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物探与化探, 2018, 42(4): 703-707 doi: 10.11720/wtyht.2018.1156

地质调查·资源勘查

阿尔布拉格地区地面伽马能谱特征及与铀成矿关系分析研究

陈凯, 阳正勇, 周荣辉, 马振宇

核工业二四三大队,内蒙古 赤峰 024006

The ground gamma energy spectrum in Aerbulage area and its relationship with uranium mineralization

CHEN Kai, YANG Zheng-Yong, ZHOU Rong-Hui, MA Zhen-Yu

Geological Party No.243,CNNC, Chifeng 024006, China

责任编辑: 王萌

收稿日期: 2017-04-10   修回日期: 2017-07-13   网络出版日期: 2018-08-05

基金资助: 中国核工业地质局项目“内蒙古呼伦贝尔市满洲里地区北部火山岩型铀矿资源调查评价”.  201422

Received: 2017-04-10   Revised: 2017-07-13   Online: 2018-08-05

Fund supported: .  201422

作者简介 About authors

陈凯(1985-),男,工程师,现从事铀矿找矿工作中的相关物探工作。Email:chenkai243@163.com

摘要

内蒙古呼伦贝尔市阿尔布拉格地区为火山岩分布区,为研究该地区铀异常矿化特征,本次工作主要采用地面伽马能谱测量方法对该区进行初步分析研究,探讨了阿尔布拉格地区铀异常矿化分布特征,初步划分出两处铀成矿有利地段,表明该方法在铀矿找矿过程中应用效果明显,对下一步重点查证工作有一定的指导作用。

关键词: 地面伽马能谱 ; 铀异常矿化特征 ; 成矿有利地段

Abstract

Aerbulage area in Hulunbuir of Inner Mongolia is an area with wide volcanic rock distribution. In order to study the uranium mineralization characteristics, the authors used the ground gamma spectrometry method. Based on the application of ground gamma spectrometry in this area, the authors investigated the distribution characteristics of uranium anomalous mineralization in this area and delineated two favorable uranium metallogenic sections, which indicates that the method has obvious effect in uranium ore prospecting, and has a certain guiding role in the further key verification work.

Keywords: ground gamma spectrometry ; uranium mineralization characteristics ; favorable area for mineralization

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本文引用格式

陈凯, 阳正勇, 周荣辉, 马振宇. 阿尔布拉格地区地面伽马能谱特征及与铀成矿关系分析研究. 物探与化探[J], 2018, 42(4): 703-707 doi:10.11720/wtyht.2018.1156

CHEN Kai, YANG Zheng-Yong, ZHOU Rong-Hui, MA Zhen-Yu. The ground gamma energy spectrum in Aerbulage area and its relationship with uranium mineralization. Geophysical and Geochemical Exploration[J], 2018, 42(4): 703-707 doi:10.11720/wtyht.2018.1156

0 引言

阿尔布拉格地区位于满洲里—额尔古纳铀成矿远景带中部,地质方面仅于20世纪80年代末完成 1∶20 万区调工作,物探方面也仅完成了1∶25万航磁航放等区域性物探工作,目前尚未进行过小面积大比例尺火山岩型铀矿相关地质物探工作。综合分析前人成果资料,在阿尔布拉格地区进行了1∶5万地面伽马能谱测量工作,通过本次测量结果,分析研究其与铀成矿之间的关系,圈定成矿有利地段。

1 地质概况

工作区位于中朝板块与西伯利亚板块之间的额尔古纳中间地块,具有明显的基底和上叠双层结构特征,既是中新生代构造岩浆活化区,也是蒙古古大洋板块向西伯利亚板块多次俯冲、消减作用的地区;前中生代在中朝板块与西伯利亚板块两大板块之间为巨大的古蒙古洋,其上分布有维吉姆—斯坦诺夫地块、中蒙古地块、南戈壁地块、额尔古纳地块、布列亚—佳木斯地块、兴凯地块等中间地块和一系列增生带、缝合带。

区内以中生界侏罗系地层最为发育,其次为下白垩统地层,低洼处或沿河谷分布有新生界第四系松散堆积物。侵入岩以早、中石炭世两期酸性花岗岩体为主,出露于研究区东北部。岩体地表风化强烈,多见有石英、长石颗粒。此外,在研究区中南部还可见零星沿火山通道侵入产出的花岗岩小岩株,平面呈圆状(图1)。

图1

图1   阿尔布拉格地区地质

第四系 梅勒图组 白音高老组 玛尼吐组 满克头鄂博组 塔木兰沟组 中石炭系花岗岩 早石炭系花岗岩 花岗岩 实测断裂 推测断裂 推测火口


断裂构造以近EW向及近SN向为主,其次为NE向。断裂构造规模大小不一,地貌多表现为“U”字形或“V”字形沟谷,谷底多见有水泡子、沼泽。断裂切割地层(岩体)主要有中侏罗统塔木兰沟组,上侏罗统白音高老组、玛尼吐组及石炭纪花岗岩。断裂构造两侧地质体多数不对称,局部可见构造角砾构造泥,岩石蚀变弱。

区内火山构造较为发育,见有多处火山口,地貌表现为孤立锥形山体。近火口为溢流相流纹岩、球泡流纹岩,含少量火山角砾、集块;伴随与火口距离的增大,逐渐过渡为碎屑流相—空落相流纹质熔结凝灰岩、流纹质凝灰岩;火山通道为后期花岗岩侵入充填。因此,本区晚侏罗—早白垩世岩浆活动较频繁。

2 工作方法及数据处理

本次1∶5万地面伽马能谱测量工作采用500 m×100 m规则测网,点位误差小于5 m。测量仪器为核工业北京地质研究院生产的HD-2002型便携式伽马能谱仪,使用单点测量,采集时间为60 s,得到总道(TC),铀含量(U),钍含量(Th),钾含量(K)等4组数值。对有增高异常显示地点和路线均进行了二次或多次测量。

本次研究工作采用一般测量精度,忽略放射性本底的影响,剔除“飞点”(即由操作不当等引起的异常数据值),在经过GEOSOFT5.1等专业数据处理软件处理后,采用克里金插值法形成GRD文件,网格化间距为50 m,并由SURFER11以及MAPGIS6.7等专业绘图软件绘制而成(图2),最终形成钾、铀、钍等基础等值线图件[1]

图2

图2   简要工作流程


3 地面伽马能谱特征

3.1 物性参数特征

工作区各地层物性参数区别明显,总体趋势为白音高老组中酸性火山岩高于梅勒图组、玛尼吐组以及塔木兰沟组中基性火山岩。由于岩石出露以及第四系覆盖等关系,本区基底花岗岩放射性强度仅次于白音高老组。

从岩性上看(表1),各类岩石放射性强度强弱分明,酸性火山岩如流纹质熔结凝灰岩、含角砾流纹质熔结凝灰岩、流纹岩等放射性强度明显高于粗面岩、安山玄武岩等中基性火山岩(图3)。其中流纹质熔结凝灰岩U、Th、K平均含量最高,分别为8.00×10-6、18.92×10-6和3.35×10-2,各元素变异系数均高于全区平均值,因此,白音高老组流纹质熔结凝灰岩为本区主要成矿围岩。

表1   阿尔布拉格地区地层岩石γ能谱放射性参数统计

组段代号岩性样品数放射性参数特征
w(U)/10-6w(Th)/10-6w(K)/10-2
平均
均方
变异
系数
平均
均方
变异
系数
平均
均方
变异
系数
梅勒图K1m玄武岩267.115.080.7115.157.060.473.071.210.39
白音高老J3b流纹质凝灰岩3156.813.000.4415.816.450.413.110.880.28
流纹岩1157.262.120.2917.804.710.263.210.870.27
含角砾流纹质凝灰岩426.251.520.2414.823.870.262.760.520.19
含角砾流纹质熔结凝灰岩127.692.230.2914.733.690.253.220.700.22
流纹质熔结凝灰岩618.003.550.4418.928.940.473.350.680.20
玛尼吐J3mn粗面岩4625.281.450.2714.544.210.292.540.550.22
粗面质熔结凝灰岩1125.391.310.2414.943.940.262.700.590.22
满克头鄂博J3mk砂砾岩1143.830.920.2410.232.650.261.710.460.27
塔木兰沟J2t安山玄武岩973.980.760.1911.381.750.152.320.350.15
基底花岗岩1587.041.580.2215.783.060.194.660.830.18

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图3

图3   研究区各岩性U含量对比


3.2 能谱异常特征

U含量背景值为5.00×10-6,均方差为2.20×10-6,异常晕(≥11.60×10-6)集中发育于工作区南部,连续性较好,主要呈NE以及NW向串珠状展布,受火山构造以及两条近SN向大断裂夹持控制,该处主要位于山脊地段,岩石出露较好,发育岩性为白音高老组流纹质熔结凝灰岩、流纹质凝灰岩、流纹岩等酸性火山岩,蚀变以硅化、高岭土化为主。低值区(<5.00×10-6)主要为玛尼吐组、塔木兰沟组等中基性火山岩出露区以及第四系覆盖区(图4)。

图4

图4   阿尔布拉格地区伽马能谱U含量等值线


从空间展布来看,U异常晕主要位于本区火山喷发中心部位,但由于本区喷发中心放射状断裂不发育,其延展方向受周围环状或羽状构造后期热液改造活动明显,因此,U的迁移和富集具有一定的方向性,并未呈放射状转移。

Th含量背景值为12.80×10-6,均方差为4.80×10-6,异常晕(≥27.20×10-6)位置、规模、展布形态及控制因素与U含量基本一致,其主要赋存岩性为白音高老组流纹质熔结凝灰岩、流纹质凝灰岩、流纹岩等酸性火山岩。低值区(<12.80×10-6)主要为玛尼吐组、塔木兰沟组等中基性火山岩出露区以及第四系覆盖区,与U含量低值区相呼应(图5)。

图5

图5   阿尔布拉格地区伽马能谱Th含量等值线


K含量背景值为2.40×10-2,均方差为1.00×10-2,异常晕(≥5.40×10-2)呈不规则状大面积出露于工作区东、东北部,其余位置见小面积椭圆形展布,其展布形态受贯穿本区的EW、近SN向大断裂及其次级断裂控制,局部地区沿断裂发育有高岭土化、硅化、褐铁矿化等线性低温热液蚀变。中、南部高场晕赋存岩性与U、Th等赋存岩性基本一致,东、东北部高场晕赋存岩性主要为基底花岗岩。低值区(<2.40×10-2)主要为玛尼吐组、塔木兰沟组等中基性火山岩出露区以及第四系覆盖区(图6)。

图6

图6   阿尔布拉格地区伽马能谱K含量等值线


3.3 综合分析

研究区内U含量、Th含量异常晕展布特征基本一致,主要位于工作区南部,呈NE、NW向不规则展布,K含量异常晕除上述展布特征外,主要反映出本区花岗岩体钾化热液蚀变较强。结合地质信息发现,异常晕分布区除岩性主要为对成矿有利的酸性火山岩外,热液蚀变也非常发育,主要有线性硅化、高岭土化以及褐铁矿化等,多以组合蚀变带形式出现,走向与断裂构造密切相关,说明本区火山活动十分强烈。

由于工作区位于额尔古纳火山岩型铀成矿远景带,结合远景带中周边地区相对成熟地质资料可以看出,本区铀异常矿化类型主要为热液型矿化,且铀矿化异常强度与规模与断裂构造、火山机构、热液蚀变发育程度等地质因素呈正相关性。通过本次工作,铀钍异常在铀矿找矿中具有明显的反相指导性,即铀钍含量越高的地段,其成矿地质因素越全,结合本区来看,铀、钍异常区具有以下3个相对有利的成矿地质条件:① 构造部位有利,处于断裂、火山构造夹持区,利于铀的运移与富集,对其空间定位与规模有着较强的控制;② 火山喷发旋回相对齐全,火山通道为后期花岗岩侵入充填,反映了本区较强烈的岩浆活动;③ 热液蚀变相对发育,表现线状的硅化,伴有高岭土化、褐铁矿化等。

综上,地面伽马能谱测量对本区铀矿找矿工作具有很好的指导意义,通过对铀钍异常的直观显示,我们进一步增强了铀矿找矿信息,缩小了找矿靶区,因此,本次工作划分出两处成矿有利地段(图7),均位于工作区南部U、Th异常晕分布位置,两个地段均具备有良好的控矿因素,如火山喷发旋回相对齐全、韵律多频,断裂构造、火山构造发育,热液蚀变强烈等。

图7

图7   阿尔布拉格地区成矿有利地段预测示意

第四系 梅勒图组 白音高老组 玛尼吐组 满克头鄂博组 塔木兰沟组 中石炭系花岗岩 早石炭系花岗岩 花岗岩 实测断裂 推测断裂 推测火口


4 结论

1) 地面伽马能谱测量对放射性异常反应灵敏,在阿尔布拉格地区铀矿找矿过程中应用效果明显。

2) U、Th、K异常晕展布特征基本一致,其赋存岩性的平均含量、标准偏差、变异系数等均高于全区背景值,具有一定成矿潜力。

3) 研究区内新划分两处铀成矿有利地段,对下一步重点查证工作有一定指导作用。

The authors have declared that no competing interests exist.
作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献

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地面伽马能谱测量作为物探手段用于覆盖—半覆盖区萤石矿找矿是一种新的尝试。通过对内蒙古林西地区赛波罗沟门萤石矿区进行剖面实测,分析了伽马能谱测量在萤石矿找矿应用中的有效性,结果表明在研究区萤石矿表现出明显的放射性低值异常。同时还分析了伽马能谱对不同地质情况的异常反应,为在覆盖—半覆盖地区萤石矿找矿提供了一种高效,快捷的手段。

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