引用本文
孙栋华, 江民忠, 骆燕, 姜雪, 顾大钊. 尼日尔特吉达地区砂岩型铀矿综合信息找矿模型[J]. 物探与化探, 2015,39(2): 273-282.
SUN Dong-Hua, JIANG Ming-Zhong, LUO Yan, JIANG Xue, GU Da-Zhao. Comprehensive information prospecting model for sandstone uranium deposits in Teguida area, Niger[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2015,39(2): 273-282.
Doi:10.11720/wtyht.2015.2.10  
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尼日尔特吉达地区砂岩型铀矿综合信息找矿模型
孙栋华1,2, 江民忠1,2, 骆燕1,2, 姜雪1,2, 顾大钊3,4
1.核工业航测遥感中心,河北 石家庄 050002
2.中核集团铀资源地球物理勘查技术中心(重点实验室),河北 石家庄 050002
3.核工业北京地质研究院,北京 100029
4.中核集团铀资源勘查与评价技术中心(重点实验室),北京 100029

作者简介: 孙栋华(1982-),男,汉族,工程师,毕业于东华理工学院资源勘查工程专业(本科),现主要从事地面物化探生产研究工作。通讯地址:河北省石家庄市183信箱;邮编:050002;电话:13930490794;电子邮箱:sdh703@126.com

收稿日期: 2014-06-12
摘要

通过对特吉达地区已知矿床的铀矿找矿模型研究,为该区在矿区外围进一步开展铀矿预测工作提供依据。根据本次物探测量,结合地质、测井等资料,认为:矿体位于下白垩统阿萨乌阿组砂岩中,受区域性断裂控制,常产在古生界隆起的边缘;不同埋深矿体的地球物理场特征各异,但总体表现为车载(地面)伽马能谱测量有铀异常显示,活性炭吸附氡测量有氡浓度异常显示,土壤天然热释光测量有热释光强度异常显示,音频大地电磁(AMT)测量显示矿体位于低阻向中阻变化部位、且靠近中阻一侧。以此为基础,预测了5片铀矿找矿靶区,其中的2片经后期勘查,发现铀矿化(线索)。

关键词: 砂岩型铀矿; 综合物探测量; 找矿模型; 成矿靶区; 尼日尔特吉达地区
中图分类号:P631 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2015)02-0273-10
Comprehensive information prospecting model for sandstone uranium deposits in Teguida area, Niger
SUN Dong-Hua1,2, JIANG Ming-Zhong1,2, LUO Yan1,2, JIANG Xue1,2, GU Da-Zhao3,4
1.Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry, Shijiazhuang 050002, China
2. Key Laboratory of Uranium Resources Geophysical Exploration Technology, China Nuclear Industry Group Company, Shijiazhuang 050002, China
3. Beijing Research Institute of Uranium Geology, Beijing 100029, China
4. Key Laboratory of Uranium Resources Exploration and Evaluation Technology, China Nuclear Industry Group Company , Beijing 100029, China
Abstract

Through the investigation of integrated anomalies in known deposits in Teguida, a predictive model for sandstone uranium mineralization was established, which helps to discover buried orebodies. Based on the analysis of geological anomaly, it is concluded that the uranium mineralization lies in Lower Cretaceous Assaousas Formation, controlled by regional faults, and occurs along the edge of the upper Paleozoic uplift. It is also pointed out that the different depths of the orebody have different characteristics of geophysical field, but generally show the phenomenon that uranium anomalies are detected by vehicle or ground gamma spectral survey, radon anomalies detected by activated carbon adsorption of radon, and high value anomalies detected by soil-natural themoluminescence. According to audio frequency magnetelluric sounding, the orebodies are located in the transitional part from low to middle resistivity and close to the middle resistivity. On such a basis, five uranium prospecting targets were predicted, in two of which uranium mineralization (clue) was discovered by the later exploration.

Keyword: sandstone uranium deposit; integrated geophysical survey; prospecting model; mineralization target; Teguida,Niger

特吉达地区是尼日尔最早发现铀矿床的地方。最早由法国地矿机构于1957年发现铀异常并确定含矿层位。日本PNC公司自1964年开始, 对其进行大量的勘查工作, 最终确定了矿床(G、T和IR矿)的存在。但因种种原因, 矿床未能投入开采, 2002年日本PNC公司向尼日尔转让了矿权, 包括部分地质资料。2007年以后, 中国国核海外铀资源开发公司取得了特吉达地区(矿区及外围)的开采权和探矿权, 拉开我国在尼日尔铀矿勘查工作的序幕。此后, 国内的多家单位和地质院校对特吉达地区砂岩型铀矿的成矿地质背景、矿床特征和成矿机理做了一定的研究[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]。但对区内找矿方法缺乏系统研究, 找矿模式缺乏总结。

找矿模型主要是通过对各种与矿化有关信息的相关性和制约性的研究, 找出最佳的找矿标志组合, 来指导找矿预测[7], 是现阶段矿产勘查研究的前沿和热点之一[8, 9, 10, 11, 12], 是圈定找矿靶区、寻找隐伏矿体的重要手段。笔者将基于对特吉达地区G、T和IR已知矿床的地质— 物探信息的综合研究, 构建找矿模型, 据此圈定的5片找矿靶区, 其中的2片经后期查证, 发现铀矿化(线索), 取得较好找矿效果。

1 成矿地质背景

特吉达地区位于西非克拉通东侧, 伊勒姆登盆地北东的阿加德兹盆地之中[1]。阿加德兹盆地的结晶基地以盆地东部的阿伊尔地块为代表, 由前寒武系组成。阿伊尔地块高出阿加德兹盆地约100 m, 其花岗岩铀含量(8.4~9.7)× 10-6, 钍含量(46~74)× 10-6, 是盆地内砂岩型铀矿的蚀源区[2]。

盆地盖层从寒武— 奥陶纪起, 直到近代断断续续都有沉积。各时代沉积岩之间只有假整合或冲刷不整合, 随着时代的逐渐更新, 地层有向南超覆的趋势。主要出露地层为下石炭统、二叠系、侏罗— 三叠系和下白垩统, 如图1。其中下石炭统的塔戈拉群和下白垩统的伊腊泽尔群是盆地内砂岩型铀矿的主要的含矿层位[1, 2]。

图1 特吉达地区大地构造位置及阿加德兹盆地地质简图[1, 2]

阿尔利特切盆大断裂, 呈SN向展布, 倾向西, 具多期次活动特点, 规模大, 长100 km以上。其次级断裂主要有NEE向的阿泽里克断裂和NE向断裂马达维拉断裂(图1、图2)。已知铀矿床(点)皆位于阿尔利断裂或其次级断裂的两侧, 明显受断裂控制[1]。

图2 特吉达地区地质、物化探测量测线布置及铀矿找矿靶区预测示意[5, 6]

2 矿床地质及岩(矿)石物性特征
2.1 矿床地质特征

2.1.1 地层

矿区内地层从老至新有二叠系、三叠系、侏罗系和下白垩统, 如图2。下白垩统伊腊泽尔群从上到下可分为三个组, 戴加玛组在全区广泛出露, 为一套河流湖泊相的砂岩、泥岩; 伊腊泽尔组为一套湖泊相的红色致密泥岩、砂质泥岩, 夹细砂岩薄层, 最厚约200 m; 阿萨乌阿组是区内的含矿层位, 为一套辫状河道沉积相中— 粗粒砂岩、砾岩[4], 厚度不大, 小于20 m。T矿、G矿和IR矿都产在阿萨乌阿组砂岩中。阿萨乌阿组围绕背斜核部周围分布, 出露宽度北部40 m左右, 西部100 m左右, 东部20 m左右, 南部断续分布, 呈透镜状, 宽10 m左右[2]。

2.1.2 构造

G矿、T矿地段有一短轴背斜, G矿床位于Geleli短轴背斜西翼, T矿床分布在该短轴背斜的北翼。该背斜核部地层为二叠系和侏罗系, 产状向四周倾斜, 倾角3~4° ; IR矿床位于背斜以北约8 km, 此处伊腊泽尔群为一单斜构造, 走向北北西, 产状近于水平, 倾向西、倾角< 1° , 如图2。三个矿床在地质构造上是连续的, 赋矿层位、控制因素基本相近或一致[2]。

矿区内断裂一般倾角较陡, 断距不大, 主要有北东向和北西向两组, 北东向断裂规模较大, 以走向NE60° ~70° 的阿泽里克断裂为代表。阿泽里克断裂在G、T地段背斜核部南北两侧发育了两条平行展布次级断层, 规模大, 长20 km以上, 推测北边一条北倾, 南边一条南倾, 倾角较陡。此外在周边翼部伊腊泽尔组中还发育有一组走向从近东西向到NW310° 方向以及NE60° 方向相交的次级断裂, 长3~5 km左右。

2.1.3 矿体地质特征

G矿体从地表沿地层产状252° ∠4° 向下延伸至深度为70 m左右, 呈层状、似层状。T矿体与阿萨乌阿组砂岩产状342° ∠(4° ~5° )基本一致, 呈似层状、透镜状, 埋深最深处约155 m。IR矿体埋深约200m, 呈层状, 产状与地层一致, 空间分布较稳定[2]。

2.1.4 控矿因素分析

据最新研究结果[5, 6], 矿区内铀矿化, 不但与地层、断裂有关, 还与热液流体作用有关。晚白垩世, 伴随着区域性的压扭构造运动, 大规模深部流体沿着断裂上升, 在上升的过程中, 流体萃取了侏罗系及其以前地层中的铀, 当到达阿萨乌阿组顶部的厚层泥岩时, 断层闭合, 流体的垂向运移渠道中断, 此时, 流体只能沿着阿萨乌阿组孔渗性好的砂体侧向运移, 并最终沉淀成矿。

2.2 岩(矿)石物性特征

本次收集了矿区10个钻孔的伽马测井和三侧向电阻率测井数据②, 统计后见表1。由表可知, 以泥岩、砂质泥岩为主伊腊泽尔组铀含量和视电阻率平均值都较低, 分别为(8.67~8.8)× 10-6和60.43~84.53 Ω · m。含铀矿的阿萨乌阿组, 岩性以砂岩为主, 其铀含量和视电阻率平均值相对伊腊泽尔组差别较大, 分别为(197.87~362.86)× 10-6和122.41~221.64 Ω · m。由此可见, 随着粒度的增加, 岩(矿)石的铀含量和视电阻率逐渐增大。矿区内不同岩性之间和不同层位存在放射性和电性差异。

表1 岩(矿)石物性参数统计表[2]
3 野外调查仪器与方法

根据矿区的岩(矿)石放射性和电性差异, 在特吉达地区内开展了车载伽马能谱测量、活性炭吸附氡测量、AMT测量、土壤天然热释光测量和地面伽马能谱测量等物化探方法。

3.1 车载伽马能谱测量

车载伽马能谱测量使用GR-818型256道高灵敏度航空伽马能谱仪(美国产), 配套有2条NaI(Tl)晶体(体积8.4 L), 系统装载在皮卡上(图3)。

图3 车载伽马能谱测量系统示意

探测器(晶体)装在后箱中前部, 离地高度1.45 m, 并高出箱挡板约25 cm, 有效的减少了箱挡板的屏蔽, 大大提高了探测效果; 主机系统装在驾驶室后座位上, 便于操作。系统采用24V电瓶直流供电, 汽车导航使用Trimble AgGPS132航空测量型GPS(美国产), GPS天线装在外顶部, 保证接收信号强。

仪器在投入使用之前应对仪器的主要性能进行检查、调整并校准, 尤其是仪器的准确度、稳定性必须检查。经检验合格并获得有效检定证书的仪器方可投入使用。野外测量方法是, 出发之前, 先用铯源做仪器早测试, 仪器状态正常后, 开始早基线测量。然后按计划进行测线测量。测线测量结束后进行晚基线测量和晚测试; 根据早晚测试和早晚基线测试数据, 可以检查仪器的工作状态、仪器的稳定性、测量数据的质量等。测量采样速率为1次/s, 车辆行驶速度控制在15~30 km/h, 取样点距为4~8 m; 部分地段车速略快, 约40 km/h, 取样点距约为11 m。车载伽马能谱测量测线方向0° , 共完成测线2 375.09 km, 控制面积1 960.38 km2。

3.2 活性炭吸附氡测量

活性炭吸附氡法测量采用核工业地质研究院生产的HD-2003型活性炭吸附测氡仪, 该仪器由探头、操作台、铅室、活性炭吸附取样瓶及活性炭吸附捕集器等组成。活性炭吸附氡测量具体工作方法如下。

(1)取样瓶的装料:把25 g干燥、无污染的活性炭装入取样瓶内, 放上一层丝绵, 再装入5 g干燥剂, 最后再罩上一层丝绵后用瓶盖拧紧。

(2)本底测量:在一批完成装料的取样瓶中随机选取5~8个, 放入铅室内进行本底测量。选取120 s测量时间, 测2次, 取平均值作为这一批取样瓶的公用本底值。

(3)取样瓶的埋置:测点上挖40 cm左右深的坑, 坑底要求有直径18 cm的圆形平坦面积, 去除碎石和杂物。

(4)埋置取样瓶:给完成装料的取样瓶编号, 取下瓶盖并同活性炭吸附罩捕集器拧在一起后扣在坑底, 用土埋好压实, 插上小红旗或埋红布标示。记录埋入时间(精确到分钟)和测点GPS坐标。

(5)回收取样瓶:埋置5天后, 依照埋置时间的先后顺序从每一个测点的坑中取出活性炭吸附装置, 并将活性炭吸附取样瓶从活性炭吸附罩捕集器上取下, 并用瓶盖将活性炭吸附取样瓶拧紧, 密封好, 记下取出时间。

(6)氡测量:取回后的活性炭吸附取样瓶放置3 h后, 及时擦净取样瓶上的泥土, 放入铅室内测量。测量时间为120 s, 测量2次。

活性炭吸附氡测量测线方向0° , 点距100 m, 共完成测线228 km, 控制面积210.6 km2。另在在IR矿上完成一条东西向的试验剖面, 剖面方向90° , 点距20 m, 长1 040 m; 一条南北向的试验剖面, 点距200 m, 长1 800 m。在T矿上完成一条南北向的试验剖面, 点距50 m, 长1100 m。

3.3 AMT测量

AMT测量所使用的仪器为由美国Geometrics公司和EMI公司联合研制的EH-4连续电导率成像仪。测量工作开始前和结束后, 必须对仪器进行道一致性和稳定性检测。由于特吉达地区靠近赤道, 天热场信号较为丰富, 故本次AMT测量没有使用发射装置, 只采集天热场的信号, 具体工作方法如下。

装置布设:测量采用张量测量方式、“ 十字型装置” 来进行的, 即水平方向的两对电极及两根磁探头以测点为中心分别互相垂直敷设, 其中Ex、Hx与测线方向一致, Ey、Hy与测线方向垂直, 各自的方位偏差不大于3° , 水平磁探头顶端距测点大于10 m。电场接收偶极采用带有电传感器的不锈钢电极接收, 接收偶极距为50 m, 电极插入土中至少20 cm, 保持与土壤接触良好, 并且两电极埋置条件基本相同, 必要时电极周围浇水来降低接地电阻。磁场采用BF-6高灵敏度磁探头进行接收, 方向用罗盘现场实测, 偏差应小于3° , 用水平仪校准保证水平。

数据采集:采集时先采集低频段数据(10 Hz~1 kHz), 再采集高频段(750 Hz~100 kHz)。测量时采用多次叠加的方法技术, 每个频段叠加不少于16次。在观测进程中, 随时注意监视各道变化, 如遇记录道反向、饱和、严重干扰等现象应及时补测, 同时从仪器屏幕上分析视电阻率、相位曲线质量, 如不符合要求采用增加叠加次数的手段、甚至重新采集, 以提高原始数据质量。AMT测量测线方向0° , 共完成测线53.9 km, 测点251个。

3.4 土壤天然热释光测量

土壤天然热释光测量包括野外采样、样品加工和样品测试3个步骤。

野外采样: IR矿床第四系较厚(约20 m), 尽量取深层土壤, 一般采集距地表50 cm以下土壤, 每个土壤样品重量不少于500 g。土壤样品用塑料袋包装, 并表明测线、测点号。样品加工:样品避免在日光下晒干, 应自然阴干。阴干后将样品粉碎、过120目筛, 要求过筛后样品重量不少于80 g。样品测试:样品测试在实验室内完成。本次样品由核工业北京地质研究院测试中心分析。土壤天然热释光在IR矿上完成一条试验剖面, 剖面方向90° , 点距20 m, 长1 000 m。

3.5 地面伽马能谱测量

地面伽马能谱仪在使用前也应对仪器进行校准, 经检验合格并获得有效检定证书的仪器方可投入使用。也应对仪器进行早、晚稳定性测试。

测量时采用定点测量, 将探头直立在比较平坦的基岩露头或地面上进行测量, 要保证辐射立体角为2π , 测量时间1 min。在异常地段应加密。测量遇雨要停止工作, 雨后3~4 h方可继续工作。地面伽马能谱测量在IR矿上完成一条试验剖面, 剖面方向90° , 点距20 m, 长1 040 m。

4 矿体地球物理场

在IR矿体上方分别布置一条南北向(图4)和一条东西向(图5)综合物探测量剖面, 在T矿体上方布置一条南北向(图6)综合物探测量。

图4 IR矿床南北向综合物探测量剖面

图5 IR矿床东西向综合物化探测量剖面

图6 T矿床南北向综合物探测量剖面

4.1 能谱场特征

由于IR矿体埋藏较深, 上覆较为致密的伊腊泽尔组泥岩, 导致能谱场特征对矿体反映不明显, 见图4。同样的情况也出现在地面伽马能谱测量的结果中, 如图5所示, 矿体上方能谱场基本无异常, 只是铀含量比其它地段略高。

但在T矿上, 矿体的能谱场特征较为明显。如图6所示, 距离约900~1 300 m段为矿体位置, 铀含量、总道计数率和钾含量明显异常, 钍含量无异常显示。因为T矿床因Geleli短轴背斜隆起而抬升, 埋藏浅(< 70 m)。

车载伽马能谱测量已覆盖全区, 共发现8处铀异常和17处铀高场, 其中在矿区(G矿和T矿)范围有铀异常4处, 高场3处, 在矿区边缘有异常和高场各1处。即一半多的铀异常和近四分之一的铀高场与已知的铀矿床有关。除矿区外, 异常相对集中分布于西部特吉达、中南部和东南部。说明工作区铀源丰富, 既有大量的外来铀源, 也有区内自身的铀源, 其富集部位主要在隆起带的边缘和断裂构造发育部位, 如矿区西部、中南部和东南部等地区。同时, 在分析已知矿床和迁入区的空间位置关系时, 发现已知矿床(G矿和T矿)位于活性铀的迁入区, 尤其是G矿位于的迁入区活性铀迁入含量大于0.5× 10-6。迁入含量最大的地段, 往往是在第四系和下白垩统的接触地带, 并靠近第四系的一侧。提取的大部分铀异常和铀高场都处于这些地段[3]。

4.2 氡异常特征

图4中活性炭吸附氡剖面, 点距200 m, 长1 800 m[5]。IR矿体位于图中1 200~2 000 m段, 正好与剖面氡浓度异常对应, 异常峰值近10 000 Bq/m3, 峰宽200 m。图5中活性炭吸附氡剖面点距20 m, 长1 040 m。矿体上方氡浓度基本显示为高值。图6中的T矿床活性炭吸附氡测量曲线5, 点距50 m, 剖面长1 100 m。在图中800、1 000、1 100、1 150、1 250、1 350和1 400 m等位置施工的钻孔均见铀矿化。

比较三条剖面, 由于IR矿埋藏较深而T矿埋藏浅甚至出露地表, 所以T矿上的氡浓度显著高于IR矿。氡浓度大于10 000 Bq/m3的异常是成矿的最有利部位[5]。氡异常可作为确定有利找铀地段的重要依据[10]。

4.3 电性特征

AMT测量剖面经过钻孔JXR64, 点距200 m, 长4 000 m。由于JXR64井未做三侧向电阻率测井, AMT测量结果只能与其地质编录结果作比较。JXR64终孔深度为200.03 m, 其地质岩性编录为:0~20 m为第四系沙土; 20~192.35 m为下白垩统伊腊泽尔组泥岩、粉砂岩, 其中20~170 m以泥岩为主, 在150 m附近有厚度约2 m的砂岩层, 170~192.35 m为泥、粉砂岩互层, 以泥岩为主; 192.35~195.25 m为下白垩统阿萨乌阿组泥质砂岩、砂岩, 为含铀层位, 矿体厚2.9 m; 195.25 m到终孔为侏罗系、三叠系砂岩[5]。

对比AMT测量反演电阻率断面图, 上部电阻率大于8 Ω • m的高阻层为第四系沙土、砾石层, 地表局部低洼处的泥、沙电阻率略低; 中部2~5 Ω • m对应伊腊泽尔组泥岩; 其下部大于5 Ω • m的偏高阻层为阿萨乌阿组、侏罗系和三叠系泥质砂岩、砂岩[8]。铀矿体位于反演电阻率断面图中由低阻向相对高阻变化地段。

4.4 热释光强度特征

土壤天然热释光测量属于积累测氡, 其热释光强度变化趋势总体与活性炭吸附氡测量的氡浓度变化趋势基本一致, 见图5。热释光强度异常范围与矿体延伸长度基本一致。

5 找矿预测模型研究
5.1 模型建立的理论基础

建立找矿模型是一个各类方法互相补充、验证, 取长补短, 去伪存真, 互相消除疑点, 消除多解性的过程, 也是提高找矿流程合理性的有效途径[8]。

本次找矿模型的构建, 以矿体的地质成因为基础, 以物探方法为手段, 以岩矿石的物性参数为桥梁, 沟通地质与物探之间的联系, 最终建立工作区的地质— 地球物理找矿模型。一切矿体都是产生在特定的地质环境中, 根据控矿的地层、构造及矿产在矿床学上的特点, 圈定成矿有利地段, 建立找矿的地质模型。了解矿体的矿物组成、产出部位、围岩组成和形态, 进而测定矿体的物性参数, 不仅是选择物探方法的首要条件, 也是物探异常地质解释的基础。通过求解综合物理场的唯一解或近似唯一解[8], 即矿体在综合物理场的叠加反映, 来建立找矿标志, 构建矿体的综合地球物理模型。

5.2 模型的主要内容及局限性

由前面章节的分析可知, G、T和IR矿床的矿体均位于阿萨乌阿组砂岩中。G矿床位于背斜西翼部, T矿床分布在该背斜的北翼部, IR矿床位于T矿床以北相距约8 km。G、T矿床由于短轴背斜的活动其靠近轴的翼部隆起, 地层向四周缓倾斜, 加之NEE及NNW走向两组构造活动, 使阿萨乌阿组含矿砂岩在构造旁上升至地表或近地表。这势必将导致G矿和T矿的矿体物理场特征不同于IR矿, 尤其是能谱场和氡异常特征。根据成矿地质背景、矿床的地质特征以及矿体地球物理场异常, 建立了特吉达地区的砂岩型铀矿找矿模型, 见图7。

图7 尼日尔特吉达地区砂岩型铀矿找矿模型示意

在特吉达地区内进行铀矿找矿勘查工作时, 应注意分辨不同深度矿体的地球物理场特征, 本次模型建立时将其分为两种情况。Ⅰ 型矿体埋深为70~200 m, 常位于古地理环境过渡区, 在一个小斜坡和平地之间, 产状近于水平, 倾角小于1° 。由于埋深较深, 且上覆较为致密的泥岩层, 导致其能谱场特征不明显, 放射性元素含量值仅比全区的平均值稍大; 但活性炭测氡和土壤天然热释光测量效果较好, 能显示明显的曲线峰值异常; 矿体呈中阻特征, 在电阻率断面图上位于低阻(反演电阻率值﹤5Ω • m)向中阻(反演电阻率值5~10 Ω • m)变化部位、且靠近中阻一侧。

Ⅱ 型矿体埋深深度为0~70 m, 常位于古生界隆起(背斜)边缘, 产状与地层一致、较缓, 倾角3° ~4° 。矿体一般接近地表或直接出露(位于第四系之下), 与外界矿化信息转换活跃, 导致其上的不论是能谱场还是氡浓度和热释光强度都显示出明显的高值异常, 曲线峰值的宽度和高度都较大; 由于古隆起构造存在, 老地层抬升甚至出露, 导致反演电阻率断面图中阻、高阻范围扩大, 但矿体的电性特征不变, 仍在低阻向中阻变化部位、且靠近中阻一侧成矿。

综上所述, 特吉达地区砂岩型铀矿找矿模型的主要内容应包括:①地层标志:下白垩统阿萨乌阿组, 上覆伊腊泽尔组、下伏侏罗系; ②岩性标志:砂岩、泥质砂岩; ③构造标志:受区域性断裂控制, 产在古生界隆起的边缘; ④车载(地面)伽马能谱测量:有铀异常; ⑤活性炭吸附氡测量:有氡浓度异常; ⑥土壤天然热释光测量:有热释光强度异常; ⑦AMT测量:矿化位于低阻向中阻变化部位、且靠近中阻一侧。

上述模型是一种描述性模型。在提取地球物理找矿标志时以单条剖面上的异常信息为主, 且异常是定性的, 没有按照平均值加一倍标准偏差开始起算, 是取单条剖面曲线上的“ 尖峰” 。因此, 建立的找矿模型具有很强的针对性。根据施俊法(2011)等对找矿模型主要内容的定义[10], 本次建立的模型仅涉及了地质特征以及矿床成因和找矿标志两方面的内容。

5.3 找矿模型的应用

为了使模型的内容更加丰富, 在建立过程中将多种物探方法提取的异常进行叠加、套合。但在实际找矿勘查中, 往往不必要布置多种物探方法。如本次工作中, 先用车载伽马能谱测量“ 扫面” , 根据铀异常和高场分布情况结合地质资料选出重点地段, 再在重点地段开展活性炭吸附氡测量和AMT测量, 以分析深部找矿潜力、推断地层结构和发现隐伏构造, 为靶区的选定提供依据。

根据建立找矿模型的地层标志、岩性标志、构造标志、车载伽马能谱测量的铀异常、活性炭吸附氡测量的氡浓度异常和AMT测量的电性特征, 在特吉达地区预测了5片铀矿找矿靶区。以Ⅰ 号和Ⅱ 号靶区为例, 选择的依据如下。

Ⅰ 号靶区:具有丰富的异常信息, 地表铀含量背景为(4.0~5.2)× 10-6, 其上叠加了多个等醒目的铀异常和高场, 它们组成了一个断续但规模较大的异常带; 同时有多达28处氡浓度异常和高场集中分布。AMT测量资料显示, 在该地段为古生界(二叠系)隆起, 该隆起也受断裂构造控制, 其地质构造环境与T矿床相似; 且地层产状平缓, 第四系厚度小于20 m, 伊腊泽尔组厚度50~160 m[3]。

Ⅱ 号靶区:处于有利的构造位置, 同矿区一样, 该区也处于北东东向阿泽里克断裂构造上及其北部, 断裂构造与区外东部富铀蚀源区长期连通, 西部和北部为局部排泄源。断裂两侧地层错动幅度小; 发现了丰富的异常信息, 有数个铀异常和偏高分布, 同时有64处氡浓度异常和高场集中分布, 其中反映深部铀富集的氡浓度异常高场就达40处; AMT测量资料显示, 伊腊泽尔组厚度120~220 m, 岩性为粉砂岩、砂质泥岩、泥岩, 产状平缓, 上覆第四系厚度不小于20 m[3]。

圈定的5处靶区中, Ⅴ 号靶区经钻探验证, 发现铀矿化; 车载伽马能谱测量异常地面查证时, 在Ⅰ 号靶区内, 发现了日本PNC公司施工的钻孔(有关该钻孔资料未收集到), 初步估计当时勘探工程网距为100 m× 50 m。

6 结论

通过对特吉达地区地质情况的总结以及已知矿体地球物理场异常的提取, 得出以下结论。

(1)阿加德兹盆地中已知铀矿床均位于区域性断裂两侧。特吉达地区位于阿加德兹盆地中, 受区域性断裂控制, 具有十分有利的大地构造位置。铀成矿受沉积、构造、流体三重控制。

(2)通过对已知矿体的地质— 地球物理异常信息综合分析, 建立了特吉达地区的砂岩型铀矿找矿模型。指出矿体位于下白垩统阿萨乌阿组砂岩、泥质砂岩中, 受区域性断裂控制, 常产在古生界隆起的边缘; 不同埋深矿体的地球物理场有差异, 但总体表现为车载(地面)伽马能谱测量有铀异常显示, 活性炭吸附氡测量有氡浓度异常显示, 土壤天然热释光测量有热释光强度异常显示, AMT测量显示矿体位于低阻向中阻变化部位、且靠近中阻一侧。以此为依据, 预测了5片砂岩型铀矿成矿靶区, 2片发现铀矿化(线索)。

The authors have declared that no competing interests exist.

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