主要矿体出露地表，但剥蚀不多的露天型矿体的频率曲线如图5，这种曲线的特征是：左翼不完整，右翼拖得很长，平均值位于右翼，显著正偏。这种曲线反映矿体周围的偏高场和十分明显的异常场。

(5)矿体一部分已被剥蚀，它的照射量率频率曲线如图6，特征是缺左翼，右翼拖得很长，为显著正偏。这种曲线主要反映矿体周围明显的异常场。

从上述5种形态的频率曲线及其与矿体空间的关系来看，岩石伽马强度偏离正态分布是放射性元素含量分布不均匀的结果，以致局部富集成矿，同时也可以看出有矿与无矿的区分在于曲线两翼是否对称和平均值的所在位置。有矿曲线两翼不对称，平均值位于右翼;无矿的曲线两翼对称，平均值位于峰值或略偏左翼。矿体的空间位置主要表现在于曲线左翼是否完整，左翼短缺越多，矿体剥蚀越厉害。

图5 暴露型矿体的照射量率频率曲线Fig.5 Frequency curves of exposure rate for exposed orebodies

图6 矿体一部分被剥蚀的照射量率频率曲线Fig.6 Frequency curves of exposure rate for partly denuded orebodies

3.4 判别指数R与矿体空间位置的关系

从百顺地区5个矿床的主要矿体赋存的空间位置来看，判别指数R越大，矿体越接近出露地表(表5)，矿体出露由浅到深，R值由大到小，R值越大，矿体被剥蚀愈厉害(如235矿床7号矿体)，一般相当于(1.5～2.0)R0的判别指数，矿体保存较好(361矿床3、4号矿体)，但对接近判别指标R0或超过判别指标R0不多的判别指数R，可能预示着深部盲矿体的存在。

表5 判别指数与矿体埋深关系表Table 5 Relationship between discriminant coefficients and burial depth of orebodies

4 结论

(1)伽马场参数，在含矿地段和非含矿地段(尽管地表都有异常)有显著性差异，尤其偏度系数(G1)最稳定，与矿化关系最密切;变异系数(B)和峰度系数(G2)次之，可借助判别分析的方法进行区分。

(2)结合地质背景综合分析，在相同的地质条件下，有矿与无矿的伽马参数有可比性，地质背景不同时则要区别考虑(主要考虑断陷区和隆起区的区别)。不同地质背景，分布参数和照射量率频率曲线不同，百顺地区的4条主要含矿带有3条处于相对断块陷落区，1条处于相对断块隆起区，它们的分布参数和频率曲线不同。

(3)在百顺地区利用伽马参数进行点带对比分析，这是在前人收集的物化探资料基础上的一次总结与初步尝试性的分析，通过判别指数R结合照射量率频率分布曲线可以很好地推断出有利的成矿点、带，这在前人已揭露的几个矿床和近几年在一些异常点的揭露上得到了很好的验证。如“澜河22号”异常点地段，伽马场参数G1=1.49，判别指数R=21.32，2013年通过钻孔揭露，在该地段孔深375 m处发现了6 m多厚的工业矿体，矿体埋深标高为55～70 m。

当前，诸广地区铀矿勘查进入了“攻深找盲”的攻坚阶段，地表或浅部的铀矿基本都已经勘查过了，也收集了很多有利的矿床资料。通过对这些基本资料信息的研究，可以了解和预测工作区基本放射性特征，圈定富铀地质层体，总结已知矿床、矿(化)点的放射性特点，为铀资源潜力预测提供预测要素(徐浩等，2013)。今后注重对该地区资料的收集整理以及进行资料的二次开发是很有必要的，而利用现有已知的矿床、矿点的伽马场资料进行有效的判别分析，划分勘查远景区，是很好的方法手段。

广东省核工业地质局二九一大队.1985.诸广山岩体南部铀矿地质工作阶段性总结［R］.广东佛山：广东省核工业地质局二九一大队.

广东省核工业地质局二九一大队.2009.广东省南雄市上东坑地区铀矿普查报告［R］.广东佛山：广东省核工业地质局二九一大队.

广东省核工业地质局二九一大队.2013.广东省南雄市澜河地区2013年度铀矿普查报告［R］.广东佛山：广东省核工业地质局二九一大队.

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