一种碱交代型铀矿深部找矿靶区预测方法与流程

1.本发明属于铀矿技术领域，具体涉及一种碱交代型铀矿深部找矿靶区预测方法。


背景技术：

2.铀矿床深部成矿预测的理论研究面临着重要的挑战和发展机遇，尤其是隐伏型铀矿床。过往，主要根据不同类型铀矿床的成矿深度、成矿的垂直范围、影响矿床形成深度的主要因素、成矿深度的判别、成矿压力的判别、矿床分带等研究成果进行矿床尺度的预测。近年，随着铀矿床勘探与开发范围的加深，与深部找矿和成矿预测有关的理论和技术方法研究取得重大进步，拓宽了铀矿深部的找矿空间。深部成矿综合评价技术，是通过深部控矿地质要素、深部地球物理、地球化学和放射性综合异常等多元信息的系统分析，从而对深部成矿潜力进行评价的技术方法。
3.碱交代型铀矿床的成矿过程具有特征性，成矿有利的地质因素较易提取，物、化探和放射性等综合异常提取较为有效。
4.然而，现有碱交代型铀矿深部成矿预测与综合评价方法存在明显缺陷：
①
研究内容仅局限于对碱交代型铀矿“找矿标志和成矿要素”进行系统分析；
②
预测评价参考模型仅“单一依靠构建的地质找矿模型”；
③
该预测评价方法圈定的找矿靶区依据较为单一，也不能指示深部成矿信息，在矿产勘查过程中，不能很好地提高找矿效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种碱交代型铀矿深部找矿靶区预测方法，以碱交代型铀成矿理论研究为基础，依据构建的铀成矿模式提取核心成矿地质要素，应用地质、地球物理、地球化学等综合探测技术，对远景区深部构造、岩性、成矿地质体、放射性异常等进行综合探测，提取深部与综合碱交代型铀矿相关的地质、地球物理、地球化学等预测要素。
6.实现本发明目的的技术方案：
7.一种碱交代型铀矿深部找矿靶区预测方法，具体包括以下步骤：
8.步骤1、构建成矿模式；
9.步骤2、提取区域成矿核心要素，构建地质找矿模型；
10.步骤3、物化探方法组合模式，定位钠交代体中的铀钍矿体；
11.步骤4、预测评价深部成矿潜力。
12.所述步骤1包括：
13.步骤1.1、开展野外地质调查和文献调研，确定研究区各地质要素的地理信息和形成时代；
14.步骤1.2、将各地质要素以形成时间为轴划分为热点作用早期、中期和晚期三个阶段；
15.步骤1.3、以区域典型剖面图或三维剖析图为底图，分阶段将各地质要素以现代地理位置为依据分别标识。
16.所述步骤1中的地质要素包括：岩浆岩、变质岩、沉积岩、区域构造、铀矿床。
17.所述步骤2包括：
18.步骤2.1、通过区域岩石地球化学分析，判别并提取代表热点作用下形成的岩浆岩地质要素；
19.步骤2.2、通过同位素示踪技术，判别并提取成矿物质的深部运移通道；
20.步骤2.3、通过区域铀矿床的矿体赋存矿规律研究，判别并提取与铀成矿密切相关的成矿地质体；
21.步骤2.4、通过典型铀矿床蚀变类型和铀矿化的研究，判别并提取区域蚀变特征、交代矿物组合特征和铀矿物特征；
22.步骤2.5、根据步骤2.1-2.4所提取地质要素的分布范围或影响尺度，从大到小、从外至内，将上述地质要素依次排序作为地质找矿过程中需要依次勘探的目标，即构建了地质找矿模型。
23.所述步骤2中成矿核心要素提取限定在成矿模式的热点作用晚期阶段。
24.所述步骤3包括：
25.步骤3.1、针对岩浆岩地质要素，运用深度地震探测，建立地震模型，识别深部岩体及其影响范围；
26.步骤3.2、针对成矿物质的深部运移通道，运用重力勘查，探测地壳厚度和地壳减薄带，编制重力勘探剖面图，解译深大断裂；
27.步骤3.3、针对区域蚀变特征，运用蚀变填图技术，编制蚀变分布图，圈定区域性绿泥石化和绿帘石化蚀变带；
28.步骤3.4、针对交代矿物组合特征，运用高精度磁法测量技术，编制高精度磁异常解译；
29.步骤3.5、针对铀矿物特征，开展地面能谱测量和氡气测量，分别识别地表放射性正异常和深部放射性异常体，编制放射性异常剖析图，结合成矿地质体延展情况，圈定深部铀-钍异常体。
30.所述步骤4包括：
31.步骤4.1、对步骤3已开展的物化探方法获得的解译结果进行综合评价，包括规模、大小、强弱、深浅等方面；
32.步骤4.2、综合以上评价信息，圈定多元信息重叠区作为预测远景区，并评价其成矿潜力。
33.本发明的有益技术效果在于：
34.1、本发明预测评价方法不仅对碱交代型铀矿“找矿标志和成矿要素”进行系统研究，而且利用成矿要素的地球物理和地球化学特征，进一步构建了物化探勘探组合评价模型；
35.2、本发明预测评价方法不但通过构建铀成矿理论模型和找矿应用模型，提取出成矿有利地质因素，还综合与有利地质因素相关联的地球物理异常、地球化学异常和放射性晕等找矿物化探标志；
36.3、本发明预测评价方法依据多元信息预测评价模型，包括成矿地质因素评价、地面物化探异常评价和深部井中能谱铀、钍、钾异常评价，以缩小勘查靶区范围，指示深部成
矿信息，提高找矿效率。
附图说明
37.图1为本发明所提供的乌克兰地盾中部钠交代型热点深源铀成矿模式图；
38.图2为本发明所提供的新乌克兰-基洛夫格勒-科尔松-新米尔哥罗德岩体地震模型图；
39.图3为本发明所提供的乌克兰基洛沃格勒地块中部南北向重力勘探剖面图，图3中，1-康氏面；2-莫霍面；3-等密度线；4-区域性断裂；
40.图4为本发明所提供的基洛沃格勒地块区域性绿泥石化-绿帘石化分布图；
41.图5为本发明所提供的乌克兰中部某矿床外围放射性测量剖析图。
具体实施方式
42.下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
43.以乌克兰中部基洛沃格勒地块某铀矿床深部铀成矿预测为例，本发明提供的一种碱交代型铀矿深部找矿靶区预测方法，具体包括以下步骤：
44.步骤1、构建成矿模式
45.步骤1.1、开展野外地质调查和文献调研，确定研究区各地质要素，如岩浆岩、变质岩、沉积岩、区域构造和铀矿床等，的地理信息和形成时代(地质要素地理信息的获取通过野外地质调查和文献调研的手段可以确定，地质要素形成时代可以通过文献调研和同位素定年的分析测试手段确定)；
46.步骤1.2、将各地质要素以形成时间为轴划分为热点作用早期、中期和晚期三个阶段，早期阶段表现为出现地壳重融型岩浆岩和预富集铀矿化，中期阶段表现为出现高温气液交代伟晶岩，晚期阶段表现为出现铀矿床和壳幔重融型花岗岩；
47.步骤1.3、以区域典型剖面图或三维剖析图为底图，分阶段(即，成矿前、成矿时和成矿后)将各地质要素以现代地理位置为依据分别标识。
48.例如，乌克兰中部基洛沃格勒地块依据以上步骤，构建了乌克兰地盾中部钠交代型热点深源铀成矿模式，如图1所示。
49.首先，通过野外地质调查和文献资料调研，理清研究区地质要素的地理信息和形成时代，区域主要岩浆、变质和交代作用年龄如下：
50.(1)岩浆岩和交代作用系列：
51.1)奥岩系：变基性岩和超基性岩(3.7
±
0.2)ga；
52.2)康克斯克-韦尔霍维岩系：变火山岩(3.25
±
0.2)ga；
53.3)新克里沃罗格岩套：角闪岩(2.19)ga，花岗岩(2.0～1.89)ga；
54.4)新乌克兰-基洛夫格勒岩块：花岗岩(2.06～2.02ga)；
55.5)新乌克兰杂岩：2.03～2.02ga；
56.6)钾交代伟晶花岗岩：2.0～1.9ga；
57.7)格丹斯克-格列瓦岩套：其中侵入的花岗岩(2.0～1.89)ga；
58.8)中太古带混合片麻岩伟晶岩类岩脉：1.96ga；
59.9)铁-镁-钠交代作用：1.8～1.7ga；
60.10)钠交代作用：1.84～1.80ga；
61.11)科尔松-新米尔哥罗德岩基：1.74ga；
62.12)北西-南东走向基性岩墙：1.60ga；
63.13)晚期碱交代作用：920和750ma；
64.(2)矿化系列：
65.1)古元古砾岩中铀矿床：约2.8ga；
66.2)花岗混合岩伟晶岩中锂矿化：2.0ga；
67.3)主要钠交代型铀矿床：瓦图津铀矿床1.75ga、米丘林铀矿床1.76ga、黄水铀矿床1.75ga、新康士坦丁诺夫矿床1.80ga；
68.4)岩浆型钛矿：1.75ga；
69.5)脉状硫化物沥青铀矿：220ma。
70.其次，依据热点作用地质要素演化特征，将上述(1)中3、4、5)和(2)中1)划分为早期阶段；上述(1)中6、7、8)和(2)中2)划分为中期阶段；上述(1)中9、10、11、12、13)和(2)中3、4、5)划分为晚期阶段。
71.第三，按热点作用早期、中期和晚期，分别标识已分类的地质要素，地质要素的空间展布特征以现代特征为依据。
72.步骤2、提取区域成矿核心要素，构建地质找矿模型
73.成矿核心要素提取限定在成矿模式的热点作用晚期阶段。
74.步骤2.1、通过区域岩石地球化学分析，判别并提取代表热点作用下形成的岩浆岩地质要素；
75.步骤2.2、通过同位素示踪技术，判别并提取成矿物质的深部运移通道；
76.步骤2.3、通过区域铀矿床的矿体赋存矿规律研究，判别并提取与铀成矿密切相关的成矿地质体；
77.步骤2.4、通过典型铀矿床蚀变类型和铀矿化的研究，判别并提取区域蚀变特征、交代矿物组合特征和铀矿物特征。
78.步骤2.5、根据步骤2.1-2.4所提取地质要素的分布范围或影响尺度，从大到小、从外至内，将上述地质要素依次排序作为地质找矿过程中需要依次勘探的目标，即构建了地质找矿模型。
79.例如，乌克兰中部基洛沃格勒地块依据以上步骤，构建了乌克兰地盾中部钠交代型铀矿床地质找矿模型。
80.(1)通过利用a型花岗岩地球化学判别图解、花岗岩构造环境判别图解、y/nb-ce/nb和yb/ta-y/nb关系图解等，判别并提取代表热点作用下形成的岩浆岩地质要素为步骤1的(1)中11)科尔松-新米尔哥罗德岩基，其代表板内热点或地幔柱大地构造背景；
81.(2)通过利用区域岩浆岩及矿石(
87
sr/
86
sr)i—εnd(t)同位素关系图解，判别并提取本研究区深部运移通道为苏博金-马绍尔深大断裂；
82.(3)通过区域铀赋存规律研究结果表明，本研究区所有铀矿体都赋存在钠交代体中，故而判别并提取本研究区的铀成矿地质体为钠交代体；
83.(4)通过瓦图津、米丘林等典型矿床研究，本研究区区域蚀变为绿泥石和绿帘石，钠交代阶段具有霓石-钠铁闪石-钠长石-磁铁矿等矿物组合，钙镁交代阶段具有阳起石-钠
铁闪石-镁铁闪石矿物组合；铀矿物主要为钛铀矿和沥青铀矿；
84.(5)根据以上地质要素的影响范围，从大到小、从内至外，依次把
①
地幔柱和地壳减薄带和富含深部流体的岩体(此处为科尔松-新米尔哥罗德岩基)，
②
深部流体运移通道(苏博金-马绍尔深大断裂)，
③
区域性蚀变(绿泥石和绿帘石蚀变带)，
④
特征性矿物组合(钠交代、钙镁交代和钙交代蚀变带中的矿物组合)和
⑤
矿体引起的放射性高场(属于铀等放射性矿物的放射性特征)等地质找矿要素作为地质找矿过程中需要查明的勘探目标，即组合为地质找矿模型。
85.步骤3、物化探方法组合模式，定位钠交代体中的铀钍矿体。
86.对步骤2地质找矿模型中提取的地质要素，依据它们的物理、化学属性，选取适合的方法组合，开展相应测量工作，定位钠交代体中的铀钍矿体。
87.步骤3.1、针对岩浆岩地质要素，运用深度地震探测，建立地震模型，识别深部岩体及其影响范围；
88.步骤3.2、针对成矿物质的深部运移通道，运用重力勘查，探测地壳厚度和地壳减薄带，编制重力勘探剖面图，解译深大断裂；
89.步骤3.3、针对区域蚀变特征，运用蚀变填图技术，编制蚀变分布图，圈定区域性绿泥石化和绿帘石化蚀变带；
90.步骤3.4、针对交代矿物组合特征，运用高精度磁法测量技术，编制高精度磁异常解译；
91.步骤3.5、针对铀矿物特征，开展地面能谱测量和氡气测量，分别识别地表放射性正异常和深部放射性异常体，编制放射性异常剖析图，结合成矿地质体延展情况，圈定深部铀-钍异常体。
92.例如，乌克兰中部基洛沃格勒地块依据以上步骤，采用物化探方法组合模式，定位钠交代体中的铀钍矿体。
93.(1)针对地质要素
①
，运用深度地震探测，建立地震模型，识别深部岩体及其影响范围，如图2所示，图中虚线为深部岩体的影响范围；
94.(2)针对地质要素
②
，运用重力勘查，探测地壳厚度和地壳减薄带，编制重力勘探剖面图，解译深大断裂，如图3所示；
95.(3)针对地质要素
③
，运用蚀变填图技术，编制蚀变分布图，圈定区域性绿泥石化和绿帘石化蚀变带，如图4所示；
96.(4)针对地质要素
④
，运用高精度磁法测量技术，编制高精度磁异常解译，如图5所示；
97.(5)针对地质要素
⑤
，开展地面能谱测量和氡气测量，分别识别地表放射性正异常和深部放射性异常体，编制放射性异常剖析图，结合成矿地质体延展情况，圈定深部铀-钍异常体，如图5所示；
98.步骤4、预测评价深部成矿潜力。
99.步骤4.1、对步骤3已开展的物化探方法获得的解译结果进行综合评价，包括规模、大小、强弱、深浅等方面；
100.步骤4.2、综合以上评价信息，圈定多元信息重叠区作为预测远景区，并评价其成矿潜力。
101.例如，乌克兰中部基洛沃格勒地块依据以上步骤，预测评价深部成矿潜力。
102.(1)图2地震模型显示，科尔松-新米尔哥罗德岩基的自北向南、由深至浅，影响着南侧的新乌克兰卡岩体，影响范围基本覆盖南侧的铀主要矿集区；
103.(2)图3重力剖面显示，科尔松-新米尔哥罗德岩基和新乌克兰卡岩体中间具有深大断裂可作为深部成矿物质运移通道；
104.(3)图4蚀变分布图显示，科尔松-新米尔哥罗德岩基内无蚀变带分布，其南侧向乌克兰卡岩体具有广泛的蚀变带分布，且靠近科尔松-新米尔哥罗德岩基愈发强烈；
105.(4)图5放射性异常剖析图显示，强烈蚀变带中某典型矿床外围地表显示磁性正异常，预测着其下方可能为成矿地质体——钠交代体；
106.(5)图5，氡气正异常区与磁性正异常区重叠，预测下方的成矿地质体中可能含有铀矿体，地表或浅部已知成矿地质体延展方向与地表磁性、氡气异常区正下方的深部交汇区域即为预测区，可能存在铀矿体。
107.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。