一种火山岩型铀多金属矿深部矿体探测方法与流程

1.本发明属于铀矿地质勘查领域，具体涉及一种火山岩型铀多金属矿深部矿体探测方法。


背景技术：

2.随着第一找矿空间铀资源查明和开采程度逐渐提高，向第二空间寻求资源已成了新时代的找矿趋势。美国、加拿大金铜等矿床的平均开采深度已达2000米，南非西兰德金矿开采深度已达5000米，中国地调局也在2013年号召全面进军第二找矿空间。
3.火山岩型铀矿床/铀多金属矿床是重要的铀矿类型，曾经是我国最主要的铀资源供应类型。我国铀矿地质工作者，建立了一系列地表与浅地表找矿方法和方法组合，在地表和近地表发现了大量铀矿床。随着六十多年的勘探，浅部铀资源已经不能满足我国核工业高速发展的需要。要实现铀资源突破，走向深部第二成矿空间，是重要的途径。
4.然而，与地表和浅地表丰富的找矿成果和多样化的找矿方法相比，我国仅在相山地区开展过火山岩型铀矿深部资源的勘探和研究，建立了少量的深部铀资源预测或矿体定位技术和方法。总体来说，开展的相关工作较少，研究程度薄弱，探测方法不够完善，深部铀资源找矿成果并不突出，这与我国火山岩型铀矿巨大潜力不匹配。
5.然而，要实现深部铀资源突破，开展不同亚类火山岩型铀矿深部铀矿探测技术研究，发现并丰富深部铀矿体探测方法或方法组合，是实现火山岩型铀矿深部铀矿体快速有效探测是必经之路，也是我国铀矿勘查急需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种火山岩型铀多金属矿深部矿体探测方法，通过将多元深部地球物理探测手段、多元深部地球化学探测手段和地质手段有序结合，实现火山岩型铀多金属矿床千米深度的铀矿体的有效探测，丰富勘查体系，提高勘探几率，降低勘探成本。
7.实现本发明目的的技术方案：一种火山岩型铀多金属矿深部矿体探测方法，所述方法包括以下步骤：
8.步骤(1)、开展矿床地质调查，查明控矿因素与矿体展布规律，研判深部矿体发育潜力；
9.步骤(2)、开展深部地球物理测量，获得深部火山机构和断层体系信息，圈定深部控矿构造部位；
10.步骤(3)、开展深部氡气面积测量，获得深部铀矿化信息，判定深部是否存在铀矿化；
11.步骤(4)、开展分量元素地球化学测量，获得深部多金属矿化信息，确定采样粒度和采样深度；
12.步骤(5)、深部矿体预测，钻探查证落实资源。
13.进一步地，所述步骤(1)中的矿床地质调查包括矿床已知矿化范围内的地层展布、组间界面、火山岩相、火山构造、断层体系、层间破碎体系、蚀变组合、蚀变分带、岩体/脉体展布、矿体三维展布形态。
14.进一步地，所述矿床地质调查包括与矿化直接相关的地质要素，所述地质要素包括导矿构造、控矿构造、赋矿层位。
15.进一步地，所述步骤(2)中的深部地球物理测量的方法包括音频大地电磁和重力面积测量，音频大地电磁用于识别深部断层体系，重力面积测量用于识别深部隐伏火山机构。
16.进一步地，所述音频大地电磁测量的比例尺为1:2500～1:5000。
17.进一步地，所述重力面积测量的比例尺为1:5000～1:10000。
18.进一步地，所述步骤(3)中氡气面积测量具体为：根据步骤(1)的矿体展布规律和步骤(2)的深部地球物理测量结果，在已知矿床外围预测出目标区，开展深部氡气面积测量，获得深部铀矿化信息，判定深部是否存在铀矿化。
19.进一步地，所述氡气面积测量比例尺为1:5000～1:10000。
20.进一步地，所述步骤(4)中的分量元素地球化学测量具体为：采集目标区地表特定深度的土壤样品，提取并测定活动态铀和其它金属元素，获得深部多金属矿化信息，确定采样粒度和采样深度。
21.进一步地，所述步骤(5)深部矿体预测具体为：根据步骤(1)研判的深部矿体发育潜力，步骤(2)圈定的深部控矿构造部位，步骤(3)判定的深部铀矿化信息和步骤(4)确定的深部铀多金属矿采样粒度和采样深度，预测深部铀多金属矿体发育部位。
22.本发明的有益技术效果在于：
23.1、本发明的一种火山岩型铀多金属矿深部矿体探测方法通过将多元深部地球物理探测手段、多元深部地球化学探测手段和地质手段有序结合，实现了火山岩型铀多金属矿床千米深度的铀矿体有效探测，丰富了勘查体系，提高了勘探几率，降低了勘探成本；
24.2、通过采用本发明的一种火山岩型铀多金属矿深部矿体探测方法，在我国北方大官厂铀矿床深部勘探中，成功探测到1000米深(最大深度1069.05米)的厚大铀矿(化)体，实现了我国北方热液型铀矿千米深度首次突破。
附图说明
25.图1为本发明所提供的一种火山岩型铀多金属矿深部矿体探测方法流程图；
26.图2为本发明实施例中大官厂铀多金属矿床矿体展布形态纵投影图；
27.图3为本发明实施例中大官厂铀多金属矿床amt探测剖面图；
28.图4为本发明实施例中大官厂铀多金属矿床布格重力二阶导数等值线图；
29.图5为本发明实施例中大官厂铀多金属矿床氡气等值线图；
30.图6为本发明实施例中大官厂铀多金属矿床分量化探钼等值线图。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
32.如图1所示，本发明提供的一种火山岩型铀多金属矿深部矿体探测方法，所述方法
包括以下步骤：
33.步骤(1)、开展矿床地质调查，查明控矿因素与矿体展布规律，研判深部矿体发育潜力。
34.在成矿规律或成矿理论方面，指示深部具有成矿可能性，是对铀多金属矿床开展深部探测的基本前提。因此，开展系统的矿床地质调查和研究是必不可少的步骤，在充分收集、利用矿床已有资料的基础上，对待深部探测的铀多金属矿床开展详细地质调查，查明控矿因素与矿体展布规律，综合研判深部矿体发育潜力。
35.其中，矿床地质调查包括矿床已知矿化范围内的地层展布、组间界面、火山岩相、火山构造、断层体系、层间破碎体系、蚀变组合、蚀变分带、岩体/脉体展布、矿体三维展布形态。尤其是与矿化直接相关的地质要素，如导矿构造、控矿构造、赋矿层位。
36.其中，研判深部矿体发育潜力，可以在浅部已知矿区范围内，采集相关矿石样品，进行实验室化学分析，采用地球化学原生晕、黄铁矿热电指数、元素组合规律等方法，指示深部成矿潜力。
37.若步骤(1)的结论表明深部具有成矿潜力，则可进行至下一步；若步骤(1)的结论表明深部不具有成矿潜力，则需慎重对待或停止深部探测。
38.步骤(2)、开展深部地球物理测量，获得深部火山机构和断层体系信息，圈定深部控矿构造部位。
39.火山机构和断裂构造是火山岩型铀矿的重要控制因素，往往直接决定了矿床的空间位置和展布形态，因此，开展深部地球物理测量，查明浅部控矿的火山机构和断层在深部的发育形态，是深部发育矿化的基本前提。以著名的俄罗斯红石矿床为代表，火山岩型铀矿床往往发育在与火山颈等火山机构相交的线性断裂中，即火山机构与断层的交汇部位是铀多金属矿体发育的有利部位，是深部探测的关键。
40.在火山岩区，深部地球物理测量的方法包括音频大地电磁(amt)和重力面积测量。音频大地电磁对深部断层体系有好的识别效果，在允许的精度范围内，深度可达1000米以上；重力面积测量获得的布格重力数据，对深部隐伏火山机构具有良好的识别能力。
41.音频大地电磁(amt)和重力面积测量，在矿区范围内，大比例、高精度的地球物理调查更有效果，音频大地电磁测量的比例尺优选1:2500～1:5000，重力面积测量的比例尺优选1:5000～1:10000。
42.优选地，开展深部地球物理测量数据解译，达到半定量查明火山机构和断层体系在深部的展布特征，建立深部构造三维模型，预测深部矿体可能延伸/发育的空间位置。
43.若步骤(2)表明深部火山机构和断层体系发育，则可进行至下一步；若步骤(2)表明深部火山机构和断层体系不存在，则需慎重对待或停止深部探测。
44.步骤(3)、开展深部氡气面积测量，获得深部铀矿化信息，判定深部是否存在铀矿化。
45.氡气测量能够定性的反应深部铀矿化信息，由于浅部已知矿体的叠加影响，通过氡气异常无法辨别出已知矿床正下方的铀矿化信息。火山岩型铀多金属矿床中的矿体，往往在垂向上有一定的倾角，即侧伏状态，在平面上，不同深度的矿体投影位置并不相同。根据步骤(1)的矿体展布规律，综合步骤(2)的深部地球物理测量结果，在已知矿床外围预测出目标区，开展深部氡气面积测量，获得深部铀矿化信息，判定深部是否存在铀矿化。氡气
面积测量比例尺优选1:5000～1:10000。
46.需要说明的是，氡气异常的分布往往与断层等构造位置有关，仅能定性的反应深部铀矿化信息，并不能定量的反应深部矿体位置，需要结合步骤(1)和步骤(2)的认识，进行综合预测和定位。
47.若步骤(3)获得了有效的深部铀矿化信息，则可进行至下一步；若步骤(3)未获得任何深部铀矿化信息，则需慎重对待或停止深部探测。
48.步骤(4)、开展分量元素地球化学测量，获得深部多金属矿化信息，确定采样粒度和采样深度。
49.深穿透分量地球化学测量可以有效的获取深部铀及其它金属元素矿化信息。采集目标区地表土壤样品，提取并测定活动态铀和其它金属元素，获得深部多金属矿化信息。
50.采集的土壤样品中，采样的粒度、深度和层位对元素分量测试结果均存在影响，应先采集不同地区内不同粒度、深度和层位的样品进行试验后再统一采集相同土壤层位的样品。
51.具体地，采样粒度，每相隔20目，从40目至180目分别过筛，分别测定各粒度样品中铀分量，挑选出铀分量处于最高峰值的粒度，作为优选粒度。
52.采样深度和层位，地表土壤采样以b层上部为优，采样深度约处于地表往深40cm处，在土壤覆盖过薄或过厚地区，应采集不同深度的土壤样品，分别测定各深度样品中铀分量，挑选出铀分量处于最高峰值的深度，作为优选深度。
53.步骤(5)、深部矿体预测，钻探查证落实资源。
54.综合研究分析步骤(1)研判的深部矿体发育潜力，即预测的深部矿体延伸空间；步骤(2)圈定的深部控矿构造部位；步骤(3)和步骤(4)的深部铀多金属矿化信息的指向部位，即步骤(3)判定的深部铀矿化信息和步骤(4)确定的深部铀多金属矿采样粒度和采样深度；预测深部铀多金属矿体发育部位。实施深部钻探工程，查证深部铀多金属矿体，实现深部找矿突破。
55.根据本发明的方法，对我国北方沽源-红山子铀成矿带大官厂铀多金属矿床深部矿体进行探测，具体探测步骤如下：
56.步骤(1)、开展大官厂铀多金属矿床地质调查，查明控矿因素与矿体展布规律，研判深部矿体发育潜力。
57.系统收集了大官厂地区1:10000地质图，铀多金属矿床1:2000地质图、普查钻勘探线剖面图等资料，充分分析并研究了矿床已知矿化范围内的地层展布、组间界面、火山岩相、火山构造、断层体系、层间破碎体系、蚀变组合、蚀变分带、岩体/脉体展布、矿体三维展布形态等内容，尤其是与矿化直接相关的地质要素，如导矿构造、控矿构造、赋矿层位等，并进行了地表调查和查证。
58.大官厂铀多金属矿床位于沽源火山盆地蔡家营-大官厂北东向火山断陷东段大官厂火山塌陷洼地中。含矿层为上侏罗统张家口组三段火山溢流相钾质流纹岩中的层间破碎带中。如图2所示，铀矿体主要受矿床南部nee向fh(ⅱ)-2断层控制，东部受近sn向fht(i)-1断层控制。经地层对比表明，fht(i)-1断层断距达700米以上，东部经历了大幅沉降历史。将铀矿体的展布进行纵剖面投影，发现从西往东，矿体有逐渐加深的变化趋势。因此可以推测在现有矿床的东部，深部应有发现铀多金属矿体的可能性。
59.步骤(2)、开展深部地球物理测量，获得深部火山机构和断层体系信息，圈定深部控矿构造部位。
60.火山机构和断裂构造是大官厂火山岩型铀多金属矿的重要控制因素，音频大地电磁(amt)和重力面积测量分别对断层构造和火山构造有较好的识别效果。
61.在推测部位，即已知矿床东部部署amt剖面1条，为南北向，主要是查明nee向fh(ⅱ)-2控矿断层的走向和深部展布形态。如图3所示，在剖面约2450米处，发现一低阻带，经解译为fh(ⅱ)-2断层，其延深达近1000米。
62.在覆盖整个矿床和东部预测区的范围内开展了1:10000重力面积测量，如图4所示，布格重力上延500米二阶求导之后，发现深部隐伏火山口，该火山口距离fh(ⅱ)-2断层约100米。
63.步骤(3)、开展深部氡气面积测量，获得深部铀矿化信息，判定深部是否存在铀矿化。
64.氡气测量能够有效的定性反应深部铀矿化信息。在覆盖整个矿床和东部预测区的范围内开展了1:10000氡气面积测量，如图5所示，除了已知矿区范围内，氡气浓度沿近sn向fht(i)-1断层及东部均有明显增高。
65.步骤(4)、开展深穿透地球化学测量，获得深部多金属矿化信息，确定采样粒度和采样深度。
66.深穿透分量地球化学测量可以有效的获取深部铀及其它金属元素矿化信息。在覆盖整个矿床和东部预测区的范围内开展了1:10000深穿透分量元素地球化学面积测量，分析样品采集自40cm深度的b层上端土壤，土壤粒度为60目，分量元素种类涉及矿化的全部元素种类，如，钼、铅、锌等。除了已知矿区之外，如图6所示，在近sn向fht(i)-1断层和fh(ii)-2断层围限的东北部区域，有zn等多种元素异常显示。
67.步骤(5)、深部矿体预测，钻探查证落实资源。
68.综合以上地质、amt、重力、氡气以及分量化探数据，综合考虑矿床浅部的控矿因素，圈定火山口北部的断层构造部位为深部找矿有利部位，矿体深度预计1000米左右。经钻探查证，在713米开始，断续揭露多层铀多金属矿体，至995米，连续出现铀多金属矿化，矿化最深达到1069.05米，铀异常累计视厚度达145.06米，实现了深部找矿突破。
69.上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。