广西桂南某矿区伽马场特征及找矿
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摘要：本文通过对桂南某矿区的伽马场特征的分析，总结了本区的找矿标志，期望通过找矿标志，对相类似地区的找铀矿工作起到一定的参考作用。
关键词：伽马；伽马底数；伽马场；伽马场特征；找矿标志
1概述
桂南某矿区位于广西桂南某地，属十万大山盆地东南缘。我队曾于七、八十年代在此做过较为祥细的工作，并提交了一定的储量，后因上级单位的指示，暂停工作，2010年至2012年我队再次在该区进行工作。本人就是在收集和整理前人资料的基础上对该矿区的伽马场特征及找矿标志提出了一些粗浅的认识。
2矿区地层与构造
2.1矿区地层
矿区地层主要为侏罗系的那荡组（中、上段）、岽力组和白垩系的新隆组以及第四系。
2.1.1那荡组中段（J2n2））
该段岩性主要为中―厚层状灰色细粒含硅质胶结的长石石英砂岩与紫红色泥岩互层，厚415m-709m。
2.1.2那荡组上段（J2n3）
该段厚200m～300m，依岩性组合分为三层。
a、第一层分上、下两部
上部为紫红色泥岩夹细砂岩，下部为灰、灰绿色中厚层状细粒硅质胶结的长石石英砂岩。
b、第二层
上部为紫红色泥岩夹细砂岩，下部为灰绿色中―厚层状细粒硅质胶结的长石石英砂岩。
c、第三层
上部为紫红色泥岩夹细砂岩或紫红色细砂岩。下部为浅色砂岩夹薄层紫红色泥岩，本区工业铀矿化主要产于该层浅色砂岩内，是区内的主要含矿层位。
2.1.3岽力组（J3d）分上下两段
a、岽力组（J3d1）下段
底部为灰白色，局部为紫红色细粒石英砂岩，中、上部为紫红色泥岩、粉红色砂岩夹灰、灰白色细粒石英砂岩，该段底部的浅色砂岩中局部见低强度伽马异常。
b、岽力组（J3d2）上段
岩性为中-厚层状灰绿色细粒长石石英砂岩夹紫红色泥岩薄层，砂岩中局部见低强度伽马异常，普查见到工业矿化钻孔。
2.1.4白垩系新隆组（K1x）
底部为紫红色砾岩、砂砾岩，往上为紫红色细粒石英砂岩与紫红色泥岩互层，与下伏岩层呈轻微角度不整合接触。
各组地层在矿床内从东南到西北，由老到新呈北东走向分布。
2.2矿区褶曲构造、断裂构造
矿区褶曲构造地表不明显，但据初勘资料矿床内的主矿层及其上下盘地层的产状从地表到深部由正常变为倒转，据分析应再次变为正常，形成在剖面上呈现的“S”形褶曲。
矿区内断裂不发育，仅局部见有北东或北西方向断裂出露，且规模不大。
3伽马底数特征
本文所讨论的伽马场特征，为勘探线单号线101到双号线58，全长7公里，宽700米，面积约5平方公里范围。
3.1各地层的伽马底数
以组成岩石的的颗粒大小为序，最粗者编序号为1，最细者编序号为13（对于颗粒相同，长石、石英含量不同者，石英砂岩在前，长石石英砂岩排后），具体分法详见表2。
作伽马强度与颗粒粒度关系对比图，见图2，并计算伽马强度对序号的回归直线，如图2所列。
根据图1、图2和表1、表2总结有如下规律：
（1）正常岩石的伽马底数与组成岩石颗粒大小呈反向关系。即随颗粒由粗变细，岩石伽马强度由低向高。如J3d2，当由粗砂岩变成泥岩，伽马底数由14变化到21。不论地层如何，规律大体相同，不同者仅因上升梯度有异。
（2）各种地层伽马底数无显著差异，变化范围小，为16～18之间，均方差也较为接近，为2～2.5。
（3）各种岩石伽马底数变化较大，可达总底数的三分之一。
（4）各地层伽马频率分布曲线表现为复杂多峰。J3n2突出峰出现在16附近，J3d1出现明显双峰，即15和20位置，J2n3无明显突出峰值，表现平而开阔，J2n2较突出峰位于16。
（5）含有含矿砂体的J2n3地层与其它地层对比有不同特点：从回归直线可见，截距最大，为15.6，而斜率最小，为0.33，说明随岩石颗粒变化，伽马强度相对变化较小。从频率分布曲线可见峰值不突出，平而阔，伽马底数属中间，但均方差最大，为2.5，J3d2频率分布曲线与J2n3相似，均方差为2.35。
根据以上规律作如下几点推想：
（1）如图2所列，从伽马测量结果看，在一般情况下，判断地层层位将有较大的困难。
（2）从伽马测量结果看，在一般情况下，判断岩石性质将成为可能。如遇标志层，则可间接对比层位。
（3）对于含有含矿砂体的J2n3地层，与其它地层有不同特征，表现均方差大，伽马值随粒度变化小。推测除因粒度因素使伽马强度变化外，尚有其它因素的影响。J3d2频率分布曲线与J2n3相似，均方差次之，是值得引起注意的地层。
（4）对于同一粒度的岩石，组成岩石的矿物成份不同，伽马强度也略有差别，长石含量高的岩石比石英含量高的岩石伽马强度偏高，但并不显著。
上述特征说明影响地层岩石伽马强度变化最主要原因是组成岩石的颗粒度变化。出现这种现象的原因可以这样设想：所研究的地层的代接近，同为侏罗系，物质来源基本相同，伽马底数也较接近，但在沉积时由于表面吸附作用的影响，粒度小者表面积大，表面积大者吸附作用强，引起伽马强度增高，石英表面光滑，吸附作用弱，也由此而偏低。这种作用是在一般条件（非矿化条件）下进行的，比如：溶液中放射性元素含量极低，氧化还原条件不利于铀的沉淀等，这种作用不可能使铀元素富集成矿。实际上统计结果表明随着颗粒变化所产生的伽马值变化，在绝对值上并不惊人，最大仅相差7。
颗粒粗的的岩石如长石石英砂岩，孔隙度大，给放射性物质的吸附剂如炭质、泥质、有机质等的存在造成了良好的空间，另外，孔隙度大，给地下水活动带来方便，放射性物质在沉淀之后又由于地下水的活动，可以重新分配而进一步富集。因此，在有利的地球化学条件下，一定的还原环境下，颗粒粗的岩石是利于矿化的场所。颗粒细的就不具备这样的空间和条件。这就解释了本区细粒岩石底数高而不成矿，粗粒岩石底数低而有成矿可能的基本原因。应该指出，粗粒岩石能成矿的主要因素在于地化条件的有利，粗粒岩石孔隙大仅能提供空间。
J2n3浅色层中的含矿砂体，由于本身就是矿化层，伽马强度很高，地表浮土覆盖，加上地表水淋失作用影响，伽马强度有所降低，对于这样的地段，只要稍加剥土，伽马强度急剧上升，相反，不是含矿砂体，伽马强度不会上升或上升极微，这就构成了本地区找矿的一个标志，即只要是J2n3中的浅色层，就要细听细测，稍有偏高，挖挖便是异常层。根据该特点把本区的异常从不到100米扩大到几公里，初步圈定了地表含矿砂体。
3.2、矿化剖面伽马强度的变化
对地表矿化层上下盘围岩及正常岩石伽马强度进行作图对比，如图3。
据图3有如下伽马场特征：
泥岩，上盘围岩比正常岩石伽马强度偏低，为18，下盘围岩比正常岩石偏高，为25，甚至可达30～50，正常岩石为21。
砂岩，以石英细砂岩为例，上下盘围岩均比正常围岩偏高20～30，而下盘又比上盘围岩高3～5，正常岩石为17。
下盘围岩（岩性相同）随着逐渐远离矿化层，伽马强度也逐渐变成正常值。
解释上述现象的原因认为是：矿化层形成之后的水文地质作用和放射性元素的扩散作用。对于泥质岩石，地表水对岩石的放射性元素以淋失作用为主，方向自上盘向下盘，使得上盘围岩伽马强度偏低，而下盘伽马强度偏高，近者明显，远者减弱。由于砂岩属透水层，孔隙度大，放射性元素以扩散作用为主，地表水的淋滤作用和地下水的搬运作用叠加，高含量向低含量扩散是主要的，使得围岩高于正常岩石，下盘高于上盘。从上述特征可以得出，如泥岩伽马底数偏高，必然联想到上盘可能有含矿砂体的存在。
4 找矿标志
（1）J2n3中的浅色层作为找矿标志层（矿体赋存层），当遇到这一层时，就应仔细听测，只要有偏高则应用地质锤挖开，伽马强度就会迅速增加。
（2）如遇泥岩偏高时，则应联想到上盘可能有含矿砂体的存在，而根据岩层产状追索上盘的含矿砂体。
5 结论
经过对本区各地层各岩性伽马底数的统计，分析伽马场特征，总结了伽马强度的分布规律，指出了本区的找矿标志，确定了本区的含矿层位，为钻探孔位的布设提供了依据。经钻探验证，证明了本区的主要含矿层位为J2n3，在J3d2地层伽马偏高地段施工的部分钻孔也见到了工业矿化。
参考文献
[1]姚卯，于振梅.放射性物探方法[M].内部出版，1986.