APP下载

安徽省郎溪县姚村地区铀(铌、钽)矿地球化学特征及成矿预测

2021-01-10章文强

西部资源 2021年6期

章文强

摘要:在系统收集、总结研究区有关地质、化探资料的基础上,研究了区内铀(铌、钽)的成矿地质条件,开展岩石化学综合剖面测量、放射性水文地质调查工作,划分成矿带,进行成矿规律总结,划分成矿靶区,通过本次工作,发现铀水化学异常点90个,划定3片放射性水化学远景预测区。在开展铀矿调查的同时,为下一步工作提供了依据。

关键词:姚村地区;铀矿化特征;成矿预测

1.成矿地质背景

1.1区域地质

研究区位于扬子陆块之江南地块皖南褶断带的北端,绩溪断裂和周王深断裂的交汇处,区域断裂与褶皱构造发育。区域内主要划分三大构造层,分别为加里东构造层、燕山构造层和喜马拉雅构造层,区内主要分布为加里东构造志留系亚构造层、燕山构造上亚构造层和喜马拉雅构造第四系亚构造层。

研究区地层隶属扬子地层区江南地层分区,区内主要出露地层自老至新分别有志留系霞乡组岩屑砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥页岩;志留系河沥溪组砂岩、粉砂岩、页岩、岩屑砂岩;志留系康山组的砂岩、粉砂岩、石英砂岩、岩屑砂岩;志留系唐家坞组的岩屑砂岩、石英砂岩、细砂岩、粉砂岩和粉砂质泥岩;白垩系赤山组砾岩、含砾砂岩、含砂砾岩和钙质粉砂岩;第四系戚家矶组蠕虫状泥包砾夹含砾粘土;第四系芜湖组细-粉砂、粉土质亚粘土,其中以志留纪地层最为发育,主要为盆地—浅海碎屑岩沉积,其次为白垩纪地层。

断裂活动是造山作用主要表现形式之一,各造山阶段均有不同程度发育,总体上基底断裂、区域性大断裂成生较早,具多期活动性,力学性质随区域应力场变化而改变,作为构造边界断裂对研究区沉积建造、岩浆活动、构造变形、大型成矿带等均有明显控制作用。另外,同一组方向断裂也有多期活动表现并延伸至测区范围内,其中北东向断裂斜切岩体,为铀成矿提供了有利条件。

按岩浆岩分布规律和总体特征,结合所处地质构造背景,本区岩浆岩在区域上隶属皖南构造岩浆岩带。分布以周王断裂为界,断裂以南主要发育燕山期二长花岗岩—正长花岗岩为主的酸性侵入岩和闪长质和花岗质为主的中酸性脉岩,断裂以北则为喜马拉雅期玄武质为主的基性(次)火山岩。

1.2研究区地质特征

区内主要出露地层自老至新分别有志留系、白垩系及第四系。

区内断裂构造较发育,断裂具长期多次活动的特点,并且有一定的展布规律。主要有北东向断裂带、近东西向断裂带、北西向断裂带。其中两条北东向主干断裂纵贯岩体,将岩体分割成三块,具有中心对称的特点;在空间上主干断裂限制了近东西向断裂带的延伸。不同方向的主要断裂沿走向较稳定,且连续。区内岩浆活动主要发生在中生代,成岩时代为早白垩世,区内岩浆岩主要为侵入岩和脉岩,火山岩不发育。

2.研究区地球化学特征

本区岩石化探工作部署于姚村岩体中异常地段,剖面方位基本垂直于NE向断裂构造带及岩体展布方向,共完成4条,总长约35km,横截岩体及内外接触带。目的是大致查明研究区地层、岩体、构造及矿体的基本特征、划分填图单元、脉体、断裂构造、岩体内外接触带、蚀变带等异常与成矿有关的地质体的含矿性。本次岩石化探工作共取样品733件,国土资源部合肥矿产资源监督检测中心承担本次样品U、Th、Nb、Ta、Y、Zr、Cr、Sn、W等九种元素分析测试工作。

2.1研究区岩石地球化学参数特征

经对各类地质体的化探分析结果分别进行数理统计,各类地质体的背景值、标准差、浓集系数。

总体来看,燕山晚期第三次侵入细粒花岗岩U、Th、Nb、W、Sn元素背景值分别是中国东部地壳元素背景值的5.1倍、3.1倍、2.2倍、6.3倍、3.4倍,是安徽省平均含量的6.0倍、3.5倍、3.0倍、7.0倍、3.4倍;霞乡组、河沥溪组、康山组Cr元素背景值是中国东部地壳元素背景值的2.5倍、2.1倍、2.4倍,是安徽省平均含量的3.1倍、2.5倍、2.9倍;霞乡组、河沥溪组、康山组是Cr元素相对富集层,燕山晚期第三次侵入细粒花岗岩是U、Th、Nb、W、Sn元素相对富集层,对找矿工作有重要的指示作用。

2.2岩石化探异常特征

本次岩石化探分析结果反映,U、Th、Nb、Ta、Y、Zr、Sn、W元素含量在岩体中一般含量较高,部分样接近或达到边界品位,Cr元素含量在志留系地层一般较高。因此,本次U、Th、Nb、Ta、Y、Zr、Sn、W元素采用岩体背景值加3倍标准差作为异常下限,Cr元素采用志留系地层背景值加3倍标准差作为异常下限。一种或多种元素达到异常分别称之为单元素或综合异常,附近连续或间断几个样品分析结果达到异常时归为一个异常段。根据岩石化探分析结果,按以上原则,研究区岩石化探剖面测量主要划定铀钍钨锡异常段1段、铀钨异常段2段、铀锡异常段1段、铀单元素异常段1段、钨单元素异常段4段、钽单元素异常段1段等。

2.2.6 YC-06號钨异常段:地处九村,异常以钨为主,出露岩性为燕山晚期第二次侵入中粗粒花岗岩。异常由八个样品组成,断续长度大于300m。

2.2.7 YC-07号钨异常段:地处印子山以南,异常以钨为主,出露岩性为燕山晚期第二次侵入中粗粒花岗岩,异常段由Ⅳ-04-Ⅳ-06三个连续样品组成,异常宽度大于250m。

2.2.8 YC-08号钨异常段:位于竹山头北西处,异常以钨为主,局部钍异常,出露岩性为燕山晚期第二次侵入中粗粒花岗岩,异常段由Ⅳ-48、Ⅳ-49、Ⅳ-50三个连续样品组成,异常宽度大于90m。

2.2.9 YC-09号钨异常段:地处竹山头一带,异常以钨为主,局部铀、锡,异常由Ⅳ-64-Ⅳ-71八个连续样品组成,异常宽度大于250m。

2.2.10 YC-10号钽异常段:地处石门榨一带,异常以钽为主,异常由Ⅳ-111-Ⅳ-115五个连续样品组成,异常宽度大于150m。异常段处脉岩较发育,为花岗斑岩脉。

综上所述,研究区岩石化探剖面测量异常与地层、构造、蚀变有关,部分异常段、点取样位于探槽内或附近,槽探样品U、Th含量分析结果与岩石化探样品分析结果相对应,说明了岩石化探放射性异常较可靠性,对找铀矿重要的指示作用。

3.研究区放射性水化学特征

本次水化工作共完成1∶5万放射性水化学测量200km2,其中取水样点样1027个,水质简分析样101个。主要布置在成矿有利地层、岩体、断裂构造中,且较好地兼顾了面积控制,达到了测量要求。

3.1水化学特征

研究区共取水质简分析样101个,占水点总数的9.8%,达0.5个/km2,分布较为合理。以坡积下降泉和民用水井等地下水为主,较为客观地反映了工作区水化学特征。根据舒卡列夫分类法,区内共出现29种水型。按阴离子分类,主要为HCO3型和HCO3·SO4型,阳离子类型趋于复杂,分布有些杂乱,但出现频率较多的有:HCO3·SO4-Na·Mg型和HCO3-Na·Ca型和HCO3-Na型三种水型。

3.2放射性水化学特征

3.2.1放射性水异常参数的确定

水中氡含量参数值统计采用算术正太分布计算法进行,直接算出水中氡含量算术平均值X-和标准离差δ,以算术平均值作为研究区水中氡含量背景值。依据统计得出研究区地下水中铀、氡异常值下限值,通过对水样点进行分析统计,发现各类异常水点共90个,按放射性水异常类型可分为单铀型(31个)、单氡型(46个)及铀氡复合型(13个),其中包括铀异常—氡偏高型、铀异常—氡增高型、氡异常—铀偏高型及氡异常—铀增高值若干。

3.2.2放射性水异常与岩性、构造关系及分布规律

本次对调查到的铀、氡异常与所处的地质体情况进行了统计。水化异常点主要分布在岩体内,占异常总数的87.8%。大部分水异常点和构造关系比较密切,主要分布在NE向断裂即七塔和姚家塔断裂所夹持的空间内,水异常点(晕)主要沿两条近东西构造呈带状分布。岩体北部水晕主要受杨家边—向科矿化带控制。水中放射性元素的含量受岩石地球化学环境影响,与岩石的放射性强度有一定的关系,各类岩性地下水中放射性元素的背景值、异常值的统计结果和伽马能谱统计平均值基本上呈正相关关系,与岩石中铀的含量同样呈正相关关系,水异常点晕的分布与伽马异常点带的分布基本相一致,水异常点中的伽马值较一般水中的伽马值有增高的趋势。

4.成矿远景预测与评价

4.1成矿远景预测区的分类依据及标准

成矿远景预测区的分类主要依据为:(1)见铀矿体;(2)铀成矿地质条件、放射性地球物理场特征、放射性水文地球化学信息;(3)铀矿工作程度等因素。

4.2成矿远景预测区的分类

Ⅰ级成矿远景预测区:地表已发现有铀矿点,经本次工作见有多条好的铀矿体,成矿地质条件好,有好的放射性物探和放射性水化异常,各种条件吻合程度好,以往工作取得了较好的成果,有较好的找矿基础,为下一步首选工作区。

Ⅱ级成矿远景预测区:成矿地质条件较好,地表以往工作发现有铀矿点或航空放射性异常点,本次工作发现有铀、钍矿体,有较好的放射性物探或放射性水化异常,放射性物化探异常和地质特征吻合程度较好,为下一步重要工作区。

Ⅲ级成矿远景预测区:有一定的成矿地质条件,发现有航空放射性异常点,地表有铀异常显示但暂未发现铀矿体,有一定的或较好的放射性物探、放射性水化异常,放射性物化探异常和地质特征大致吻合,以往工作程度相对较低,有成矿的可能性,或者矿床埋藏深度較大,为下一步备用工作区。

4.3成矿远景预测靶区

根据上述分类依据和分类结果将研究区分为四个成矿远景预测区,其中Ⅰ级1个,Ⅱ级1个,Ⅲ级2个:

Ⅰ-1成矿远景预测区:位于姚村岩体北部,杨家边—黄家老湾一带,呈近东西向展布,面积11.18km2。有4条好的铀矿体,成矿地质条件好,有好的放射性物探铀异常晕,有放射性水化异常晕,有岩石化探铀异常段,各类矿化异常吻合程度好,本次工作取得了较好的成果有较好的找矿基础,为下一步首选工作区。

Ⅱ-1成矿远景预测区:位于姚村岩体东部,狮子山—八家一带,呈北东向展布,与区内七塌断裂方向一致,呈带状面积11.28km2。成矿地质条件较好,有较好的放射性物探铀异常和放射性水化铀异常,各类矿化异常吻合程度较好。本次发现铀矿点,取得了一定的成果,有一定的找矿基础,为下一步重要工作区。

Ⅲ-1成矿远景预测区:位于姚村乡石佛山一带,面积5.43km2。该区成矿地质条件有利,有一些放射性物探铀异常和放射性水化铀异常,各类异常有一定的吻合度,但地表尚未发现铀矿化,为下一步备选工作区。

Ⅲ-2成矿远景预测区:位于姚村乡夏家桥一带,面积5.0km2。该区有一定的成矿地质条件,有一些放射性物探铀异常和放射性水化铀异常,各类异常有一定的吻合度,但地表尚未发现铀矿化,为下一步备选工作区。

参考文献:

[1]安徽省地质调查院, 1∶25万宣城幅区域地质调查报告[R], 2005.

[2]安徽省核工业勘查技术总院,安徽省铀矿资源调查评价报告[R], 2010.

[3]余达淦,吴仁贵,陈培荣,等;铀资源地质学[M],哈尔滨工业大学出版社, 2003.