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书书书 第 3 6卷第 5期物 探 与 化 探V o l . 3 6 , N o . 5 2 0 1 2年 1 0月G E O P H Y S I C A L&G E O C H E M I C A LE X P L O R A T I O NO c t . , 2 0 1 2 综合物化探方法在寻找隐伏铀钼矿床中的应用 沈光银1, 杜俐2, 林银山2 ( 1 . 天津华北地质勘查局 核工业 2 4 7大队, 天津 3 0 1 8 0 0 ; 2 . 东华理工大学 国防科技学院, 江西 抚 州 3 4 4 0 0 0 ) 摘 要在大官厂铀钼矿区北带东部的已知剖面开展氡气和金属活动态测量方法的有效性试验, 证实在隐伏铀钼矿 体上方存在明显的氡气异常和铀钼活动态异常。利用该方法对矿区北带西部进行找矿预测, 对综合异常开展钻探 验证, 发现了隐伏铀钼矿体, 证实氡气测量和金属活动态测量是寻找隐伏铀钼矿床的有效方法。 关键词 氡气测量; 金属活动态测量; 综合异常; 铀钼矿体 中图分类号P 6 3 2 文献标识码A 文章编号 1 0 0 0- 8 9 1 8 ( 2 0 1 2 ) 0 5- 0 7 3 2- 0 5 沽源县大官厂火山岩型铀钼矿床位于华北地台 北缘, 铀多金属成矿带沽源中生代火山盆地东缘。 铀钼矿体为隐伏矿体, 采用常规的物化探找矿方法 效果不佳。近年来, 国内对寻找隐伏铀矿床的物化 探方法进行了研究与实践, 并取得了较好的找矿效 果[ 1 - 8 ]。2 0 1 0年在矿区开展了氡气测量和金属活 动态测量方法的有效性实验, 在铀钼矿体上方发现 了清晰的氡气异常和铀钼活动态异常。对综合异常 进行钻探验证, 发现了铀钼矿体, 取得了突出的找矿 效果, 对今后在北方火山岩地区选择有效的物化探 方法进行隐伏铀钼矿体预测, 指导深部探矿工程布 置具有重要意义。 1 地质概况 华北地区在白垩纪新近纪期间, 地壳受力状 态由挤压转为拉伸, 形成了一系列与铀成矿关系密 切的北东、 北北东向火山断陷盆地[ 9 - 1 1 ]。沽源盆地 基底为太古界红旗营子群变质岩, 岩性为浅粒岩、 变 粒岩、 片麻岩和大理岩等。盖层为中生界火山沉积 地层, 自下至上分别为上侏罗统白旗组、 张家口组, 下白垩统西瓜园组、 花吉营组地层。区域断裂构造 发育, 有东西向、 北东东向、 北西向和南北向四组, 其 中北东东向 F 1断裂规模大, 活动时间长, 控制着燕 山期火山活动及次火山岩体分布, 在区域上是一条 图 1 大官厂铀钼矿区地质概况 收稿日期 2 0 1 1- 1 0- 2 5 基金项目 中央财政补助地方地质勘查基金项目( 津国土房任 2 0 0 9第 3号) 与东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室 开放基金项目[ 2 0 1 1 R G E T O 1 8 ] 资助 5期沈光银等 综合物化探方法在寻找隐伏铀钼矿床中的应用 重要的铀多金属成矿带[ 1 2 ]。 大官厂矿床位于 F 1断裂上盘, 矿体分布受 F 4 断裂控制。F 4走向 7 0 , 倾向北西, 倾角 4 5 ~ 8 0 , 断裂宽 2 0~ 3 0m 。铀钼矿体呈脉状或透镜状赋存 在断裂上盘 0~ 6 0m范围内的蚀变隐爆角砾岩( 原 岩为张家口组三段钾质流纹岩) 及次流纹斑岩体外 接触带上。矿体长 4 0~ 1 2 0m , 宽 4 0~ 8 0m , 厚度 0 . 7~ 1 7 . 8 1m , 矿床平均品位 0 . 0 8 6 %, 成矿标高为 1 3 6 0~ 1 0 5 0m 。矿化与黑色玉髓、 紫黑色萤石化和 赤铁矿化关系密切, 金属矿物主要有沥青铀矿、 胶硫 钼矿、 方铅矿, 矿石结构为细脉浸染状和胶状, 矿石 构造呈角砾状或条带状[ 1 3 - 1 4 ]。 2 找矿方法有效性实验 2 . 1 氡气测量 野外使用 R A D 7型瞬时测氡仪, 灵敏度为 9 . 2 5 1 0 - 3c p m/ B q 。测线长 3 0 0m , 点距 2 0m , 测量深 度 4 0~ 6 0c m , 每个点测量时间 2 0m i n 。选择矿区 北带 1 5 、 2 1 、 2 9号剖面开展氡气测量, 结果见表 1 。 计算各采样点数据的对数值, 剔除部分异常高 值后, 使频率曲线为正态分布, 以数据的平均值加 2 倍标准离差作为地球化学异常下限。1 5号线氡异 常下限值为 4 . 8 5B q / m 3, 最高异常值 5 . 9 2B q / m3, 经查明在断裂构造或隐伏铀矿体上方存在氡异常。 随后在矿区西部 4~4 4号线开展氡气测量( 网度 1 0 0m 2 0m ) , 氡异常下限值为 2 . 0 7B q / m 3, 最高 异常值 7 8 . 8B q / m 3。 2 . 2 金属活动态测量 金属活动态测量作为深穿透地球化学方法的一 种, 其特点是探测深度大( 达数百米) , 能直接测量 隐伏矿体信息, 并能较好地反应矿致异常[ 1 5 ]。近年 来, 应用该方法在内蒙古鄂尔多斯盆地、 二连盆地寻 表 1 大官厂铀钼矿床氡气含量B q / m 3 测线1234567891 01 11 21 31 41 51 6 1 50 . 5 72 . 8 45 . 9 21 . 8 53 . 8 51 . 6 81 . 8 32 . 9 43 . 0 64 . 2 52 . 8 21 . 5 34 . 2 53 . 8 82 . 4 52 . 8 9 2 11 . 6 81 . 5 61 . 8 23 . 3 12 . 7 33 . 5 82 . 8 61 . 3 81 . 3 80 . 5 80 . 6 10 . 8 70 . 8 01 . 0 81 . 1 20 . 9 9 2 91 . 9 81 . 3 93 . 2 12 . 3 30 . 9 50 . 9 40 . 3 70 . 7 70 . 4 10 . 1 50 . 2 30 . 1 80 . 2 60 . 3 70 . 2 50 . 6 0 42 . 1 86 . 7 32 . 6 93 . 9 22 . 0 62 . 0 27 8 . 8 00 . 7 94 0 . 7 01 . 2 80 . 4 00 . 2 91 . 4 61 . 5 11 . 3 51 . 1 0 81 . 3 61 . 6 41 . 2 41 . 5 60 . 5 92 4 . 9 08 . 9 22 9 . 6 31 . 7 83 . 0 33 . 6 65 . 8 53 . 4 11 . 3 82 . 0 11 . 0 6 1 21 . 0 70 . 8 71 . 2 10 . 8 30 . 6 71 . 2 21 . 1 31 . 2 60 . 7 81 . 2 41 . 3 71 . 9 52 . 4 12 . 0 01 . 6 51 . 1 1 1 60 . 7 30 . 7 10 . 7 82 . 0 01 . 9 11 . 8 51 0 . 6 22 . 0 08 . 8 81 . 7 52 . 0 21 . 7 41 . 6 72 . 4 51 . 4 31 . 7 8 2 02 . 3 76 . 8 41 0 . 5 4 1 3 . 2 4 1 3 . 1 31 . 9 80 . 9 00 . 6 80 . 4 60 . 5 30 . 9 11 . 2 70 . 8 71 . 3 31 . 5 81 . 2 6 2 40 . 9 02 . 0 87 . 5 82 . 8 84 . 7 01 . 5 40 . 4 90 . 9 70 . 7 40 . 6 70 . 6 60 . 6 70 . 8 21 . 1 21 . 0 11 . 4 5 2 81 . 5 11 . 9 41 . 3 10 . 8 71 . 2 51 . 3 40 . 9 50 . 8 50 . 8 21 . 2 91 . 0 90 . 9 11 . 0 81 . 0 21 . 0 21 . 0 5 3 21 . 6 21 . 8 51 . 2 70 . 8 30 . 9 20 . 7 01 . 2 61 . 5 51 . 2 30 . 7 72 . 4 01 . 4 72 . 3 12 . 0 81 . 4 81 . 5 5 3 61 . 3 61 . 6 61 . 1 11 . 4 31 . 4 00 . 9 92 . 3 01 . 0 41 . 4 21 . 6 82 . 2 31 . 7 42 . 1 81 . 4 21 . 5 50 . 5 1 4 01 . 7 21 . 2 01 . 4 81 . 1 40 . 7 71 . 3 11 . 4 31 . 5 01 . 4 61 . 9 21 . 7 52 . 9 63 . 7 71 . 7 61 . 2 20 . 6 8 4 41 . 1 11 . 3 00 . 9 51 . 2 20 . 9 81 . 5 81 . 5 21 . 2 71 . 3 01 . 2 51 . 3 50 . 6 80 . 6 21 . 0 40 . 5 50 . 7 4 表 2 大官厂铀钼矿区 1 5号线不同结合态的铀、 钼含量1 0 - 9 样号 UM o ABCDABCD 1 5- 11 . 0 96 9 . 05 8 . 54 8 . 68 . 0 89 . 9 2-- 1 5- 20 . 7 7 87 1 . 19 1 . 15 2 . 73 . 1 94 . 2 0-- 1 5- 30 . 3 8 97 5 . 71 1 06 4 . 55 . 3 67 . 9 63 . 9 44 . 9 8 1 5- 40 . 6 9 99 5 . 24 9 . 87 8 . 82 . 1 80 . 8 3 6-4 . 9 7 1 5- 50 . 6 2 16 4 . 01 8 85 3 . 80 . 0 8 45 . 7 60 . 5 6 0- 1 5- 60 . 7 7 53 1 53 5 . 31 0 75 2 . 44 . 2 42 3 . 7- 1 5- 70 . 6 24 9 . 16 2 . 58 7 . 90 . 9 0 81 . 4 0-3 . 5 1 1 5- 80 . 5 4 24 2 . 98 8 . 55 1 . 11 0 . 89 . 8 8-- 1 5- 90 . 6 9 60 . 3 01 4 . 15 11 5 . 11 4 . 91 5 . 02 6 . 0 1 5- 1 00 . 8 51 4 . 92 0 . 31 0 82 3 . 71 8 . 84 1 . 05 2 . 9 1 5- 1 17 . 1 71 4 . 91 4 . 61 2 64 . 9 93 6 . 12 5 . 74 5 . 8 1 5- 1 20 . 4 6 22 3 . 21 1 . 73 3 . 31 4 . 56 . 3 44 0 . 32 9 . 7 1 5- 1 30 . 3 8 32 0 . 02 7 . 23 62 . 9 54 4 . 72 1 . 53 6 . 9 1 5- 1 40 . 6 8 88 5 . 19 . 8 85 9 . 51 4 01 7 . 41 0 12 4 . 3 1 5- 1 50 . 7 6 41 4 . 21 4 . 84 9 . 51 1 . 68 . 1 41 5 . 02 3 . 5 1 5- 1 60 . 6 8 78 . 5 11 4 . 18 2 . 46 . 8 12 1 . 61 3 . 02 2 . 3 注 A 水溶态; B 吸附态; C 铁锰氧化物结合态; D 有机质结合态。 337 物 探 与 化 探3 6卷 找砂岩型铀矿, 取得了明显的找矿效果[ 1 6 - 1 7 ]。金属 活动态测量的原理是从土壤样品中提取各种活动态 的金属离子, 部分纳米级超微粒金属, 可溶性盐类中 的金属, 可溶性胶体、 无机和有机络合物金属, 矿物 表面铁锰氧化物膜吸附或结合的金属, 根据土壤活 动态中的元素含量判别元素析出或淋滤形成矿床的 可能性。 本次金属活动态测量的采样剖面长 3 0 0~ 5 0 0 m , 点距 2 0m , 采样介质为土壤 B层岩屑和砂, 采样 深度为 4 0~ 6 0c m 。样品破碎至 8 0目( 筛孔直径为 0 . 1 7 7m m ) , 采用等离子体质谱仪测试 U 、 T h 、 M o 、 P b 、 C u 、 Z n 、 A g 、 A u 等含量。1 5号线采集样品 1 6件, 进行水溶态、 吸附态、 铁锰氧化物结合态和有机质结 合态提取, 每种活动态进行铀、 钼含量测定( 表 2 ) 。 从图 2 、 图 3可知, 4种结合态中的铀、 钼含量曲 线相似, 其中吸附态铀、 钼含量最高, 异常衬度大, 效 果明显。根据实验结果, 选择矿区东部 1 5 、 2 1 、 2 9号 剖面进行氡气测量及金属活动态测量试验, 样品采 用吸附态元素提取, 取得了满意的效果。随后在矿 区西部 4~ 4 4号线应用该方法进行了成矿预测。 图 2 大官厂铀钼矿区土壤剖面中 4种结合态铀含量曲线 图 3 大官厂铀钼矿区土壤剖面中 4种结合态钼含量曲线 图 4 大官厂铀钼矿区 1 5号线物化探综合剖面 437 5期沈光银等 综合物化探方法在寻找隐伏铀钼矿床中的应用 3 氡气及金属元素活动态异常特征 3 . 1 实验剖面异常特征 1 5号剖面测氡曲线出现了 4个异常峰, 最右侧 的峰值与 F 2断裂对应, 其他3个峰值与钻孔深部铀 矿体对应( 图 4 ) 。通过铀活动态测量在 Z K 1 5 0孔 间发现铀异常, 异常对应 Z K 1 5 0孔深部的铀矿体。 84 6 0m处铀异常峰对应 Z K 1 5 4孔深部的铀矿体。 铀、 钼异常曲线基本一致, 在 Z K 1 5 0孔附近存在钼 异常峰, 是 Z K 1 5 0孔钼矿体通过高渗透将成矿元素 带到地表形成的侧移异常。84 6 0m处钼异常对应 Z K 1 5 7孔钼矿体。Z K 1 5 0孔和 Z K 1 5 2孔间还存在 铅异常, 该异常也是深部铅矿体通过高渗透将成矿 元素带到地表形成的侧移异常。 2 1 、 2 9号剖面的方法试验同样显示铀、 钼矿体 上方存在清晰的氡气和铀、 钼活动态综合异常, 证实 了这两种找矿方法的有效性。 3 . 2 4~ 4 4号线异常特征 3 . 2 . 1 氡气异常特征 从图 5看出, 矿区西段氡气异常面积大, 有 3个 异常中心, 自东向西异常最高值分别为 7 8 . 8 、 1 3 . 2 、 3 . 7 7B q / m 3。4号线以东异常未封闭, 推测东部、 中 部氡异常由深部铀矿化引起。 3 . 2 . 2 铀、 钼活动态异常特征 测区东南部有一处铀异常, 面积较大且连续性 好, 铀异常浓集中心明显, 与氡气异常相吻合, 异常 南部和东部未封闭, 异常主体位于钾质流纹岩内, 预 测测区东部为铀成矿靶区。 测区东部存在一处面积大、 连续性好的钼异常, 与铀异常吻合, 异常浓集中心明显, 异常主体位于钾 质流纹岩内, 异常南部、 北部和东部未圈闭, 圈定测 区东部为钼成矿靶区。 图 5 大官厂铀钼矿区 4~ 4 4号线物化探综合成果 4 物化探综合异常查证 矿区西部 4号线第 7个采样点的氡异常值为 7 8 . 8B q / m 3, 铀、 钼活动态异常值分别为( 4 0 0~ 6 0 0 ) 1 0 - 9和( 3 0 0~ 8 0 0 ) 1 0- 9。该综合异常位 于 F 2断裂上盘的钾质流纹岩中, 硅化、 萤石化、 黏土 化等热液蚀变发育, 推测综合异常深部存在铀钼矿 体。在综合异常中心施工 Z K 4 1孔进行异常查证, 在 1 1 4 . 8~ 3 1 1 . 9 3m深度发现 1层厚 1 . 1 8m 、 品位 为 0 . 1 4 7 %的铀矿体和 3层厚 1 . 1~ 2 . 8m 、 品位为 0 . 0 8 2 % ~ 0 . 1 1 2 %的钼矿体。 矿区西部 1 2号线附近存在铀、 钼活动态异常, 异常值分别为 18 3 0 1 0 - 9和 11 0 2 1 0- 9, 并存在 氡弱异常, 异常值为 2 . 2 2~ 2 . 9 6B q / m 3。经 Z K 1 2 3 孔查证, 在1 0 9~ 1 1 0m见厚1m的铀、 钼矿体, 品位 分别为 0 . 0 5 8 1 %和 0 . 0 6 6 %。 5 结论 在矿区东部已知剖面开展的氡气测量和金属活 动态测量实验证明, 氡气异常可以反应深部铀矿化 或断裂构造位置, 铀钼活动态异常反应深部铀钼矿 化, 综合异常则反应铀钼盲矿体的存在。 矿区西部铀钼活动态异常多位于钾质流纹岩 中, 显示该岩性成矿前景较好。矿区东南部粗面岩 中的铀钼异常推断由深部铀钼矿化引起, 该异常与 氡气异常的复合部位存在铀钼盲矿体。用钻探对 4 、 1 2号线综合异常进行查证, 发现了隐伏铀钼矿 体, 取得了很好的找矿效果, 说明氡气测量和金属活 动态测量是第四系覆盖区寻找铀钼盲矿体的有效方 法。 537 物 探 与 化 探3 6卷 参考文献 [ 1 ] 吴信民, 刘庆成, 邓居智, 等. 综合物探方法寻找深部隐伏铀矿 床的研究[ J ] . 矿物学报, 2 0 0 4 , 2 4 ( 2 ) 1 8 1- 1 8 4 . 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T H EA P P L I C A T I O NO FI N T E G R A T E DG E O P H Y S I C A LA N DG E O C H E MI C A L ME T H O D SI NS E A R C HF O RC O N C E A L E DU R A N I U M MO L Y B D E N U M D E P O S I T S S H E NG u a n g y i n 1, D UL i2, L I NY i n s h a n2 ( 1 .N o . 2 4 7P a r t yo f N u c l e a r I n d u s t r y ,T i a n j i nN o r t hC h i n aB u r e a uo f G e o l o g i c a l S u r v e y ,T i a n j i n 3 0 1 8 0 0 ,C h i n a ; 2 .D e f e n s e T e c h n o l o g yC o l l e g e ,E a s t C h i n aU n i v e r s i t y ,F u z h o u 3 4 4 0 0 0 ,C h i n a ) A b s t r a c t T h ee f f e c t i v e n e s s o f r a d o ng a s a n dm e t a l m o b i l e s t a t e m e a s u r e m e n t w a s t e s t e da l o n g t h e k n o w np r o f i l e i ne a s t e r np a r t o f t h e n o r t hb e l t o f t h eD a g u a n c h a n gu r a n i u m m o l y b d e n u mo r ed i s t r i c t ,a n dt h er e s u l t s h o w s t h a t o b v i o u s r a d o ng a s a n o m a l i e s a n du r a n i u m m o l y b d e n u mm o b i l es t a t ea n o m a l i e s e x i s t o v e r t h e c o n c e a l e du r a n i u m m o l y b d e n u mo r e b o d y .U s i n g t h i s m e t h o d ,t h e a u t h o r s m a d e o r e p r o s p e c t i n gp r o g n o s i s i nt h ew e s t e r np a r t o f t h en o r t hb e l t ,f o l l o w e db yd r i l l i n gv e r i f i c a t i o no f t h ei n t e g r a t e da n o m a l i e s .A sar e s u l t , c o n c e a l e du r a n i u m m o l y b d e n u mo r eb o d i e s w e r e d i s c o v e r e d ,w h i c hp r o v e s t h e e f f e c t i v e n e s s o f r a d o ng a s m e a s u r e m e n t a n dm e t a l m o b i l e s t a t em e a s u r e m e n t i ns e a r c hf o r c o n c e a l e du r a n i u m m o l y b d e n u md e p o s i t s . K e yw o r d s r a d o nm e a s u r e m e n t ;m e t a l m o b i l es t a t em e a s u r e m e n t ;i n t e g r a t e da n o m a l y ;u r a n i u m m o l y b d e n u mo r eb o d y 作者简介沈光银( 1 9 6 2- ) , 男, 高级工程师, 长期从事地质找矿与科研工作。 637
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