一种实现隐伏火山岩型铀矿三维勘查的综合物化探方法

摘要

本发明提供了一种实现隐伏火山岩型铀矿三维勘查的综合物化探方法，属于铀资源勘查技术领域。本发明提供的综合物化探方法中，土壤氡气瞬时测量可快速获取工作区浅表矿化信息，土壤选择性提取可有效探测深部成矿信息，重力陡变带是断裂构造发育的有利部位，电阻率低值区是深部蚀变或矿化的有利空间。本发明将工作区深部与浅部的有利成矿信息相结合，通过重力陡变带确定成矿有利构造条件，通过电阻率低值区确定垂向成矿有利空间，融合区域上的成矿有利信息和垂向上的成矿有利环境，实现对隐伏火山岩型铀矿的空间定位预测，可为工程勘查的钻孔位置布设、钻探深度确定提供重要依据。

说明书

技术领域

本发明涉及铀资源勘查技术领域，尤其涉及一种实现隐伏火山岩型铀矿三维勘查的综合物化探方法。

背景技术

火山岩型铀矿是我国铀矿的四大类型之一，已知铀矿床的深部和外围以及铀成矿带有着巨大的找矿空间和良好的找矿前景。由于找到近地表矿的概率越来越小，寻找深部隐伏矿床成为火山岩型铀矿勘查的主要方向。由于隐伏铀矿埋藏较深，近地表显示出来的矿化信息十分微弱，依靠传统方法手段已经满足不了深部找矿需求，通过深部探测技术获取深部矿化信息已势在必行。目前，能够获取深部矿化信息的地球化学方法仅能进行平面区域预测，无法有效预测垂向成矿深度、实现成矿有利空间的三维预测。

因此，如何有效获取隐伏火山岩型铀矿深部矿化信息，并利用多要素实现隐伏矿体(矿化)的三维空间预测是目前火山岩型铀矿勘查亟需解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种实现隐伏火山岩型铀矿三维勘查的综合物化探方法。本发明提供的综合物化探方法能够提高隐伏火山岩型铀矿的预测精度和准确度，实现隐伏火山岩型铀矿的三维空间定位预测。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种实现隐伏火山岩型铀矿三维勘查的综合物化探方法，包括以下步骤：

在工作区开展土壤氡气瞬时测量，圈定土壤氡异常区；

在工作区开展土壤选择性提取，圈定多元素综合异常区；

在工作区开展重力测量，圈定重力陡变带；

穿过所述多元素综合异常区开展音频大地电磁测量，圈定垂向电阻率低值区；

确定铀成矿有利空间；

所述确定铀成矿有利空间的划分方法为：

所述多元素综合异常区、土壤氡异常区和重力陡变带的叠合区域与所对应的垂向电阻率低值区构成的三维空间为Ⅰ级成矿有利空间；

所述多元素综合异常区和重力陡变带的叠合区域与所对应的垂向电阻率低值区构成的三维空间为Ⅱ级成矿有利空间；

所述多元素综合异常区与所对应的垂向电阻率低值区构成的三维空间为Ⅲ级成矿有利空间。

优选地，所述在工作区开展土壤氡气瞬时测量，圈定土壤氡异常区包括以下步骤：

在工作区以垂直于区域主要断裂构造的方向部署测线，按照一定网度构建若干采样点，测定各采样点的土壤氡浓度值；通过逐步剔除法确定土壤氡浓度异常下限，圈定土壤氡异常区。

优选地，所述在工作区开展土壤选择性提取，圈定多元素综合异常区包括以下步骤：

参照土壤氡气瞬时测量的采样点，采集各采样点粘土层的土壤样品；

在各土壤样品中分别加入提取剂，依次经消解和离心，收集上清液作为消解液；

测定各消解液中的U含量、Th含量和Mo含量，得到各采样点U含量、Th含量和Mo含量；

计算U含量与Th含量的相关系数R1、U含量与Mo含量的相关系数R2；

利用逐步剔除法分别求取U元素、Th元素和Mo元素的异常下限，将各采样点U含量、Th含量和Mo含量分别除以相应元素异常下限，得到各采样点的相对元素含量AU、ATh和AMo；

基于多元素综合指标公式，获得各采样点的多元素综合指标；

所述多元素综合指标公式为：

Z＝[1/(1+R1+R2)]AU+[R1/(1+R1+R2)]ATh+[R2/(1+R1+R2)]AMo；

其中，Z为多元素综合指标；

将多元素综合指标＞1的采样点构成的区域圈定为多元素综合异常区。

优选地，所述提取剂为柠檬酸铵与碳酸氢铵混合溶液；所述混合溶液中柠檬酸铵的浓度为20～30g/L，碳酸氢铵的浓度为10～20g/L；所述土壤样品和提取剂的用量比为3.0g：30～50mL。

优选地，所述消解的温度为常温，时间为4～6h。

优选地，所述逐步剔除法依据平均值±2均方差进行。

优选地，所述在工作区开展重力测量，圈定重力陡变带包括以下步骤：

参照土壤氡气瞬时测量的采样点，在各采样点开展重力测量，将所得原始数据进行处理获得布格重力异常数据；将布格重力异常数据水平方向求一阶导数，方向以最接近测线方向为宜，制作水平方向导数等值图，圈定极值区为重力陡变带；所述极值包括极大值和极小值。

优选地，所述穿过所述多元素综合异常区开展音频大地电磁测量，圈定垂向电阻率低值区包括以下步骤：

参照土壤氡气瞬时测量的采样点，穿过多元素综合异常区开展音频大地电磁测量，圈定垂向电阻率低值区。

本发明提供了一种实现隐伏火山岩型铀矿三维勘查的综合物化探方法，包括以下步骤：在工作区开展土壤氡气瞬时测量，圈定土壤氡异常区；在工作区开展土壤选择性提取，圈定多元素综合异常区；在工作区开展重力测量，圈定重力陡变带；穿过所述多元素综合异常区开展音频大地电磁测量，圈定垂向电阻率低值区；确定铀成矿有利空间；所述确定铀成矿有利空间的划分方法为：所述多元素综合异常区、土壤氡异常区和重力陡变带的叠合区域与所对应的垂向电阻率低值区构成的三维空间为Ⅰ级成矿有利空间；所述多元素综合异常区和重力陡变带的叠合区域与所对应的垂向电阻率低值区构成的三维空间为Ⅱ级成矿有利空间；所述多元素综合异常区与所对应的垂向电阻率低值区构成的三维空间为Ⅲ级成矿有利空间。

有益效果：

土壤氡气瞬时测量可快速获取工作区浅表矿化信息，土壤选择性提取可有效探测深部成矿信息，重力陡变带是断裂构造发育的有利部位，电阻率低值区是深部蚀变或矿化的有利空间。本发明将工作区深部与浅部的有利成矿信息相结合，通过重力陡变带确定成矿有利构造条件，通过电阻率低值区确定垂向成矿有利空间，融合区域上的成矿有利信息和垂向上的成矿有利环境，实现对隐伏火山岩型铀矿的空间定位预测，可为工程勘查的钻孔位置布设、钻探深度确定提供重要依据。

附图说明

图1为本发明提供的一种实现隐伏火山岩型铀矿三维勘查的综合物化探方法流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种实现隐伏火山岩型铀矿三维勘查的综合物化探方法，包括以下步骤：

在工作区开展土壤氡气瞬时测量，圈定土壤氡异常区；

在工作区开展土壤选择性提取，圈定多元素综合异常区；

在工作区开展重力测量，圈定重力陡变带；

穿过所述多元素综合异常区开展音频大地电磁测量，圈定垂向电阻率低值区；

确定铀成矿有利空间。

本发明在工作区开展土壤氡气瞬时测量，圈定土壤氡异常区。在本发明中，所述工作区开展土壤氡气瞬时测量，圈定土壤氡异常区优选包括以下步骤：在工作区以垂直于区域主要断裂构造的方向部署测线，按照一定网度构建若干采样点，测定各采样点的土壤氡浓度值；通过逐步剔除法确定土壤氡浓度异常下限，圈定土壤氡异常区。本发明对所述部署测线的方式不做具体限定，本领域技术人员根据常规技术手段按照以垂直于区域主要断裂构造的方向部署测线即可。本发明对所述测定各采样点土壤氡浓度值所用设备和方法不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的技术手段即可。在本发明中，所述逐步剔除法优选依据平均值±2均方差进行。本发明对所述通过逐步剔除法确定土壤氡浓度异常下限，圈定土壤氡异常区的过程及参数不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的技术手段进行即可。

在本发明中，土壤氡气瞬时测量可快速获取工作区浅表矿化信息。

本发明在工作区开展土壤选择性提取，圈定多元素综合异常区。在本发明中，所述在工作区开展土壤选择性提取，圈定多元素综合异常区优选包括以下步骤：

参照土壤氡气瞬时测量的采样点，采集各采样点粘土层的土壤样品；

在各土壤样品分别加入加入提取剂，依次经消解和离心，收集上清液作为消解液；

测定各消解液中的U含量、Th含量和Mo含量；

计算U含量与Th含量的相关系数R1、U含量与Mo含量的相关系数R2；

利用逐步剔除法分别求取U元素、Th元素和Mo元素的异常下限，将各采样点U含量、Th含量和Mo含量分别除以相应元素异常下限，得到各采样点的相对元素含量AU、ATh和AMo；

基于多元素综合指标公式，获得各采样点的多元素综合指标；

将多元素综合指标＞1的采样点构成的区域圈定为多元素综合异常区。

本发明参照土壤氡气瞬时测量的采样点，采集各采样点粘土层的土壤样品。在本发明中，所述土壤样品的采集质量优选≥500g，即每个采样点采集的土壤样品够后续测定使用即可。

本发明在各土壤样品中分别加入提取剂，依次经消解和离心，收集上清液作为消解液。在本发明中，所述土壤样品在加入提取剂前，优选进行干燥和过筛；本发明对所述干燥的参数不做具体限定，只要能够使土壤样品干燥即可；在本发明中，所述过筛用筛子的目数优选为80目。在本发明中，所述提取剂优选为柠檬酸铵与碳酸氢铵混合溶液；所述混合溶液中柠檬酸铵的浓度优选为20～30g/L，碳酸氢铵的浓度优选为10～20g/L。在本发明中，所述土壤样品和提取剂的用量比优选为3.0g：30～50mL。在本发明中，所述消解的温度优选为室温，即既不需要额外加热也不需要额外降温；所述消解的时间优选为4～6h。在本发明中，所述离心的时间优选为30～40min。

得到消解液后，本发明测定各消解液中的U含量、Th含量和Mo含量，得到各采样点U含量、Th含量和Mo含量。在本发明中，优选利用ICP-MS测定各消解液中U含量、Th含量和Mo含量。

得到各采样点U含量、Th含量和Mo含量后，本发明计算U含量与Th含量的相关系数R1、U含量与Mo含量的相关系数R2。

得到各采样点U含量、Th含量和Mo含量后，本发明利用逐步剔除法分别求取U元素、Th元素和Mo元素的异常下限，将各采样点U含量、Th含量和Mo含量分别除以相应元素异常下限，得到各采样点的相对元素含量AU、ATh和AMo。在本发明中，所述逐步剔除法优选依据平均值±2均方差进行。本发明对所述利用逐步剔除法分别求取U元素、Th元素和Mo元素的异常下限的方式不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的手段进行求取即可。

得到各采样点的AU、ATh和AMo后，本发明基于多元素综合指标公式，获得各采样点的多元素综合指标。在本发明中，所述多元素综合指标公式优选为：

Z＝[1/(1+R1+R2)]AU+[R1/(1+R1+R2)]ATh+[R2/(1+R1+R2)]AMo；

其中，Z为多元素综合指标。

得到各采样点的多元素综合指标后，本发明将多元素综合指标＞1的采样点构成的区域圈定为多元素综合异常区。

本发明在工作区上开展土壤选择性提取，可以有效探测工作区深部的成矿信息。

本发明在工作区开展重力测量，圈定重力陡变带。在本发明中，所述在工作区开展重力测量，圈定重力陡变带优选包括以下步骤：参照土壤氡气瞬时测量的采样点，开展重力测量，将所得原始数据进行处理获得布格重力异常数据；将布格重力异常数据水平方向求一阶导数，方向以最接近测线方向为宜，制作水平方向导数等值图，圈定极值区为重力陡变带；所述极值包括极大值和极小值。本发明对将所得原始数据进行处理后获得布格重力异常数据的方法不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的技术手段即可。本发明对将布格重力异常数据水平方向求一阶导数，制作水平方向导数等值图，圈定极值区的方法不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的技术手段即可。

在本发明中，重力陡变带反映断裂构造发育的有利部位。

本发明穿过所述多元素综合异常区开展音频大地电磁测量，圈定垂向电阻率低值区。在本发明中，所述穿过多元素综合异常区开展音频大地电磁测量，圈定垂向电阻率低值区优选包括以下步骤：参照土壤氡气瞬时测量的采样点，穿过所述多元素综合异常区开展音频大地电磁，圈定垂向电阻率低值区。本发明对开展音频大地电磁测量的方式不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的技术手段即可。

在本发明中，所述电阻率低值区是工作区深部蚀变或矿化的有利空间，为铀成矿三维空间预测提供深度方向的信息。

圈定土壤氡异常区、多元素综合异常区、重力陡变带和垂向电阻率低值区后，本发明确定铀成矿有利空间。在本发明中，所述确定铀成矿有利空间的划分方法为：

所述多元素综合异常区、土壤氡异常区和重力陡变带的叠合区域与所对应的垂向电阻率低值区构成的三维空间为Ⅰ级成矿有利空间；

所述多元素综合异常区和重力陡变带的叠合区域与所对应的垂向电阻率低值区构成的三维空间为Ⅱ级成矿有利空间；

所述多元素综合异常区与所对应的垂向电阻率低值区构成的三维空间为Ⅲ级成矿有利空间。

在本发明中，Ⅰ级成矿有利空间赋矿潜力最大，Ⅱ级、Ⅲ级次之。

图1为本发明提供的一种实现隐伏火山岩型铀矿三维勘查的综合物化探方法流程图，依次在工作区开展土壤氡气瞬时测量，圈定土壤氡异常区；在工作区开展土壤选择性提取，圈定多元素综合异常区；在工作区开展重力测量，圈定重力陡变带；针对多元素综合异常区开展音频大地电磁测量，圈定垂向电阻率低值区；确定铀成矿有利空间。

下面结合实施例对本发明提供的一种实现隐伏火山岩型铀矿三维勘查的综合物化探方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

以我国相山盆地某地区火山岩型铀矿勘查为例，勘查比例尺为1：10000，网度为100m×50m，测线方向为133°(垂直于区域主断裂构造走向)，工作区面积约15Km

步骤一、在工作区开展土壤氡气瞬时测量，圈定土壤氡异常区：

在工作区按照100m×50m的网度进行土壤氡气测量，获得工作区土壤氡浓度值；通过逐步剔除法(平均值±2均方差)确定土壤氡浓度异常下限，圈定出土壤氡异常区5片。

步骤二，在工作区开展土壤选择性提取，圈定多元素综合异常区：

在工作区按照100m×50m的网度采集土壤样品(采样点与土壤氡气瞬时测量的采样点重合)，取深度约40～50cm的粘土层土壤，取样质量≥500g；待土壤样品干燥后，过80目不锈钢筛；称取过筛后的-80目土壤样品3.0g，置于聚乙烯离心管中，加入30mL柠檬酸铵与碳酸氢铵混合溶液(其中，混合溶液中柠檬酸铵的浓度为20g/L、碳酸氢铵的浓度为10g/L)，盖上盖子，摇匀；常温下振荡4小时，置于离心机中离心30min，滤取上层清夜、保存，得到消解液；所述消解液送实验室利用ICP-MS测定各采样点中U含量、Th含量和Mo含量；

得到各采样点U含量、Th含量和Mo含量后，计算U与Th的相关系数R1、U与Mo的相关系数R2；

利用逐步剔除法(平均值±2均方差)求取各元素异常下限，将各元素含量值分别除以其异常下限，得到各采样点的相对元素含量AU、ATh和AMo；

基于多元素综合指标公式Z＝[1/(1+R1+R2)]AU+[R1/(1+R1+R2)]ATh+[R2/(1+R1+R2)]AMo，获取各采样点的多元素综合指标；

将多元素综合指标＞1的采样点构成的区域圈定多元素综合异常区6片。

步骤三，在工作区开展重力测量，圈定重力陡变带：

在工作区按照100m×50m的网度开展重力测量(采样点与土壤氡气瞬时测量的采样点重合)，将所得原始数据进行处理后获得布格重力异常数据，将布格重力异常数据水平135°求一阶导数，制作水平135°导数等值图，圈定极值区(包括极大值和极小值)，确定重力陡变带8条。

步骤四，穿过所述多元素综合异常区开展音频大地电磁测量，圈定垂向电阻率低值区：

延土壤氡气瞬时测量测线、穿过6片多元素综合异常区布设音频大地电磁测量剖面6条(点距50m，采样点与土壤氡气瞬时测量的采样点重合)，开展音频大地电磁测量，圈定垂向电阻率低值区6片。

步骤五，确定铀成矿有利空间：

多元素综合异常区、土壤氡异常区和重力陡变带的叠合区域共2片，此2片叠合区域与所对应的垂向电阻率低值区构成的三维空间即为Ⅰ级铀成矿有利空间；

多元素综合异常区与重力陡变带的叠合区域共3片，此3片叠合区域与所对应的垂向电阻率低值区构成的三维空间即为Ⅱ级铀成矿有利空间；

1片多元素综合异常区所对应的垂向电阻率低值区构成的三维空间为Ⅲ级铀成矿有利空间。

其中，2片Ⅰ级铀成矿有利空间赋矿潜力最大，在工程勘查时应优先开展钻探工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。