地面伽马能谱测量在某金属矿找矿中的应用研究
2018-12-27刘鹏
刘 鹏
(江西省核工业地质局二六一大队,江西 鹰潭 335000)
2010年S地区进行了1∶5万航空放射性测量,核工业航测遥感中心发现当地存在航放异常情况,而在2017年开展的航放异常空间展布特征、U矿特征深入研究中,研究开展了1∶10000地面伽马能谱测量工作,并由此明确了S地区U矿分布特征,研究具备的较高现实意义可见一斑。
1 地质概况
S地区属于火山岩分布区,区内主要分布有白垩统宁远村组陆相酸性火山岩(K1n),主要有流纹岩,次为流纹质角砾凝灰岩、流纹质角砾熔岩、松脂岩、流纹质凝灰岩,区内大面积分布白垩系宁远村组流纹岩,东南部多见椭圆状集中分布的流纹质角砾熔岩,全新统主要分布于测区沟谷中。
2 工作方法及数据处理
(1)工作方法。在S地区的1∶10000地面伽马能谱测量中,使用的测量仪器为RS230型能谱仪,测网为100m×40m,点位误差小于5m并采用单点测量模式,测量时间为60s,为得到Th、U、K、DOSE四个测量数值,地面伽马能谱测量开展了异常点二次测量。研究采用一般测量精度,为提升研究的针对性,忽略了放射性本底影响,并剔除了因操作不当引起的异常数据值,数据处理采用了GEOSOFT5.1、MAPGIS6.7等数据处理软件以及克里金插值法,最终获得了网格化间距为25m的GRD文件与基础等值图件[1]。
(2)异常筛选。在地面伽马能谱测量的异常划分中,划分过程遵循了以下几方面原则:①异常点。Th(U或K)含量在地质体背景值的3倍以上,并受岩性、蚀变带、层位或断层控制,这种情况下延伸长度小于20m的异常被称为地面伽马能谱测量异常点。②异常带。Th(U或K)含量达到异常点标准,这种情况下连续延伸长度达到20m以上的异常点可以称为异常带。③异常晕。Th(U或K)含量在地质体背景值3倍标准偏差以上,但该值未达到异常点标准,这一区域被称为异常晕,其中异常晕可细分为偏高晕和高晕,其中异常晕可表示为:X+3Sd≤Q<3X,偏高晕可表示为:X+Sd≤Q<X+2Sd,高晕可表示为:X+2Sd≤Q<X+3Sd,其中X、Sd、Q、分别为Th(U或K)的背景含量、异常晕的Th(U或K)含量、Th(U或K)背景含量的标准偏差。
围绕共计1310个测量数据进行统计分析,并引入迭代法计算全区背景值及标准方差等参数,最终得出了表1所示的异常等级划分,由此可确定1条U异常带、1条U异常点,分别表示为UM01、UMG02。
表1 异常含量等级划分
3 伽马能谱特征分析
(1)一般特征。结合地面伽马能谱测量在,可确定S地区K含量、U含量、Th含量的最大值分别为5.2×10-2、15.3×10-6、26.2×10-6,且均呈不规则状分布于S地区西南侧流纹岩附近,区内K、U、Th元素分布规律明显,进一步分析可得出表2所示的S地区岩石伽马能谱参数特征。
结合表2进行分析,可得出以下结论:①U和Th的平均含量在全新统中明显高于全区背景值,U约为背景值的1.3倍,Th则约为1.1倍,二者的标准偏差Sd同样明显高于全区相应值,变异系数则基本与全区相同。②K、U、Th平均含量在流纹岩中略高于全区背景值,且变异系数、标准偏差也高于区内背景值,由此可确定该区域K、U、Th含量相对较高并具备成矿潜力,可能出现的局部富集现象需得到重视。③流纹质角砾熔岩中U的平均含量低于区内背景值,Th、K的平均含量则略高于全区背景值,由于二者的变异系数、标准偏差与全区背景值相近,因此可判断流纹质角砾熔岩区域不具找矿潜力。④松脂岩及流纹质凝灰岩中,K、U、Th平均含量、变异系数、标准方差均低于全区背景值,同样可判断相关区域不具成矿潜力。
表2 S地区岩石伽马能谱参数特征
(2)U异常特征。结合工区U异常分布,可确定U异常点主要位于工作区的西南部,并均产于流纹岩中,U异常带、U异常点的特征如下:①U异常带。异常带位于测区西南部,长、宽约为640m与45m~95m,整体呈东东向串珠状展布,U含量处于10×10-6~12×10-6,最高值点属纯U异常并位于断裂交汇部位,该部位伴生硅化、褐铁矿化、高岭土化等蚀变,赋存于碎裂流纹岩中。②U异常点。呈现点状分布特征,属纯U异常,K、U、Th含量分别为1.5×10-2、9.6×10-6、15.3×10-6,位于断裂破碎带,伴生褐铁矿化、高岭土化等蚀变,赋存于碎裂流纹岩中。
(3)综合分析。结合地面伽马能谱测量及分析,可确定S地区地面伽马能谱异常位于西南部组破碎流纹岩中,且附近存在断裂构造发育,U元素的迁移、富集得到了断裂构造的有力支持,火山热液活动与这种情况的出现存在直接联系。由于断裂构造对地面能谱异常影响显著,因此可判断S地区存在U元素富集现象,并能够断定区域具备较高成矿潜力,后续研究的方向由此得以明确。
4 结论
综上所述,地面伽马能谱测量能够较好服务于U矿找矿,在此基础上,本文涉及的工作方法、异常筛选、一般特征分析、U异常特征分析等内容,则提供了可行性较高的地面伽马能谱测量应用路径,而为了进一步提升U矿找矿水平,伽马能谱剖面测量、配套的钻探工作开展同样需要得到重视。