安康地区采集地表溪水作为铀矿水化学找矿可行性研究

2018-09-21，

地下水 2018年5期

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(中陕核工业集团二二四大队有限公司，陕西西安 710024)

水文地球化学找矿在各个阶段有着不同的目的任务，如在小比例尺(1:5～1:10万)的水化学区调中,通过系统的大面积采集水样,野外路线观测,查明水中放射性元素的区域分布和富集规律,做出区域成矿远景区预测。在国外(美国、加拿大等国家)铀矿水化学区调中，主要采集地表溪水样，而我国一直沿用采集地下水样进行水化学找矿，利用地表溪水水文地球化学找矿一直处于试验、摸索阶段。

为今后在铀矿水化学区调中用地表溪水代替地下水找矿提供依据，真正实现水文地球化学找矿快速、简便、高效的找矿效果，在陕西安康幅5 774 km2范围内1:5万～1:10万水化学综合区调中，进行了地表溪水采和地下水找矿效果对比试验，通过对试验数据和找矿成果系统的总结和分析，认为采集地表溪水和地下水找矿效果是一致的，采集地表溪水的方法是可行的，与采集地下水相比更具有快速、简便、高效的特点，同时提出了在秦岭以及其以南水文网发育地区的铀矿水化学区调扫面可用地表溪水代替地下水。

1 地质、水文地质条件

1.1 地质条件

试验区位于南秦岭秦巴山区印支褶皱带，广泛出露古生代的志留系、寒武系、寒武—奥陶系、泥盆系等中—浅变质岩类，主要岩性为碳质板岩、钙质片岩、灰岩等。碳硅质岩石铀背景值含量高，为铀源层。区内侵入岩不发育，仅见规模小的超级性岩脉。构造较发育，东西向和北西向为本地区的主要构造骨架；东西向以褶皱和区域性断裂为特征，北西向则以大的断裂带为其特征;主要断裂为控矿构造,如两岔河—白庙岭断裂带上有大量铀矿化点和异常点带。

1.2 水文地质条件

试验区属于凉亚热带湿润、半湿润气候，年均气温为15.4℃,一月气温2.1℃,七月份均温为24℃～28℃，最高41.7℃、最低-9.5℃,年降水量750～1 200 mm，大气降水是地下水的主要补给源。秦巴山地，群山起伏，山势陡峻，地势总的北高南低，中部南羊山为分水岭，海拔2 329.2 m。分水岭以北，海拔1 000～2 000 m，地形切割厉害，河谷多呈“V”型，水流急，但流量不大；分水岭以南，海拔800～1 200 m，地形相对平缓，沟道上中游多为“V”型，在接近汉江时，沟道多呈“U”型谷。

地表水系发育，南羊山以北，一、二级水系多呈近平行状展布，水文网密度(1/5万地形图)0.26条/km2,一级水系一般流量为1～20 L/S，主要河流有旬河,乾佑河等；南羊山以以南，一、二级水系呈平行状、树枝状及羽毛状展布，密度为0.46条/km2,一级水系一般流量5～40 L/S，二级水系一般流量40～79 L/S，主要河流有旬河,仙河,麻坪河、蜀河等，这些河流流入汉江。

区内地下水有三种类型：(1)第四系孔隙潜水，分布在河谷，溪沟两侧及山地前缘，在安康盆地较发育，水位埋深5～30 m，二级以上高阶地富水性中等，水位埋深20～50 m，水化学类型主要为HCO3-CaMg型水，次为HCO3-Ca型水，矿化度为0.2～0.3 g/L,pH值6～7。(2)基岩裂隙水，变质岩中裂隙水比较发育,富水性比较弱,水化学类型为HCO3-CaMg(Ca)、HCO3SO4-CaMg型水,矿化度为0.1～0.5 g/L,pH值6～8。③岩溶水，主要在测区北部、中部出露,富水性中等-弱,水化学类型为HCO3-Ca(CaMg),矿化度为0.1～0.46g/L,pH值7～8。

2 技术要求

地表溪水采集在一、二级水系及其交汇处系统采样，考虑到测区地质，水文地质条件及汇水域，采用0.5个/km2的采样密度,均匀分布,检查工作量>10%。分析项目:水中铀。其它的技术要求均执行《铀矿水化学找矿规范》(EJ276-86)。

表1 地表溪水与地下水中铀底数异常值对比表

表2 水异常主要特征值对比

3 试验成果及对比

3.1 水中铀含量及其分布特征

区内地表溪水铀含量变化范围0.05～4.0 ug/L,一般介于0.05～3.3 ug/L间,地下水中铀变化范围0.05～400 ug/L,一般在0.05～10 ug/L间，地表溪水铀含量略低于地下水铀含量(见表1)。

由表1可知,标准差:全区的沉积—变质岩类的地表溪水小于地下水,表示地表水中的铀分布均匀,离散度小,碳酸盐岩类地表溪水大于地下水,则可能是地表溪水混合了汇水区内的其它岩类的地下水。

底数:地表溪水略低于地下水。偏高值、增高值、异常值:其值的大小,决定于底数和标准差,是两者综合作用的结果,除碳酸盐岩类区如上所述的原因外,不论全区或具体岩类区,都是地表溪水略低于地下水。

以上说明,一、二级水系大部分受地下水补给,且补给途径不长,水中铀含量的变化不大,地表溪水和地下水的铀含量分布特征是符合铀水文地球化学原理,因此,采集地下水或采集地表溪水的铀矿水化学找矿,均能满足1/5～1/10万水化学区调的目的和任务的。

3.2 水异常主要特征值对比

异常点数：全区地表溪水铀异常230个，地下水铀异常432个，前者为后者的53.2%，由于采样的密度不同，二者相差1倍，以取样点(基本样)为计，前者为后者的48.7%，异常出现率，地表溪水为8.8%,地下水为8.1%。水异常片：二者相同，均为30个(见表2)。

地表溪水异常片面积<5 km2的只有一个，地下水异常片有3个； >50 km2的地表溪水异常只有2个；地下水6个 ,而其它异常的面积(5～10,10～50 km2)二者接近。小面积(<5 km2)和大面积(>50 km2)地下水异常多于地表溪水，原因有二：(1)地下水异常反映敏感，有利于反映局部地段铀的偏高，地下水出现小面积异常片多，(2)地下水异常多，在有利的地质体连续出现异常的机率高。

异常极大值和异常系数:地表溪水比地下水都低，符合地下水中铀高于地表溪水的一般规律。

图1 地表溪水与地下水铀水异常片分布对比图

3.3 异常片形态对比

从上异常片分布对比图中可看出(图1)，二者铀水异常片吻合程度较好，在区域上总体呈东西向三条带状展布，说明水异常成因相同。略有不同的是，单个异常片的形状有所不同，地表溪水异常片形态多呈不规则纺锤状，透镜铀状，地下水则多为不规则长齿状，块状，纺锤状。其原因是地表溪水异常片是直接反映汇水域水异常的特征，严格受水系，地貌等制约，加之取样密度小，故沿水系呈纺锤状；地下水异常是对有利地质体的明显反映，加之取样密度大，故形成可跨几个水系展布的不规则的长齿状，块状及纺锤状。