運用CSAMT成果探討下莊礦田部分地區(qū)深部成礦潛力

陳允森

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊，廣東廣州510800）

運用CSAMT成果探討下莊礦田部分地區(qū)深部成礦潛力

陳允森*

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊，廣東廣州510800）

通過對比放射性物探方法、磁法、激電中梯、高密度電法、CSAMT（可控源大地電磁測深）在下莊礦田鈾礦勘查中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)CSAMT能較好地探測到深部巖礦石的電物性特征，在鈾礦勘查工作中是有效的勘探方法。并根據(jù)其測試成果推測：下莊地區(qū)、墩頭地區(qū)、仙石地區(qū)、馬頭嶺地區(qū)、坪田地區(qū)等-300m以上構(gòu)造發(fā)育，礦化較好，在-300m以下礦化較差，說明地表礦體或構(gòu)造向深部延伸不穩(wěn)定。

CSAMT成果；電物性特征；下莊礦田

1 概述

下莊礦田是一個老礦田，從1958年至今，已找到18個鈾礦床，實現(xiàn)了萬噸礦田，為新中國的國防事業(yè)和經(jīng)濟建設(shè)作出了突出貢獻，但這些鈾礦床都處在中淺層，標(biāo)高范圍在-300～300m。時至今日，小于-300m標(biāo)高的深部，還未曾發(fā)現(xiàn)有工業(yè)價值的鈾礦體。特別是2006年以后在下莊礦田深部投入了大量的工作量來探測其鈾成礦規(guī)律，但一直沒有突破，難道在其深部真的沒有礦嗎？還是沒有找到？帶著這些疑問，從這幾年物探工作成果入手，進行資料整理、綜合分析進行總結(jié)。

2 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于南嶺諸廣巖體南部,屬于貴東花崗巖體東部，大地構(gòu)造位置處于閩贛后加里東與湘桂粵北海西-印支坳陷的交接部位。

南嶺地區(qū)花崗巖體主要由3條EW向花崗巖帶組成，自北向南依次為：騎田嶺—九峰山花崗巖帶（北帶）、大東山—貴東花崗巖帶（中帶）、佛岡—新豐江花崗巖帶（南帶）[1]，研究區(qū)屬于中帶。礦田受黃陂斷裂與馬屎山斷裂的夾持，區(qū)內(nèi)EW、NEE、NNE向3組斷裂相互交織，控制礦田內(nèi)鈾礦床的分布。其中，北北東的硅化斷裂帶與近東西向中基性巖脈呈近等間距分布，形成棋盤格子狀構(gòu)造（圖1）。

圖1 下莊礦田地質(zhì)略圖

2.1 巖漿巖

研究區(qū)巖漿巖覆蓋全區(qū)，巖漿巖主要由印支期花崗巖和印支—燕山期中基性巖脈組成，礦田南部和中部主要出露呈巖基產(chǎn)出的魯溪巖體和下莊巖體，礦田北部由從東至西呈半環(huán)狀排列的帽峰巖體、分水坳、龜尾山、白水寨和巖莊巖體等組成，與下莊巖體呈侵入接觸。組成礦田的巖體從南至北礦物顆粒逐漸變細，斑晶含量逐漸減少，巖體年齡逐漸變新，半環(huán)狀排列的巖體大多數(shù)形成于印支晚期，從東至西巖體侵入年齡從新到老遞增。

礦田內(nèi)部印支期花崗巖在區(qū)內(nèi)出露面積最大，主要有魯溪巖體、下莊巖體與帽峰巖體等，呈巖基產(chǎn)出。

印支期巖體：第一侵入期花崗巖，呈巖基產(chǎn)出，分相較好，巖性為漸變關(guān)系；中心相分布于南部，出露面積小，巖性為粗粒（巨）斑狀黑云母（二長）花崗巖,過渡相巖石廣泛分布，巖性為中粒斑狀黑云母花崗巖；邊緣相僅見于工作區(qū)東部，巖性主要為細粒黑云母、二云母花崗巖。

其他侵入體：巖石為第三期花崗巖，其中第一期侵入體巖石見于礦田西部、西北部、呈巖株產(chǎn)出，巖性為中—細粒二云母花崗巖；第二期侵入體巖石見于礦田東部，呈巖株產(chǎn)出，巖性為細粒、不等粒白云母花崗巖；燕山第四期的石英正長巖。中基性巖脈成群成組分布，主要有輝綠巖，其次為輝綠玢巖。

印支期花崗巖呈灰白色，粗粒斑狀花崗巖結(jié)構(gòu)。造巖礦物有微斜條紋長石、斜長石、石英、黑云母，長石不發(fā)紅。副礦物有磷灰石、綠簾石、金紅石等。蝕變礦物見少量水云母、綠泥石、黃鐵礦和碳酸鹽等。關(guān)于印支期的巖體年齡前人的工作結(jié)果有：熱水巖體單顆粒鋯石219.1Ma±0.2Ma[2]，Rb-Sr等時線215.2Ma± 6.3Ma[3]；印支期花崗巖年齡大致為219～235Ma之間。

2.2 構(gòu)造

礦田內(nèi)分布有東西向、北東東向和北北東向3組構(gòu)造帶。

東西向構(gòu)造帶為礦田內(nèi)形成時間較早的一組韌性剪切帶、擠壓帶和中基性巖等組成的復(fù)雜構(gòu)造帶，是礦田早期鈾成礦主要導(dǎo)礦和儲礦構(gòu)造帶，從北往南依次有水口—竹山下、黃陂—張光營、下莊—石示下、魯溪—仙人嶂、中心段等5組。

北東東向斷裂構(gòu)造帶：有西部的黃陂斷裂帶，東緣的馬屎山斷裂帶，構(gòu)成具斷陷性質(zhì)的夾持區(qū)，兩帶之間分布有同序次低級別相互平行的86、108、14、31號等硅化蝕變碎裂巖帶，呈近等間距分布，具壓扭性質(zhì)、左行扭動，是礦田中期鈾成礦主要導(dǎo)礦和儲礦構(gòu)造帶。

北北東向硅化斷裂帶：從西往東呈近等間距分布，有明珠湖、新橋—下莊、102—石角圍、仙人嶂—張光營、太平庵、坪田等6組，為礦田晚期鈾成礦構(gòu)造帶，其中新橋—下莊硅化斷裂帶為礦田主要構(gòu)造。新橋—下莊斷裂帶（組）從北東到南西穿過工作區(qū)，是礦田主要控礦構(gòu)造，長大于20km，寬1～20m，產(chǎn)狀15°～40°SE∠75°～85°。構(gòu)造帶成分主要為硅化花崗巖、碎裂巖，充填雜色微晶石英、螢石、方解石等。以鈾成礦期活動為主，由北東向扭裂隙組成，左列式展布，左行錯移輝綠巖，北段為新橋石英斷裂帶，南段為下莊硅化斷裂帶。新橋—下莊硅化斷裂帶上已查明336礦床、6009礦床和332礦床，成礦作用明顯。

3 礦田鈾礦化特征

礦田內(nèi)已發(fā)現(xiàn)18個鈾礦床及一批礦點礦化點，鈾礦化嚴格受構(gòu)造控制，3個方向斷裂構(gòu)造相互交匯，構(gòu)成棋盤格子狀，控制了鈾礦床的分布。鈾礦化類型按控礦構(gòu)造特征分為硅化帶大脈型、硅化帶群脈型、“交點”型、蝕變碎裂巖型、變質(zhì)巖型等五種。

（1）硅化帶大脈型鈾礦化主要標(biāo)志為：礦化嚴格受硅化斷裂帶控制，含鈾脈體主要由微晶石英構(gòu)成，圍巖以過渡相花崗巖為主；共生礦物主要有瀝青鈾礦、各色微晶石英、黃鐵礦、赤鐵礦、螢石、方解石等，組成瀝青鈾礦—微晶石英（硅化帶）型的礦化類型。

（2）硅化帶群脈型鈾礦化主要標(biāo)志為：礦體的展布受裂隙帶控制，含鈾脈體主要由微細的硅質(zhì)或微晶石英脈體群構(gòu)成，沿裂隙密集成帶展布，含鈾脈體主要由絹云母、白云母、黑色石英、硅質(zhì)細脈等所組成。

（3）“交點”型鈾礦化的主要標(biāo)志為：礦床定位于構(gòu)造與輝綠巖脈相交部位，礦體嚴格受構(gòu)造與輝綠巖脈復(fù)合軌跡控制，輝綠巖的厚度往往成為礦體的長度；礦體呈板柱狀，長度小，延深大，長深比例往往在幾倍至十幾倍；礦石品位較富，大部分0.3%以上，主要為瀝青鈾礦—紫黑色螢石、黑色微晶石英型和瀝青鈾礦—方解石型礦石；熱液蝕變主要有赤鐵礦化、絹云母化、硅化、綠泥石化、粘土化等。

（4）碎裂巖型鈾礦化標(biāo)志為：主要特征為礦床受蝕變碎裂巖帶、破碎帶控制，含礦主巖大多為強烈破碎粘土化、綠泥石化、絹云母化、白云母化、黑云母化的碎裂花崗巖和堿交代的碎裂石英正長巖，巖石中常見有微晶石英、螢石、黃鐵礦、瀝青鈾礦等細小脈體，而且有蝕變、碎裂石英正長巖富集礦體。

（5）變質(zhì)巖型鈾礦化有332東、403、坪田等3個小型礦床，礦體產(chǎn)于花崗巖體外接觸帶中，受寒武—震旦系的淺變質(zhì)巖層間破碎帶或切層斷裂帶控制。

4 CSAMT的基本原理及選擇依據(jù)

4.1 基本原理

CSAMT的基本原理：以地下巖（礦）石或構(gòu)造和圍巖的電阻率差異為物理基礎(chǔ)，來探明巖（礦）石或構(gòu)造和圍巖在地下分布情況。它從20世紀70年代發(fā)展至今，方法、技術(shù)、數(shù)據(jù)處理都非常成熟，它在多金屬找礦中發(fā)揮不可替代的作用，也廣泛應(yīng)用石油地質(zhì)、海洋石油地質(zhì)，在煤礦、鈾礦等非金屬礦中應(yīng)用不是很廣泛。

4.2 選擇依據(jù)

這些年來，在下莊礦田投入大量的鉆探工作量來探索鈾礦成礦規(guī)律，開展多種物探方法找礦，如放射性物探方法、磁法、激電中梯、高密度電法等，通過對比發(fā)現(xiàn)，CSAMT為深部找礦最有效的方法。

（1）只有CSAMT能探測到深部巖礦石的電物性特征，它能探測到地下1000～5000m深巖礦石的電物性參數(shù)，而放射性物探方法、磁法、激電中梯、高密度電法等的有效探測深度一般為0～300m。

（2）這些年來，工作人員采集了大量巖礦石標(biāo)本，測量它們的電阻率，其中花崗巖的電阻率為200～1000Ωm，輝綠巖大于40000Ωm，鈾礦體為10～100Ωm；斷裂帶或構(gòu)造帶因為破碎，充填水，電阻率大大降低，表現(xiàn)為低阻。從巖礦石的電阻率特點可以看本區(qū)鈾礦層為低阻，輝綠巖脈為高阻，各種斷裂帶或構(gòu)造帶為低阻，圍巖（中粒、粗粒黑云母花崗巖）為中阻。目標(biāo)層（鈾礦層或構(gòu)造帶）電阻率與圍巖電阻率的差異是存在的，并且明顯，這就為CSAMT的應(yīng)用提供了地球物理前提。

（3）CSAMT的解釋成果與已知地質(zhì)成果相吻合。自2006年以來，先后在下莊礦田下莊地區(qū)、墩頭地區(qū)、仙石地區(qū)、馬頭嶺地區(qū)、坪田地區(qū)等地開展CSAMT工作，共有20多條剖面。很多剖面是根據(jù)鉆孔方位設(shè)計的，其中有兩個孔深超過600m的深孔，目的是由已知的鉆孔地質(zhì)成果來推斷CSAMT剖面電物性特征，來檢查CSAMT方法的可行性。經(jīng)過分析總結(jié)，CSAMT的解釋成果與已知地質(zhì)成果相吻合。

（4）CSAMT在下莊礦田墩頭地區(qū)中深部得到驗證。2010年根據(jù)CSAMT的解釋成果在墩頭地區(qū)設(shè)計了一個鉆孔，目標(biāo)就是揭穿CSAMT成果圖的低電阻率，結(jié)果鉆孔成果很好，鈾異常礦段有13.70m，鈾礦化礦段有2.50m，鈾工業(yè)礦段(＞0.050%)[4]5.50m，品位高且連續(xù)，單礦體有×××噸。

5 成礦潛力分析

隨著《國務(wù)院關(guān)于加強地質(zhì)工作的決定》（國發(fā)[2006]4號）的出臺，地質(zhì)工作迎來了第二個春天。下莊礦田為了實現(xiàn)新的突破，加快了深部找礦的步伐，從2006年以來，廣東省核工業(yè)二九三大隊和中國核工業(yè)二九○研究所投入大量的鉆探工作量探索深部鈾成礦規(guī)律，但都沒有取得好的成果，在深部（標(biāo)高小于-300m）沒有發(fā)現(xiàn)有工業(yè)價值的鈾礦體。

綜合分析這些CSAMT成果圖（以圖2為例說明），發(fā)現(xiàn)它們有共同的特點：在標(biāo)高-300m以上，都有低電阻率存在，低阻現(xiàn)象比較明顯，推斷有鈾礦體存在，或構(gòu)造比較發(fā)育；在小于-300m的深部地方，卻很少有低電阻率現(xiàn)象，即使有也不太明顯，規(guī)模也比較小，由此推斷下莊礦田下莊地區(qū)、墩頭地區(qū)、仙石地區(qū)、馬頭嶺地區(qū)、坪田地區(qū)等地深部礦化情況較差，地表礦體或構(gòu)造向深部延伸不穩(wěn)定。

6 結(jié)論

圖2 46、53號線電磁測深解釋推斷圖

本文僅僅憑幾十條CSAMT剖面成果就推斷下莊礦田部分地區(qū)深部礦化潛力，顯得有點以點蓋面。本文只是從物探的角度探討了研究區(qū)深部的成礦潛力，由于物探成果具有自身的不足及多解性，所以在引用過程中需要綜合考慮。

本文的結(jié)論總結(jié)如下： （1）CSAMT能較好地探測到深部巖礦石的電物性特征，在鈾礦勘查工作中是有效的勘探方法。

（2）通過分析CSAMT測試成果認為：下莊地區(qū)、墩頭地區(qū)、仙石地區(qū)、馬頭嶺地區(qū)、坪田地區(qū)等-300m以上構(gòu)造發(fā)育，礦化較好，在-300m以下礦化較差，說明地表礦體或構(gòu)造向深部延伸不穩(wěn)定。

（3）在今后布置深鉆時，建議地質(zhì)決策者，不僅要考慮淺部的地質(zhì)構(gòu)造和礦體往深部的延伸情況，還要利用CSAMT成果，特別注意深部有沒有低電阻率現(xiàn)象，鉆孔揭穿的目標(biāo)就是低阻層，這樣能提高鉆孔見礦率，降低成本。

[1]周新民.南嶺地區(qū)晚中生代花崗巖成因與巖石圈動力學(xué)演化[M].北京:科學(xué)出版社，2007.

[2]李獻華.諸廣山巖體內(nèi)中基性巖脈的成因初探[J].科學(xué)通報, 1990（16）:1247-1249

[3]沈吉,趙懿英,劉道忠.華南諸廣山花崗巖體中段鍶氧鉛硫同位素研究[J].巖石學(xué)報,1991，5(2):38-42.

[4]國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會.EJ/611—2005 γ測井規(guī)范[S].

P631.3

A

1004-5716(2015)08-0168-04

2014-09-17

2014-09-30

陳允森（1969-），男（漢族），廣東信宜人，工程師，現(xiàn)從事鈾礦地質(zhì)勘查工作。