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      應(yīng)用伽馬能譜參數(shù)探討粵北地區(qū)鈾成礦規(guī)律及前景

      2015-12-17 09:03:34
      西部探礦工程 2015年4期
      關(guān)鍵詞:富集區(qū)礦田伽馬

      王 娥

      (廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì),廣東廣州510800)

      應(yīng)用伽馬能譜參數(shù)探討粵北地區(qū)鈾成礦規(guī)律及前景

      王 娥*

      (廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì),廣東廣州510800)

      根據(jù)對(duì)前人在粵北地區(qū)取得的伽馬能譜實(shí)測(cè)資料進(jìn)行再次綜合整理,分析高鈾區(qū)與鈾礦礦田間關(guān)系,根據(jù)礦田上高鈾區(qū)的伽馬能譜參數(shù)特征和高鈾區(qū)鈾元素的遷移、富集規(guī)律,總結(jié)出鈾礦田位于鎬鈾區(qū)內(nèi)和具有已知礦田參數(shù)特征的鈾富集區(qū)之中,并對(duì)礦田外圍未知地段高鈾區(qū)進(jìn)行篩選和成礦預(yù)測(cè)。

      高鈾區(qū);鈾富集區(qū);伽馬能譜參數(shù)特征

      研究區(qū)位于粵北的韶關(guān)地帶,地質(zhì)上位于南嶺東西向構(gòu)造帶的北—中亞帶。北亞帶由九峰、諸廣、坪田、油山、青嶂山巖體組成,中亞帶由大東山、貴東、熱水巖體組成。前人于1986年對(duì)粵北地區(qū)進(jìn)行了伽馬能譜測(cè)量,測(cè)區(qū)面積約為1.7×104km2,采用微機(jī)控制的四道伽馬能譜儀進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量精度相當(dāng)于1∶35萬(wàn)。此次根據(jù)探測(cè)結(jié)果,結(jié)合已有地質(zhì)資料,整理出該區(qū)的高鈾分布特征、礦田伽馬能譜特征以及高鈾區(qū)中鈾元素遷移富集特征。

      1 高鈾區(qū)分布特征

      測(cè)區(qū)內(nèi),高鈾區(qū)在空間分布上具有以下特征:首先,所有高鈾區(qū)都受巖漿巖帶控制,成東西向展布,地層中規(guī)模小且呈零星狀。北亞帶共有14處高鈾區(qū),其中諸廣巖體中有9處。如圖1所示。青嶂山體中有8處,編號(hào)為1、2、4、5、6、7、8、20號(hào),青嶂山巖體中1處,編號(hào)為16號(hào),坪田巖體中1外,編號(hào)為24號(hào),油山巖體中1處,編號(hào)為15號(hào),九峰巖體中2處,編號(hào)為18、23號(hào)。中亞帶共有8處高鈾區(qū),其中大東山巖體中1處,編號(hào)為17號(hào),貴東巖體中有5處高鈾區(qū),編號(hào)為9、10、11、12、22號(hào),熱水巖體中有2處高鈾區(qū),編號(hào)為13、19號(hào)。其次,大多數(shù)高鈾區(qū)受一組或多組構(gòu)造聯(lián)合控制,礦田產(chǎn)于高鈾區(qū)中。如6號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出城口礦田,5號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出長(zhǎng)江礦田,2號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出百順礦田,1、20號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出欄河礦床和全安礦田;9號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出下莊礦田。此外14號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出271、274礦床,16號(hào)高鈾區(qū)產(chǎn)出273礦床。由上可見(jiàn),粵北花崗巖類(lèi)型鈾礦田都位于伽馬能譜高鈾區(qū)內(nèi)或在它的邊緣。但是研究區(qū)內(nèi)還有許多規(guī)模較大的高鈾區(qū),至今仍未發(fā)現(xiàn)礦床,如諸廣巖體中3、4、8號(hào)高鈾區(qū),貴東巖體中的11、12號(hào)高鈾區(qū),熱水巖體中的13號(hào)高鈾區(qū),油山巖體中的15號(hào)高鈾區(qū)等,為評(píng)價(jià)為些高鈾區(qū)的找礦遠(yuǎn)景,統(tǒng)計(jì)了下莊礦田、長(zhǎng)江礦田、城品礦田、百順礦田、全安礦田和已知非礦龍?zhí)督?、大坪高鈾區(qū)的參數(shù)特征(見(jiàn)表1),以作為礦與非礦高鈾區(qū)篩選標(biāo)準(zhǔn)。

      2 鈾礦田伽馬能譜參數(shù)特征

      經(jīng)過(guò)整理歸納伽馬能譜測(cè)量結(jié)果,結(jié)合已有地質(zhì)資料,得出粵北地區(qū)有礦與非礦高鈾區(qū)參數(shù)特征見(jiàn)表1。

      經(jīng)過(guò)分析表1,可得出以下結(jié)論:

      (1)鈾釷鉀均值特征。礦與非礦的鈾均值無(wú)明顯區(qū)別,而主要區(qū)別在釷鉀均值大小上。當(dāng)釷均值為(29.0~43.0)×10-6時(shí),為礦田參數(shù)特征值;若釷均值大于43.0×10-6(或小于29.0×10-6),為非礦參數(shù)特征值。當(dāng)鉀均值為(3.0~4.0)×10-2為礦田參數(shù)特征,當(dāng)鉀均值小于3.0×10-2為非礦地區(qū)特征。

      (2)鈾釷鉀方差特征。礦與非礦鈾鉀方差大小及鈾變異系數(shù)大小都無(wú)明顯的區(qū)別,而釷方差大小則有明顯差異。當(dāng)釷方差為(7.0~13.0)×10-6時(shí),為礦田參數(shù)特征,當(dāng)釷方差大于13.0×10-6時(shí),或小于7.0×10-6時(shí),為非礦參數(shù)特征。

      (3)鈾釷鉀比值大小特征。礦與非礦鈾鉀比值大小無(wú)明顯差別,主要區(qū)別在于釷鉀比值和釷鈾比值大小上,當(dāng)釷鉀比值為7.5~13時(shí),釷鈾比值小于4時(shí),為礦田參數(shù)特征;當(dāng)釷鉀比值大于13時(shí),或小于7.5時(shí),或釷鉀比值大于4時(shí),為非礦參數(shù)特征。

      表1 粵北地區(qū)礦與非礦高鈾區(qū)參數(shù)特征表

      從以上3個(gè)方面參數(shù)特征看,礦與非礦高鈾區(qū)參數(shù)特征主要區(qū)別在釷的一些參數(shù)上,如釷鉀均值、釷方差、釷鉀比值、釷鈾比值等參數(shù)特征值上。這主要是釷元素在巖石中比較穩(wěn)定,而鈾元素在巖石中比較活潑,易于遷移[1]。所以應(yīng)用釷的參數(shù)進(jìn)行識(shí)別本區(qū)礦與非礦高鈾區(qū)比應(yīng)用鈾參數(shù)更有利。

      3 高鈾區(qū)中鈾元素遷移富集特征

      根據(jù)前人對(duì)華南地區(qū)花崗巖中鈾釷元素關(guān)系研究結(jié)果看,鈾釷元素在成巖時(shí)都以正四價(jià)狀態(tài)出現(xiàn),并以正相關(guān)形式存在于巖石之中,后來(lái)由氧化作用,鈾由正四價(jià)變?yōu)檎鶅r(jià)形式被遷移,而釷仍以正四價(jià)保留下來(lái)。據(jù)此我們用現(xiàn)代實(shí)測(cè)釷含量估算原始鈾含量(u0),將它與現(xiàn)代鈾含量(u)進(jìn)行比較,得出區(qū)內(nèi)鈾的遷入和選出[2]?,F(xiàn)引入鈾的富集系數(shù)(Fu),經(jīng)它來(lái)表征巖石自成巖以來(lái),鈾的遷入和遷出相對(duì)量的大小,寫(xiě)成以下表達(dá)式:

      式中:u——現(xiàn)代鈾含量,10-6;

      u0——原始鈾含量,10-6。

      當(dāng)Fu=0時(shí),表明巖石自成巖以來(lái),鈾遷入和遷出都不明顯,稱(chēng)為正常高鈾區(qū),或非活化區(qū);

      當(dāng)Fu>0時(shí),表明巖石自成巖以來(lái),鈾以遷入為主,稱(chēng)為鈾富集區(qū);

      當(dāng)Fu<0時(shí),表明巖石自成巖以來(lái),鈾以遷出為主,稱(chēng)為鈾淋失區(qū)。

      這里的鈾遷入和遷出區(qū)都可稱(chēng)為鈾活化區(qū)。

      區(qū)內(nèi)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,正常高鈾區(qū)Fu值在-30%~+30%間,鈾富集區(qū)Fu>+30%,鈾淋失區(qū)Fu<-30%區(qū)。有意義的是在區(qū)內(nèi)所有鈾礦床位于礦高鈾區(qū)的鈾富集區(qū)內(nèi)。即礦床位于鈾富集系數(shù)Fu>+30%的地段。

      如下莊礦田9號(hào)高鈾區(qū),所有礦床都在鈾富集區(qū)內(nèi),南部和西部為鈾遷出區(qū),沒(méi)有發(fā)現(xiàn)礦床。全安礦田和欄各地區(qū)1、20號(hào)高鈾區(qū)中礦床都產(chǎn)于邊緣的鈾富集區(qū)內(nèi),中央大坪一帶鈾遷出為主,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)礦床。百順礦田2號(hào)高鈾區(qū),長(zhǎng)江礦田5號(hào)高鈾區(qū),城口礦田6號(hào)高鈾區(qū),這類(lèi)高鈾區(qū)內(nèi)鈾都以遷入為主,未發(fā)現(xiàn)鈾的遷出。油山巖體15號(hào)高鈾區(qū),熱水巖體19號(hào)高鈾區(qū),鈾遷入和遷出都不明顯,為正常高鈾區(qū),鈾活化程度低,難以形成工業(yè)鈾礦床,這類(lèi)高鈾區(qū)對(duì)找礦意義不大。

      4 成礦預(yù)測(cè)

      在未知地段高鈾區(qū)內(nèi),先應(yīng)用已知礦田參數(shù)特征值進(jìn)行篩選,然后在礦高鈾區(qū)內(nèi)進(jìn)行鈾富集系數(shù)計(jì)算,圈出鈾富集區(qū),舍去淋失區(qū),進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)。見(jiàn)表2。

      (1)礦田外圍預(yù)測(cè)諸廣巖體中4號(hào)高鈾區(qū)(老屋場(chǎng))、7號(hào)高鈾區(qū)(白石洞)、貴東巖體中11號(hào)高鈾區(qū)(湯坑)3處為Ⅰ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)。諸廣巖體中3號(hào)高鈾區(qū)(花盤(pán))、8號(hào)高鈾工(桂坑)、貴東巖體中10號(hào)高鈾區(qū)(司前)、熱水巖體中13號(hào)高鈾區(qū)(漁灣)等四處為Ⅱ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

      (2)礦田周?chē)A(yù)測(cè)下莊礦田9號(hào)高鈾區(qū)內(nèi)5個(gè)地段,如新橋斷裂—黃坡斷裂—明珠湖斷裂以東鈾富集區(qū)地段、339礦床—石角圍斷裂西—巖莊東—饒村鈾富集區(qū)地段、338礦床—337礦床南—新街北鈾富集地段、茅山鈾富集地段、全安礦田和白云礦田1高鈾區(qū)內(nèi)南雄斷裂的蒼石鈾富集區(qū)地段,為找礦遠(yuǎn)景地段。

      表2 未知高鈾區(qū)參數(shù)特征表

      [1] 孫念義.區(qū)域航空伽馬能譜地球化學(xué)解釋及預(yù)測(cè)方法的探討[J].鈾礦地質(zhì),1987(5).

      [2]張?jiān)埔?應(yīng)用特征參數(shù)Gu,Fu,B處理區(qū)域伽馬能譜資料的效果初探[J].鈾礦地質(zhì),1986(4).

      P623

      A

      1004-5716(2015)04-0143-03

      2014-04-16

      2014-05-05

      王娥(1981-),女(漢族),湖北隨州人,工程師,現(xiàn)從事地質(zhì)勘查工作。

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