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論文編號：2010081812 研 究 生 畢 業(yè) 論 文（申請碩士學(xué)位）論 文 題 目 ： 綜 合 地 球 物 理 方 法 在 相 山 鈾 礦 田 構(gòu) 造 上 的 應(yīng) 用 研 究 專 業(yè) 方 向 ： 地 球 探 測 與 信 息 技 術(shù) 研 究 方 向 ： 資 源 與 工 程 地 球 物 理 勘 探 2013 年 4 月 20 日2East China Institute of Technology(Application For Master’s Degree)THESIS: Integrated geophysical methods applied in the structureof Xiangshan uranium ore field research SPECIALIZATION: Geodetection and Information Technology RESEARCH FIELD: Resources and engineering geophysical exploration April 20.2013獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含本人為獲得 大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示感謝。作者簽名： 日期： 年 月 日關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本學(xué)位論文作者完全了解 大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定： 大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文，并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定。作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日4論文答辯日期： 年 月 日摘要Ⅰ東華理工大學(xué)研究生畢業(yè)論文中文摘要首頁用紙畢業(yè)論文題目： 綜合地球物理方法在相山鈾礦田構(gòu)造上的應(yīng)用研究 地球探測與信息技術(shù) 專業(yè) 2010 級碩士生姓名： 指導(dǎo)教師（姓名、職稱）： 摘 要相山鈾礦田是我國目前最大的火山巖型鈾礦田，對該地區(qū)的鈾資源勘查有著非常重要的意義。本文通過地球物理勘探方法來研究相山某測區(qū)的深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)，查明該地區(qū)的斷裂構(gòu)造發(fā)育情況及推斷基底深度和起伏特征，為鈾礦遠(yuǎn)景預(yù)測提供深部地質(zhì)構(gòu)造信息，以提高在該區(qū)域的新的地質(zhì)認(rèn)識。在討論相山地區(qū)的地質(zhì)背景、成礦特征、地球物理特征、鈾礦勘查的地球物理方法、工作參數(shù)研究、工區(qū)的數(shù)據(jù)采集及處理的基礎(chǔ)上，總共布設(shè) 4 條測線，其中音頻大地電磁方法(AMT)測量完成的測點(diǎn)有 732 個(gè)，高精度磁法測量完成的測點(diǎn)有 1476 個(gè)，再結(jié)合地質(zhì)鉆孔資料和當(dāng)?shù)氐闹亓Y料對反演圖進(jìn)行解釋分析，發(fā)現(xiàn)已知的 22 條斷裂構(gòu)造在反演結(jié)果成圖上有很好的反映，如河源背-小陂斷裂、蕪頭-小陂斷裂和鄒-石斷裂等深大斷裂能夠進(jìn)行連續(xù)追蹤，同時(shí)也推測了 6 條未知的斷裂。并根據(jù)反演結(jié)果推斷基底的深度大概在 300m 到 1300m之間，其中基底界面大致與第一層高阻電性界面對應(yīng)，巖性主要為碎斑熔巖，部分為流紋英安巖、花崗斑巖，高阻的電阻率的值大于 10000 。另外根據(jù)m??布設(shè)的這四條平行剖面推測基底從南往北深度增加，東西兩側(cè)比中部基底要深，可能存在一小的基底隆起。在相山地區(qū)把 AMT 和高精度磁測結(jié)合使用可有效解決深部 2000 m 以內(nèi)的部分地質(zhì)問題，在探測基底起伏、斷裂構(gòu)造產(chǎn)狀特征方面效果明顯，再利用綜合電磁異常特征，異常可相互認(rèn)證與補(bǔ)充，提高了解釋成果的可信度，這種工作方式在以后的工作中可以在這地區(qū)的其余地區(qū)繼續(xù)開展。關(guān)鍵詞：AMT，高精度磁法，斷裂構(gòu)造，基底起伏，相山鈾礦田東華理工大學(xué)碩士學(xué)位論文ⅡAbstractⅢ東華理工大學(xué)研究生畢業(yè)論文中文摘要首頁用紙THESIS: Integrated geophysical methods applied in the structure of Xiangshanuranium ore field research SPECIALIZATION: Geodetection and Information TechnologyPOSTGRADUATE: MENTOR: AbstractXiangshan uranium ore field is currently the largest the volcano rock type uranium ore field in China, it is very important to explore the situation of the area of uranium resources. Through geophysical exploration method this paper studies the deep geological structure of certain area in order to find out the development situation and inferred basement depth and fluctuation characteristics of the faults in the area, so that it can provide the deep geological structure information for prospective prediction and improve the understanding of the new geology in this region.According to the discussion of Xiangshan area geological, mineralization, geophysical characteristics, uranium exploration geophysics method, parameter study, the data acquisition and processing, it lay four lines in total, where have completed 732 points by using the audio magneto-telluric method (AMT) and 1476 points by using high precision magnetic method, then analysis and explain the inversion map that made by geological drilling data and local gravity data, found 22 known fractures in the inversion results which are well reflected on the map, such as deep fractures about Heyuanbei-Xiao Pi, Wutou-Xiao Pi and Zou-Shi, which also can be traced continuously and speculated the six unknown fracture. And according to the inversion results it could infer the basement depth from 300m to 1300m, also corresponded in the substrate about the interface approximately and the first layer of high resistivity interface, lithology is mainly Porphyroclastic Lava, part of rhyodacite, granite porphyry, and the values of resistivity of high resistance are more than 10000. According to the arrangement of the four parallel profiles, the basement depth increases from south to North, and the basement on the both sides are more deeper than the central base, there may be a small basement uplift.AMT and the high precision magnetic combination can effectively solve some geological problems within the deep of 2000m in Xiangshan area, it has obvious effect in the exploration of the relief of basement and the fault occurrence features. Then according the characteristics of electromagnetic anomaly, anomaly can be mutual authentication and supplement and improve the interpretation result of credibility, the rest of this work in the future can be in this area to continue to carry out.Keywords: audio- frequency magneto-telluric method, high precision magnetic method, fracture, basement relief, Xiangshan uranium ore field東華理工大學(xué)碩士學(xué)位論文Ⅳ目錄Ⅴ目 錄1 緒論 .11.1 選題的依據(jù)與意義 11.2 相山地質(zhì)-地球物理研究現(xiàn)狀 .21.3 鈾礦勘查的地球物理方法 .31.4 主要研究內(nèi)容 32 研究區(qū)域地質(zhì)-地球物理特征 .52.1 研究區(qū)地理位置及交通條件 52.2 地層 52.3 構(gòu)造 .92.4 次火山巖及脈巖 112.5 研究區(qū)鈾成礦特征及規(guī)律 122.5.1 成礦特征 .122.5.2 成礦規(guī)律 .122.6 研究區(qū)地球物理特征 132.6.1 重力特征 142.6.2 磁法特征 153 方法原理及選擇 .173.1 AMT.173.2 高精度磁法 214 數(shù)據(jù)采集與處理 .254.1 數(shù)據(jù)采集 254.1.1 儀器的標(biāo)定及參數(shù)設(shè)置 254.1.2 地球物 理方法的工作布置 .264.1.3 工作完成情況 .284.2 數(shù)據(jù)處理 .304.2.1 AMT 數(shù)據(jù)處理 .304.2.2 磁測數(shù)據(jù)處理 315 綜合地質(zhì)地球物理解釋 .336 結(jié)論與建議 .416.1 結(jié)論 416.2 建議 41參考文獻(xiàn) 43東華理工大學(xué)碩士學(xué)位論文Ⅵ緒論11 緒論1.1 選題的依據(jù)與意義近年來，在我國資源的短缺是制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問題之一，而鈾礦資源的可持續(xù)供給對國家安全，社會發(fā)展及經(jīng)濟(jì)增長有著至關(guān)重要作用。目前在礦產(chǎn)資源的勘查中，現(xiàn)階段面臨著“難識別、難發(fā)現(xiàn)和難利用”的“三難”的局面,其主要是由于地表礦、淺部礦越來越少，因此開展“探邊摸底”及“攻深找盲”等已是現(xiàn)階段必須的勘查戰(zhàn)略 [1-2]。由于在我國礦產(chǎn)資源勘查與開采的整體深度不大，一般在 600m 內(nèi)，而且多在 300 與 500m 之間，故深部找礦存在巨大的潛力 [3]。有專家預(yù)測：如果將礦產(chǎn)勘查的評價(jià)深度增加延伸到地下 2000m左右，那么我國金屬礦儲量可能將翻一番。隨著現(xiàn)代社會科技的發(fā)展，鈾礦作為一種清潔高效的戰(zhàn)略性能源礦產(chǎn)，更能滿足人們對低碳環(huán)保的清潔能源的需求，其地位就顯得更加重要，目前放射性鈾的主要用于核能發(fā)電。在全球總發(fā)電量里核電發(fā)電量占的比例平均為17%，而在我國，這一比例明顯低于世界平均水平，僅為 1.9%。在我國“十一五”發(fā)展規(guī)劃中明確“積極發(fā)展核電”的方針下，鈾礦需求量將不斷的增大。目前我國廣西、福建、廣東、江西等多個(gè)省份正著力發(fā)展核電站的建設(shè)，國務(wù)院已經(jīng)通過的《核電中長期發(fā)展規(guī)劃》中明確指出了到 2020 年我國核電運(yùn)行裝機(jī)容量將要達(dá)到 4000 萬千瓦，據(jù)此估計(jì)屆時(shí)的核燃料需求將是現(xiàn)在的 4-6 倍 [4-5]，而目前我國鈾資源的儲備已不能滿足當(dāng)前需要。相山鈾礦田是我國目前已發(fā)現(xiàn)的最大的火山巖型鈾礦田 ，其地處江西省樂安崇仁縣境內(nèi)，位于華南中生代陸相火山巖帶西緣，在成礦區(qū)劃上位于華南鈾成礦省北部贛杭構(gòu)造火山巖鈾成礦帶的南西端, 鈾成礦總體上受大型塌陷式火山盆地控制，燕山中期火山活動(dòng)以及次火山巖侵入都為鈾成礦創(chuàng)造了前提 [6]。當(dāng)前，許多地質(zhì)人員已在相山地區(qū)做了各種研究工作，并取得了很多重大的地質(zhì)成果 [7-10]，但隨著礦產(chǎn)勘探的深入和認(rèn)識水平的提高，還是有許多地質(zhì)問題需進(jìn)一步研究，如對相山火山盆地北部及中部兩條基底構(gòu)造的研究，而構(gòu)造是盆地構(gòu)造流體成礦作用最為有利的深部通道 [11]。相山地區(qū)在發(fā)育過程有明顯的新構(gòu)造活動(dòng)，地表總體遭受嚴(yán)重侵蝕，在相山峰頂被侵蝕深度約 3km，鈾礦床受到了一定程度的侵蝕，鄒家山礦區(qū)剛好被侵蝕到礦化帶的前峰位置，且從相山鈾礦田西北部到東南部,地表侵蝕的深度逐漸加大 [12-16]。綜合成礦模式和成礦后的變化改造因素，則可知相山鈾礦田東南部的鈾礦可能已剝蝕了，西北部礦床保存條件良好，多數(shù)鈾礦床完整或較完整地保存下來,因此礦田西北部是找礦預(yù)測的靶區(qū) [17-19]。根據(jù)以上分析可知探測相山西北地區(qū)深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，對認(rèn)識我國相山鈾礦田成礦作用、揭示預(yù)測深部鈾礦有重要的科學(xué)意義。本文的研究就是建立在這樣的大背景下，通過參與核工業(yè)北京地質(zhì)研究院在相山地區(qū)的科研項(xiàng)目，東華理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2收集相關(guān)資料，用于去查清該區(qū)域內(nèi)的斷裂構(gòu)造發(fā)育特征及產(chǎn)狀、火山盆地基底起伏情況,為鈾礦遠(yuǎn)景預(yù)測提供深部地質(zhì)構(gòu)造信息，其中通過介紹不同的地球物理方法情況，再選擇合適的方法進(jìn)行綜合測量分析得出結(jié)論。1.2 相山地質(zhì)-地球物理研究現(xiàn)狀半個(gè)多世紀(jì)以來，我國與鈾礦相關(guān)的地質(zhì)隊(duì)、科研院所和高校對相山鈾礦田的研究幾乎從沒間斷 [20]，對其進(jìn)行全面深入的地質(zhì)研究工作主要有：1940 年～1965 年，一些地質(zhì)工作者在相山地區(qū)做過一些概略性的地質(zhì)調(diào)查。將基底變質(zhì)巖劃為前震旦系或前泥盆系，相山主體巖石定為淺成花崗巖，盆地底部的紫紅色砂巖劃為第三系。1966 年之后，省區(qū)測隊(duì)以及華東 608 隊(duì)的 12 分隊(duì)和 15 分隊(duì)等均在相山開展區(qū)域地質(zhì)工作。省區(qū)測隊(duì)的 1:20 萬南城幅地質(zhì)圖（1971）中，將基底變質(zhì)巖系劃為震旦－寒武系，相山盆地蓋層定為上侏羅統(tǒng)磨石山組，主體巖石定名為花崗斑巖，盆地西北部的紅層劃為上白堊統(tǒng)南雄群。而在 1:20 萬新干幅地質(zhì)圖（1977）中，將變質(zhì)巖劃為震旦系，盆地蓋層定為上侏羅統(tǒng)打鼓頂組，主體巖石劃歸次火山巖，紅層定為古近系新余群。鈾礦地質(zhì)工作大體可分為三個(gè)階段：第一階段為 1957 年～1964 年，1957 年航空放射性測量發(fā)現(xiàn)了 16 個(gè)異常點(diǎn)，華東 608 隊(duì)的 1、2、3 分隊(duì)地表普查勘探和異常點(diǎn)的揭露工作。其間 309 隊(duì) 4分隊(duì)、北京第三研究所和長沙地質(zhì)學(xué)校也在本區(qū)作了地質(zhì)調(diào)查工作。認(rèn)為相山主體巖石為蘑菇狀的花崗巖，受三組構(gòu)造控制，不同的侵入體是成礦有利圍巖。對地表異常和礦化顯示地段進(jìn)行揭露，探明了一批有工業(yè)價(jià)值的鈾礦床。原核工業(yè) 261 隊(duì)在相山北部地質(zhì)勘查中總結(jié)并提出了“找礦要先找?guī)r體、找?guī)r體必須先找構(gòu)造的”的“三盲找礦”模式 [21]。第二階段為 1965 年～1976 年，是相山礦田地質(zhì)找礦和勘探工作全面開展的時(shí)期。以華東 608 隊(duì) 1、2 分隊(duì)為主力，在北部和西部全力進(jìn)行找礦和勘察工作。同時(shí) 12 分隊(duì)和北京第三研究所在本區(qū)開展專題研究和 1∶5 萬的填圖工作。確認(rèn)相山主體巖石不是花崗巖，而是火山巖。盆地的蓋層為上侏羅統(tǒng)的火山巖系，劃分為下部的打鼓頂組，上部的鵝湖嶺組。其后即開始以火山巖成礦理論指導(dǎo)找礦工作。1970 年～1973 年，由 261 地質(zhì)大隊(duì)和北京第三研究所組成聯(lián)合科研組，對相山礦田進(jìn)行系統(tǒng)綜合研究。確認(rèn)相山盆地為典型的破火山口（塌陷式盆地），相山主體巖石為侵出相的碎斑流紋巖，其盆地邊緣的小侵入體是次火山巖，礦田北部為堿交代型，西部為水云母型，火山巖型鈾礦體具有多層位和多部位性，進(jìn)一步提出了“雙混合”成因模式和鈾礦體的雙側(cè)伏規(guī)律，為擴(kuò)大礦田遠(yuǎn)景指明了方向。第三階段為 1977 年至今，在礦田范圍內(nèi)攻深找盲，不斷探索新的找礦空間的同時(shí)，總結(jié)工作中獲得的新認(rèn)識。深部的富大礦體主要受火山塌陷構(gòu)造的變緒論3陡部位和碎斑流紋巖與下伏的流紋英安巖的接觸界面的層間滑動(dòng)、拗曲和層間破碎帶的復(fù)合部位控制。核工業(yè)北京地質(zhì)研究院和核工業(yè) 270 研究所、東華理工大學(xué)等高校也在相山開展科研工作，促進(jìn)了理論的深化、深部的探索和遠(yuǎn)景的擴(kuò)大。1.3 鈾礦勘查的地球物理方法地球物理方法近幾年來被廣泛運(yùn)用在鈾礦床的勘查測量之上，其體現(xiàn)在利用間接找礦的標(biāo)志去確定鈾礦床、鈾礦田和鈾礦省，以及成礦體系及構(gòu)造，構(gòu)造劃分等方面。對于需要去解決的任務(wù)，可以根據(jù)具體情況選擇合適的方法進(jìn)行勘查，如電法勘探、重磁勘探、深部地震測深以及折、反射波法的地震勘探。在這些方法之中較為常用的為淺層地震法和 AMT 法，其中 AMT 法具備以下特點(diǎn)：信噪比高，儀器設(shè)備簡便，穿透力強(qiáng)等，是一種合適手段去探討鈾成礦環(huán)境，可用于解決基底埋深和起伏、隆坳分布、斷裂位置、地層結(jié)構(gòu)及展布特征等地質(zhì)問題 [22-24]。作為一種成熟的技術(shù)手段，其也是一種探查層間氧化帶砂巖型鈾礦的有效的物探方法，同時(shí)根據(jù)淺層地震法高分辨率的特性，可用于勘探地下緊致地質(zhì)構(gòu)造，其根據(jù)得到的人工地震反射波信號進(jìn)行分析，再以巖石的彈性性質(zhì)為根據(jù)，去依此獲取地下的相關(guān)巖性參數(shù)以及物質(zhì)構(gòu)造形態(tài)，依托對地震波相的研究可對目的層中的砂體、巖相和巖性分析以及砂體群的預(yù)測和圈定。受客觀因素限制如工作開展成本高，不宜大面積開展等，工作應(yīng)選在成礦的有利地段開展 [25-27]。最近這些年以來采用雙源大地電磁測深系統(tǒng)的 EH-4，其優(yōu)點(diǎn)有勘探深度較大，分辨率好，工作效率高；不足之處也有抗干擾能力不強(qiáng)，精度受限 [28-29]。而高效率的開展放射性測量則可根據(jù)測井方法運(yùn)用在鉆探過程中。綜上所述，在找礦過程中對多種方法進(jìn)行結(jié)合使用，相輔相成有著重要的意義[30]，如 AMT 探測火山機(jī)構(gòu)、形態(tài)和延伸等；高精度磁法可用于圈定目標(biāo)體范圍，相互結(jié)合起來使用效果更好 [31-34]。1.4 主要研究內(nèi)容以相山地區(qū)的 AMT 專項(xiàng)為基礎(chǔ)，配合其它物探方法，跟隨核工業(yè)北京地質(zhì)研究院進(jìn)行工作研究，收集相關(guān)資料，在通過采集處理解釋，最終查明測區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育情況，尤其是構(gòu)造的深部產(chǎn)狀特征。主要研究內(nèi)容如下：1）通過整理相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解研究區(qū)的地質(zhì)背景如地層、構(gòu)造等，對其研究區(qū)的鈾成礦特征及規(guī)律做歸納總結(jié)。2）介紹相山地區(qū)的地球物理特征及地球物理在鈾礦勘查的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r及工作需求選取合適的方法，本次工作是將 AMT 與高精度磁法勘探結(jié)合起來在相山地區(qū)進(jìn)行測量，工作前對采集的參數(shù)，及儀器設(shè)定、采集結(jié)果的處理等進(jìn)行研究。東華理工大學(xué)碩士學(xué)位論文43）結(jié)合地質(zhì)、重磁等資料，對反演結(jié)果進(jìn)行分析解釋，初步建立研究區(qū)地下電性結(jié)構(gòu)特征等，在根據(jù)已知斷裂構(gòu)造對結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。研究區(qū)域地質(zhì)-地球物理特征52 研究區(qū)域地質(zhì)-地球物理特征2.1 研究區(qū)地理位置及交通條件工作區(qū)位于江西省樂安和崇仁兩縣交界的相山地區(qū)，面積約 540km2，相山火山盆地面積約 320km2。區(qū)內(nèi)有江邊村至南昌的鐵路，與浙贛線、京九線和鷹廈線相連，有公路通往撫州、豐城、樂安、永豐等地，盆地內(nèi)部有供礦山開采和地質(zhì)勘察的公路，交通比較便利（圖 2.1） 。工作區(qū)屬中低山區(qū)，為正地形，中間高，四周低。最高峰為相山，其標(biāo)高為海拔 1210.2m，其次是芙蓉山，標(biāo)高為 1079.8m。山勢較陡峻，山谷切割強(qiáng)烈。大部分地區(qū)標(biāo)高為 500～800m，四周較平坦地區(qū)標(biāo)高為 100～300m。區(qū)內(nèi)無大的河流，多為小溪，其流量隨季節(jié)變化。較大的河流為北部的公溪河、東部的鳳崗河、西部的寶塘河等。雨季水量很大，旱季水量明顯減少。區(qū)內(nèi)居民點(diǎn)比較分散，主要分布在相山四周的地勢平坦處，山區(qū)內(nèi)部狹窄的山谷平坦地，也有少量居民點(diǎn)。農(nóng)業(yè)耕地占總面積的 12%，糧食作物以水稻為主，紅薯和大豆次之。經(jīng)濟(jì)作物有棉花、油料、煙草，林產(chǎn)有毛竹、松、杉、樟、果木等。工業(yè)有鈾礦開采及水冶，松松脂、造紙等。圖 2.1 相山預(yù)測區(qū)交通位置圖 Fig 2.1 The map of prediction of traffic location in Xiangshan2.2 地層相山火山盆地位于武夷－云開－臺灣造山系羅霄云開弧盆系的羅霄巖漿弧，其東與華夏地塊的桃山－諸廣巖漿弧毗鄰，北與揚(yáng)子陸塊區(qū)下?lián)P子陸塊的江南東華理工大學(xué)碩士學(xué)位論文6古島弧毗鄰。該區(qū)中生代時(shí)期屬于中國東南濱太平洋構(gòu)造巖漿活動(dòng)帶的北部，贛杭火山巖型鈾礦成礦帶的西南端，具體情況可參考圖 2.2 和圖 2.3。1）基底地層相山火山盆地的基底主要為新元古代震旦紀(jì)(Z)變質(zhì)巖系，出露在盆地北、東、南側(cè)，變質(zhì)巖多屬綠片巖相－低角閃巖相，中低變質(zhì)程度。巖性以千枚巖、片巖為主。變質(zhì)巖主要礦物成份為絹云母、綠泥石、黑云母、石英、長石等，特征變質(zhì)礦物為石榴石、十字石等，副礦物主要是磷灰石、鋯石、磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦等。自南至北基底變質(zhì)程度增強(qiáng)，巖石類型從千枚巖－片狀千枚巖－微晶片巖－片巖－石榴黑云片巖－十字石石榴黑云片巖，即由低綠片巖相(綠泥石帶、黑云母帶)－高綠片巖相(石榴石帶)－低角閃巖相(十字石帶)，它們之間呈過渡關(guān)系 [35]。震旦系變質(zhì)巖的鈾含量為 1.06～6.0ppm。其中低綠片巖相的綠泥石帶鈾含量平均值為 4.3ppm,黑云母帶為 4.0ppm,高綠片巖相的石榴石帶為 3.2ppm，低角閃巖相的十字石帶為 2.6ppm。反映出隨變質(zhì)程度增高，鈾部分被帶出，其鈾含量降低。2）蓋層相山盆地的蓋層為晚侏羅世的的火山巖系，由陸相的酸性、中酸性火山熔巖、火山碎屑巖及少量正常沉積夾層構(gòu)成 [36]。其中以侵出－溢流相的碎斑流紋巖出露面積最大，為相山主體巖性。晚侏羅世火山巖層均向中心傾斜，總厚度大于 2000m。下部為打鼓頂組，上部為鵝湖嶺組，每組又分四個(gè)巖性段，每組的特點(diǎn)總體是由沉積到爆發(fā)再到噴溢或侵出，構(gòu)成 1 個(gè)大的火山噴發(fā)旋回。① 上侏羅統(tǒng)打鼓頂組（J 3d）a.打鼓頂組第一段(J 3dl)：分布在盆地四周，呈不完全的環(huán)形。下部巖性以紫紅色粉砂巖為主，屬殘積－坡積相到河流相。其底部為礫巖、含礫砂巖。該段與下伏地層呈不整合接觸。一般厚幾十米至 150m，其厚度以盆地北部最大，可達(dá) 240m。上部巖性為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r夾薄層紫紅色細(xì)砂巖、含礫細(xì)砂巖，巖石平均鈾含量 5.4ppm，厚 73m。b.打鼓頂組第二段(J 3d2) 主要分布于盆地的西部和北部，東部和西南部出露甚少，南部缺失。下部巖性主要為紫紅色、雜色砂巖及粉砂巖，含有較多鈣質(zhì)結(jié)核，厚 21m。上部巖性主要為流紋英安巖，其中下部夾紫紅色薄層凝灰質(zhì)粉砂巖、砂頁巖，頂部常見熔巖集塊巖或熔巖角礫巖，其集塊、角礫成分與膠結(jié)的熔巖成分一致，均為流紋英安質(zhì)。巖石平均鈾含量為 7.58ppm，厚 530m,是礦田內(nèi)主要含礦巖性之一。② 上侏羅統(tǒng)鵝湖嶺組(J 3e)a.鵝湖嶺組第一段(J 3e1)：幾乎遍布盆地，僅南西部缺失。下部巖性以紫紅色粉砂巖為主，底部為含礫粉砂巖、巨礫巖，礫石成分主要是流紋英安巖，并具一定磨圓度，礫徑最大可達(dá) lm。厚度小于 10m,與打鼓頂組呈噴發(fā)不整合接研究區(qū)域地質(zhì)-地球物理特征7觸。上部巖性為流紋質(zhì)晶屑玻屑凝灰?guī)r、弱熔結(jié)凝灰?guī)r。巖石中除大量晶屑玻屑外，還發(fā)育塑變漿屑和少量下伏巖層的巖屑。此層厚度不大，一般小于3Om。1.第四系；2.上白亞統(tǒng)南雄組砂巖、砂礫巖；3.上侏羅統(tǒng)鵝湖嶺組上段碎斑流紋巖；4.上侏羅統(tǒng)鵝湖嶺組下段，下部為礫巖巖、砂巖，上部為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r；5.上侏羅統(tǒng)打鼓頂組上段流紋英安巖；6.上侏羅統(tǒng)打鼓頂組下段，下部為砂巖、砂礫巖，上部為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r；7. 上三疊統(tǒng)安源組砂巖、砂礫巖、炭質(zhì)賈巖夾煤線；8.下石炭統(tǒng)華山嶺組砂巖\粉砂巖；9. 震旦系變質(zhì)巖；10.次花崗斑巖；11.次斑狀花崗巖；12.燕山期花崗巖；13.加里東期混合花崗巖；14.斜長花崗斑巖脈；15.煌斑巖脈；16.角閃片巖；17.千糜巖、糜棱巖；18.性質(zhì)不明斷裂；19.壓扭性斷層；20.張扭性斷層；21.實(shí)測正斷層；22.實(shí)測逆斷層；23.褶皺軸；24.實(shí)測地質(zhì)界線；25.推測地質(zhì)界線；26.不整合地質(zhì)界線；27. 密集裂隙帶型大型鈾礦床；28. 密集裂隙帶型中型鈾礦床；29.密集裂隙帶型小型鈾礦床；30. 密集裂隙帶型鈾礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)；31.次火山巖型大型鈾礦床；32. 次火山巖型中型鈾礦床；33. 次火山巖型小型鈾礦床；34. 次火山巖型鈾礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)；35. 火山角礫巖筒型中型鈾礦床。東華理工大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖 2.2 相山預(yù)測區(qū)鈾礦地質(zhì)圖 Fig 2.2 The map of uranium geological in Xiangshan predicting area b.鵝溯嶺第二段(J 3e3)：底部巖性為暗紫紅色含礫粉砂巖、細(xì)砂巖，局部夾凝灰質(zhì)砂巖。底部見下伏巖層之礫石和碎屑，與第一段呈假整合接觸，厚15m。中、上部巖性為淺灰色、淺紅色碎斑流紋巖。與下伏巖層接觸面由盆地四周向中心傾斜，傾斜度南北對稱，東陡西緩，并向深部逐漸變陡。碎斑流紋巖以侵出相為主，局部為溢流相，是相山破火山口的主體巖石，覆蓋整個(gè)破火山口面積的 80%以上。巨厚的碎斑流紋巖巖性單一，以碎斑結(jié)構(gòu)為其特征。碎斑晶為透長石、斜長石、石英和黑云母。根據(jù)巖石中所含的巖屑、碎斑晶的數(shù)量及基質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，可將碎斑熔巖劃分為底板相、過渡相及中心相。它們之間呈漸變過渡關(guān)系，從底板相至中心相基質(zhì)結(jié)構(gòu)由玻質(zhì)結(jié)構(gòu)到霏細(xì)結(jié)構(gòu)再到顯微粒狀結(jié)構(gòu)。巖石平均鈾含量為 7.52ppm，是礦田內(nèi)主要含礦巖性之一,厚度大于1000m。③ 上白堊統(tǒng)(K 2) 在火山盆地西側(cè)，由于區(qū)域性伸展拉張作用，形成晚白堊世盆地，堆積了紅色砂巖、砂礫巖。在盆地西北邊緣,紅層部分超覆到與火山巖系之上，呈不整合接觸。其厚度可達(dá) 300m。研究區(qū)域地質(zhì)-地球物理特征9圖 2.3 相山礦田地層柱狀圖（據(jù) 261 隊(duì)）Fig 2.3 Column diagram of stratum of Xiangshan ore field2.3 構(gòu)造1) 基底構(gòu)造在區(qū)域上，北東向遂川深斷裂是最主要的基底構(gòu)造，而對相山預(yù)測區(qū)范圍來說，基底構(gòu)造格架主要由東西、北東及南北向三組構(gòu)造組成，也存在北西向構(gòu)造。主構(gòu)造線是東西向。相山破火山口即位于基底近東西向的武功山－相山－大旭山復(fù)式褶皺帶的中段,相山復(fù)背斜的軸部。① 北東向遂川深斷裂在礦田北西側(cè)通過的區(qū)域深斷裂-遂川深斷裂形成于加里東期，是一組長期活動(dòng)的北東向構(gòu)造組成的巨大斷裂帶。其北東段前人稱之為贛東北深斷裂；中段為永豐－撫州斷裂帶，是贛杭構(gòu)造帶的主要組成部分；南西段為萬安－遂川深斷裂。a.遂川斷裂是江西境內(nèi)規(guī)模最大的一條重力梯度帶，也是一條明顯的航磁分界線，表現(xiàn)為地殼結(jié)構(gòu)變異帶－幔坡帶，由此推測其為深斷裂帶。b.遂川斷裂是重要的控巖構(gòu)造，它是贛中南巖漿巖分區(qū)的界線，其北西側(cè)東華理工大學(xué)碩士學(xué)位論文10中生代巖漿活動(dòng)較弱，火山巖、花崗巖稀少；而南東側(cè)中生代巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，花崗巖、火山巖廣泛分布。 根據(jù)臺灣－阿爾泰地學(xué)大剖面資料，遂川斷裂上陡下緩，傾向南東，切人中地殼柔性層。贛中南花崗巖及中生代火山巖的成因與遂川斷裂活動(dòng)有密切關(guān)系。c.在遙感影像上，遂川斷裂具有清晰的線形表現(xiàn)，且為兩影像塊體的分界線。d.遂川斷裂控制了一系列溫泉及地?zé)狳c(diǎn)的展布，如德興溫泉、臨川溫泉、崇仁湯溪溫泉、相山溫?zé)崴⑺齑衔鞫鄠€(gè)溫泉等。e.遂川斷裂是重要的控礦構(gòu)造，沿此斷裂帶分布一系列重要的礦田和礦床，其南東盤以產(chǎn)鈾礦為主，如相山、鹿井礦田，而北西盤則以產(chǎn)貴重金屬和多金屬礦產(chǎn)為主，如金山金礦，銀山銀、鉛、鋅、金礦，德興銅礦，東鄉(xiāng)銅礦等。此外，盆地內(nèi)一系列北東向的蓋層大斷裂，如鄒家山－石洞斷裂、嚴(yán)坑－硯元石斷裂、善堂庵-巴泉斷裂及鄒家-布水?dāng)嗔训龋鶠榛讛嗔鸦鹕狡诤笤俅位顒?dòng)的產(chǎn)物。② 東西向構(gòu)造相山地區(qū)基底東西向褶皺構(gòu)造及斷裂構(gòu)造發(fā)育且規(guī)模較大，東西向斷裂構(gòu)造對火山盆地的形成特別是對火山塌陷構(gòu)造形成有重要影響。在地質(zhì)、物探、遙感及水文等方面的研充成果都反映了東西向構(gòu)造為盆地基底的主線：a.航磁資料反映，盆地北部東西向斷裂帶呈明顯的負(fù)磁場。b.重力資料表明，重力異常的長軸方向及梯度帶的走向多呈東西向展布。橫貫相山中部有一條近東西向的重力低值帶(長 40km，寬約 3～5km)，明顯反映出隱伏的東西向構(gòu)造斷陷帶(戴坊－相山、河源背－鳳崗構(gòu)造斷陷帶)。c.據(jù)遙感解譯本區(qū)存在北、中、南三組東西向構(gòu)造帶。d.水文地質(zhì)工作查明，相山北部東西向構(gòu)造帶中溫?zé)崴驏|西兩側(cè)延伸均有溫泉點(diǎn)出露。e.相山盆地北側(cè)和南側(cè)的韌性剪切帶均呈東西向展布。③ 南北向構(gòu)造重力資料反映，有一線形清晰連續(xù)性好的南北向梯度帶通討相山主峰，說明相山盆地存在南北向的基底構(gòu)造。又根據(jù)重力梯度帶的切割關(guān)系，可知其形成時(shí)間較早，可能發(fā)生在加里東期。其后又多次活動(dòng)，如巴泉－浯漳斷裂。另據(jù)相山地區(qū)遙感資料，可明顯地看到三條南北向斷裂帶(東帶、中帶、西帶)：東帶全長 10～15km，由數(shù)條平行斷裂組成，次火山巖沿此侵入。中帶全長大于 25km，與東西向斷裂構(gòu)造復(fù)合控制了相山主火山口。西帶全長約l0～15km，由幾條平行的斷裂組成，對湖港、牛頭山、河源背礦床的定位有一定的控制作用。 ④ 北西向構(gòu)造北西向基底構(gòu)造上要表現(xiàn)為重力梯度帶。且見錯(cuò)動(dòng)北東向梯度帶的現(xiàn)象。研究區(qū)域地質(zhì)-地球物理特征11盆地內(nèi)蕪頭－河口排北西向構(gòu)造、湖溪－芙竹坪北西向構(gòu)造都對應(yīng)有線形梯度帶，表明構(gòu)造切割深度較大。⑤ 推覆構(gòu)造相山盆地北部外緣，源頭－梅峰山一帶發(fā)育了數(shù)條近東西向的推覆構(gòu)造，長約 10km，向北推覆，向南傾，傾角 20o～40o。推覆構(gòu)造發(fā)育于震旦系變質(zhì)巖與上侏羅統(tǒng)打鼓頂組第一段紫紅色砂巖之間，形成于火山噴發(fā)之前，使震旦系變質(zhì)巖呈疊瓦狀逆掩于打鼓頂組第一段紫紅色砂巖之間，形成于火山噴發(fā)之前，使震旦系變質(zhì)巖呈疊瓦狀逆掩于打鼓頂組下部砂巖之上，沿推覆構(gòu)造貫入了次花崗斑巖，所以，次花崗斑巖的形態(tài)和展布受推覆構(gòu)造控制。2) 蓋層構(gòu)造① 區(qū)域構(gòu)造蓋層構(gòu)造以北東向斷裂構(gòu)造為主導(dǎo)，與火山構(gòu)造一同組成線環(huán)交織的構(gòu)造格局。由于基底朝著北東向經(jīng)過滑斷層然后通過運(yùn)動(dòng)直到蓋層使得蓋層的斷裂大多是北東向。如盆地西部鄒家山－石洞斷裂帶就是由基底斷裂發(fā)展起來的。該斷裂帶為數(shù)條近于平行的斷裂組成，呈尖滅再現(xiàn)或尖滅側(cè)現(xiàn)形式出現(xiàn)。寬度可達(dá) 300m，延伸長度大于 10km。其產(chǎn)狀為：走向 30o～60o，傾向北西，局部南東，傾角 70o～85o。構(gòu)造活動(dòng)具明顯的多期性，經(jīng)歷了左旋走滑、伸展拉張、壓扭等階段。相山北部北東向斷裂(鄒家-布水?dāng)嗔?，善堂?巴泉斷裂)和盆地西部的北東向斷裂（小陂-蕪頭斷裂，石城-王龍斷裂）都具有類似特征。在相山地區(qū)有兩個(gè)方向的斷裂：北東向和北西向，兩者構(gòu)造了相山西部的蓋層構(gòu)造情況，并且組成了一套構(gòu)造系統(tǒng)，形狀類似菱形，在鈾礦床的探查方面有著十分重要的意義。西部大多數(shù)礦床均位于北東向與北西向斷裂的交匯部位。此外，在北東向和北西向斷裂組成的菱形塊體中的南北向斷裂也是重要的控礦構(gòu)造，如居隆庵礦床和李家?guī)X礦床的鈾礦體即受南北向構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)的東西向構(gòu)造也是重要的控礦構(gòu)造，北部的基底推覆體構(gòu)造晚期復(fù)活，在其與北東向構(gòu)造的交匯部位，控制了北部眾多的次火山巖型號鈾礦床。北部還有一些東西向的小褶皺，如巴泉背斜、蕪頭背斜、向斜、石里坑-堆頭-新建村背斜等。② 火山構(gòu)造a.火山塌陷構(gòu)造在火山活動(dòng)高峰期，流紋質(zhì)火山巖漿大量侵出時(shí)，由于過渡巖漿室產(chǎn)生巨大空腔，使早期形成的火山巖層向中心塌陷，形成破火山口。在火山盆地中其各部位形成的塌陷構(gòu)造分別在發(fā)育程度上和形式上都由于邊界條件不一樣會有比較大的差別。東部形成環(huán)狀斷裂帶，并被次火山巖充填。西部區(qū)域性北東向斷裂發(fā)育，且蓋層厚度相對較薄，塌陷時(shí)主要沿基底斷裂產(chǎn)東華理工大學(xué)碩士學(xué)位論文12生斷陷，形成菱形斷塊構(gòu)造。被斷裂切割的火山巖塊向火山中心呈不等幅階梯狀塊斷。塌陷強(qiáng)烈處，其兩側(cè)流紋英安巖落差達(dá) 80Om 左右。并在斷陷的過程中，使巖層的接觸面急劇變陡，在變陡部位形成一系列撓曲及“裙形”褶曲。在界面兩側(cè)的脆性巖石中，產(chǎn)生成群、成帶分布張性裂隙。b.環(huán)狀構(gòu)造在盆地的東部和北部火山盆地主要是在這兩地發(fā)育形成塌陷的。這些塌陷也是以半環(huán)形狀或者弧形狀沿著火山管道分布，而且被次火山巖所填充，形成的環(huán)狀巖墻帶也基本同心。環(huán)狀構(gòu)造是塌陷構(gòu)造的一個(gè)組成部分。c.爆發(fā)角礫巖筒發(fā)現(xiàn)盆地的北部巴泉形成了一個(gè)表現(xiàn)為長 70m，寬 4Om，近乎直立的深度有200m 的橢圓錐形的次花崗斑巖爆發(fā)角礫巖筒，并且其收斂并尖滅。d.火山口和火山管道在后期火山活動(dòng)中，打鼓頂旋回的火山通道以及它的火山口已經(jīng)被其破壞，根據(jù)這一旋回火山巖分布情況，推測火山活動(dòng)中心可能在盆地的北部偏西的部位。鵝湖嶺旋回火山口及火山管道，根據(jù)衛(wèi)片和地球物理資料分析，地處于相山主峰較深的地方，其中它的形狀近乎為直徑 5km 到 6km 的橢圓形，方向?yàn)闁|西向，也是破火口的塌陷中心，同時(shí)在火山管道中所填充的物質(zhì)主要為幾乎表現(xiàn)為垂直的中心相碎斑流紋巖侵出柱 [37]。除相山為主火山口外，還存在芙蓉山側(cè)火山口，其位于相山火山口南西側(cè)7km 處，芙蓉山高程僅次于相山，山頂上見次花崗斑巖體，該火山口處于東西向、北東向及北西向斷裂交匯處。2.4 次火山巖及脈巖次火山巖及脈巖主要是以三個(gè)不連續(xù)的半環(huán)出現(xiàn)，分布于盆地的南部、北部和東部。其中拉張構(gòu)造的產(chǎn)生主要是由于火山環(huán)狀斷裂、火山塌陷和區(qū)域斷裂及基底斷裂遭受侵入充填，方式為半環(huán)形和不規(guī)則的弧形圍繞盆緣。最終那些受侵入的次火山巖的形態(tài)十分的復(fù)雜，也是因?yàn)檫@些斷裂以各種方式交叉符合又相互溝通。次火山巖的巖性可分為三大類，一種是斑狀花崗巖，另一種是花崗斑巖，最后一種為花崗閃長斑巖,其特征是石英斑晶均呈六方雙錐狀，為快速冷卻的產(chǎn)物，為超淺成侵入體。根據(jù)已有的資料顯示，因?yàn)槊看卧趪姲l(fā)旋回結(jié)束后，次火山巖都能侵入，所以有兩期次火山巖。早期次火山巖出露較少,主要分布在盆地東部及南部，以外城崗和梧樟南的涼亭次火山巖體為代表,被第二旋回的火山巖覆蓋。晚期次火山巖主要分布在北部、東部和南部，呈半環(huán)狀產(chǎn)出，北部的鈾礦床均產(chǎn)出于其中。在鈾礦的勘探過程中，相山西部的深部，兩火山旋回之間也發(fā)現(xiàn)早期次火山巖的侵人，其巖性為流紋英安斑巖。區(qū)內(nèi)有少量的脈巖，零星分布于北部、西部和東部，巖性為斜長花崗斑巖、煌斑巖及輝綠巖等。相研究區(qū)域地質(zhì)-地球物理特征13山盆地的火山巖系是以酸性為主的鈣堿系列。2.5 研究區(qū)鈾成礦特征及規(guī)律2.5.1 成礦特征相山鈾礦田共有 24 個(gè)鈾礦床,均產(chǎn)于盆地的北部和西部，其中典型礦床 8個(gè)，它們分別是：橫澗礦床、沙洲礦床、紅衛(wèi)礦床、巴泉、鄒家山礦床、石洞礦床、居隆庵礦床和李家?guī)X礦床。前 4 個(gè)礦床產(chǎn)于研究區(qū)北部，按含礦主巖為次火山巖型，按主要圍巖蝕變屬堿交代型（或鈉長石-赤鐵礦型） 。其中巴泉礦床產(chǎn)于花崗斑巖的隱爆角礫巖筒中，為鈉長石－綠泥石型，而與其它礦床存在差異。后 4 個(gè)礦床產(chǎn)于西部，含礦主巖為火山巖，劃為密集裂隙帶型，按主要圍巖蝕變屬水云母－螢石型。鄒家山和石洞礦床產(chǎn)于北東和北西斷裂的交匯部位，而居隆庵和李家?guī)X礦床則產(chǎn)在菱形斷塊中的南北向斷裂中。鈾礦田北部的鈾礦化主要受推覆體構(gòu)造、區(qū)域斷裂、次火山巖體（特別是與圍巖的接觸帶） 、火山巖系中的層間界面和與基底的不整合面等因素聯(lián)合控制。蝕變主要為鈉長石化，并伴隨有赤鐵礦化、綠泥石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等。其西端的橫澗等礦床迭加有晚期的水云母－螢石化 [38]。礦化中心集中在橫澗至沙洲的東西向帶內(nèi)，礦床之間幾乎相連，可視為一個(gè)超大型礦床。鈾礦田西部的鈾礦化主要受區(qū)域斷裂和火山塌陷構(gòu)造控制，在塌陷構(gòu)造旁側(cè)產(chǎn)生的裙邊褶皺、拖曳褶曲和層間破碎帶是深部富礦體的主要賦存部位，主要含礦主巖為碎斑流紋巖及流紋英安巖，為密集裂隙帶型。主要圍巖蝕變?yōu)樗颇富拔炇?、黃鐵礦化等，屬水云母－螢石型。礦區(qū)東端的鄒家山礦床的頂部 14 號帶，有堿交代型的鈾礦化殘留，反映早期的堿交代型礦化成礦標(biāo)高相對較高，大部分礦體均被剝蝕，只剩下礦根相。因此，鈾礦田北部堿交代型礦床的深部應(yīng)該還有晚期水云母-螢石型礦化的潛在遠(yuǎn)景。2.5.2 成礦規(guī)律50 多年來各單位部門在相山鈾礦田的找礦、探礦、采礦和多層次的地質(zhì)科研,使得在相山地區(qū)尋找鈾礦的規(guī)律性認(rèn)識得到不斷發(fā)展。最初階段以“就礦找礦”為指導(dǎo)，認(rèn)為只要找到隱伏的花崗質(zhì)巖體就等于找到了礦；接著發(fā)現(xiàn)的 HW 礦床說明在巖漿通道附近的巖體內(nèi)外之間的接觸帶才有礦，得出控巖的盲構(gòu)造才是找礦關(guān)鍵，提出“三盲”找礦規(guī)律；當(dāng)以斷裂控礦指導(dǎo)相山西部找礦后，發(fā)現(xiàn)礦床基本都在鄒家山—石洞等北東向斷裂構(gòu)造帶上，提出斷裂構(gòu)造是控礦的主要因素，上升到火山機(jī)構(gòu)控礦，并總結(jié)了“近、中、多、頻、變”5 字找礦理論 [39]?，F(xiàn)階段基本認(rèn)為“深斷裂、三界面” ，即火山盆地內(nèi)切底貫通陡斷裂穿越潛火山巖與圍巖之間的接觸界面、不同火山旋回巖層之間的接觸界面、火山巖與層間碎屑巖、沉積巖或基底變質(zhì)巖之間的接觸界面，是最有利的成礦富集空間。東華理工大學(xué)碩士學(xué)位論文142.6 研究區(qū)地球物理特征據(jù)區(qū)域地質(zhì)及鉆孔資料顯示，相山地區(qū)的巖性主要有斑狀花崗巖、碎斑熔巖、流紋英安巖、變質(zhì)巖、砂巖等。根據(jù)多年來音頻大地電磁測量成果及鉆探剖面對比分析，碎斑熔巖對應(yīng)高電阻率值、斑狀花崗巖對應(yīng)高電阻率值、變質(zhì)片巖對應(yīng)中低電阻率值（北部出露震旦系變質(zhì)巖對應(yīng)高電阻率值） 、流紋英安巖對應(yīng)中低電阻率值(局部出露流紋英安巖對應(yīng)有高電阻率值現(xiàn)象)、砂巖對應(yīng)低電阻率值。影響巖石電阻率和磁化率的因素很多，不僅與巖石的成分、結(jié)構(gòu)、粒度有關(guān)，還和巖石的孔隙度、含水程度、水的礦化度有關(guān)，同時(shí)還受地質(zhì)環(huán)境影響，如溫度、壓力等因素有關(guān)，因此相同巖性在不同地區(qū)、不同測線存在一定的差異，所以在根據(jù)物探成果解釋時(shí)要結(jié)合具體的地質(zhì)情況進(jìn)行分析。下表2.1為相山礦田不同巖性含礦量統(tǒng)計(jì)表。表 2.1 相山礦田不同巖性含礦量統(tǒng)計(jì)表Table 2.1 Statistics of ore contents in different rocks in Xiangshan ore field含礦巖性 分布面積/(km 2) 含礦量/%鵝湖嶺組碎斑熔巖 212 41花崗斑巖 39 30流紋英斑巖 10 15震旦系變質(zhì)巖 9打鼓頂組砂巖 4.5 4隱爆角礫巖 ＜0.01 ＜1根據(jù)以上資料可知只了解這些物理性質(zhì)還是不足夠研究這個(gè)區(qū)域的鈾礦的構(gòu)造情況，還需要多方面的信息如重力，磁法，電法等資料，本文的研究區(qū)為小陂-石洞區(qū)域，是在相山這個(gè)大區(qū)域下開展進(jìn)行的，而在相山以往的地球物理工作中，大致有這個(gè)區(qū)域的簡要情況，如重力，磁法等資料信息，并沒有做出具體詳細(xì)的歸納總結(jié)，因此在這方面還需要進(jìn)一步的加深探討認(rèn)識。因此工作開展之前通過搜集相關(guān)文獻(xiàn)資料 [40-44]，需要認(rèn)識相山的重力和磁法的特征情況及其與鈾礦的關(guān)系。2.6.1 重力特征剩余重力異常主要反映局部地質(zhì)構(gòu)造成礦體剩余質(zhì)量的影響。 圖2.4為相山地區(qū)剩余重力異常平面等值線圖 [45]。研究區(qū)域地質(zhì)-地球物理特征151.負(fù)剩余重力等值線；2.零剩余重力等值線；3.正剩余重力等值線；4.鈾礦床圖 2.4 相山地區(qū)剩余重力異常(×10 -5m/s2)平面等值線圖Fig2.4 Planar contour map of residual gravity anomaly in Xiangshan area在相山火山盆地，基底震旦紀(jì)變質(zhì)巖與侏羅紀(jì)火山巖系之間密度差為0.1～0.12 g/cm3，是本區(qū)主要密度界面，為查明基底起伏及確定基底構(gòu)造格架提供了重要物性前提；基底震旦紀(jì)變質(zhì)巖與白堊系紅層之間的密度差為0.211g/cm3，該密度界面僅對西北部存在白堊紀(jì)的局部地段產(chǎn)生影響；花崗斑巖和花崗巖與基底變質(zhì)巖之間的密度差為0.1g/cm 3，該密度界面的存在使重力異常變得復(fù)雜化，形成許多規(guī)模大小不等的局部重力低；三疊紀(jì)和石炭紀(jì)砂巖與基底變質(zhì)巖之間的密度差約0.153g/cm 3，這兩個(gè)地層僅在本區(qū)東部有小面積出露，且厚度不大，因而僅對局部地段有影響?；鬃冑|(zhì)巖相對蓋層為高密度體，重力場的高低變化基本反映了基底起伏變化趨勢及盆地的輪廓。盆地基底形態(tài)總體呈由“帶”和“環(huán)”組成的“勺”狀形態(tài)。三維重力反演結(jié)果資料表明：相山西部地段基底埋深在0.3～1.2 km之間；相山中部及東部地段，基底等深線以相山為中心呈環(huán)狀分布，由外向里逐漸加大，最大埋深大于2.5 km；相山南部基底埋深淺，等深線變化平緩；相山北部基底呈隆凹起伏式變化，向盆地中心陡傾。相山鈾礦田已探明的鈾礦床分布相對集中，主要在西部“帶”上與北部“環(huán)” 上, 鄒家山富大礦則位于“環(huán)” 、 “帶”交疊位置。東華理工大學(xué)碩士學(xué)位論文162.6.2 磁法特征相山地區(qū)上覆蓋層中的各類火山巖與基底變質(zhì)巖間存在一定磁性差異，磁異常主要反映蓋層特征。圖2.5為相山地區(qū)地面高精度磁測△T 異常及推斷解釋圖[46]。1.△T 等值線；2.斷裂構(gòu)造；3.基底斷陷構(gòu)造; 4.火山斷陷構(gòu)造;5.火山層間離張構(gòu)造；6.火山活動(dòng)中心范圍; 7.鈾礦床圖 2.5 相山地區(qū)地面高精度磁測△T 異常及推斷解釋圖Fig2.5 △T anomaly and explanation map of high precision ground magnetic measurement of Xiangshan area蓋層巖性的磁化率與剩余磁化強(qiáng)度均高于基底變質(zhì)巖，表現(xiàn)為強(qiáng)磁性。火山巖及次火山巖的磁化率和剩余磁化強(qiáng)度高且多變，使研究區(qū)磁性特征復(fù)雜化；流紋英安巖、次花崗斑巖以及碎斑熔巖的磁化率和剩余磁化強(qiáng)度均高于區(qū)內(nèi)其它地層巖性，且變化范圍大 [47]?；诇\部反映為異常高頻跳變，如盆地的北西角；基底埋藏深則顯示為相對平靜磁場。總體特征為南、東部高，異常特征簡單，正、負(fù)異常各一片且界線清楚；北、西部低，異常雜亂。相山火山盆地不同深度磁化強(qiáng)度反演結(jié)果資料表明：盆地的周圍地區(qū)存在大量磁性偏高的次火山巖體，向下延伸多在研究區(qū)域地質(zhì)-地球物理特征17300～500m深度；相山西北，磁性界面復(fù)雜，磁性巖體埋深均小于800m；相山東南，磁性界面變化較平緩，磁性巖體埋深均大于800m或者說火山機(jī)構(gòu)向下延伸。相山鈾礦田多數(shù)鈾礦床分布在磁性基底與隆凹過渡帶或隆起區(qū)邊緣曲線形態(tài)變異部位。相山火山盆地中具有多個(gè)巖漿通道，后期的構(gòu)造巖漿活動(dòng)多發(fā)生在盆地西南、南以及東側(cè)部位，西北側(cè)磁性基底特征與東南側(cè)間有很大差異，中部及西北部磁性基底呈團(tuán)塊狀分布，東南側(cè)呈面狀分布，這種差異可能是引起西北側(cè)鈾富集成礦好于其它部位的主要原因。東華理工大學(xué)碩士學(xué)位論文183 方法原理及選擇根據(jù)前面章節(jié)介紹可以知道，相山地區(qū)以火山雜巖體為主，地表多構(gòu)造發(fā)育，地形切割嚴(yán)重，山勢陡峻且雨季較長，植被茂盛，環(huán)境較差。根據(jù)實(shí)際的地形、地貌特征，在相山研究區(qū)選用物探工作方法為 AMT 法和高精度磁法，本次研究生的實(shí)習(xí)工作是參與到北京地質(zhì)研究所的專項(xiàng)研究中。3.1 AMT1)研究現(xiàn)狀音頻大地電磁法 (Audio-frequency magneto-telluric method) 又簡稱為 AMT法，是大地電磁(MT)法的一個(gè)分支。其以導(dǎo)電性與電磁性的差異作為大致的地球物理前提，研究目標(biāo)巖石與地殼圍巖的情況，利用電磁感應(yīng)的原理研究其分布規(guī)律，分別在電磁場的空間上和時(shí)間上進(jìn)行，以達(dá)到區(qū)分上述目標(biāo)巖石與地下圍巖的目的，另一方面也可以認(rèn)為用于去解決其它的地質(zhì)問題如大地構(gòu)造等方面 [48]。可以知道在 AMT 的過程中，不同的穿透深度可以對應(yīng)不同周期的電磁波。受到趨膚效應(yīng)的影響，當(dāng)采集時(shí)頻率很高的時(shí)候，電磁場不受下伏巖層的影響，它可能只會集中在介質(zhì)的淺部。其穿透深度會隨著電磁波信號的周期的變大而慢慢增大，使得介質(zhì)在深部的電阻率能夠?qū)σ曤娮杪十a(chǎn)生影響。所以可以知道大地電磁法是通過不同頻率的電磁波去反映出在地下介質(zhì)中不同深度的視電阻率的分布規(guī)律的一種頻率測深的探測手段?？墒怯捎?AMT 在場源的選擇上是音頻大地電磁場，其來源于遠(yuǎn)處雷電活動(dòng)，大約有幾至幾千赫茲的頻率，因此相對于大地電磁測深來講，其探測深度比較淺，通常是用在深度在一千米以上的深度的地質(zhì)構(gòu)造探測中 [49-55]。在儀器使用方面，由于 AMT 方法采用的信號接收方式為窄帶選頻放大的方式，相對來說儀器就輕便的多，資料解釋也比較簡便。與 MT 法相同的是在 AMT 法測深時(shí)，都是利用相同的原理，為趨膚深度隨頻率減小而增大，為了提高勘探的深度，是通過改變頻率的大小來達(dá)到的。相比于其它方法，如直流電阻率法,它具備成本低、效率高、裝置輕便以及無需人工供電的特征。另外 AMT 法在低阻層具有較高的分辨率和不會受到高阻層的屏蔽作用等優(yōu)點(diǎn)。所以至從 70 年代以來，此方法受到國內(nèi)外的地球物理研究者的重視也越來越大，在 1953 年，法國科學(xué)家 L.Cagnigrd[56]提出了大地電磁的基本理論。在 50 年代和 60 年代用于解決深部地質(zhì)構(gòu)造問題如尋找深部石油構(gòu)造、地?zé)峥辈楹蜕系蒯：偷貧さ难芯康戎饕怯妙l率低于 1 赫茲的低頻大地電磁場。但是音頻大地電磁場信號之所以沒被充分使用主要是因?yàn)槟菚r(shí)還沒有能檢測出比較微弱的音頻大地電磁信號的接收設(shè)備和高靈敏傳感器，因此在大地電磁場的信號隨頻率增加而減弱時(shí)，測不出來。1963 年美國科學(xué)家 Kennecott最早觀測出了 AMT 的信號，從那開始才把 AMT 信號運(yùn)用到解決實(shí)際的問題上去，并以獨(dú)立的勘探手段發(fā)展起來了 [57]。70 年代在理論上證實(shí)了 AMT 能解決淺部地質(zhì)問題的可能性的是法國學(xué)者 E.Delaye(1973)，他的研究為時(shí)位移電流在高頻方法原理與選擇19(1000 赫茲)時(shí)的影響 [58]。在實(shí)際的工作中，美國的 Strangway 等人在應(yīng)用 AMT法尋找金屬硫化礦床方面做了大量工作，并取得了有意義的成果 [59]。而在石油勘測中，為了研究石油構(gòu)造，它也可作為在地震探勘中的一種輔助資料，與 MT法進(jìn)行結(jié)合測量，用于補(bǔ)充 1000m 以下的電性剖面資料。在水文地質(zhì)勘測中，尤其是在山區(qū)探查巖裂隙水的應(yīng)用中，可用于尋找含水構(gòu)造和儲水盆地。工程地質(zhì)勘測中則可用于尋找金屬管道、埋藏的隧洞以及研究建筑物地基的巖溶現(xiàn)象和構(gòu)造破碎帶 [60]。2)基本原理由于在離場源足夠遠(yuǎn)的時(shí)， ，可以將音頻大地電磁場近似看作平面電磁波，它的傳播方向不僅垂直于地面，