粤北某铀矿勘查区地气测量与γ能谱方法异常特征分析
2023-12-13
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第15卷第28期2015年1O月 科学技术与工程 Vo1.15 No.28 Oct.2015 1671—1815(2015、28.0120.05 Science Technology and Engineering @2015 Sci.Tech.Engrg. 粤北某铀矿勘查区地气测量与 能谱方法 异常特征分析 张文宇 周四春 张国亚 (成都理工大学核技术与自动化工程学院,成都610059) 摘要 结合核工业290研究所提供资料,布置N、AB、19号、S、4号五条测线,采用地气测量和地面伽马能谱两种方法对勘 查区异常特征进行分析。利用伽玛能谱数据为隐伏铀矿的空间展布提供依据,再根据地气数据通过传统地球化学数据处理 方法划分出了勘查区未知异常区与矿致异常区。在未知地气异常区和矿致地气异常进行多元统计分析,得出未知异常区与 矿致异常区具有较好的相似性,由此可以判定在此勘查区AB测线的20—50 m,130~160 m,590 680 m,S测线480~500 m, 590—720 m异常区具有较好的找矿前景。 关键词-y能谱测量 地气测量 多元统计 A 异常特征 中图法分类号P631.622; 文献标志码随着我国对核电发展的重视,铀资源的稳定供 给将成为影响核电批量化、规模化建设的物质基础 利于铀成矿的幔坡过渡区 。这种独特的三位一 体的区域构造格局,为岩体的形成与演化、构造的发 生与发展、铀的活化转移以及成矿作用,提供了有利 的条件。 和根本保证。在探测隐伏花岗岩铀矿勘查方法中, 伽玛能谱测量法以快速、直接地测定被测对象中u、 Th、K这3种放射性核素的含量为特点。地气测量 是一种勘查隐伏矿和探、?贝4隐伏构造的有效方 法¨0 J,其研究的是被地气携带迁移的,以纳米颗粒 形式存在的元素微粒,在一定浓度差、地温差和压力 差等因素的作用下不断向上迁移到地表 ,从而 在矿体上方形成成矿元素、伴生元素的地气异常。 2野外工作部署 根据勘查区的概况,依据广东韶关核工业290 研究所在仁化县长江地区地质物探和化探的勘探成 果,以控制勘查区内主要构造、地层为主要原则,野 外设计沿基本垂直主要构造、地层方向的测线。三 本文结合^y能谱对地气元素进行归类分析,重点探 讨该铀矿的地气和 能谱异常特征、地气元素之问 的关系来确立找矿前景。 年一共选择设计了从北到南依次N、AB、19号、S、4 号五条测线共计315测点。其中19号测线为长度 为510 m,4号测线长度为410 m。S、N测线长度均 为500 m,AB测线长度为1 350 m。设计基本点距 为10 m,但由于地形的特殊性,测线途径山丘和农 田,以及溪流;地表覆盖层厚,地表环境较为复杂,包 括竹林、灌木丛、水田和村道。点距会根据实际地形 做出相应的调整。 1勘查区地质及工作概况 长排矿区地处粤、赣、湘三省交界处的广东省仁 化县长江镇境内,位于闽赣后加里东隆起西北缘与 湘、贵、粤北海西一印支坳陷的结合部东南缘的诸广 南部岩体中部。长排矿区处于北西向汝城一惠来切 壳断裂、东西向九峰一仙游大断裂及北东向吴川・韶 关(北接郯庐断裂)深断裂的交汇部位,本区位于有 2015年5月25日收到 国家自然科学基金项目(41074094), 国家地调项目(12120113090500)资助 3 野外工作方法及室内样品处理 3.1野外工作 第一作者简介:张文字(1991一),男,四川成都人,硕士研究生。研 究方向:核资源与核勘查技术。E-mail:602646154@qq.toni。 通信作者简介:周四春(1954一),男,教授。研究方向:基于核地球 物理的深部找矿方法。E-mail:zsc@cdut.edu.cn。 能谱测量是利用 能谱仪测量岩石或地层以 及其他介质放射性元素某一特定能量的 射线来 测定放射性元素含量的一种方法。此次勘查采用的 伽马能谱仪为成都理工大学自行研制,型号为 IED--3000,使用方法为将仪器放置测点位置处,测 量时要求仪器要竖立放置,若恰巧遇到测点不平整 则可在测点周围2 m范围内选择一平整处进行测 量。测量时间设置为200 S,并对测量所得数据要及 28期 张文字,等:粤北某铀矿勘查区地气测量与 能谱方法异常特征分析 121 时进行编号保存,以保证数据的准确性。 地气测量方法分为两种,分别是积累式(又称 被动式)和动态地气(也称主动式),采用了主动式 地气测量。主动式地气采样装置由采样器、干燥管、 捕集器和抽气泵组成,各个部分用硅胶导管连接。 以上测点高于背景值加一倍标准差区段;对于u含 量值特别突出(衬度值大于5以上),周围有2个以 上衬度值大于1.5以上的偏高值点,且cu、Pb、zn、 W、Mo、Bi、Zr、Y元素均为异常的区段。 本次采用衬度数据结合地质地形图绘制出三年 在采样时,首先用钢钎在地表覆盖层打采气钻孔,深 约50 em;然后将采样器插入钻孑L,使采样器上部的 圆锥部分堵住孔口,以阻挡地表大气进入采气钻孔; 打开抽气泵抽取游离于覆盖层空隙内的地气物质, 抽气速度统一控制在2 L/min;地气物质先经过干 的地气测量U的衬度平面剖面图(图1),可以减少 三年测量数据的系统误差。根据已知矿区的钻孔资 料和得到的背景值及异常下限统计结果划分出矿致 异常区和未知异常区。已知钻孔的矿致异常有 2014年AB测线位置为270~300 m,2013年N测线 燥管干燥,再进入捕集器被液态捕集剂俘获,每测点 位置为95—210 m,2011年4号测线位置为270 m、 采样时间设定为30 min。捕集剂是由BV—III级的纯 320 m,2011年19号测线位置为50~150 m、200~ 硝酸和高纯水(三次水)配置的浓度为5%的稀硝 250 m;未知异常有2014年AB测线位置为20~50 酸。为了提高采集数据的精确度,本次采用双捕集 m、130~160 m、590~680 m,2013年N的测线位置 器串联的形式,以增加地气采集量。每个捕集器装 为2O~40 m、410—420 m,2013年s的测线位置为 20 mL 捕集液。 80~100 m、190~320 m、350~480 m 3.2地气和 能谱测量数据处理 地气样品的分析工作由成都理工大学质谱分析 表1 U元素的背景值与异常下限 Table 1 U element background values and 实验室完成,使用的测试仪器是Perkin—Elmer公司 anomaly threshold 制造的ELAN DRC.e型电感耦合等离子体质谱仪 (ICP—MS)。ICP.MS工作条件为:采用跳峰模式;进 样时间10 S,测量时间60 S,清洗时间10 S;测量的 2011 49.7 3O.6 80.3 2013 141.2 53.4 目标元素包括Cu、Zn、Pb、W、Mo、Bi、Mn、Co、Ni、Cr、 194.6 2014 87.2 43.6 13O.8 sr、Y、Cs、Li、Sc、Rb、Zr、Cd、Th、U、Ag、Au、As、Hg、稀 土(La、ce、Nd、Sm、Dy等)等38种元素。 4.2相关分析 在对地气数据和伽玛能谱数据进行分析研究之 相关分析的主要目的可以表述为研究变量之间 前,需要对数据进行必要的处理。由于是研究矿致 的相关紧密程度。相关系数常常是根据样本的数据 气异常的基本特征,所以首先需要确定在勘查区数 计算的,确定样本空间中变量是否相关与样本的大 据的背景值及异常下限。长江勘查区的地气测量异 小有一定关系,样本太小时可能出现较大的误差,因 常下限和伽玛能谱异常下限,将采用传统地球化学 此相关分析的重要任务是根据样本相关系数 ],来 数据处理方式来进行统计。 推论样本空间的相关情况,数据采用Pearson系数。 4地气数据分析 此次采用spss软件的Pearson相关系数计算方 法对三年的五条地气测量数据进行相关分析。选取 4.1勘查区内异常区的划分 AB线相关分析结果进行解释。AB线分析结果见 利用传统地球化学分析方法统计出了三年工作 表2。 的长江研究区地气各元素的背景值和异常下限,选 从表2可以得出2014年AB测线与U相关性 取u元素的背景值和异常下限(表1)作为分析对 好的元素有:Li、V、Ga、As、Rb、Sr、Y、、zr、Cs、稀土 象,根据以往的地气地气铀矿探测经验,考虑到地气 总量、Hf、Th、Ba。按此步骤其他四条测线进行相同 异常的连续性不好,U则可以按照以下原则划分异 处理分析。 常区:对于u含量值不是特别突出,但连续有两个 表2 2014年AB测线相关分析 Table 2 AB line correlation analysis in 2014 元素 “ .ri V cr Mn Co Ni Cu Zn Ga As Rb Ba U相关性0.51 0.23 0.36 0.10 0.26 0.17 0.29 0.12 0.25 0.41 0.33 0.57 0.43 元素 sf Y Zr Nh Mo Ag Cs REE Hf W Bi Th U相关性0.31 0.38 0.45 0.17 0.23 0.21 0.37 0.44 0.43 0.0l O.10 O.32 124 tion,2006;30(1):7—12 科学技术与工程 l5卷 2009;25(2):85—90 tion of sericitic alteration.Uranium Geology,5 杜乐天,王文广.华南花岗岩型铀矿找矿新目标一绢英岩化铀矿 类型.铀矿地质,2009;25(2):85— 0 Du Letian,Wang Wenguang.New exploration target for granite-type uranium deposits in South China a case study on uranium mineralliza. 6李卫东.应用多元统计分析.北京:北京大学出版社,2008 Li Weidong.Application of multivariate statistical analysis.Beijing Peking University Press,2008 A Uranium Exploration in North o f Guangdong Area Use Geogas Survey and Gamma Ray Spectrometry to Analyze the Anomaly Characteristics ZHANG Wen-yu,ZHOU Si—chun ,ZHANG Guo—ya (School of Auto-Chemistry Process and Nuclear Technique,Chengdu Polytechnical University,Chengdu 610059,P.R.China) [Abstract] Combined with the institute of nuclear industry 290 providing informations,arrangement of N,AB, 19,S,a total of five lines,taking the geogas survey and ground gamma ray spectrometry to analyze the anomaly characteristics of the exploration area.Using the Gamma energy spectrum data provide the basis for concealed ura. nium space distribution,and then according to enrage data by conventional geochemical data processing method to differentiate the unknown anomaly area and mineralization anomaly area in the exploration.The muhivariate statisti— cal analysis is applied to the unknown anomaly area of geogas and mineralization anomaly area of geogas。The result is two areas has good comparability.Thus can determine there has a prospecting prospect at 20 m to 50 m,1 30 In to 160 m,590 m to 680 m on AB line,and 480 m to 500 m,590 m to 720 m on S line in the exploration area. [Key words] gamma ray ) spectromety geogasr t t; 、0 multivariate statistical anomaly characteristics ; 、: ; 、 、 、 、 ≥ 、。 、。 、tP (上接第119页) Mesozoic Thrust and Nappe Tectonics Feature and Its Implications in the Lingqiunan Mountain MI Hui.bin ,LI Hao—bin ,ZHANG Ting ,LI Song (Department of Earth Science&Engineering,Taiyuan University of Technology ,Taiyuan,030024,P.R.China; Remote Sensing Information Center of Shanxi Provincial Institute of Geological Survey ,Taiyuan 030006,P.R.China) [Abstract]Lingqiu Nan Mountain thrust nappe belt is located in the southwestern part of the Yanshan orogenic zone,the northern segment of the Tanghe fault zone,The space distibution can be matched to the Southern edge of rArchean Hengshan mountain continental marginal volcanic arc batholith zone.Thrust tectonics in this area is eharac— terized by the combination of thick・skinned structures and thin—skinned structures,and is mainly composed of a se— ies of nearlty parallel arrangement of fold and thrust fault,it have three different types along the stike,forming an rimbricate arrangement with steep in the pre and post and gentle in the middle,with top to the southwest thrusting during 1 30.5~129.63 M a.The slipping distance of the Taibaiweishan thrust nappe is more than 7 km and Guluhe thrust nappe is only 500 m.The first extensional deformation after thrust destroyed the thrust tectonic continuous dis- tribution and caused Large scale magma intrusion activities and the formation of accompanying mineral deposits, Cenozoic extensional deformation,developed mainly behind the thrust fronts,and most of the extensional faults reac— tivated and followed the existing thrust faults. [Key words]thrust structure fraetur z0ne fold imbricate stuctrure ore—controlling characteristics Tanghe extensjonal teetonics