综合物探法在攀枝花大田地区铀矿勘查中的应用

汪 来 张 伟 刘姗姗 武永强 焦智伟

(1.核工业航测遥感中心；2.铀资源地球物理勘查技术中心重点实验室；3.国防科技工业1313二级计量站)



综合物探法在攀枝花大田地区铀矿勘查中的应用

汪 来1,2张 伟1,2刘姗姗1,3武永强1,2焦智伟1,2

(1.核工业航测遥感中心；2.铀资源地球物理勘查技术中心重点实验室；3.国防科技工业1313二级计量站)

介绍了音频大地电磁测量法(Audio-frequency magnetotelluric sounding,ATM)和地面高精度磁测法的基本原理，以攀枝花大田地区铀矿勘查为例，阐述了综合物探法在探测深部构造及岩性划分方面所取得的成果，结果表明：综合物探法在攀枝花大田地区铀矿勘查工作中成效显著，可供类似勘查工作参考。

铀矿勘查 音频大地电磁测量 地面高精度磁测 深部构造 岩性划分

铀矿勘查是一项具有战略意义的工作，前人在攀枝花大田地区开展了大量的铀矿找矿工作，并对铀矿床地质特征、矿化成因及控矿因素进行了深入的研究。以往由于技术条件限制，铀矿调查研究工作主要集中于地表或浅部，深部铀成矿环境的探测则较少涉及，严重制约了区内找矿工作进程。现阶段，随着各类探测仪器研发水平的不断提高，大量高性能的探测装备得到了广泛应用，为深部地质环境探测提供了有利条件。本研究以攀枝花大田地区为例，综合采用音频大地电磁测量法(ATM)与地面高精度磁测法进行铀矿勘查。

1 研究区地质概况

研究区位于攀枝花大田背斜南东翼，大田街—河边断裂之次级断裂上，区内主要出露地康定群(Pt1k)黑云斜长混合片麻岩、混合岩化斜长角闪岩、变粒岩、黑云斜长混合岩等。区内构造以断裂为主，褶皱次之，主要发育NE、近EW走向断层，少量近SN向及其他走向的断层。研究区内铀矿化严格受构造控制，F3断裂为区内的控矿断裂，其旁侧的次级断裂及更次一级的裂隙带为主要的容矿构造。近矿围岩蚀变主要有钾长石化、黄铁矿化、黄铜矿化、绢云母化、硅化、黄铁矿化等。由区内岩石电、磁参数(表1)可知区内岩石的电、磁性特征：①眼球状混合岩和黑云斜长混合岩呈高阻特征，具有较强磁性；②花岗片麻岩呈低阻特征，具有较弱磁性；③闪长岩质混合岩和石英闪长岩为高阻弱磁性。

表1 岩石电阻率和磁化率

2 综合物探法

2.1 方法原理

(1)音频大地电磁测量法(ATM)。音频大地电磁测量是由大地电磁测量发展而来，利用天然电磁信号为场源，观测天然电磁场的4个水平分量的时间序列信号，从而计算出视电阻率[1-2]。

(2)地面高精度磁测法。地面高精度磁测是一种磁法勘探方法，主要测量地磁场垂直分量的相对变化。岩石是由矿物组成的，岩石的磁性与矿物的磁性直接有关，岩石磁性主要取决于所含的铁磁性矿物。一般来说，铁磁性矿物含量愈多，磁性愈强。地壳浅部的岩石和矿体从形成时起，便被磁场磁化。岩石和矿石被地磁场磁化的原理与物质磁化原理一致，但地磁场对岩(矿)石的磁化是长期的，在磁化过程中岩石又可能经历了各种变化，使其磁性变得更复杂。

2.2 测线布置

研究区铀矿化主要受NE向F3断裂及旁侧近EW向断裂带控制，查明F3断裂及旁侧近EW向次级断裂在深部的产状、延伸及规模对该区进一步开展铀矿勘查具有重要的指导作用。根据物探测线方向垂直于探测目标体走向的原则，共布置ATM测线9条，方向0°，线距300 m，点距20 m；布置地面高精度磁测测线22条，网度100 m×20 m(图1)。

图1 物探测量测线布置

3 物探成果解译

3.1 AMT资料分析

图线反演电阻率断面

3.2 地面高精度磁测资料分析

根据△T等值线平面图，可将研究区的磁场特征分为3类：①Ⅰ#平缓的正负磁场区，分布于研究区北部，呈EW向展布，长约2 km，宽约500 m，南以大田街—河边断裂为界与南部平缓变化的负磁场区相连，在△T等值线平面图上表现为磁场等值线稀疏，正负磁场呈片状交替存在，磁场变化梯度较小，该区段对应的岩性为黑云斜长混合岩和眼球状混合岩，岩性变化较复杂；②Ⅱ#平稳的负磁场区，分布于研究区南部，磁场变化较平缓，变化幅值为60 nT，在△T剖面平面图上表现为磁场变化平稳，曲线舒缓，在△T等值线平面图上表现为等值线稀疏，等值圈呈片状分布，该区段对应的岩性为石英闪长岩；③Ⅲ#变化的负磁场区，变化梯度较大，对应的岩性为闪长岩质混合岩(图4)。

图线反演电阻率断面

图4 地面高精度磁测△T等值线平面

构造及热液活动会引起局部铁磁性物质的增加或减少，断裂的磁性面貌主要表现为线性的负磁异常带、正负磁场分界线及串珠状正磁异常等。本研究以F3断裂蚀变带、F1-3断裂为例进行进一步分析。F3断裂在△T等值线平面图上表现为正负磁场分界线(图5)，在△T剖面平面图上表现为南部弱磁区域与北部强磁区域的渐变过渡带。F1-3断裂为F3断裂的次级断裂，在△T等值线平面图上表现为串珠状正磁异常特征(图6)。

4 结 论

(1)受混合岩化作用不均匀的影响，混合岩在磁测剖面上的电性变化较大，表现为高阻体中夹杂团块状低阻的特征。

(2)同一类岩性因蚀变程度不同，可表现出不同的磁性特征，甚至表现出截然相反的磁性特征。

(3)电、磁法对攀枝花大田地区NE向F3蚀变带及旁侧次级含矿断裂具有较好的探测效果，断裂在电性断面中反映为向深部延伸的明显舌状、囊状低阻体，在△T剖面与等值线平面图中反映为不同面貌的磁场分界线、串珠状正磁异常，证实了综合物探法在研究区探测铀成矿环境方面有一定的成效。

图5 F3断裂磁异常特征

图6 F1-3断裂磁异常特征

[1] 陈乐寿，王光锷.大地电磁测深法[M].北京：地质出版社，1990.

[2] 马俊学，陈 剑，滕永波.金属矿山巷道地球物理超前预报方法研究进展及发展趋势[J].金属矿山，2016(4)：1-12.

2016-05-12)

汪 来(1985—)，男，工程师，050002 河北省石家庄市学府路11号。