CN108279444A - 一种热液型铀矿深部探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于矿床勘探技术领域，具体涉及一种热液型铀矿深部探测方法。本发明包括以下步骤：依据热液型铀矿的成矿规律圈定成矿远景区；通过音频大地电磁仪采用张量或标量测量的方式进行电磁测深；通过高精度磁力仪采用剖面连续测量工作方式进行总磁场强度测量、梯度测量；通过测氡仪采用抽气测量方式进行测氡作业；根据上述测量结果，结合已知地质资料，得到成矿环境信息和直接成矿信息，预测铀成矿有利部位。本发明既可以获取到铀成矿环境的地质构造信息实现间接找矿，又可以获取到铀成矿的直接信息实现直接找矿，与传统放射性测量找矿方法相比，显著提高了找矿预测的准确性和效率，尤其是对于深度找矿具有良好的找矿效果。

Description

一种热液型铀矿深部探测方法

技术领域

本发明属于矿床勘探技术领域，具体涉及一种热液型铀矿深部探测方法。

背景技术

我国热液型铀矿主要赋存于断裂构造、裂隙带、破碎带和不同期次岩浆岩侵入体接触界面、不同火山岩界面、盆地或基底不整合面、构造岩体界面、火山构造、不整合面中。热液型铀矿矿体主要为脉状、群脉状、扁豆状、板状及不规则复杂形态，单个矿体大都构成单一矿床，但多以规模较小的矿体群出现。

热液型铀矿按围岩可划分为火山岩型和花岗岩型两类。热液型铀矿成矿地质体及主要控矿因素包括：

①断裂构造控矿：断裂构造是热液型铀矿最关键的控矿因素，控矿断裂构造有不同成因、不同形式，不同类型的断裂构造控制着不同级别铀矿的空间分布。区域深源断裂构造控制着铀矿的区域分布，次级断裂构造控制着铀矿床、矿体的空间定位。

②火山构造控矿：不同岩性火山界面、火山盆地与变质岩基底界面及环形火山构造控制着铀矿空间分布，这些界面构造活动形成构造界面，有利于铀矿赋存，如相山矿田碎斑流纹岩与流纹英安岩组间界面、火山盆地变质岩基底界面、环形火山塌陷构造等。

③晚期岩浆岩控矿：晚期酸性岩脉(花岗斑岩等)和中基性岩脉(煌斑岩、辉绿岩等)与铀矿时间关系密切，这些晚期岩脉成为了热液型铀矿的赋存空间，如相山矿田、诸广矿田晚期花岗岩脉、花岗斑岩脉、煌斑岩和辉绿岩脉等。

④岩体界面：不同期次岩浆侵入体接触界面控制着铀矿体产出位置，即岩体接触界面后期由于构造活动形成构造面，为铀矿的赋存提供了有利空间，如诸广矿田不同期次花岗岩体接触面。

⑤蚀变带控矿：热液型铀矿均有强烈的热液蚀变，热液蚀变范围一般远大于矿体，是主要的找矿识别标志。热液蚀变矿物主要有钾(钠)长石化、绿泥石化、碳酸盐化、赤铁矿化、水云母化、萤石化、黄铁矿化、硅化等。

热液型铀矿的这些控制因素，往往表现出深部成矿地质构造体的变化，并导致了各种岩石物理性质的变化，如岩石电阻率的变化、磁化率的变化以及放射性元素含量的变化等。通常，热液型铀矿的控制因素如破碎带、蚀变带、裂隙带等，反映在电阻率上的特点为低阻异常，在磁性上的特点为局部的磁异常，在氡浓度变化上的特点是局部的高氡异常。这就为地球物理勘查技术的应用提供了前提条件。地球物理勘查技术在铀矿找矿中的作用有两种，一是间接找矿，即探明铀成矿地质环境条件，识别出与铀成矿有关的地质体(如晚期岩脉)、断裂构造、岩体界面、火山构造、不整合面以及矿化蚀变带等；二是直接找矿，即通过探测铀矿体产生的放射性异常信息，直接找到铀矿。

传统的热液型铀矿勘探主要采用放射性测量方法，包括各种氡及其子体测量方法、地面伽马能谱或者伽马总量测量方法、航空放射性测量、土壤热释光法等。这些方法的特点是利用铀的放射性特征，直接探测铀或者镭衰变时产生的子体或者射线，达到找矿的目的。在热液型铀矿勘探早期，矿体多位于浅部(一般小于几十米)，放射性测量方法找矿效果确实明显，发现了很多铀矿床，如航空放射性测量发现的邹家山矿床、石马山矿床等。但是，随着找矿深度的增加，放射性测量方法的找矿效果已明显降低。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：随着找矿深度的增加，现有技术中普遍采用的放射性测量方法，找矿效果难以满足需求。

本发明的技术方案如下所述：

一种热液型铀矿深部探测方法，包括以下步骤：步骤1圈定成矿远景区；步骤2综合采用电磁测深法、高精度磁法、高精度测氡法开展铀矿深部探测。

作为优选方案：步骤1中，依据热液型铀矿的成矿规律圈定成矿远景区。所述成矿规律可以包括蚀变发育规律、断裂构造发育规律、火山机构及岩脉发育规律。

作为优选方案：步骤2包括以下步骤：

步骤2.1通过音频大地电磁仪采用张量或标量测量的方式进行电磁测深；

步骤2.2通过高精度磁力仪采用剖面连续测量工作方式进行总磁场强度测量、梯度测量；

步骤2.3通过测氡仪采用抽气测量方式进行测氡作业；

步骤2.4根据步骤2.1、步骤2.2、步骤2.3测量结果，结合已知地质资料，得到成矿环境信息和直接成矿信息，预测铀成矿有利部位。步骤2.4中，所述成矿环境信息可以包括断裂构造信息、岩性界面信息、岩脉及基底深度变化信息；所述直接成矿信息可以包括氡浓度高值异常区域信息。

作为进一步的优选方案：

步骤2.1中，测量点距为20m，音频大地电磁仪工作频率为10～10000Hz，原始数据采集时间大于等于20min；

步骤2.3中，测量剖面时点距为20m，测量面积时点距为50m，测量时间为5min/次，测量次数为3次，测量深度为60～70cm。

本发明的有益效果为：

本发明综合运用电磁测深法、高精度磁法、高精度测氡法，既可以获取到铀成矿环境的地质构造信息，实现间接找矿，又可以获取到铀成矿的直接信息，实现直接找矿。与以往传统放射性测量找矿技术方法相比，显著提高了找矿预测的准确性和效率，尤其是对于深度找矿具有良好的找矿效果。

本发明不仅从热液型铀矿深部成矿地质构造、蚀变体和成矿信息等成矿地质环境角度优选出铀成矿远景区，而且通过深部地质成矿环境的间接探测和铀成矿信息的直接探测方法，即综合运用电磁测深法、高精度磁法、高精度测氡法，能够准确预测出深部铀矿体的产出部位。因此，与以往的预测技术方法相比，其不但可以圈定出铀成矿远景区的范围，更能预测出铀矿体的位置和埋藏深度，其技术优势明显。目前，该技术方法已推广应用于相山铀矿田和诸广铀矿田的找矿生产工作中。

附图说明

图1为居隆庵矿床及邻区构造示意图；

图2为居隆庵矿床64勘探线钻探剖面示意图；

图3为铀矿深部探测实施路线图；

图4(a)、(b)为居隆庵矿床64勘探线综合成果图；

图5为居隆庵矿床64勘探线2009年度钻探剖面示意图。

图中，A1-坡积、残积、冲积、淤积、粘土及细砂、砂砾；A2-过渡相碎斑流纹岩；A3-灰红色流纹英安岩或流纹英安质块熔岩；A4-煌斑岩脉；A5-断裂构造；A6-矿化裂隙带；B1-鹅湖岭组上段灰岩、灰白色碎斑熔岩；B2鹅湖岭组下段上部流纹质晶玻屑凝灰岩、下部紫红色砂砾岩、含砂砾岩；B3-打鼓顶组上段暗紫、灰紫色流纹英安岩；B4-打鼓顶组下段上部流纹质熔结凝灰岩，下部紫红色砂岩、砂砾岩；B5-震旦系黑云母石英片岩；B6-断裂构造；B7-矿体；B8-施工钻孔及编号；C1-上侏罗统鹅湖岭组上段碎斑熔岩；C2-上侏罗统鹅湖岭组下段暗紫红色粉砂岩、砂岩、晶玻屑凝灰岩；C3-中元古界云母石英片岩；C4-上侏罗统打鼓顶组下段紫红色粉砂岩、砂砾岩、局部含钙质结核；C5-实测及推测地质界线；C6-实测及推测构造破碎带及编号；C7-工业铀矿体；D1-鹅湖岭组上段灰岩、灰白色碎斑熔岩；D2鹅湖岭组下段上部流纹质晶玻屑凝灰岩、下部紫红色砂砾岩、含砂砾岩；D3-打鼓顶组上段暗紫、灰紫色流纹英安岩；D4-打鼓顶组下段上部流纹质熔结凝灰岩，下部紫红色砂岩、砂砾岩；D5-震旦系黑云母石英片岩；D6-断裂构造；D7-矿体；D8-施工钻孔及编号。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的热液型铀矿深部探测方法进行详细说明。

实施例1

本实施例的热液型铀矿深部探测方法，包括以下步骤：

步骤1成矿远景区圈定

结合热液型铀矿的成矿规律圈定成矿远景区。所述成矿规律包括蚀变发育、断裂构造发育、火山机构及岩脉发育等因素。

步骤2铀矿深部探测

步骤2.1采用电磁测深法进行铀矿深部探测

通过音频大地电磁仪采用张量或标量测量的方式进行电磁测深。

本实施例中，具体技术参数如下所述：

测量点距：20m；

测量方式：张量(Tensor)，在地形条件不好时如果仪器功能许可可以采用标量测量方式(Scalar)；

工作频率：一般10～10000Hz，高频越高越好；

工作时间：最好野外工作在5～10月之间完成，且原始数据采集时间不少于20分钟；

数据处理：推荐使用EMAGE-2D或MT2D软件，在应用EH4连续电导率仪采用标量模式工作时使用其自带的image软件；

成果图：可以使用各种专业绘图软件绘制最终反演结果，如Surfer软件、ArcGIS软件、MapInfo软件等等；

其它：在有高压线干扰情况下，一定要使用电信号与磁信号分离采集及远参考的抗高压线干扰技术，以确保原始数据质量及不丢失测点；

仪器：推荐使用V8多功能电法仪或同等性能音频大地电磁仪。

步骤2.2采用高精度磁法进行铀矿深部探测

通过高精度磁力仪采用剖面连续测量工作方式进行总磁场强度测量、梯度测量。

本实施例中，具体技术参数如下所述：

测量方式：采用剖面连续测量工作方式；

测量参数：总磁场强度，最好同时开展梯度测量；

数据处理：常规各种校正，如日变改正、纬度改正、高度改正等，根据工作需要而定。如开展面积性测量工作，则进行延拓、求导等数据处理工作，否则剖面测量工作不做反演计算，除非可以得到工作区内岩石的磁化率及剩磁强度等参数；

成果图：可以使用各种专业软件绘制剖面图(如Grapher软件、Execel软件等)或平面图(Surfer软件、Geosoft软件、ArcGIS软件等)；

仪器：推荐使用GSM-19WG型高精度磁力仪或同等性能高精度磁力仪。

步骤2.3采用高精度测氡法进行铀矿深部探测

通过测氡仪采用抽气测量方式进行测氡作业。

本实施例中，具体技术参数如下所述：

测量方式：抽气式；

测量点距：剖面时20m，面积时50m；

测量时间：5min/次；

重复观测：3次，以第三次结果为准；

测量深度：60～70cm；

成果图：可以使用各种专业软件绘制剖面图(如Grapher软件、Execel软件等)或平面图(Surfer软件、Geosoft软件、ArcGIS软件等)；

仪器：推荐使用RAD7型测氡仪。

步骤2.4根据步骤2.1、步骤2.2、步骤2.3测量结果，结合已知地质资料，得到成矿环境信息和直接成矿信息，预测铀成矿有利部位。

所述成矿环境信息包括断裂构造信息、岩性界面信息、岩脉及基底深度变化信息；所述直接成矿信息包括氡浓度高值异常区域信息。

实施例2

本实施例结合采用本发明的方法江西相山铀矿田居隆庵矿床的铀矿勘查应用实际和产生的重大找矿效果，对本发明进行详细说明。

相山铀矿田是我国最大的火山岩型铀矿基地，居隆庵矿床位于矿田西部，由北东向平行的邹家山-石洞、小陂-芜头断裂与北西向平行的书堂-济河口、小陂-石洞断裂切割而成的菱形断块内，如图1所示。矿床内岩性较简单，主要为青白口系基底变质沉积岩以及下白垩统打鼓顶组和鹅湖岭组的火山岩系盖层。居隆庵铀矿床矿化主要受F7断裂构造及火山岩层组间界面控制。在平面上矿化总体呈近南北向展布，矿体以北东5°～15°走向大致平行成组群侧列展布，此外在火山岩层组间界面附近还有可能存在近东西向展布的矿体。矿体受呈帚状的次级断裂和岩性界面的双重控制，主要赋存于碎斑熔岩底部和流纹英安岩顶部及其与帚状构造撒开部位的交汇处。矿体整体呈帚状形态，单条脉体的形态较为复杂，多数呈脉状或纺锤状，少数呈不规则囊状。

图2为前人在居隆庵矿床64勘探线工作情况，左侧矿体即为居隆庵矿床矿体。由于以往工作没有任何深部信息，所有的深部信息全部来自钻探接露，所以钻孔打到那里就有那里的信息，否则什么也不知道。从钻孔剖面上看，居隆庵矿体实际上并未圈闭，只是由于缺乏深部信息，为节约成本，钻孔不敢贸然继续施工，继而形成了现在看到的结果，这是截至2007年底前的勘探结果。

在分析了居隆庵矿床前人勘探成果，研究了矿床内断裂构造和蚀变发育以及岩性界面变化特点等控矿要素后，地质工作者认为在已知矿体的外围还应该有较好的成矿远景。于是，在该矿床上采用了本发明的电磁测深法+高精度磁法+高精度测氡组合方法开展了勘查工作。为了便于与已知资料的对比，测线部署在64勘探线上。具体实施工作步骤如图3所示：

①测线及测点布设：因为南方地形条件复杂，植被茂盛，所以在开展物探工作前，首先要沿设计的测线方向砍出一条通道，并在每个测点位置做好标记，测量点距为20m，以便后续的物化探方法施工。

②数据采集：在标记好的测点位置依次开展高精度磁法和高精度测氡工作，最后开展电磁测深法的数据采集工作。这样安排工作顺序因为前两项工作效率高，可以很快完成数据采集工作。如果先开展电磁测深法的数据采集，则会出现同一测点上不同方法之间的相互影响。

③数据处理和解释：数据采集工作完成后，按照各方法规定的处理和解释要求开展相应工作，并编制相应成果图。

④地质综合解释：分析各方法得到的成果及相应图件，结合已知地质资料综合解译物探成果，推断解译出与成矿环境有关的信息，如断裂构造、岩性界面、岩脉及基底深度变化等。同时，分析得到与铀成矿有关的直接信息，如氡浓度高值异常区域。

⑤成矿靶区预测：根据铀成矿规律特征，结合探测到的间接成矿环境信息和直接成矿信息，预测铀成矿有利部位。

图4为2008年采用本发明的电磁测深法+高精度磁法+高精度测氡组合方法在64勘探线上的综合成果图。由图可见，在高精度磁测曲线上的100～200m、300m和1200m处明显存在着磁异常，该异常主要反映的是断裂构造；此外，在矿体上方也有跳跃变化的高磁异常。从高精度测氡结果看，整条剖面上均有跳跃变化的氡浓度异常，其形成原因主要是深部的放射性物质(包括铀、镭及其衰变子体)沿断裂构造运移至浅部，进而产生了氡浓度的高场变化。从电性特征上看，居隆庵矿体位于高阻与低阻的变化部位，且偏低阻一侧；此外，从电阻率变化特征上很容易推断出打鼓顶组与鹅湖岭组的组间界面，即高阻与低阻的变化部位；而且，断裂构造也很明显地反映在电阻率变化上，多表现为电阻率等值线的变化部位。矿体位于低阻区内，是因为矿体多产在断裂破碎带或者裂隙构造带内，这些地质体相对于完整的岩体来说，表现为低阻特征。而根据电阻率变化能够区分出打鼓顶组与鹅湖岭组的组间界面，是因为鹅湖岭组的碎斑熔岩一般为高阻的电性特征，打鼓顶组的流纹英安岩一般表现为相对低阻的电性特征，所以根据电阻率的变化是可以将二者区分出来。至于断裂构造所表现出来的电阻率变化，即可以在高阻区内，也可以在低阻区内，推断其依据主要是电阻率等值线的变化，而不仅仅是电阻率值的变化。也就是说，根据磁异常的变化可以推断解释出断裂构造的发育，根据氡浓度异常可以推断有从深部运移上来的放射性物质，根据电阻率的变化不但可以推断解释断裂构造的发育，而且还可以推断出打鼓顶组与鹅湖岭组的组间界面，此外根据电阻率值的高低还可以预测矿体的产出部位。换句话说，应用本发明的电磁测深法+高精度磁法+高精度测氡组合方法，不但实现了间接找矿的铀成矿环境探测目的，即查明断裂构造发育和不同岩性界面变化特征，而且实现了直接找矿的铀矿体直接定位预测目的。

根据本发明应用结果，预测在原矿体的东侧仍然存在铀矿体。其依据是：其一，已知矿体位于低阻异常内，而低阻异常向东依然存在，所以在矿体东侧的低阻异常内也可能赋存着铀矿体；其二，矿体位于高阻与低阻变化的部位，而东侧的电阻率变化更为明显，说明东侧的构造及裂隙更为发育；其三，矿体上方的氡浓度异常范围较大，其东侧依然存在高氡异常，说明有多条通道将深部的放射性物质运移至浅部；其四，矿体上方表现出来的跳跃式磁异常，在矿体东侧依然存在。依据此次预测成果，生产单位在已知剖面上继续向东施工了4个钻孔，果然发现了图5所示规模更大、品位更高的矿体。

Claims (6)

1.一种热液型铀矿深部探测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1圈定成矿远景区；

步骤2综合采用电磁测深法、高精度磁法、高精度测氡法开展铀矿深部探测。

2.根据权利要求1所述的一种热液型铀矿深部探测方法，其特征在于：步骤1中，依据热液型铀矿的成矿规律圈定成矿远景区。

3.根据权利要求2所述的一种热液型铀矿深部探测方法，其特征在于：步骤1中，所述成矿规律包括蚀变发育规律、断裂构造发育规律、火山机构及岩脉发育规律。

4.根据权利要求2所述的一种热液型铀矿深部探测方法，其特征在于：步骤2包括以下步骤：

步骤2.1通过音频大地电磁仪采用张量或标量测量的方式进行电磁测深；

步骤2.2通过高精度磁力仪采用剖面连续测量工作方式进行总磁场强度测量、梯度测量；

步骤2.3通过测氡仪采用抽气测量方式进行测氡作业；

步骤2.4根据步骤2.1、步骤2.2、步骤2.3测量结果，结合已知地质资料，得到成矿环境信息和直接成矿信息，预测铀成矿有利部位。

5.根据权利要求4所述的一种热液型铀矿深部探测方法，其特征在于：步骤2.4中，所述成矿环境信息包括断裂构造信息、岩性界面信息、岩脉及基底深度变化信息；所述直接成矿信息包括氡浓度高值异常区域信息。

6.根据权利要求4所述的一种热液型铀矿深部探测方法，其特征在于：

步骤2.1中，测量点距为20m，音频大地电磁仪工作频率为10～10000Hz，原始数据采集时间大于等于20min；

步骤2.3中，测量剖面时点距为20m，测量面积时点距为50m，测量时间为5min/次，测量次数为3次，测量深度为60～70cm。