寻乌县横迳地区温泉铀水异常成因初探

摘要   江西省寻乌县横迳地区是一个温泉出露较为普遍的地区,通过收集该地区温泉水中铀水异常的有关地质、水文资料,对其放射

性水文地质特征及地质特征的空间分布进行阐述,总体认为温泉水中铀水异常来源于地下深部及其地下水流上游,受北东向构造断裂带

控制,对铀成矿区及找矿方向进行分析和探究。

关键词 温泉水;铀水异常;找矿方向

中图分类号 P641.3 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)082-0132-03

为探索温泉铀水水异常来源,结合我队历年来所做的工作,在总结前人经验的基础上,笔者认为对横迳地区温泉铀水水异常来源有必要做进一步的分析和探讨。

据现有资料,横迳地区温泉水水中放射性元素含量较高,特别是铀含量,铀水异常在该地区分布较为普遍。根据历年来对该地区所施工的钻孔情况看又未见到明显的铀矿(化)体存在,究其原因,本人认为主要有以下三方面原因:

1)由于历年来所施工的钻孔孔深都较浅,均未超过300米。

2)钻孔布置一般均处于地下水水流方向下游。

3)对构造控矿还是吸附成矿主观上存在一定偏差。

为探究其原因,在收集前人资料的基础上,对区内水文地质特征、水化学环境及水异常出露的地质条件进行分析,从而初步探讨找矿规律,预测该地段成矿远景,为“攻深找盲”提供一些依据。

1 横迳地区地质及水文地质概况

1.1 地质概况

横迳地区位于南岭东西复杂构造带北亚带之三南—寻乌三级带与新华夏系武夷山隆起带的石城—寻乌三级带反接复合部位,北起寻乌县城,南至留车圩一带,按地质单元包括整个乌泥嶂火山盆地和留车沉积盆地。

区内地层主要有:震旦—寒武系变质岩,白垩系上统周田组陆相沉积碎屑岩,侏罗系上统菖蒲群火山沉积碎屑岩。

区内岩浆活动主要表现为燕山早期的花岗岩,活动规模大,出露面积广。此外脉岩发育,主要有煌斑岩、闪长岩、石英斑岩及花岗斑岩,多分布在盆地边缘的北西、南中及偏东北部位,另外在图区东部,尚发育一时代不明交代成因的混合岩体(详见图1)。

区内构造活动时间较早,影响范围广,具有多期多阶段活动特点,NE与EW两组构造在区内互相穿插和干扰,构成明显而复杂的边缘断裂带,是形成热矿水的有利场所。

1.2 水文地质概况

乌泥嶂盆地为一低山丘陵地形,海拔为300-700米,留车盆地同样为丘陵地形,海拔为250-408米,整个地势由北西向南东倾斜,区内冲沟水系较发育,呈树枝状分布,主要水系有青龙河,为主要排泄区。

区内年平均降雨量1637mm,蒸发量1579mm,年平均气温19℃,最高气温38℃,最低-5.5℃。

根据区内水文地质条件及岩层含水性特征,将区内岩层含水性划分为:

1)上侏罗系火山岩裂隙水,泉水流量0.01-0.1L/S,最大流量0.5L/S,构造裂隙水具有承压性质,常形成上升泉,水质类型为HCO3-Na-Ca型淡水。

2)燕山早期花岗岩不均匀裂隙含水体,表层存在花岗岩风化壳网状裂隙,常形成孔隙潜水,在冲沟两侧常形成坡积泉出露地表,泉水流量0.1—0.5L/S,水质类型为HCO3-Na-Ca型水。

3)北东向区域性断裂构造温(热)水带,属断层下盘火山岩构造破碎带含水,为承压裂隙水,泉水流量0.1-3.2L/S,沿此构造出露的温泉有8号、38号、39号等,水质类型为HCO3-Na或HCO3-Na-Ca型水。

4)上白垩系紫红色砂岩、粉砂岩、砾岩,局部仅见有弱的裂隙水,在横迳—磷石背地段裂隙水出露较少,该层为一相对隔水层。

综合横迳地区地质、水文地质及地貌特征,地下水总的流向为北西至南东,最终排泄于青龙河。

2 温泉水化学性质及放射性特征

2.1 温泉水的化学性质

温泉水的化学成份,与水的温度、出露位置及岩性的不同有所不同,总的来看,冷水、温水及热水的水质类型、矿化度和PH值等均有所不同。如:冷水以206号下降泉为例,其水质类型为HCO3-Na-Ca型水,矿化度为0.169g/L,pH=6.75;而温水以214号上升泉为例,其水质类型为HCO3-Na型水,矿化度为2.13g/L,pH=6.65;而热水以46号上升泉为例,其水质类型为HCO3-Na型水,矿化度为1.697g/L,pH=7.0;而极热水则以8号上升泉为例,其水质类型为HCO3-Na型水,矿化度为1.936g/L,pH=7.05,由此看来水的温度越高,其矿化度也越高。

2.2 温泉水水文地球化学特征

综合横迳地区地质、水文地质及水文地球化学指标特征,对区内的温水及热水大致可分为三个环境:强氧化带,氧化带,氧化—还原带。

1)强氧化带的有:206号下降泉和59号上升泉。

2)属于氧化带的有:214、803、62、39和2006号上升泉。

3)氧化—还原带的有:8、46、38、38-1及1136号上升泉。

属于氧化—还原带中铀水温泉,如8号、46号、38号与铀矿化关系较为密切,该类型温泉水在适宜的物理及化学条件下,有利于铀元素的沉积富集,可作为水化学找矿标志。

2.3 温泉水中铀元素特征

温泉水中铀元素含量与水的温度、地形标高及水化学成份有一定的关系:

1)水温较高,地形较低的温泉,铀含量高。

2)出露在地形较高处,而循环深度较浅的温泉,水温较低,水中铀含量低。

3)温度和铀含量都较高的温泉,水质类型多为HCO3-Na型淡水,而矿化度为1.6～2.38g/L,pH7～7.7;温度和铀含量都较低的温泉,水质类型HCO3-Ca-Na型水,矿化度0.18～0.55g/L,pH6.67～7.4,显然这两种水是有一定的区别。

2.4 温泉水中铀水异常晕特征

矿化是形成铀水异常的直接原因,多呈偏酸性的地下水具有较强的溶蚀作用,地下水循环于含矿构造、脉岩及裂隙带中,不断地溶滤溶解铀元素,使之形成铀酰络合物转入地下水中,并随之迁移,在适当的地形地质条件下出露于地表形成铀水异常晕。

Ⅰ号水晕:水异常晕位于横迳至磷石背方向,扬梅山附近,受NE向构造控制,呈南北方向展布,水异常大部分为上升泉组成,水晕为一条一级铀水异常晕,其水质类型为HCO3-Ca-Na、HCO3-SO4-Ca-Na型水,从水文地质条件分析,该地段为有利的成矿地带,该晕对今后布置钻孔进行揭露提供了依据。

Ⅱ号水晕:该水异常晕为一条二级铀水异常晕,位于39号温泉地段,呈东西方向展布,受北东向与东西向构造控制,水异常点主要位于紫红色砂砾岩与火山岩接触带中,异常点周围见有铁锰质附集,地下水流量为0.014-0.022l/s,水质类型为HCO3-Na型淡水,根据地质及水文地质条件分析,该水晕为深部矿化引起,可进行浅地表揭露。

Ⅲ号水晕:水晕位于横迳村附近,延伸方向与地下水流方向基本一致,且位于北东向构造与东西向构造交叉部位。水晕为一条Ⅲ级铀水异常晕,在水晕东面为横迳121矿点,矿点经揭露呈漏斗状,在其附近布置了ZK-0109孔,当钻进至104.67米时,孔内出现大量涌水,涌水量达7.278升/秒, 水温高达53.5℃,施工被迫终止,经物探测井在其深度范围内未见铀矿化存在,水文观测取样铀分析结果U-t曲线呈缘慢上升,至出现一段高U峰值后曲线明显呈下降型(见图2),由图中分析峰值来源于附近的121矿点,在ZK-0109下游布置了ZK-0301孔未发现铀矿化现象。

同样在Ⅲ号晕圈内布置了ZK-0101抽水孔,孔深168.9米,在其深度范围内未见明显铀矿化处在,经抽水取样也未发现明显的高U含量,只是在孔口出现一段高U峰值(见图3),由于在ZK-0101孔东30米处为横迳121矿点,从图3分析得出,孔口处出现的铀高峰值,主要是121矿点引起,随着抽水时间延续U-t曲线明显呈下降型,且峰值逐渐变小,孔内水位降深12.8米,说明降深范围内无明显铀矿化存在。

在矿点上游及下游布置了ZK-3、ZK-0301孔均未发现铀矿化现象,在分析异常水来源及前人资料的基础上,根据本区地质及水文地质特征,推断出矿(化)体应该在地下水流方向上游及深部。

3 温泉水中铀水异常与铀矿化关系

当温、热水上升至地表氧化带时,沿断裂带或火山岩次一级构造裂隙循环过程中,因地下水本身具有较强的氧化能力和较高的温度,且溶解了一定的CO2及O2,同时与围岩或矿体发生氧化及溶解作用,使水中不断地富集U元素,温、热水又处于积极的循环交替中,加之泉水流量较大,使水中的U不断地带走迁移。

出露在8号温泉附近的121矿化点(见图1),形成于EW向与NE向构造复合部位的破碎辉绿岩脉中,从宏观看,它与8号铀水温泉出露有一定关系,属于与地下热水有关的复成因铀矿化。

据8号温泉下游水点分析,本区水中铀迁移距离较远,达2000米。

由于8号温泉有稳定的流量(1.234L/S),水中U含量再现性又好,经历次反复取样分析,其U含量都在10.4-15.6μg/L之间,根据计算可得,8号温泉每年流失的U为0.4047Kg/年(U=1.234×10.4×60×60×24×365/109=0.4047)。

按照地热增温率,8号温泉水的来源深度为983.6米,计算公式为:

H=q(t+T)+h=33(48-18.8)+20=983.6米。

H—泉水循环深度(米);

q—地热增温率(33℃/100米);

t—实测泉水温度;

T—年平均气温;

h—恒温带。

4 铀成矿远景预测

4.1 地质条件分析

1)由于区内处于Z-浅变质岩、γ52花岗岩与J3火山碎屑岩三种岩性接触地段,铀源相对丰富,而Z-变质砂岩、板岩层中的夹层发育,其物探强度一般为5.16nC/Kgh,在两层中已找到了一些异常点带,而J3ch2流纹岩物探强度一般为6.45nC/kgh。

2)区内岩浆活动频繁,主要有燕山早期二、三阶段的花岗岩和花岗斑岩(γπ)。其中γ52-2中粒似斑状黑云母花岗岩,物探强度为8.256-9.03nC/Kgh,γ52早期第三阶段的中粒似斑状黑云母花岗岩,物探强度一般为8.256nC/Kgh,两者铀含量相对较高。

3)构造条件复杂多样,位于区内EW向构造北、中两带与新华夏系构造的反接复合部位,出露规模较大,构造形迹复杂多样,有的地方还可能存有火山口,这些都为热水蚀变铀矿化的形成提供了良好条件[4]。

4)区内已发现了一些异常点带,较有意义的有:产于花岗岩破碎带中的213、214号点,产于中基性岩脉中的有212号点,产于J3火山熔岩中的有211号点,还有一些规模较小的异常点带。

4.2 水文地球化学条件分析

1)区内冲沟水系发育,岩石风化破碎,地下水淋失作用强,易于出现水化异常,对水化学找矿有利。

2)从地貌上看,处于断陷汇水地段,对古地下水迁移、富集成矿有利。

3)区内南边NE向边缘断裂带有热水出露(如1136号上升泉)属于热水异常区,对热水迭加再造成矿有利。

通过以上分析,横迳地区具有一定的成矿远景,可作为今后普查、详查找矿的远景地段。

5 结论

横迳地区前人已先后做过多次普查、详查及揭露评价工作,虽争议颇多,但多数则倾向于深部揭露为主。根据蚀源区铀源的补给方向、温泉铀水出露条件及控矿因素,初步认为横迳地区温泉铀水的形成,是由于盲矿化或盲矿体引起的,温泉铀水的补给方向主要是由北西流向南东。

1)由于横迳地区地下水比较发育,特别是地下热水尤为明显,均以上升泉出露于地表,而且热水中U含量又很高,加之近年来所施工的钻孔又未见到很好的矿化,根据推断,地下铀异常水来源及循环都比较深。

2)从水文地质角度分析,北东向构造为含水构造,而出露于横迳的东西向构造为阻水构造,因为在该地区地下水总的流向为NW→SE,当地下水循环至该构造处时,地下水则以上升泉出露地表。

3)在追索地下水来源的同时,要了解地下水中高U含量来源,对以后钻孔的布置应该有初步的了解,具体在东西向构造以北,北东向构造以西方向。

4)据8号泉分析计算,地下热水循环及来源深度达983.6米,说明铀矿化(体)存在深度在900米以上,据此,今后钻孔深度应在千米左右。

5)温泉铀水水异常是在特定的地质构造、水文地质条件和水文地球化学条件下形成的,虽受多种因素综合控制,但主要还是受NE向断裂构造控制。

6)加强对区内地下水水流方向及断裂构造分析研究,是寻找隐伏铀矿化(体)最终目的。

参考文献

[1]朱基忠,叶政祥,胡长礼.等.横迳地区温泉水异常分布特征及其找矿意义调研报告(内部,江西省核工业地质局二六四地质大队),1981.

[2]朱基忠,叶政祥.寻乌县横迳地区热矿水的初步研究,(内部,江西省核工业地质局二六四地质大队),1982.

[3]孙占学,李学礼,史维浚.江西中低温地热水的同位素水文地球化学.华东地质学院学报,1992,15(3).

[4]李学礼,杨忠耀.江西温泉形成的地质构造条件分析,1992年9月华东地质学院学报,1992,15(3).

作者简介

黄明光(1964-),男,江西南康人,水文地质工程师,1984年毕业于天水地质学校,主要从事铀矿水文地质勘查、开发工作。

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