若尔盖铀矿综合物探找矿方法研究与应用

李铁柱，卢宝锴，杨银荣，薛勇，袁小龙，唐余鑫



若尔盖铀矿综合物探找矿方法研究与应用

李铁柱，卢宝锴，杨银荣，薛勇，袁小龙，唐余鑫

（四川省核工业地质调查院，成都610061）

采用高精度磁测、音频大地电磁测量及地面伽马能谱测量等物探方法，在四川若尔盖铀矿区开展勘查。浅表通过地面伽马能谱测量，探寻铀矿化相关的异常信息；再通过高精度磁测及音频大地电磁测量，剖析深部断裂构造特征，结合钻孔资料，探寻若尔盖铀矿找矿新方法，并应用到实际生产中，为该区进一步找矿提供依据。

综合物探；铀矿；应用；若尔盖

若尔盖是我国十大铀资源基地之一。若尔盖地区具有非常有利的铀矿成矿条件，目前区内所发现的矿床在深部及其外围多工作程度较低，具有良好的找矿前景，同时区内发现多个铜、金矿化点及异常带，具备较好的金、铜等多金属找矿潜力，是运用新型物探方法实施找矿的理想地区［1］。

图1 若尔盖铀矿区域地质图

前人主要是对工作区内地质、成矿地质条件及区域地球化学特征进行了相关工作，面上工作相对薄弱，特别是地面物探工作非常之少，主要是简单的放射性测量和比例尺较小的航磁和重力测量。同时由于工作方法的限制，缺乏对地质结构及矿体深部的认识，对断裂的产状、破碎带特征、性质、相互关系等研究不够，对矿产的定性和预测存在较大不确定性。因此在工区内投入进一步普通物探测量工作是十分必要的，这不仅能弥补测区地层、构造等方面的资料，而且还能对区内的矿产调查研究工作起到快速有效的作用［2-4］。

笔者以若尔盖铀矿资源地为研究对象，打破以往主要依靠放射性物探方法和槽、钻等工程手段进行铀矿勘查的传统模式，引入音频大地电磁法、高精度磁测等常规物探方法，通过对物探方法的综合研究及信息集成，探索出在若尔盖铀矿田间接寻找铀矿资源的新方法。

1 区域地质矿产背景

若尔盖铀矿位于秦—祁—昆活动带西秦岭—南秦岭华力西—印支褶皱带，南秦岭铀成矿带西端（图1、图2）。其南缘紧邻玛沁—略阳深大断裂和若尔盖古陆。区内褶皱构造不甚发育，断裂构造众多，区域构造线以近东西向为主，北东向次之。

以白龙江复背斜的白依背斜为中心，北侧有斑周向斜和帕然沟背斜；南侧有迭部背斜和当额向斜。矿田西部还有早卜亲向斜、秀哇破背斜等。这些褶皱构造被后期断裂活动破坏而显得不完整。已发现的铀矿化主要分布于白依背斜北翼。白依背斜核部出露下震旦统，两翼分别出露寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系；局部残留白垩系。白依背斜轴线走向北西西280°，北翼岩层倾角60°～80°，局部直立；南翼岩层倾角50°～70°，局部直立，甚至倒转。总体为不对称背斜，并被一系列北西西向、北东向断裂切割，沿断层多有温泉出露；区内断裂以近东西向为主，北东向次之，北西向零星。近东西向走向断裂带与北东向断裂组成菱形格状构造格架，结点北西侧往往控制着铀矿床的定位，而走向断裂带则控制着铀矿体的产出。

图2 研究区地质简图

在研究区内共勘获4个工业铀矿体，矿体埋深大且均为盲矿体，集中赋存于羊肠沟组上段（S1y2）中下部含炭硅质灰岩层的断层附近，矿体受构造（断裂破碎带）控制明显。

研究区出露奥陶系、志留系，铀矿化产出于下志留统羊肠沟组上段（S1y2）硅质岩、灰岩中（图2）。

2 仪器与方法

物探工作主要采用高精度磁法测量、音频大地电磁测量和地面伽马能谱测量三种技术方法。

2.1 高精度磁法测量

测量使用G-856型微机质子磁力仪作总场观测，点距40m。工作人员在到达测点后，立稳探头读取数据并存储在磁力仪中。每个闭合观测单元的观测始于校正点，终于校正点。在校正点上前后两次读数经日变改正后的差值小于2nT。野外观测时每个测点采用两次读数，每次观测时探头的高度保持一致，两次读数误差要求在2nT之内才存储数据；数据处理时采用的数据为每个测点第一次观测的数据。

2.2 音频大地电磁测量

本次音频大地电磁测深（AMT）测量采用加拿大Phoenix公司生产的V8多功能电法采集系统，在AMT法的施测中，采用四个电极参与测量，每两个电极组成一对电偶极子，即 X-Dipole电偶极子和Y-Dipole电偶极子相互垂直，极距20m，V8接收机放在两组电偶极子的中心，测深装置采用张量观测方式，接收电极为不极化电极。本次测量点距40m。

2.3 地面伽马能谱测量

采用单位自主研发的能谱仪，型号为UNI-GM512P，仪器采用基于电荷测量技术的数字信号处理技术，稳定性高、操作简单。蓝牙无线传输，PDA控制，256、512、1 024、2 048、4 096、8 192多道可选择。经核工业放射性勘查计量站校准和鉴定，仪器符合规定的误差标准，性能良好。本次测量点距40m，采用点测模式。

3 成果解释

由以往的资料可以知，研究区内断裂构造围岩主要是高阻的硅灰岩与低阻的板岩或砂岩，电性差异明显。

断层的总体特征是二维板状体，向下延伸很深。相对于围岩介质的电阻率，断层可表现为低阻断层或高阻断层，决定于断层的性质、破碎带宽度、胶结程度、含水特征、岩脉侵入等特性及围岩电阻率特性。一般来说，新活动断层电阻率值较低，断层越老，胶结程度越强，电阻率值越高；断层破碎带越宽，越破碎，电阻率相对较小；地下和地表水越丰富，电阻率越小；压性断层少水，则为高阻，张性断层富水，则为低阻；有岩脉顺断层侵入，多为高阻。因此，判断断层最直接的依据是视电阻率断面图的横向电性是否连续［5］。也就是说，横向电性即横向的视电阻率曲线发生了较明显的下陷或上凸，使其两侧的电性差异明显，表现为一个很明显的不连续性。

根据研究区内地质特征描述，区内断层破碎带作为主要热液通道，铀矿化主要见于断层附近的灰黑色中厚层状含炭质硅质岩、硅灰岩中，正常的磁性及放射性异常反应呈峰值特征，而结合区内的实际情况，由于研究区大面积较厚的第四系覆盖层，回填作用就可能使得磁性及放射性异常表现为较低的特征，这就要求我们充分的结合实际情况具体分析。

3.1 ZP1线

ZP1线长为2 120m，前期已施工钻孔1个。地表主要为第四系覆盖。综合剖面图可以看出，磁测ΔT异常与放射性能谱异常曲线变化不明显，视电阻率值总体呈现高低交替变化分布规律（图3），较好的反映了地层的电性特征，分带特征明显。平距1 500~1 600m，磁异常与能谱异常均表现相对低值，此处地表第四系覆盖，视电阻率等值线梯度变化较大且视电阻率呈现高阻、低阻相间的特征，结合已知地质资料分析，推测该处为断层构造的电性反应，断层F2延伸较深，产状陡立，断层倾角接近90°。根据ZK12-1揭示，全孔揭露地层主要有志留系下统羊肠沟组上段（S1y）和羊肠沟组下段（S1y）。羊肠沟组上段（S1y）出露于0~683.12m，出露的岩性主要为硅质岩、灰岩、炭质板岩、硅质板岩等，根据钻孔揭露的岩性与地表出露的岩性分析，硅质岩与灰岩在深部发生相变，主要表现为硅质岩变厚，灰岩变薄；羊肠沟组下段（S1y）出露于683.12～715.71m，揭露的岩性为灰色浅变质细砂岩为主夹有薄层的含炭硅质板岩，板岩与砂岩中均具黄铁矿化。

该钻孔地质编录未发现有明显的矿化或异常。

3.2 ZP2线

ZP2线长2 120m，前期已施工钻孔2个。地表主要为第四系覆盖。视电阻率在横向上变化特征明显，其视电阻率值总体呈现高低交替变化分布规律，较好的反映了地层的电性特征，分带特征明显（图4）。平距1 400~1 700m，磁异常与能谱异常均呈峰值，此处地表基岩出露。视电阻率等值线梯度变化较大且视电阻率呈现高阻、低阻相间的特征，结合已知地质资料分析，推测该处为断层构造的电性反应，断层F2延伸较深，产状陡立，断层倾角接近90°。据ZK3-0揭示，全孔揭穿地层主要为羊肠沟组上段（S1y），岩性主要为硅质岩、灰岩、板岩等，大致与电性界面发育相一致，该钻孔地质编录未发现有明显的矿化或异常。据ZK3-1孔揭示，453.62~834.35m为羊肠沟组上段（S1y）硅质岩、硅质灰岩等，F2穿硅质灰岩而过，将硅质灰岩分为两部分，同时F2断层破碎带（低阻带）边缘发育铀矿化，规模不大，强度较小。

4 综合分析及钻探验证

根据综合物探成果及地质资料分析，区内铀矿化（体）主要见于断层F2附近的下志留统硅灰岩组合体中，F2附近电阻率等值线呈现近直立状展布，形态不规则，高阻之间存在低阻隔断及不延续现象，横向上可能存在岩性过渡现象。根据地表已知的出露现象及等值线深部延续形态分析，推断该分界线内部岩石以硅灰岩组合体为主。经过对区内已有的铀矿化孔进行综合统计，通过对若尔盖铀矿田已探明和控制的铀矿床（体）产出部位的研究，若尔盖铀矿矿体主要受层位、岩性和层间断裂联合控制。矿体赋存主岩性硅灰岩层上下的顺层构造控制，矿化多集中在硅灰岩层的层间构造中。

图4 ZP2线综合剖面及解释成果图

该区铀矿地质勘查首次采用了音频大地电磁测深法和高精度磁法两种普通物探方法对该区深部地层和构造进行了解，为了验证方法的可靠性和该方法对深部铀矿勘查的实用性和有效性，我们在原ZK3-1位置布置了钻探工程ZK3-5进行揭露和验证工作。

根据ZK3-5揭示，510.15～917.35m为羊肠沟组上段（S1y）硅质岩、含炭硅质灰岩、含炭质硅质板岩等。由图3可以看出，在F2断层破碎带边缘发现铀矿化，规模较大，品位较高，在F2南侧又发现了工业矿体，铀矿化与工业矿体均产出于硅灰岩中，这与我们的推测吻合较好，说明该方法应用在若尔盖铀矿勘查中寻找是有效的，对铀矿勘查工作具有较好的指导意义。

因此在今后的勘查工作中，应该在找矿重点区域增加普通物探工作，主要对断层F2附近的硅灰岩组合体进行深部揭露，同时还应对其他断裂构造破碎带附近成矿潜力进行探查。

5 结论

1）经过本次综合研究工作，了解到研究区内成矿规律主要受“层位—岩性—层间断裂”三要素联合控制。

2）结合地质资料，针对综合物探异常进行了揭露，找矿效果较好，表明采用综合物探测量针对隐伏铀矿勘查具有有效、实用的特点。

3）在进一步的工作中，重点对断层F2附近的硅灰岩组合体进行深部揭露的同时，还应对其他断裂构造破碎带附近成矿潜力进行探查。

[1] 李庆阳．深部铀矿直接勘查技术研究及其在若尔盖矿田的应用[D]，成都理工大学博士学位论文，2010．

[2] 朱文泉．加强普通物探寻找隐伏大型铀矿[J]．国外铀金地质，1992，（4）．

[3] 刘祜等．电、磁综合方法在南方硬岩型铀矿勘查中的应用[J]．物探与化探，2011，35（6）．

[4] 乔宝强等．音频大地电磁测深法与高精度磁法在江西河元背地区试验研究及效果[J]．铀矿地质，2013，29（2）．

[5] 王爱国，马巍，王大燕．浅层直流电法探测隐伏断层可行性分析[J]．高原地震，2005，17（3）．

The Application of Comprehensive Geophysical Methods to the Searching for Uranium Deposit in Roigê

LI Tie-zhu LU Bao-kai YANG Yin-rong XUE Yong YUAN Xiao-long TANG Yu-xin

(Sichuan Institute of Uranium Geological Survey, Chengdu 610061)

High-precision magnetic survey, audio magnetotelluric survey and ground gamma spectrometry are applied to uranium exploration in Roigê. Ground gamma spectrometry is used for searching for uranium anomalies, while high-precision magnetic survey and audio magnetotelluric survey are used for exploring deep structure.

comprehensive geophysical method; uranium deposit; application; Roigê

P631;P619.14

A

1006-0995（2017）03-0494-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.03.033

2017-01-11

李铁柱（1983-），男，辽宁沈阳人，工程师，主要从事地球物理勘查工作