CN114384605A - 一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法 - Google Patents

一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法 Download PDF

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蔡煜琦
李子颖
虞航
钟军
朱斌
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Abstract

本发明属于铀钍矿产预测评价技术领域，具体涉及一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，包括：步骤(1)：开展地质调查，阐明控矿要素特征；步骤(2)：开展地表能谱测量，评价地表矿化分布范围；步骤(3)：开展土壤氡气测量，评价深部矿化异常范围；步骤(4)：开展音频大地电磁剖面测量，圈定控矿构造范围；步骤(5)：多元信息叠合，预测评价深部铀钍矿体。本发明以地质控矿要素等多元信息分析为依据进行勘查，能够更为准确、有效、快速的预测隐伏性矿体，提高找矿效率，降低勘探成本。

Description

一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法
技术领域
本发明属于铀钍矿产预测评价技术领域，具体涉及一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法。
背景技术
碱性岩型铀矿床是指产在碱性岩中，与碱性岩浆结晶分异作用密切相关的铀矿床，均属铀、钍、稀土、铌等多种矿产共伴生的矿床，以富钍为主要特征。碱性岩浆之所以较非碱性岩浆富铀、钍、稀土等元素，是因为硅酸盐熔体中碱度或温度的增高可使得Si-Al四面体链断裂，从而增强熔体的解聚作用，并增强大的、高电荷离子的溶解度(Kyser&Cuney，2008)。
目前，因该类型铀矿床经济可采性较差，世界上对其勘查和预测技术的研究较少，但其含有钍、稀土、铌等多种元素，随着综合利用选冶工艺的进步，可以有较大的经济价值，因此，碱性岩型铀钍矿床的预测评价技术显得较为重要。
碱性岩型铀钍矿床属于岩浆岩型铀钍矿床大类下的亚类，碱性岩型铀钍矿床还可分为岩体型和伟晶岩脉型，即前者类型铀、钍、稀土等元素较为均匀分布在碱性岩体某一岩相中，后者类型铀、钍、稀土等元素赋存在伟晶—细晶岩脉中。
前人对碱性伟晶岩型铀-钍矿床的预测方法主要侧重以出露地表的矿化为单一信息依据进行勘查，准确性有待商榷。
因此，亟待开发一种新的对碱性伟晶岩型铀-钍矿床的预测方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，以地质控矿要素等多元信息分析为依据进行勘查，能够更为准确、有效、快速的预测隐伏性矿体，提高找矿效率，降低勘探成本。
实现本发明目的的技术方案：
一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤(1)：开展地质调查，阐明控矿要素特征；
步骤(2)：开展地表能谱测量，评价地表矿化分布范围；
步骤(3)：开展土壤氡气测量，评价深部矿化异常范围；
步骤(4)：开展音频大地电磁剖面测量，圈定控矿构造范围；
步骤(5)：多元信息叠合，预测评价深部铀钍矿体。
所述步骤(1)具体为：收集地质调查数据、开展矿化岩体及周边围岩的地质调查，结合区域地质调查，系统查明矿化岩体及周边的构造体系，对区内构造按照期次和性质进行划分，识别出成矿期前构造和期后构造；对与成矿有关的控岩控矿构造进行追溯性调查，查明断层走向、倾向、倾角以及力学性质，预测矿化岩体的深部产状，初步推测深部岩体的展布形态。
所述步骤(1)中地质调查以大比例尺地质填图为优先，精度为1:5000-1:10000。
所述步骤(2)具体为：在地表出露区和推测隐伏区开展地表能谱测量，根据测量结果判断矿体的地面延展方向，圈定异常带分布范围，推测异常带延伸趋势，分析异常形成原因和制约因素。
所述步骤(2)中地表能谱测量精度为1:5000-1:10000。
所述步骤(3)具体为：在地表出露区和推测隐伏区开展土壤氡气测量，根据测量结果判断矿体深部变化情况，尖灭或延伸，圈定异常带分布范围，分析异常形成原因和制约因素。
所述步骤(3)中土壤氡气测量精度为1:5000或1:10000。
所述步骤(4)具体为：在步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)圈定的地表及深部隐伏矿体发育地段，在垂直矿体走向和沿着矿体走向的方向，平行设置多条音频大地电磁AMT测深剖面；根据测量结果，解译出控矿构造剖面形态，不同位置的延展信息；联合磁法测量结果，将不同深度矿体的平面展布形态与垂向上的剖面形态联立，初步构建出基于地球物理探测的岩体三维可视化模型。
所述步骤(4)中音频大地电磁AMT剖面长度应跨越预测隐伏矿体范围，并向两端延长200m以上，测量点距25～50m。
所述步骤(5)具体为：基于步骤(1)至步骤(4)获取的多元信息，进行权重叠加，圈定隐伏矿化矿体三维空间展布范围，预测评价深部铀钍矿体。
本发明的有益技术效果在于：
1、针对与碱性岩浆相关的伟晶岩型铀、钍矿床的特有性质，能简化勘探流程，提高钻探见矿率，降低勘探风险；
2、有别于传统方法的“先钻探，后构建三维模型”，三维模型无法指导钻探工程；而是直接应用地球物理和地质手段，先建立三维模型，在模型的指导下开展钻探工程；
3、在三维矿化岩体模型的指导下，有利于应用计算机软件，通过数理统计法快速、可靠的估算资源量；相比传统的地质块段法的人工计算，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明所提供的沙特Jabal Sayid地区某矿床能谱铀(eU)等值线图；
图2为本发明所提供的沙特Jabal Sayid地区某矿床能谱钍(eTh)等值线图；
图3为本发明所提供的沙特Jabal Sayid地区某矿床土壤氡气(Rn)等值线图；
图4为本发明所提供的沙特Jabal Sayid地区某矿床音频大地电磁剖面(左)及解译图(右)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明提供的一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，具体包括以下步骤：
步骤(1)：开展地质调查，阐明控矿要素特征。
系统收集工作区的地质、物探、化探、遥感和放射性调查数据，在系统整理和研究的基础上，开展矿化岩体及周边围岩的地质调查，地质调查以大比例尺地质填图为优先，精度要求达到1:5000-1:10000。结合1:10000-1:50000中比例尺区域地质填图或1:250000小比例尺区域地质图或区域地质调查，系统查明矿化岩体及周边的构造体系，包括区域构造、矿区构造和矿体构造。对区内构造按照期次和性质进行划分，识别出成矿期前构造和期后构造。对与成矿有关的控岩控矿构造进行追溯性调查，查明断层走向、倾向、倾角以及力学性质，以此为基础预测矿化岩体的深部产状，初步推测深部岩体的展布形态，合理部署放射性测量(步骤(2))和地球物理测量(步骤(3)和步骤(4))。
步骤(2)：开展地表能谱测量，评价地表矿化分布范围。
碱性伟晶岩型铀钍矿床，矿体呈脉状产出，但矿体会出现分支、交叉情况。因此，在地表出露区和推测隐伏区开展地表能谱测量，测量精度1:5000-1:10000。根据测量结果判断矿体的地面延展方向，圈定异常带(低值异常带和高值异常带)分布范围，推测异常带延伸趋势，分析异常形成原因和制约因素，为步骤(4)音频大地电磁剖面布设和步骤(5)钻探工程部署间距和位置提供充分依据。
步骤(3)：开展土壤氡气测量，评价深部矿化异常范围。
碱性伟晶岩型铀钍矿床，矿体具有一定的延伸性，深部矿体变化的情况不确定。因此，在地表出露区和推测隐伏区开展土壤氡气测量，测量精度为1:5000或1:10000。根据测量结果判断矿体深部变化情况，尖灭或延伸，圈定异常带(低值异常带和高值异常带)分布范围，分析异常形成原因和制约因素，为步骤(4)音频大地电磁剖面布设和步骤(5)钻探工程部署间距和位置提供充分依据。
步骤(4)：开展音频大地电磁剖面测量，圈定控矿构造范围。
在步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)圈定的地表及深部隐伏矿体发育地段，在垂直矿体走向和沿着矿体走向的方向，平行设置多条音频大地电磁(AMT)测深剖面。AMT剖面长度应跨越预测隐伏矿体范围，并向两端延长200m以上，测量点距25～50m。根据测量结果，解译出控矿构造剖面形态，不同位置的延展信息。联合磁法测量结果，将不同深度矿体的平面展布形态与垂向上的剖面形态联立，初步构建出基于地球物理探测的岩体三维可视化模型，指导进一步的钻探工程部署。
步骤(5)：多元信息叠合，预测评价深部铀钍矿体。
基于步骤(1)至步骤(4)获取的多元信息，进行权重叠加，圈定隐伏矿化矿体三维空间展布范围，预测评价深部铀钍矿体。根据铀钍矿体深部及地表展布情况，结合勘查实际需求，勘探线垂直于矿体走向，钻孔方向应与异常带或控矿构造成最大锐角相交。考虑到碱性伟晶岩型铀钍矿床往往伴生稀有、稀土金属元素，在钻探查证过程中，应对矿化段进行系统的、连续的取样，并选择合适的溶样方法进行化学分析，评价铀资源量。
实施例
以沙特Jabal Sayid地区某矿区铀钍成矿预测与综合评价为例，对本发明的预测方法进行进一步说明。
该矿床为铀-钍-稀土复合矿床，在地表出露1km2，以往工作仅对地表资源进行了调查，深部矿体展布和矿化情况不明确。通过本发明方法实施，成功建立了矿体1000米以浅的深部模型，估算矿石量1亿吨以上。
步骤(1)：开展地质调查，阐明控矿要素特征。
系统收集了沙特阿拉伯Jabal Sayid地区某碱性伟晶岩型矿床及区域的地质、物探、化探、遥感和放射性调查数据，具体包括1:25万航磁、1:25万航放、1:25万地质图等数据，并基于遥感数据，开展了1:5万遥感地质解译。在系统整理和研究的基础上，开展矿点及周边围岩的地质调查，填制了矿点及周边1:10000地质图，系统查明了矿体及周边的构造体系，识别出北东向区域断裂为控矿断裂，断裂产状253°∠55°走向北西、倾向西南，控制着矿体向近东西方向延展和西北方向延深。
步骤(2)：开展地表能谱测量，评价地表矿化分布范围。
在步骤(1)的认识基础上，圈定了以矿体地表出露区和东西向推测隐伏区位中心的约3km2范围，开展地表能谱测量。测量精度为1:5000，测量点距为100m×25m。能谱铀等值线图和能谱钍等值线图，分别如图1和图2所示。多道能谱测量结果表明，去除矿石表面第四系冲击物覆盖等因素对放射性强弱的影响，矿体铀矿化和钍矿化地表分布范围以地表出露地带最强，向西北延深方向变弱。
步骤(3)：开展土壤氡气测量，评价深部矿化异常范围。
在矿体出露和推测隐伏矿体的区域，开展了土壤氡气测量，测区面积完全覆盖并大于能谱出露和推测隐伏的区域面积，测量精度为1:5000，点距为50m×20m，测线方向与矿体走向垂直。如图3所示，测量区的中部土壤氡气异常最为集中，表示该地区深部可能发育较大较好的矿体。
步骤(4)：开展音频大地电磁剖面测量，圈定控矿构造范围。
在步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)圈定的地表矿体和深部隐伏矿体发育地段，在垂直矿体走向和沿着岩体走向的方向，平行设置了4条音频大地电磁(AMT)测深剖面，线距800m，测量点距50m。如图4所示，经对测深结果进行解译，大致构建了以低阻为特征的控矿构造深部形态。
步骤(5)：多元信息叠合，预测评价深部铀钍矿体。
基于步骤(1)至步骤(4)圈定的隐伏岩体范围，根据提交推断级资源量的要求，部署了48个岩心钻孔，工程基本间距200m×100m，具体钻孔位置根据各类地质与矿化等信息进行调整，钻孔深度从地表矿体至远端，逐渐变深。钻孔勘探线基本垂直岩体走向，钻孔方向与矿体倾向保持垂直。
钻孔岩心连续取样分析结果表明，见矿孔达47个，估算了铀矿石量超1亿吨。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (10)

1.一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤(1)：开展地质调查，阐明控矿要素特征；
步骤(2)：开展地表能谱测量，评价地表矿化分布范围；
步骤(3)：开展土壤氡气测量，评价深部矿化异常范围；
步骤(4)：开展音频大地电磁剖面测量，圈定控矿构造范围；
步骤(5)：多元信息叠合，预测评价深部铀钍矿体。
2.根据权利要求1所述的一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：收集地质调查数据、开展矿化岩体及周边围岩的地质调查，结合区域地质调查，系统查明矿化岩体及周边的构造体系，对区内构造按照期次和性质进行划分，识别出成矿期前构造和期后构造；对与成矿有关的控岩控矿构造进行追溯性调查，查明断层走向、倾向、倾角以及力学性质，预测矿化岩体的深部产状，初步推测深部岩体的展布形态。
3.根据权利要求2所述的一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，其特征在于，所述步骤(1)中地质调查以大比例尺地质填图为优先，精度为1:5000-1:10000。
4.根据权利要求3所述的一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：在地表出露区和推测隐伏区开展地表能谱测量，根据测量结果判断矿体的地面延展方向，圈定异常带分布范围，推测异常带延伸趋势，分析异常形成原因和制约因素。
5.根据权利要求4所述的一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，其特征在于，所述步骤(2)中地表能谱测量精度为1:5000-1:10000。
6.根据权利要求5所述的一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：在地表出露区和推测隐伏区开展土壤氡气测量，根据测量结果判断矿体深部变化情况，尖灭或延伸，圈定异常带分布范围，分析异常形成原因和制约因素。
7.根据权利要求6所述的一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，其特征在于，所述步骤(3)中土壤氡气测量精度为1:5000或1:10000。
8.根据权利要求7所述的一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，其特征在于，所述步骤(4)具体为：在步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)圈定的地表及深部隐伏矿体发育地段，在垂直矿体走向和沿着矿体走向的方向，平行设置多条音频大地电磁AMT测深剖面；根据测量结果，解译出控矿构造剖面形态，不同位置的延展信息；联合磁法测量结果，将不同深度矿体的平面展布形态与垂向上的剖面形态联立，初步构建出基于地球物理探测的岩体三维可视化模型。
9.根据权利要求8所述的一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，其特征在于，所述步骤(4)中音频大地电磁AMT剖面长度应跨越预测隐伏矿体范围，并向两端延长200m以上，测量点距25～50m。
10.根据权利要求9所述的一种预测与碱性岩浆相关伟晶岩型铀、钍资源的方法，其特征在于，所述步骤(5)具体为：基于步骤(1)至步骤(4)获取的多元信息，进行权重叠加，圈定隐伏矿化矿体三维空间展布范围，预测评价深部铀钍矿体。
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