HySpex成像光谱技术矿床深部成矿规律研究.pdf
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1、第 44 卷 第 8 期2023 年 8 月自 动 化 仪 表PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATIONVol.44 No.8Aug.2023收稿日期:2021-11-23作者简介:孙伟光(1982),男,硕士,高级工程师,主要研究方向为地质勘查、地质找矿,E-mail:shenhua8070 HySpex 成像光谱技术矿床深部成矿规律研究孙伟光(辽宁省第四地质大队有限责任公司,辽宁 阜新 123000)摘 要:由于特殊的岩体特性,深部铀矿成矿规律复杂。为了提高对深部矿床蚀变发展规律的勘探精度,将 HySpex 成像光谱技术应用于钻孔岩芯蚀变的解译。结合钻孔的空间地理
2、信息参数,形成钻孔在不同深度的蚀变数据模型,对某铀矿深部成矿规律进行精细化分析与预测。研究发现:研究区蚀变标志矿物主要为伊利石、绿泥石和碳酸盐类;长波反射光谱是一个重要信号,可作为寻找深部铀矿的重要标志;短波中伊利石是最为强烈的铀矿成因信号。研究区铀矿发育受断裂构造交互影响作用强烈,深部铀矿找矿工作应重点关注这一现象。断裂交互构造影响中的不连续性是形成铀矿的重要光谱特征。这一特点能够为我国深部铀矿精细化勘探手段提供一定参考。关键词:热液矿产;深部找矿;成像光谱;铀矿;成矿规律;蚀变;三维建模中图分类号:TH867 文献标志码:A DOI:10.16086/ki.issn1000-0380.20
3、21110062HySpex Imaging Spectroscopy Techniques Study of Deep Mineralization Pattern of Mineral DepositsSUN Weiguang(Liaoning Fourth Geological Brigade Co.,Ltd.,Fuxin 123000,China)Abstract:Due to the special rock properties,the deep uranium ore mineralization pattern is complex.In order to improve th
4、e exploration accuracy of alteration development pattern of deep deposits,HySpex imaging spectroscopy technology is applied to the interpretation of alteration of drill hole cores.Combined with the spatial geographic information parameters of the drill holes,the alteration data models of the drill h
5、oles at different depths are formed to refine the analysis and prediction of the deep mineralization pattern of a uranium mine.It is found that:the alteration marker minerals in the study area are mainly illite,chlorite and carbonates;the long-wave reflection spectrum is an important signal,can be u
6、sed as an important symbol for finding deep uranium ore;illite is the strongest signal for uranium ore genesis in short wave.The uranium ore development in the study area is strongly influenced by fracture-tectonic interaction,and the deep uranium ore search should focus on this phenomenon.The disco
7、ntinuity in the fracture interaction tectonic influence is an important spectral feature in the formation of uranium ore.The feature can provide centain reference for the means of deep uranium ore refinement exploration in China.Keywords:Hydrothermal minerals;Deep searching;Imaging spectroscopy;Uran
8、ium ore;Mineralization pattern;Alteration;Three-dimensional modeling0 引言铀矿作为重要的矿产资源,在国家新能源战略背景下需求量巨大,受到国家重视。经过几十年的勘查,我国的浅层铀矿资源基本被查明,但仍远远无法满足今后国家的战略资源需求。铀矿资源的成矿演化条件复杂,成矿环境和系统是导致成矿空间差异性的主要原因。因此,成矿必须采用新技术对矿山深部进行预测和分析。目前,铀矿的成矿复杂性和热液变异性使得现阶段的勘察技术远远无法满足深部找矿的精度要求。深部铀矿找矿过于依赖成矿理论分析和预测经验指导。深部找矿已有相关研究成果。林效宾等1利
9、用空间分布模型对二连盆地铀矿成矿规律进行了研究,提出了二连盆地的铀矿成因。彭胜龙等2利用综合物探手段对鄂尔多斯高勒地区砂岩类型铀矿特征进行了综合研究,获取了该类型铀矿的三维模型。李英宾3认为深部铀矿主要的成因与火山活动密切相关,而火山自 动 化 仪 表第 44 卷环境条件下的热液铀矿蚀变是铀矿形成的重要标志。曹云等4-5分析发现,在深部铀矿的形成过程中,热液蚀变现象是铀矿周围的物理化学环境、热液特性和矿产元素迁移重要的影响因素。成像光谱技术作为 1 种遥感对地监测技术,目前在地球物理探测方面已有长足发展和应用,同时也已在地质学地表测绘方面成功实践,为我国的地矿找矿工作提供了新的思路6-8。目前
10、,关于成像光谱技术对于岩性的识别研究成果主要集中在对浅表层地质的分析判定层面,对于深部热液型矿床的研究成果大多停留在理论研究层面。针对这一问题,本文以某大型铀矿为研究对象,利用 HySpex 成像光谱技术进行岩芯的高光谱扫描,开展某铀矿地区的矿床深部成矿规律研究。该研究为铀矿矿床深部的找矿提供了新的思路和方法。1 地质背景与概况1.1 区域地质与构造本文研究区横跨 2 个地层分区,分别为鲁西地层分区和胶南地层分区,以安丘断裂为主要分界线。地层从太古宙到显生宙均有出露,总体上以古生代地层较为发育,其次为新生代和中生代。受大地构造运动影响,沉积地层的叠覆模式以复杂的侧向冲积为主。在梁邱剪切带以东,
11、包含有零星出露的变质岩。其规模较小,一般为几十米,最小厚度不足 5 m。沉积地层受韧性变形叠加作用,使角闪岩发生变质。岩性组合以黑云变粒岩为主,夹杂少量角闪磁铁矿,上部为二云变粒岩夹少量的黑云片岩。侵入岩在研究区极发育,出露面积超过200 km2,受近南北向发育的燕甘断裂及北西向的长隆断裂控制。研究区多为中酸性、酸性侵入岩。研究区在大地构造上属华北断块区。区域范围跨鲁西断块、胶辽断块(山东部分称鲁东断块)、冀东-渤海断块、苏北-南黄海断块。其中:鲁西断块、鲁东断块、冀东-渤海断块隶属于华北断块区;苏北-南黄海断块隶属于扬子断块区。1.2 热液铀矿蚀变特征研究区铀矿成矿作用主要分为水云母化、绿泥
12、石化、碳酸盐化和钾长石化。其中,前两者在研究区矿脉中广泛发育于流纹岩和流纹玢岩中。根据研究区的深部铀矿特征,其主要分为碱交代型和水云母交代型。碱交代型在交代过程中为碱性蚀变,蚀变后的产物包括钠长石、钾长石和绿泥石等。水云母交代型呈现强烈的水云母化特征,以酸性蚀变为主,过程中产生了部分黑云母化和萤石矿物质。研究区矿床目前的主要浅表层铀矿分布在研究区的中部和东部,而深部矿体分布于北部和西部。其中,北部矿脉受近南北向基底断裂和推覆构造控制,分布较为集中;西部的矿脉受北东向轴式断裂与火山塌陷共同控制,导致菱形隆起断块发育较多。2 HySpex 成像光谱获取与处理2.1 HySpex 光谱成像技术HyS
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