伽馬能譜、土壤氡與分量化探聯(lián)合探測(cè)方法在粵北百順地區(qū)鈾礦勘查中的應(yīng)用

王家躍，郎白秋，汪清浩

（核工業(yè)二九〇研究所，廣東 韶關(guān) 512029）

粵北百順地區(qū)361 鈾礦床是我國(guó)著名的花崗巖型鈾礦床之一［1-7］。為了繼續(xù)擴(kuò)大找礦成果，前人在百順地區(qū)的找礦工作主要集中在該礦床外圍436 礦點(diǎn)NNE 向與NE 向主干斷裂帶上，但均未能取得較大找礦成果。為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)436 礦點(diǎn)鈾礦找礦潛力，厘清區(qū)內(nèi)的主要含礦斷裂，筆者所在項(xiàng)目組采用地面伽馬能譜、土壤氡氣和分量化探聯(lián)合測(cè)量的方法在436 礦點(diǎn)開展找礦預(yù)測(cè)工作，取得了較好的找礦應(yīng)用效果。

1 地質(zhì)概況

百順地區(qū)位于諸廣巖體東南部。該地區(qū)先后探明361 大型鈾礦床、201 中型鈾礦床以及發(fā)現(xiàn)436 礦點(diǎn)等7 個(gè)找礦潛力較好的礦點(diǎn)［1-2］。諸廣巖體區(qū)域上位于閩贛后加里東隆起西南緣與湘、桂、粵北海西-印支坳陷的結(jié)合部位，是一個(gè)多期次活動(dòng)的巨型復(fù)式巖體［1-7］。研究區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，斷裂構(gòu)造十分發(fā)育（圖1）。NE 向斷裂有牛瀾斷裂、上東坑斷裂，NNE 向斷裂有煙筒嶺斷裂、大人山斷裂和榨子嶺斷裂［1-7］。煙筒嶺硅化斷裂帶是區(qū)內(nèi)最重要的含礦、控礦構(gòu)造，該斷裂帶沿中粗粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖、中粒小斑狀二云母花崗巖體的接觸界面延伸15 km，寬一至數(shù)十米，并控制361礦床和235、233 小型礦床產(chǎn)出。

圖1 百順地區(qū)436 礦點(diǎn)地段地質(zhì)及測(cè)線布置簡(jiǎn)圖（據(jù)參考文獻(xiàn)［1-2］修改）Fig.1 Geological sketch and layout of exploration lines in Baishun area（modified after reference［1-2］）

436 礦點(diǎn)位于諸廣巖體東南部，百順礦田南西段，361 鈾礦床外圍東南方向，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，構(gòu)造發(fā)育，鈾礦化強(qiáng)烈，是一個(gè)以大型鈾礦床為核心的鈾礦聚集區(qū)，出露的巖漿巖主要有細(xì)粒二云母花崗巖、細(xì)粒含斑黑云母花崗巖、中細(xì)-中粒小斑狀二云母花崗巖、中粗粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖以及粗粒斑狀黑云母花崗巖等［1-7］。圖1 所示，436 礦點(diǎn)地段斷裂構(gòu)造非常發(fā)育，按走向可分為NE 向、NNE 向和近EW 向三組，以及近南北向次級(jí)隱伏構(gòu)造（F4），幾組構(gòu)造交匯形成的構(gòu)造網(wǎng)結(jié)區(qū)，是區(qū)內(nèi)鈾礦床空間定位的良好場(chǎng)所，鈾成礦環(huán)境非常優(yōu)越，具有較大的找礦潛力和空間［1-7］。

2 工作方法及部署

2.1 工作方法

地面伽馬能譜是使用伽馬能譜儀在地表直接測(cè)定土壤或巖石中當(dāng)量鈾、當(dāng)量釷和鉀等核素含量的方法，實(shí)質(zhì)是通過測(cè)定土壤或巖石中鈾系214Bi 1.76 MeV 譜線，釷系208Tl 2.62 MeV 譜線，40K 1.46 MeV 譜線，獲得測(cè)點(diǎn)處土壤中U、Th、K 的當(dāng)量含量，用于捕獲鈾的地球化學(xué)暈及分散暈，本次地面伽馬能譜測(cè)量使用的是上海申核電子儀器有限公司研制生產(chǎn)的FD-3022 型四道伽馬能譜儀。土壤氡氣測(cè)量又稱為射氣測(cè)量，是利用射氣儀測(cè)量土壤空氣中放射性氣體的濃度，并根據(jù)不同地點(diǎn)所測(cè)量到的放射性氣體濃度的分布規(guī)律尋找鈾礦及解決某些地質(zhì)問題的一種放射性測(cè)量方法，其測(cè)量對(duì)象是U 系衰變產(chǎn)生的氡氣在土壤中的短壽衰變子體，本次開展土壤氡氣測(cè)量使用的是上海申核電子儀器有限公司研制生產(chǎn)的FD-3017A 型RaA 測(cè)氡儀?；◢弾r型鈾礦主要賦存在斷裂、破碎帶之中，而斷裂、破碎帶更為氡氣的釋放與運(yùn)移提供了良好的通道，通過土壤Rn 測(cè)量可厘定（隱伏）斷裂、破碎帶的位置與展布方向以及直接尋找隱伏鈾礦［8-12］。兩種方法均是非常成熟有效的鈾礦勘查方法。

分量化探測(cè)量方法是國(guó)內(nèi)近幾年發(fā)展起來的一種地球化學(xué)勘查隱伏金屬礦床的新技術(shù)、新方法，元素分量是相對(duì)采樣介質(zhì)中元素總量而言的，元素在土壤中以穩(wěn)定態(tài)和活動(dòng)態(tài)兩種形式存在，每種存在形式的元素含量就稱為該元素的一種分量。土壤中活動(dòng)態(tài)的元素分量來源于地下深部的納米級(jí)元素，納米級(jí)元素經(jīng)地氣流吸附攜帶遷移至地表并積累于一定區(qū)域內(nèi)的地表壤中。分量化探測(cè)量是通過采集B 層土壤，提取出其中元素活動(dòng)態(tài)分量的深穿透地球化學(xué)方法，用于捕獲深部的鈾成礦信息［13-18］。

三種物化探方法組合可同時(shí)提供“淺、深”兩部分鈾礦找礦信息，能最大限度挖掘區(qū)內(nèi)的鈾成礦潛力。

2.2 工作部署

在436 礦點(diǎn)外圍以控制區(qū)內(nèi)有利找礦地段及構(gòu)造為目的布設(shè)了4 條測(cè)量剖面，分別為L(zhǎng)1至L4 剖面（圖1）。測(cè)線方向150°，按剖面長(zhǎng)600 m、線距200 m、點(diǎn)距20 m 布設(shè)測(cè)量點(diǎn)，4 條測(cè)量剖面總計(jì)完成測(cè)點(diǎn)124 個(gè)。三種物化探方法共線同點(diǎn)進(jìn)行。

3 鈾成礦有利地段預(yù)測(cè)

3.1 異常劃分

本次選取了土壤氡氣（Rn）、分量化探鈾（以下簡(jiǎn)稱“分量鈾”或“FU”）和伽馬能譜當(dāng)量鈾（U）、當(dāng)量釷（Th）、鉀（K）等含量值為因子進(jìn)行綜合分析。經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，確定了各因子的背景值（X）和標(biāo)準(zhǔn)偏差（S），當(dāng)量鈾、當(dāng)量釷、鉀和土壤氡氣的背景值、偏高值、高值和異常下限值分別為X、X＋S、X＋2S和X＋3S［19］，分量鈾分別為X、X＋0.5S、X＋1.65S和X＋4S。所有圖件均采用克里金方法網(wǎng)格化相應(yīng)數(shù)據(jù)，并繪制相應(yīng)的等值線圖。

3.2 有利地段預(yù)測(cè)

本次工作，圈定能譜鈾偏高異常點(diǎn)帶3 處（圖2），其中規(guī)模較大的異常1 處（命名為A1），該處異常暈圈單一，呈現(xiàn)“鈾高、釷低、鉀低”的異常模式，該異常模式有利于鈾元素富集成礦。該異常NNE 向展布，受斷裂構(gòu)造控制明顯，異常中心分布在436 礦點(diǎn)以北偏東，F(xiàn)4 斷裂與大人山斷裂夾持區(qū)。圈定土壤氡氣濃度偏高異常點(diǎn)帶3 處，其中規(guī)模較大的異常1 處（命名為B1），規(guī)模大幅度高，其位置、展布、受控因素與A1相同。圈定分量鈾異常1 處（命名為C1），其規(guī)模大幅度高，異常暈圈連續(xù)，呈條帶狀分布，北北東向展布，受斷裂構(gòu)造控制明顯，異常中心也分布在436 礦點(diǎn)以北偏東，F(xiàn)4 斷裂與大人山斷裂挾持區(qū)，但相對(duì)A1、B1 而言，其異常中心沿?cái)嗔淹髂掀萍s100 m。

綜合伽馬能譜鈾當(dāng)量、土壤氡氣、分量鈾的異常分布特征，三者的異常中心高度復(fù)合，尤其是伽馬能譜鈾當(dāng)量、土壤氡氣，規(guī)模相當(dāng)，展布形態(tài)基本一致；分量鈾異常暈規(guī)模略大，異常暈整體向西南方向位移約100 m，條帶狀展布特征更明顯，展布角度與伽馬能譜鈾當(dāng)量基本一致。

綜合分析，在436 礦點(diǎn)以北偏東的F4斷裂與大人山斷裂挾持區(qū)，伽馬能譜鈾當(dāng)量、土壤氡氣、分量鈾復(fù)合異常，是該區(qū)最為有利的鈾礦找礦地段。

4 賦礦情況預(yù)測(cè)與鉆探驗(yàn)證

4.1 賦礦情況預(yù)測(cè)

為了更進(jìn)一步獲取復(fù)合異常的找礦信息，對(duì)F4斷裂與大人山斷裂挾持區(qū)的L2、L3 剖面進(jìn)行進(jìn)一步解析。

4.1.1 L2、L3 剖面信息

如圖3 所示，L2 號(hào)剖面伽馬能譜測(cè)量鈾、土壤氡氣在F4斷裂出露處（分別在平距160 m、180 m）異常明顯，而分量鈾在該處未出現(xiàn)異常，說明氡氣遷移通道（F4斷裂）良好，斷裂破碎發(fā)育，賦礦條件好，具有較好的淺部鈾成礦潛力。分量鈾異常主要集中在F4斷裂傾向延伸處，顯示F4斷裂深部具有較好的鈾礦異常。

L3 號(hào)剖面（如圖4 所示）。伽馬能譜鈾、土壤氡氣、分量鈾在F4斷裂傾向方向（分別平距320～420 m）異常明顯，呈現(xiàn)了伽馬能譜鈾當(dāng)量、土壤氡氣和分量鈾的復(fù)合異常。顯示F4斷裂的傾向上也即深部具有較好的鈾成礦潛力。

圖4 L3 號(hào)測(cè)線綜合物化探測(cè)量剖面圖Fig.4 Comprehensive geophysical and geochemical profile of survey line No.L3

綜合L2、L3 剖面成果，F(xiàn)4斷裂由淺 至深均具有較好的鈾成礦潛力。

4.1.2 綜合預(yù)測(cè)

綜合前述，F(xiàn)4斷裂與大人山斷裂挾持區(qū)，呈現(xiàn)較好的復(fù)合異常，異常暈沿?cái)嗔淹髂戏较虬l(fā)展延伸，但伽馬能譜鈾與土壤氡氣度異常沿?cái)嗔阎饾u減弱，預(yù)測(cè)富鈾地質(zhì)體沿?cái)嗔淹髂戏较蚵癫厣疃戎饾u加大。

4.2 鉆探驗(yàn)證

針對(duì)區(qū)域呈現(xiàn)的較好復(fù)合異常，筆者所在項(xiàng)目組先后部署了3 個(gè)鉆孔進(jìn)行鉆探揭露，鉆孔均見到了很好的工業(yè)礦段和礦化段，尤其是ZK4-F2-7 號(hào)鉆孔（圖5），在標(biāo)高710 m 附近，揭露到視厚度4.80 m、平均品位0.343%的工業(yè)礦段，其礦體主要賦存近南北向F4斷裂帶內(nèi)，該區(qū)鈾礦找礦工作取得了突破性進(jìn)展和認(rèn)識(shí)［2］。

圖5 寨灣地區(qū)4 號(hào)勘探線鉆孔剖面圖Fig.5 Drilling profile of exploration line No.4 in Zaiwan sector

5 結(jié)論及建議

1）在本工作區(qū)的綜合物化探測(cè)量成果顯示，采用地面伽馬能譜測(cè)量、土壤氡氣測(cè)量及分量化探組合測(cè)量預(yù)測(cè)百順436 礦點(diǎn)地區(qū)的熱液型鈾礦成礦有利地段是有效、可行的，可作為鄰區(qū)鈾礦勘查的參考方法組合。

2）依據(jù)能譜鈾異常、土壤氡異常、分量鈾異常復(fù)合情況及其所屬地質(zhì)情況，推斷436 礦點(diǎn)以北F4 斷裂與大人山斷裂夾持區(qū)為區(qū)內(nèi)鈾成礦最佳有利地段，建議該地段作為下一步鈾礦勘查的重點(diǎn)。

3）前人在百順地區(qū)361 礦床外圍436 礦點(diǎn)等地區(qū)北北東向與北東向主干斷裂帶上開展了大量鉆探揭露工作，但未取得突破性進(jìn)展，建議以436礦點(diǎn)以北F4斷裂與大人山斷裂夾持區(qū)為找礦主攻方向以期取得更大找礦成果。