激电测深在南方某矿床找铀矿中的应用

韦金文， 蔡昌华， 姚鹏飞

(中国核工业二七O研究所，江西 南昌 330200)

激电测深在南方某矿床找铀矿中的应用

韦金文， 蔡昌华， 姚鹏飞

(中国核工业二七O研究所，江西 南昌 330200)

南方硬岩型铀矿找矿工作开展了多年，前人取得了丰硕的找矿成果，由于受仪器设备较落后及技术手段不足的局限性，前人所找矿体均为中浅部矿体，于是应用适当的物探方法查找深部隐伏铀矿体成为未来的主要找矿方向；南方硬岩型铀矿体大多受断裂构造、层间破碎带及硅化破碎带控制，矿化蚀变发育，铀矿体所处地电异常环境呈现出低阻高极化或高阻高极化电性特征。大功率激电测深通过测量各测点由浅至深的视电阻率和视极化率，综合分析视电阻率和视极化率断面图，查找深部有利铀成矿地电异常环境，为下一步找矿工作的部署提供重要的参考依据。

断裂构造；电阻率；极化率；电性参数；地电异常环境

韦金文， 蔡昌华， 姚鹏飞.2017. 激电测深在南方某矿床找铀矿中的应用[J].东华理工大学学报：自然科学版，40(3)：293-296.

Wei Jin-wen,Cai Chang-hua,Yao Peng-fei.2017. Application of vibro-sounding in uranium deposit in a south deposit [J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 40(3):293-296.

工作区位于华夏板块中部，桃山—诸广铀成矿带的北部，带内集中产出了营前、安湖等花岗岩型铀矿床和众多的铀矿点。工作区内铀矿地质工作始于上世纪50年代末期，核工业地质部门开展了航空伽玛测量、地面伽玛普查、爱曼测量以及放射性水化学找矿、和铀矿地质填图等工作，对发现的各种异常带和一些重要异常点进行了地表槽探、浅井、小坑道揭露。在此基础上，对重点地段进行了普查、详查揭露工作；结合地质找矿，开展了大量的地质科研工作，总结和提出了包括花岗岩型铀成矿理论和找矿准则在内的一系列具有较高水平的科研成果①张金带，戴民主.2005.华东铀矿地质志[R].北京：中国核工业地质局.。但前人铀矿地质勘查工作主要集中在区内的铀矿床范围内，在深度300 m以浅的工作较系统、详细，探矿工程控制程度高，个别矿床控制深度达到500 m。对深部盲矿体查找力度不够，而矿床外围的许多矿点、矿化点以及异常点(带)的工作程度不足。故本次在工作区内开展激电测深工作，探查深部空间地电异常环境，推测深部地质体结构与构造展布形态，结合铀成矿规律及铀矿化特征，圈定深部有利于铀成矿区域，以达到功深找盲的目的，更加全面系统的评价区内铀找矿潜力(刘光鼎等，1995)。

1 地质概况及地球物理特征

1.1 地质概况

江西省兴国县古龙岗地区位于华夏板块中部，桃山-诸广铀成矿带的北部，带内地层出露比较齐全，发育有于山岩体、桃山岩体等复式岩体，为区内重要的铀源层，为铀成矿提供了丰富的铀源(徐浩等，2011)。工作区位于于山复式花岗岩的北部，产有营前铀矿床，桃嘴坑铀矿点和众多的异常点带，是一非常有利的铀成矿远景区段。

图1 工作区铀矿地质及测线布置图Fig.1 Layout of uranium geology and survey line in working area1.第四系；2.细粒黑云母花岗岩；3.中粗粒斑状黑云母花岗岩；4.细粒花岗岩脉；5.基性岩脉；6.断裂；7.产状；8.地质界线；9.铀矿床；10.铀矿点；11.铀异常点；12.大功率激电测深剖面及编号

工作区地表主要出露的岩层为中粗粒斑状黑云母花岗岩和细粒黑云母花岗斑岩，断裂或硅化带十分发育，以北东向为主，倾向南东或北西，倾角中等至陡倾斜，具密集成群特点，分支复合现象明显，构造岩致密坚硬，主要表现为硅化角砾岩带。断裂以白色块状石英硅化带为主，局部显示玉髓硅化角砾糜棱岩。它们与区内铀矿化关系极为密切②陈黎明，徐金山.2015.桃山—诸广成矿带北段大王山—于山地区铀矿资源远景调查项目设计(内部资料).。

铀矿化大都产于花岗岩体内断裂硅化带发育地段，围岩蚀变种类较多，主要的近矿围岩蚀变为硅化、绿泥石化、水云母化、紫色萤石化、赤铁矿化和胶状黄铁矿化。

1.2 地球物理特征

区内各地质体之间电性差异明显，其中第四系全新统电阻率为小于100 Ω·m，燕山早期第二阶段黑云母花岗岩3 000～30 000 Ω·m，酸性侵入体3 000～30 000 Ω·m，电阻率差异明显③陶柳，胡龙华，龚雪磊，等.2015.江西古龙岗地区电法勘探报告.；铀矿化主要产在岩体内断裂硅化带发育地段，与硅化、绿泥石化、水云母化、萤石化、赤铁矿化和胶状黄铁矿化有关。该类产铀矿地质特性，通常形成的高阻—高极化或低阻—高极化电性特征，其电性现象有别于正常岩体(庞绪成等，2012)。通过对工作区的地质、地貌景观条件、岩性特征等因素的分析，认为本区开展激电测深工作有如下相对有利条件：

(1)区内主要岩层第四系全新统、燕山早期第一阶段黑云母花岗岩及燕山早期第三阶段细粒黑云母花岗岩组成，它们存在明显电性差异。

(2)硅化带的接触带、断裂构造、破碎带等部位，由于物质成分及结构发生变化，电性也存在差异。

(3)铀矿体大多处于断裂带中且含有金属硫化物等特点，具有低阻高极化特性。

因此，矿区内的不同地质体及矿化体与围岩的物性差异给本次电法工作开展提供了较好的地球物理条件。

2 基本原理及工作布置

本次大功率直流激电测深工作采用对称四极装置，对称四极激电测深法的工作原理是基于不同岩层或同一岩层内因成分或结构等因素的不同，而具有不同的电阻率和不同的二次衰变电场，以具有一定脉宽的连续正、负方波信号经A、B电极向地下供电，地质体(层)在接通A、B电极的瞬时，形成一次电场(ΔV1)，供电持续一定时间之后，地质体(层)受激发极化产生二次场电位差(ΔV2)，此时总电场为ΔV=ΔV1+ΔV2。断电后，该地质体开始放电，由于充电达到饱和时的ΔV2值和断电瞬时的ΔV2值相等，因此，用MN电极接收，可测得二次场电位ΔV2④。当AB供电时用仪器测出供电电流I和MN处的电位差ΔV，则岩层均匀介质中的电阻率

ρ=KΔV/I

式中，ρ为岩层的电阻率(Ω·m)； ΔV为测量电极间的电位差(mV)；I为供电回路的电流强度(mA)；K为装置系数(m)，与供电和测量电极间距有关，K=πAM·AN/MN。但实际工作中所遇到的地层既不同性又不均匀，所测到的电阻率为视电阻率ρs值，根据视电阻率变化特征及二次场ΔV2的幅度大小和衰减快慢，来判断深部岩层的分布特点(傅良魁等，1991)。

④ 张凯.2011.激电中梯、激电测深工作概要[R].安徽省勘查技术院.

为查明工作区内断裂构造、岩体形态、地层界面等地质体结构，了解区内断裂构造的基本特征及深部变化情况，结合铀矿体电性特征，查找深部有利铀成矿地电异常环境，为下一步工作提供依据。在营前地段垂直主控矿断裂布设了一条大功率激电测深剖面Z5线，测线方向130°，长度3 000 m,点距100 m，采用对称四极装置，供电极距AB最大值为2 000 m(图1)。

3 测量成果及有效性研究

Z5激电测深剖面的北西侧主要在村庄前面的水稻田中，南东侧主要为山丘，在2700号测点处出露风化花岗岩。测深剖面共30个测点，点距为100 m，供电极距 AB最大为2 000 m，测深剖面长度2 900 m。

由测深剖面激电测深ηs断面等值图可以看出：断面极化率总体呈小号点(北西方向)较低，大号点(南东方向)较高的，结合电阻率情况分析，总体为高阻高极化，低阻低极化特征，推测高极化与花岗岩体关系密切，低极化推测主要受断裂构造的影响。按照异常的分布区域及地段特征，圈定了4个异常地段。

j1异常在2000号点附近，异常的两侧见有明显的低值区，异常的幅度较低，但由于两侧负异常的存在，因此圈定该异常。测氡曲线显示该处存在异常，因此推测该异常与铀矿化体关系密切。

j2异常在2700号点附近，埋藏较深，下部未封闭，说明异常在向下延伸，异常呈不规则椭圆。激电异常的幅值较高，视极化率极大值大于6.7%，视电阻率推测该处为低阻破碎带，异常值得重视，建议进一步查证。

图2 Z5剖面激电测深成果图Fig.2 The results of Z5 profile induced polarization sounding

j3异常中心位于3400号点附近，大致呈椭圆状，倾向大号点方向，异常两侧出现极小值，推测异常与该处构造关系密切，但测氡结果该处未见异常，因此该异常的意义不大③。

j4异常中心位于3700号点附近，埋藏较深，下部未封闭，说明异常还在向下延伸，异常呈不规则片状。激电异常的幅值较高，视极化率极大值大于5.8%，异常值得重视，建议进一步查证。具体见Z5剖面激电测深视极化率断面等值图。

Z5测深剖面激电测深视电阻率断面等值图上电性结构较为简单，结合实际地表地质情况推测岩性主要为中粗粒斑状黑云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩；北西侧大部分为第四系所覆盖，在1300，1700，2000，2500，3700号点两侧电性差异明显，推测存在断裂构造F1，F2，F3，F4，F5，F6。具体推断见Z5剖面激电测深视电阻率断面等值图③。

营前地段桃嘴坑矿点产在F5断裂处，该断裂性质为硅化带，是区内重要的控矿构造，该硅化破碎带长600 m，宽1.2 m左右，走向20°，倾向SE，倾角70°，含矿岩性为中粗粒斑状黑云母花岗岩，矿化蚀变为红化、硅化、萤石化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化等。根据大功率激电测深成果，结合铀矿化低阻高极化电性特征推断Z5剖面2 600～3 000 m深部及3 400～3 800 m中部为有利铀成矿区域。

由图3可知，前人施工的钻孔ZK16-6所揭露的两段矿体均位于推断的有利铀成矿区域内，大功率激电测深在铀矿找矿中的应用是行之有效的。

图3 Z5线深部有利铀成矿区域预测图Fig.3 Z5 line is favorable for uranium metallogenic area prediction1.中粗粒斑状黑云母花岗岩；2.推测断裂；3.前人施工钻孔及孔号；4.铀矿体；5.铀成矿有利区域

4 结论

本次大功率激电测深工作，有效探查出测线区段深部地质体层电性场的变化特征和异常体(层)的空间展布,取得以下认识:

(1)本区燕山早期第一阶段中粗粒斑状黑云母花岗岩是一富铀岩体，为区内铀成矿提供了丰富的铀源，铀矿赋存在硅化破碎带及断裂中，矿化蚀变见有红化、硅化、萤石化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化等。铀矿体的产出环境及矿化特征决定了其特殊的电性特征——低阻高极化。

(2)Z5剖面2 600～3 000 m测段的深部表现为低阻高极化电性特征，推测此处为矿化蚀变带，存在隐伏的铀矿体；在3 400～3 800 m测段的中部整体表现为低阻高极化，局部受硅化带影响表现为高阻，且F5硅化带为区内重要的控矿构造，故推断此处为铀成矿有利区域，经钻探验证，该处赋存有两段已知的铀矿体。

(3)在大致查明区域内铀矿控矿因素、成矿规律及铀矿化特征，了解铀矿体电性特征后，有针对性的开展大功率激电测深工作对查找深部铀矿化具有一定的指导意义。

傅良魁，何樵登，熊维纲，等.1991.应用地球物理教程：电法、放射性、地热[M].北京：地质出版社.

刘光鼎，郝天珧.1995.应用地球物理方法寻找隐伏矿床[J].地球物理学报，38(6):850-854.

庞绪成，宗静，李俊杰，等.2012 激电测深在盲矿预测中的应用及意义[J].河南理工大学学报：自然科学版，31(4):415-421.

徐浩，崔焕敏，蔡煜奇，等.2011.桃山-诸广岩体铀矿床地质-地球物理找矿模式探讨[J] 东华理工大学学报：自然科学版，34(4)：316-323.

ApplicationofVibro-soundinginUraniumDepositinaSouthDeposit

WEI Jin-wen, CAI Chang-hua, YAO Peng-fei

(Research Institute No.270 CNNC of China, Nanchang, JX 330200,China)

South hard rock-type uranium ore prospecting work carried out for many years, predecessors have made a fruitful results, due to the equipment and equipment behind the lack of technical limitations, predecessors are found in the ore body. And the application of appropriate geophysical methods to find the deep hidden uranium ore body to become the future direction of the main ore prospecting; southern hard rock uranium ore body mostly broken structure, interlayer fracture zone and silicified fracture zone control, mineralization alteration, uranium The anomalous environment of the ore body is characterized by low resistance, high polarization or high resistance and high polarization. High-power laser sounding is measured by measuring the apparent resistivity and apparent polarizability of each measurement point from shallow to deep, and comprehensively analyzing the apparent resistivity and apparent polarizability of the cross-section map to find the deep favorable uranium mineralization anomaly environment. The prospecting of the prospecting work provides an important reference.

fracture structure； resistivity； polarizability； electrical parameter； geoelectric anomaly environment

P631.3+24

A

1674-3504(2017)03-0293-04

2017-05-04

韦金文(1983—)，男，工程师，从事铀矿地质勘查及地球物理研究。E-mail:allen010131@163.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2017.03.012