?综合物探方法在赤城县三山地区铀矿勘查中的应用

张恩等

摘 要： 赤城县三山地区处于沽源-红山子铀成矿带西南部，构造—火山活动演化强烈，铀成矿地质条件优越。采用地面伽玛能谱测量及音频大地电磁测量，对浅表铀异常信息及深部断裂和潜火山岩体等控矿因素进行了剖析，在物探异常套合程度较好部位，通过钻探验证，揭露到隐伏铀矿化，为该区进一步找矿指明了方向。

关键词： 物化探综合找矿；深部找矿；铀矿；三山地区

研究区位于河北省张家口市赤城县，处于沽源-红山子铀成矿带西部，该成矿带内先后发现有张麻井、大官厂等大中型矿床及多处铀矿点，铀成矿地质条件优越，由于区内覆盖较厚，采用单一传统的地质方法，勘查难度较大，找矿进展缓慢。

笔者采用地面伽玛能谱测量，对地表铀异常信息进行了分级、分类，对其成因进行了探讨；通过音频大地电磁测量，对深部成矿有利的构造及潜流纹斑岩体形态进行了解释，结合地质资料，对成矿有利部位进行了钻探验证，找矿效果较好，为下一步工作部署提供了依据。

1 区域地质矿产背景

研究区位于华北地台北缘与兴蒙地槽褶皱带相接触的过渡部位，处在沽源中生代火山盆地南缘。盆地基底主要由新太古界红旗营子群绿片—角闪岩相变质岩系组成，盖层由侏罗系陆相中酸性火山岩组成。侵入岩时代主要华力西晚期、印支期和燕山早期，岩性以中酸性为主。基底构造以东西向为主，盖层构造主要北东、北西向断裂，控制着铀矿的展布。

据前人研究[1-4]表明，区内铀矿均属中低温火山岩型，产出受北东向中生代火山带控制，铀矿控矿因素主要为北东向及北西向断裂、火山机构、张家口组酸性火山岩、燕山晚期潜流纹斑岩、热液蚀变等[1-3]。

2 研究区地质特征

研究区处于近南北向赤城—沽源断裂西侧。区内地层主要为上侏罗统张家口组一段流纹岩及流纹质凝灰岩及新太古界红旗营子群黑云二长片麻岩、黑云斜长变粒岩等变质岩。岩体主要为燕山晚期潜流纹斑岩，侵位于张家口组火山岩中，与铀成矿关系密切。区内断裂主要为北西向，错切先期形成的北东向断裂（图1）。蚀变主要沿断裂展布，主要有硅化、赤铁矿化、高岭土化、绿泥石化等，其中硅化、赤铁矿化与铀矿化关系密切。

3 地面伽玛能谱特征

3.1 岩石伽玛能谱特征

与区域资料对比[3]，研究区内除潜流纹斑岩外，铀、钍、钾的平均含量（ ）基本相似，不具高值背景。潜流纹斑岩铀、钍、钾平均含量（ ）均较高，而且其标准方差（Sd）和变异系数（Cv）也显著高于其它层位岩石，表明放射性元素分布不均匀，局部存在贫化富集现象，与区域产铀潜流纹斑岩体特征相似，具有找矿意义。

3.2 伽玛能谱异常特征

在统计铀元素背景平均含量（ ）和标准方差（Sd）的基础上，按照“ +Sd”、“ +2Sd”、“ +3Sd”、“3 ”對区内铀元素偏高晕、高晕、异常晕及异常点进行了划分。

研究区铀偏高晕产出明显受断裂控制，中部潜流纹斑岩与断裂交切复合部位范围显著变广。铀高晕分布有四片，其中一片达到铀异常点等级（编号U-1），三片为铀异常晕等级（编号U-2、U-3、U-4）。经异常检查，区内铀异常点、异常晕和高晕均分布在潜流纹斑岩岩体内，产出受断裂控制，浅表发育次生铀矿物，并伴生赤铁矿化、硅化等热液蚀变，显示铀异常与深部含铀火山热液活动密切相关，预示深部存在隐伏矿化，找矿意义较大。

4 电性特征

为探查U-1铀异常点发育部位，深部构造延伸特征及潜流纹斑岩形态、产状等特征，在其中心部位实施了一条音频大地电磁测量剖面，点距20 m。

研究区内变质岩反演电阻率最高，一般在800Ω·m以上，最高可达4000Ω·m；张家口组一段凝灰岩电阻率较低，多在50～150Ω·m之间；潜花岗斑岩电阻率在150～400Ω·m之间；断裂构造部位岩石破碎，电阻率明显较低；浅表风化程度较高的岩石，电阻率明显降低。

电法测线西南端基底变质岩为高阻特征，在F1和F2断裂夹持段变质岩石破碎程度高，岩石不完整，电阻率明显降低，其值在200～1000Ω·m之间。测线800～1400m之间浅部存在200～1500Ω·m的高阻体，为岩石完整的潜流纹斑岩，局部低阻为F2断裂引起；测线800～1400m深部电阻率低，推断潜流纹斑岩体向下呈漏斗状，深部邻近围岩凝灰岩，电阻率是潜流纹斑岩和凝灰岩的综合反映，故呈现低阻特征（图2）。

5 成矿综合分析与钻探验证

5.1 成矿综合分析

根据综合物化探成果及地质资料综合分析，燕山运动晚期，区域应力场由挤压变为拉张状态，潜流纹斑岩沿F1及F2盆缘断裂侵入，靠近潜流纹斑岩部位，断裂及裂隙极为发育，潜流纹斑岩体深部沟通着岩浆房，后期含铀岩浆期后热液沿先期断裂迁移至成矿有利部位赋存成矿。区域铀成矿规律表明，潜流纹斑岩体膨胀、分支、变异部位、接触带及与断裂复合部位对铀成矿最为有利。

5.2 钻探验证

通过钻探揭露，在潜流纹斑岩内部与F5断裂交切部位和潜流纹斑岩的外接触带均发现铀矿化（图2），铀矿化均赋存于构造破碎带内（电法剖面图呈低阻特征），并伴生赤铁矿化、硅化等蚀变。

因此，在进一步工作中，应重点对U-2、U-3、U-4异常进行进行揭露，探查潜流纹斑岩与构造交切部位铀成矿特征；同时还应对F5断裂及F2断裂沿线铀偏高晕进行深部揭露，探查潜流纹斑岩外接触带铀成矿潜力。

6 结论

（1）研究区内局部地段铀元素分布不均匀，存在多处铀异常晕及偏高晕，断裂破碎带蚀变强烈发育地段铀含量具明显富集形态，铀增量表现出与深部火山热液活动相关，为深部找矿的间接线索。

（2）潜流纹斑岩体沿F1及F2盆缘断裂侵位，靠近岩体部位断裂及裂隙发育，为成矿热液的运移及赋存提供良好的扩容空间，成矿部位有利。

（3）结合地质资料，针对物探异常套合程度较好的地段进行了揭露，找矿效果较好，表明采用综合物化探测量针对隐伏铀矿勘查具有实用、高效的特点。

参 考 文 献

[1] 杜俐，沈光银，林银山.河北省张家口市铀多金属矿成矿规律与找矿方向[J].有色金属（矿山部分），2012，64（3）：46-50.

[2] 沈光银.460铀―钼矿床控矿因素及矿床成因探讨[J].矿产与地质，2007，21（5）：509-514.

[3] 汪冰，张恩，王瑞军，等.河北省沽源县小厂地区铀及多金属资源调查评价[R].石家庄：核工业航测遥感中心，2012.

[4] 张恩，汪冰，王瑞军，等.基于MORPAS的证据权重法在沽源盆地铀成矿预测中的应用[J].地质找矿论丛，2013，28（4）：540～545.

基金项目：中国核工业地质局项目（编号：201139）

作者简介：张恩（1985-），男，2008年毕业于东华理工大学资源勘查工程专业，学士学位，在职研究生，工程师，本科，主要从事矿产勘查、成矿预测方面的工作。E-mail：zhangen600@126.com。