黑龍江大興安嶺地區(qū)HFU-09號航放異常特征及找礦意義

郭奎城，史建民，丁繼雙，胡 鑫

(1.黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院，黑龍江哈爾濱 150036;2.黑龍江省地質(zhì)科學(xué)研究所，黑龍江哈爾濱 150036)

黑龍江大興安嶺地區(qū)HFU-09號航放異常特征及找礦意義

郭奎城1，史建民1，丁繼雙1，胡 鑫2

(1.黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院，黑龍江哈爾濱 150036;2.黑龍江省地質(zhì)科學(xué)研究所，黑龍江哈爾濱 150036)

利用大興安嶺地區(qū)1/5萬高精度航放資料，對圈定的HFU-09號航放異常開展了綜合查證，采用的工作手段包括剖面、面積性查證及深部鉆探驗證。在鉆孔中發(fā)現(xiàn)了低品位鈾礦體、鈾礦化體、鉛鋅礦化體及鈮鉭礦找礦線索。根據(jù)查證結(jié)果認為，1:5萬航空物探調(diào)查圈定的航放異常與地面伽瑪能譜測量圈定的U、Th異常對應(yīng)性較好，異常再現(xiàn)性較明顯。區(qū)內(nèi)巖石破碎鐵染發(fā)育部位一般存在礦化。在對賦存于花崗巖中的航放異常進行查證時，需結(jié)合巖石的具體礦化蝕變特征進行貴金屬、有色金屬礦產(chǎn)的評價，以期發(fā)現(xiàn)多金屬礦床。

大興安嶺 航放異常 鈾礦體、鈾礦化體 綜合找礦

Guo Kui-cheng, Shi Jian-min, Ding Ji-shuang, Hu Xin. Characteristics of HFU-09 airborne radiocactive anomalies in the Daxinganling area, Heilongjiang Province and significance to prospecting[J]. Geology and Exploration,2016,52(3):0556-0563.

0 引言

黑龍江大興安嶺地區(qū)位于大興安嶺成礦帶的北段，是省內(nèi)重要的多金屬礦產(chǎn)聚集區(qū)，具有良好的找礦潛力。但一直以來該地區(qū)地質(zhì)研究程度較低(唐臣等，2012)。如何結(jié)合高精度航放資料盡快完成鈾礦及放射性礦產(chǎn)的找礦突破，提高該地區(qū)礦產(chǎn)資源勘查水平是該地區(qū)當前的主要問題。

航空放射性測量作為一種快速有效的地球物理手段，在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用具有較長的歷史(陳中華，2003；柯丹等，2009；鐘延秋等，2010；王培建等，2012；廖桂香等，2013；張恩等，2014)。近年來，關(guān)于鈾礦成礦條件與成礦模式理論的探討越來越多，也越來越成熟(黃國龍等，2010；劉蓉蓉等，2012；張運濤等，2012；陳紅旗等，2015；范洪海等，2015；章邦桐等，2015)。但如何利用好航放數(shù)據(jù)尋找放射性礦產(chǎn)，特別是在大興安嶺淺覆蓋森林區(qū)尋找鈾礦及相關(guān)放射性礦產(chǎn)的作用越來越大(張洪瑞等，2008)。用其尋找隱伏放射性礦床已成為當今礦床地質(zhì)學(xué)研究的主要方向之一(韓效忠等，2010)。

2008～2010年黑龍江省政府與中國地質(zhì)調(diào)查局雙方共同出資，合作開展了《黑龍江省大興安嶺地區(qū)1∶5萬航空物探測量》項目，工作區(qū)位于黑龍江省49°以北的大興安嶺地區(qū)11.65萬 km2的范圍內(nèi)(韓長青等，2012)。

本次航空物探航放測量系統(tǒng)使用GR-820/GRS-16多道航空伽瑪能譜儀(包括50L下測NaI(Tl)晶體探測器，8.4L上測NaI(Tl)晶體探測器)。其主要技術(shù)指標為：測量范圍：0.05-3MeV；道數(shù)：上測、下測256或512道可選；探測器：最大可連接16條，晶體分辨率小于10%；每通道最大計數(shù)率：65536(16位)；最大輸入計數(shù)率：100000計數(shù)/秒(cps)；線性度：積分小于0.2%，差分小于1%；死機時間：平均小于5μs/脈沖；同步：GPS時鐘同步；工作溫度：0°～50°C。飛行高度：80～120m。經(jīng)本次工作獲得了高精度的航放數(shù)據(jù)，全區(qū)共計圈定了264片航放異常，其中HFU-09號航放異常位于HF2013-011號異常中，該異常具有較好的找礦意義。查證中首先采用了剖面性查證手段，布設(shè)了3條間距200m，單條剖面長度2km的測線進行地質(zhì)剖面測量，土壤剖面測量及伽瑪能譜剖面測量工作。航放異常再現(xiàn)性較好，在此基礎(chǔ)上開展了4km2的1:1萬伽瑪能譜面積性測量工作，圈定出了較好的U、Th組合異常，經(jīng)深部鉆探工程驗證在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了低品位鈾礦體、鈾礦化體及鉛鋅礦化體，為在區(qū)內(nèi)開展進一步鈾礦勘查提供了充分的依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

正長花崗巖風(fēng)化面呈土黃色，新鮮面呈淺肉紅—肉紅色，中細粒碎裂化結(jié)構(gòu)，變余半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物組成為石英、條紋長石、斜長石。其中斜長石表面絹云母化較強，大部分斜長石晶體表面被絹云母集合體取代，局部見少量殘留。巖石顯微裂隙較為發(fā)育，裂隙中充填少量巖石碎屑、粉末和熱液礦物方解石。石英、長石具波狀消光，斜長石雙晶錯位、變形。

圖1 HFU-09號查證區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1 Simplified geological map of HFU-09 verifi-cation area 1-漠河組，粉砂巖、泥巖；2-繡峰組，砂巖、砂礫巖；3-晚三疊世正長花崗巖；4-晚寒武世-中奧陶世二長花崗巖；5-地質(zhì)界線；6-不整合界線；7-二長花崗巖；8-正長花崗巖；9-HFⅢ類型異常及編號；10-原鈾異常及編號；11-1 ∶1萬面積性查證區(qū)；12-平行剖面查證；13-見礦鉆孔1-Mohe group,siltstone and mudstone；2-Xiufeng group, sandstone and glutenite；3-orthoclase granite of Late Triassic；4-Monzonitic granite of late Cambrian-Ordovician；5-geological boundary；6-unconformity boundary；7-monzonitic granite；8-orthoclase granite；9-HF Ⅲ abnormal type and serial number；10-original uranium anomalies and serial number；11-1 ∶10000 district area of verification；12-parallel sectional verification；13-ore-intersected drilling

通過鉆探工程驗證，ZK1403和ZK1402號孔內(nèi)局部地段形成一條破碎帶，主要為晚三疊世碎裂堿長花崗巖，破碎帶最大視厚度36.5m，呈傾角∠25°，自南西—北東向逐漸減弱。鈾礦體、鈾礦化體主要賦存在該破碎帶附近。

2 航放異常特征

異常位于北東向航放高場中，長約15.7km，寬約4km。鈾(U)表現(xiàn)為高場，釷(Th)為高場。Tc：5087cps(異常)，K：1.76×10-2(偏高值)，U：11.71×10-6(異常值)，Th：20.75×10-6(異常值)，U/Th：0.56(偏U異常)。K、U、Th道均有增高，U、Th道異常反映明顯。U峰窄尖，且底部明顯有一寬闊臺階，寬度約600m。屬鈾性異常，連續(xù)7條測線有峰形顯示。(圖2)

圖2 HFU-09號航放異常分布圖Fig.2 Map showing distribution of HFU-09 airborne radiocactive anomalies；；3-SM1≥95以上等值線及標注；4-HFⅢ類型異常及編號；5-原鈾異常及編號；6-1 ∶1萬面積性查證區(qū)；7-平行剖面查證+3σΔU； +3σΔU;3-SM1≥95 Contour and annotations； 4-HF Ⅲ abnormal type and serial number；5-The original uranium anomalies and serial number；6-1 ∶10000 district area of verification；7-Parallel sectional verification

3 地面伽瑪能譜測量及土壤地球化學(xué)特征

3.1 剖面性伽瑪能譜特征

根據(jù)該航放異常的特征，在區(qū)內(nèi)首先開展了剖面性查證工作，共布設(shè)三條平行剖面，每條長2km，總長6km，通過對該區(qū)進行剖面性異常查證，圈定了U、K、Th三元素異常圖。(圖3)

通過計算該區(qū)U元素異常下限為4.8×10-6，最大值為16.8×10-6，異常最大值位于0903線5號點， U異常多呈北東-南西向展布，高值異常與零星較多，U元素有兩處較高異常向南西方向未封閉。Th元素異常下限為26.5×10-6，最大值為49.4×10-6，異常最大值位于0905線70號點，Th元素異常分布較分散，無高值異常。K元素異常下限為3.5×10-2，最大值為5.0×10-2，異常最大值位于0901線10號點，K元素異常多為零星異常，異常不連續(xù)。

3.2 剖面性土壤地球化學(xué)特征

本次土壤地球化學(xué)測量查證工作分析了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Mo、W、U、Th、K、Ra等14種元素。

各元素最大值分別為：Au：5.21×10-9、Ag：2.61×10-6、Cu：71.8×10-6、Pb：305.4×10-6、Zn：

1792.0×10-6、As：685.51×10-6、Sb：2.73×10-6、Bi：1.79×10-6、Mo：6.66×10-6、W：46.83×10-6、U：34.12×10-6、Th：44.86×10-6、K：5.26×10-2、Ra：437.18(Bq/Kg)。

該區(qū)除Bi、Th、K三元素外均含有中帶或內(nèi)帶異常。Pb、Zn兩元素異常主要集中于工區(qū)東南側(cè)，Zn元素含內(nèi)帶異常，兩元素異常下限較高，高值較為突出，兩元素最高值均出現(xiàn)于0905線86號點，Pb元素最高值為305.4×10-6，Zn元素最高值為1792.0×10-6，兩元素該點附近點含量也較高非單點異常區(qū)，該處位于工區(qū)東南側(cè)，兩元素在工區(qū)東南側(cè)異常套合較好，異常較集中，兩元素異常向東北向均未封閉。U、Ra兩元素異常分布較為一致，高值異常均分布于工區(qū)西北側(cè)，兩元素異常均向東北方向未封閉異常主要集中于0903與0905線。其余元素異常不突出，異常多以零星異常為主，強度較差，其中Au、Sb、Bi三元素異常均為單點異常。

總之，區(qū)內(nèi)顯示了較好的Pb、Zn、U、Ra等元素異常。

圖3 HFU-09號異常剖面性查證區(qū)U、Th、K元素異常對比圖Fig.3 Comparison of U, Th, and K element anomalies on profiles

圖4 HFU-09號異常面積性查證區(qū)U、Th、K元素異常對比圖Fig.4 Comparison of U, Th, and K element anomalies on planar areas

3.3 面積性伽瑪能譜特征

在剖面性查證基礎(chǔ)上開展了1 ∶1萬面積性查證工作，查證區(qū)總面積為4km2，通過對該區(qū)進行面積性異常查證，圈定了U、Th、K三元素異常圖，(圖4)。

由圖3可以看出，三元素均有零星異常出現(xiàn)，U、Th兩元素存在高值異常。在工區(qū)南側(cè)，U、Th兩元素高值異常較為重合，推斷該處存在U、Th混合異常。U、Th二元素異常分布較一致，對應(yīng)性較好，主異常整體呈近東西向展布。

U元素含多處高值異常，其異常下限為4.8×10-6，最大值為52.7×10-6，最大值位于0904線的1號點，在工區(qū)南側(cè)的U異常區(qū)存在連續(xù)高異常帶，且面積較大，該處U異常與Th元素南側(cè)異常較為重合。

Th元素高值異常主要集中于工區(qū)南側(cè)。其余異常面積較小，異常多為零星出現(xiàn)。Th元素異常下限為26.4×10-6，最大值為106.6×10-6，最大值位于-0902線56號點。工區(qū)南側(cè)Th元素異常與U元素異常套合較好，且異常非帶明顯，數(shù)值較高。

K元素異常多以零星方式分布于工區(qū)各處，缺少高值異常。K元素異常下限為3.3×10-2，最大值為7×10-2，最大值位于-0908線56號點。由此可推斷該區(qū)南側(cè)主為U-Th混合異常。

4 查證結(jié)果

受大興安嶺地區(qū)林地保護的限制，地表未開展槽探工程驗證，對套合較好的鈾釷元素異常結(jié)合地形地貌特征直接開展了深部鉆探工程驗證。

采用FD3019數(shù)字型閃爍γ測井儀對施工的鉆孔進行了伽瑪能譜測井工作，確定了鈾礦(化)體的空間位置、含量、厚度以及測定巖(礦)石和地層的伽瑪照射量率、鈾含量，以確定鈾礦層背景值的高低。

4.1 鈾礦(化)體特征

參照行業(yè)標準(DZ/T0199-2002)硬巖型鈾礦工業(yè)指標，U品位大于0.03%、小于0.05%為低品位鈾礦體，U品位大于0.01%、小于0.03%為鈾礦化體。

鈾礦(化)體的圈定依據(jù)行業(yè)標準(DZ/T0199-2002)硬巖型鈾礦工業(yè)指標標準執(zhí)行，通過伽瑪測井測得孔內(nèi)放射性γ照射量率(nC/kgh)/鈾換算系數(shù)(kcu)=鈾含量(%)。

在查證區(qū)內(nèi)共施工了4個鉆孔，其中1個孔為見低品位鈾礦孔，為ZK1403孔；3個孔為鈾礦化孔，分別為ZK1401、ZK1402、ZK1404。見表1-5。

表1 ZK1401鉆孔礦化參數(shù)表

Table 1 Mineralization parameters in ZK1401 drilling hole

巖性礦化層數(shù)(個)埋深H1-H2(m)視厚H(m)鈾含量Q(×10-6)∑累計視厚加權(quán)平均鈾含量(含量Q>100×10-6)正長花崗巖13.453.850.40106.8227.307.650.35104.88318.4519.250.80112.62453.2053.650.45132.412.00m114.55×10-6

表2 ZK1402鉆孔礦化參數(shù)表

表3 ZK1403鉆孔礦化參數(shù)表

表4 ZK1404鉆孔礦化參數(shù)表

Table 4 Mineralization parameters in ZK1404 drilling hole

巖性礦化層數(shù)(個)埋深H1-H2(m)視厚H(m)鈾含量Q(×10-6)∑累計視厚加權(quán)平均鈾含量(含量Q>100×10-6)正長花崗巖15.15～6.751.60114.14217.05～17.200.15111.183151.90～152.150.25112.154166.75～167.500.75111.905169.20～170.851.65114.924.40m128.75×10-6

表5 ZK1403鉆孔見低品位礦參數(shù)表

區(qū)內(nèi)的賦礦巖性主要為中細粒正長花崗巖、碎裂花崗巖等，一般巖心破碎鐵染發(fā)育部位礦化較強，在巖心碎塊表面見有見大量黃綠色次生鈾礦物及黑云母團塊，黑云母較多之處，礦化亦較好。

巖石蝕變主要為暗綠色泥漫狀綠泥石化、硅化、淺紫色螢石化、黃鐵礦化等，局部還可見碳酸鹽化、肉紅色團塊狀鉀長石化、黑云母化、黃銅礦化、褐鐵礦化、方鉛礦、閃鋅礦、輝鉬礦化等，后期斷裂活動所引起的綠泥石化等蝕變對鈾的進一步富集和礦體的形成起了重要的疊加作用(辛存林等，2013，商亞軍，2010)。

4.2 鉛鋅礦(化)體特征

在評價鈾礦的基礎(chǔ)上，對鉆孔中所見的鉛鋅礦化采取了基本分析樣品。根據(jù)采取的基本分析樣品在ZK1403孔中見有鋅礦化體，在ZK1402孔中見有鉛鋅礦化體。

鉛鋅礦體、礦化體：參照銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬礦地質(zhì)勘查規(guī)范(DZ/T0214-2002)Pb品位大于1.0%為鉛礦體，Pb品位大于0.1%、小于1.0%為鉛礦化體；Zn品位大于1.0%為鋅礦體，Zn品位大于0.1%、小于1.0%為鋅礦化體。

ZK1403孔中見有3層鋅礦化體，第1層位于60.20～65.10m，厚度為4.90m，賦礦巖性為中細粒正長花崗巖、碎裂花崗巖，鋅平均品位為0.179%；第2層位于68.00～69.40m，厚度為1.40m，賦礦巖性為碎裂花崗巖，鋅平均品位為0.136%；第3層位于76.00～76.70m，厚度為0.70m，賦礦巖性為中細粒正長花崗巖，鋅品位為0.129%。

ZK1402孔中見有1層鉛鋅礦化體，位于162.70～164.80m，厚度為2.10m，鉛平均品位為0.182%，鋅平均品位為0.162%。賦礦巖性為中細粒正長花崗巖，近于閃長玢巖侵入接觸帶附近，礦化體的形成與閃長玢巖密切相關(guān)。

4.3 鈮鉭礦(化)體特征

為了開展綜合評價在ZK1403孔中連續(xù)采取了74件基本分析樣品進行了鈮(Nb2O5)、鉭(Ta2O5)、釔(Y2O3)等元素氧化物的測試分析。

據(jù)鈮鉭礦床地質(zhì)勘查行業(yè)標準(DZ/T0203-2002)一般工業(yè)指標要求，礦床類型：堿性長石花崗巖礦床(Ta2O5/Nb2O5≥1.0)：邊界品位(Ta，Nb)2O50.015%～0.018%，最低工業(yè)品位(Ta，Nb)2O50.024%～0.028%，以及含釔(磷釔礦、硅鈹釔礦)偉晶巖礦床重稀土地質(zhì)勘查一般工業(yè)指標要求，按最低工業(yè)品位(Y2O3)0.1%圈定釔礦體。

基本分析結(jié)果顯示：Ta2O5分析品位顯示均較低，品位一般在0.004%～0.010%之間，局部達到礦化顯示；結(jié)合原生鈮礦床一般工業(yè)指標要求，初步認定為原生鈮礦床，74件樣品累計厚度為47.70m，Nb2O5加權(quán)平均品位為0.063%，為低品位原生鈮礦體；結(jié)合偉晶巖礦床重稀土地質(zhì)勘查一般工業(yè)指標要求，按最低工業(yè)品位(Y2O3)0.1%圈定，74件樣品累計厚度為47.70m，Y2O3加權(quán)平均品位為0.158%，圈定出了較好的釔礦體。

因而，該區(qū)中的正長花崗巖、碎裂花崗巖可以作為尋找原生稀有鈮礦金屬礦產(chǎn)、重稀土釔礦等稀土礦產(chǎn)的找礦標志。

5 結(jié)論

(1)經(jīng)地面異常查證認為，1 ∶5萬航空物探調(diào)查圈定的航放異常與地面伽瑪能譜測量圈定的U、Th異常對應(yīng)性較好，異常再現(xiàn)性較明顯。

(2)區(qū)內(nèi)巖石破碎鐵染發(fā)育部位一般礦化較發(fā)育。

(3)在對賦存于花崗巖中的航放異常進行查證時，需結(jié)合巖石的具體礦化蝕變特征進行貴金屬、有色金屬礦產(chǎn)的綜合評價，以期發(fā)現(xiàn)綜合礦產(chǎn)(礦床)。

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Characteristics of HFU-09 Airborne Radiocactive Anomalies in the Daxinganling Area, Heilongjiang Province and Significance to Prospecting

GUO Kui-cheng1, SHI Jian-min1, DING Ji-shuang1, HU Xin2

(1-GeologicalSurveyInstituteofHeilongjiangProvince,Harbin，Heilongjiang150036; 2-Heilongjianginstituteofgeologicalsciences,Harbin,Heilongjiang150036)

Using the greater 1 ∶50000 high-precision airborne radioactive,daa in the Hinggan Mountains region, this work has verified the detected HFU-09 aeroradioactive anomalies The work methods included profile and,area examination,and deep drilling confirmation.In drilling holes,low grade uranium ore bodies,uranium mineralization, lead-zinc mine mineralization and niobium tantalum ore prospecting clues were discovered. The.results show that these airborne radioactive anomalies correspond well to the U and Th anomalies determined by gamma-ray spectroscopy on the ground, with good consistence. There exist prevail mineralization at the localities of much iron dissemination in broken rock. When such verification is performed to granite, alternation features of rock should be taken into account for evaluation of precious and nonferrous metals so as to find polymetallic ore deposits.

Daxinganling,airborne radioactive anomalies,uranium ore body,uranium mineralization,comprehensive prospecting

2015-09-22；

2016-03-11；[責(zé)任編輯]陳英富。

中國地質(zhì)調(diào)查局與黑龍江省政府聯(lián)合實施的部省合作項目(12120113054900)資助

郭奎城(1960年-)，男，高級工程師，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及礦產(chǎn)勘查工作。E-mail：guokuicheng318@163.com

丁繼雙(1984年-)，男，工程師，主要從事礦產(chǎn)勘查、航磁、航放、航電查證等工作。E-mail：dingjs03@163.com。

P631.6 [文獻標示碼]A

0495-5331(2016)03-0556-08