居隆庵铀矿床地温场特征

居隆庵铀矿床地温场特征
李海英;银涌兵;李仲琴
【摘要】居隆庵铀矿床位于相山铀矿田西部,为我国大型火山岩型铀矿床之一.通过分析大量钻孔测温和水文地质资料,得出地温场与温热水的分布、断裂构造、深大断裂、富大铀矿及铀矿化在空间分布上具一致性.温热水的活动场、水热围岩蚀变和化学成分特征是铀矿找矿的标志.
【期刊名称】《世界核地质科学》
【年(卷),期】2017(034)001
【总页数】7页(P25-31)
【关键词】居隆庵铀矿床;地温场;铀矿化
【作者】李海英;银涌兵;李仲琴
【作者单位】江西省核工业地质局二六一大队,江西鹰潭335001;江西省核工业地质局二六一大队,江西鹰潭335001;江西省核工业地质局二六一大队,江西鹰潭335001
【正文语种】中文
【中图分类】P619.14;P641.4
居隆庵铀矿床是我国著名的相山火山岩型铀矿田中的大型铀矿床，经历了四十多年的勘探，积累了大量的井温、勘探资料和研究成果。

20世纪70—90年代对矿床进行了水文地质普查，21世纪初对矿床进行了水文地质详查，主要目的是查明矿床水文地质、工程地质、环境地质条件。

笔者对矿床井温资料进行详细研究，总结
出居隆庵铀矿床地温场特征，希望能为矿床发展扩大起到一定的指导作用。

相山铀矿田位于赣杭构造火山岩铀成矿带南西段乐安—东乡成矿亚带内的相山中
心式火山塌陷盆地中。

盆地现代地貌为中间高四周低的正地形，相山主峰高程1 216.2 m。

矿田地层由基底和盖层火山岩系两部分组成。

基底主要为中元古界的千枚岩和片岩，其次是下石炭统华山岭组变质石英砂岩、砂岩和粉砂岩，上三叠统安源组石英砂岩、砂页岩、含炭质砂岩及煤线等。

盖层火山岩系主要是上侏罗统打鼓顶组紫红色粉砂岩、砂砾岩（J3d1），流纹英安岩（J3d2）；鹅湖岭组晶屑玻屑
凝灰岩（J3e1）及广泛分布并出露于地表的碎斑熔岩（J3e2），总厚度大于2
000 m［1］。

居隆庵铀矿床位于相山矿田西部（图1），属火山岩型中低温热液铀矿床，含矿围岩主要为碎斑熔岩及流纹英安岩［2］。

矿床处于北东向芜头—小陂、邹家山—石洞断裂构造与北西向石城—书堂、河元背—石洞断裂构造所构成的居隆庵菱形断
块内（图2），面积约10 km2。

研究区内地貌为火山岩组成的中等切割剥蚀构造中低山区，山脊走向近南北，地形总体是中间高，四周低。

区内地表水系发育，有两条小河，即西南部的石洞河，东部的书堂河属赣中抚河水系的崇乐河上游的宝塘河支流。

两条小河总的流向是自南往北，最后汇入宝塘河。

矿床范围内地下水按其介质中空隙的成因及埋藏特征分为4种类型：第四系孔隙水、风化带网状裂隙水、构造裂隙水和接触带密集裂隙水（图3）。

第四系孔隙水主要赋存在冲积、洪积、坡积的砂砾石等孔隙中，厚度在1～3 m，最厚12 m，泉流量0.003～0.045 L／s，主要受大气降雨和风化带网状裂隙水补给。

水化学类型以HCO3-Na为主，矿化度0.029～0.052 g／L，pH值5.8～6.9，铀含量＜0.026×10－6～0.26× 10－6，氡浓度0～63 Bq／L。

风化带网状裂隙水主要分布在碎斑熔岩风化壳中，分布范围广，厚度为 10～31 m，
最厚达72.27 m。

泉流量为0.001～0.077 L／s，单位涌水量0.000 2～0.010 1 L ／s·m，受大气降雨补给。

水化学类型以HCO3-Na、HCO3-Na·Ca为主，矿化度0.012～0.075 g／L，pH值5.0～6.9，铀含量为0.052×10－6～0.26×10－6，
氡浓度0～150 Bq／L。

居隆庵菱形断块内，地下水自西往东主要受等间距（350～400 m），近南北向展布的F21、F7、F18、F13及走向北东的F14等构造裂隙含水带控制，构造裂隙含水带宽度约2.0～25.0 m，长度约430～2 500 m。

区内泉水单位涌水量 0.001～0.03 L／s·m，受上部含水层（带）和地表水补给。

水化学类型以HCO3-Ca、HCO3-Na型为主，矿化度0.061～0.235 g／L，pH值6.5～7.8，铀含量为
0.156×10－6～41.6× 10－6，氡浓度140～973 Bq／L。

接触带密集裂隙水主要分布于居隆庵铀矿床北部的碎斑熔岩（J3e2）与流纹英安
岩（J3d2）接触界线（即火山岩组间界面）附近。

含水带埋深215～418 m，单
位涌水量0.041 4～0.051 8 L／s·m，受上部构造裂隙水补给。

水化学类型
HCO3-Na型，矿化度0.224～0.250 g／L，pH值 8.0～9.0，铀含量为
0.026×10－6～0.520× 10－6，氡浓度41～315 Bq／L，最高达 2 239 Bq／L。

居隆庵菱形地块的地下水主要受大气降水补给，径流区主要分布于山坡、山脊地势较高处；排泄区主要分布河谷地区，以及地势低的冲沟两侧和山麓地带。

矿床地温是用JW238数字井温仪通过温度传感器实测井液温度实现的。

居隆庵铀矿床共测井温104个，测温质量较好。

选择相山铀矿田中未揭穿区域性深大基底
断裂构造的不同深度的钻孔测温结果，相山铀矿田的正常地温梯度为2.90℃/hm （表1）［3］，矿床常温带温度17.5℃。

将大于相山铀矿田正常地温梯度值（以下简称正常地温梯度）定为异常（正异常），可发现铀矿床地温场具有如下特征：
3.1 矿床温热水分布
经钻孔井温测井资料统计（表2），矿床内井（地）温大于28℃的平均标高在-100 m，井（地）温超过40℃的平均标高在-320 m（含-320 m）以下；自孔深500 m后井（地）温梯度才超过3℃/100 m（表 3）。

孔深 500 m（平均标高-320 m）以下，孔内井液温度达40℃，说明在此深度以下有温热水
（40℃≤T≤60℃）［4］存在。

井（地）温梯度总体随孔深增加，呈递增趋势。

3.2 井温梯度
居隆庵菱形断块内，主要受近南北向展布的F7、F21、F6、F18等断裂构造控制。

矿床内揭穿断裂构造基底的钻孔，出现相对增高的井温（图4），等温线凸形隆起，随着远离基底断裂低温下降，逐渐过渡到正常地温区。

钻孔在深90～105 m揭
F6断裂构造，在靠近F6的上盘出现31.8℃的高温点，反映了该断裂脉状水的承
压性和其地热状态；孔深300 m处井温梯度达4.90℃/h·m，较区正常地温梯度高2.00℃/h·m。

钻孔揭火山塌陷构造，也出现较明显的井温异常，在地温剖面图上等温线隆起，钻孔在深480 m揭火山塌陷构造，水位上升，井温41.2℃，较同剖面等标高的井温高10～12℃，井温梯度达5.22℃/h·m，较正常地温梯度高2.32℃/h·m。

又如钻孔在深700 m揭火山塌陷构造，出现涌水，孔口温度28.2℃，火山塌陷构造处的井温46.5℃，井温梯度3.87℃/h·m。

矿床地温增高带与火山塌陷褶曲——即基底片岩顶板构成的背斜有良好的一致性。

在剖面图中（图5）等温线较明显的表现了构造两侧向中心部位隆起，温度升高；也显示了断裂构造水和浅层裂隙带水对温热水系统的降温作用，随着深度的增加，其降温影响逐渐减小；等温线的间距有随深度变密的趋势，这与井温梯度随深度增加的变化规律一致（表3）。

3.3 高地温场
根据相山铀矿田部分矿床井温和岩石导热率资料，求得相山铀矿田内部分矿床地温
梯度的平均值为3.32℃/h·m，平均大地热流为102.93 mw/m2（表4），高于山区正常地温梯度变化值（1.6-2.8℃/h·m）和江西省东南部12个实测大地热流点
的平均值（74.10±13.60 mw/m2），是一地温异常区。

表4中邹家山铀矿床的地温梯度和大地热流值最高，客观的反映了高地温异常场与富大铀矿和控矿的具多期次活动史的深大基底断裂构造的相关性，亦即高地温异常场是深大断裂构造的影照，是具大矿的预示。

居隆庵铀矿床部分铀矿体与高井（地）温场吻合性好（图6），部分铀矿体在高井（地）温场附近（图4）。

说明在矿体赋存部位井（地）温偏高，或者富矿部位在高井（地）温场附近。

3.4 水热围岩蚀变
矿床温热水与其通道两侧的围岩-酸性火山岩长期作用而生成的以水云母化为主的
水热蚀变，具有比正常围岩颜色浅，呈灰、灰绿色，围绕矿体分布，而又比矿体
面积大的多，且越近矿体蚀变越强烈的特点。

勘探成果证实，水热蚀变岩对寻找铀矿体起着向导作用，是找矿的蚀变标志。

3.5 温热水化学组成
矿床温热水以较高的水温和某些组分的高含量区别于其他类型的地下水（表5）。

矿床地下水可溶性SiO2含量＞30 mg/L，F-含量＞1.5 mg/L，H2S含量1-7
mg/L，既是温热水出现的重要标志，又是寻找铀矿的间接标志。

水中HCO3-含
量＞150 mg/L，Ca2＋含量＞40 mg/L，矿化度＞0.23 g/L，pH＞7.0，可作为
寻找铀矿的辅助标志。

由表5可知，矿床温热水中放射性元素含量较高。

经岩（矿）石浸泡实验证实，
水中铀含量不仅与温度有关，更重要的取决于岩（矿）石中的铀含量，水中的铀含量与岩（矿）石中的铀含量是正相关关系。

由此构成矿床温热水找矿的重要依据。

当温热水中铀含量≥1.04×10-9，氡浓度≥220 Bq/L，镭含量≥3×10-11，是寻
找铀矿的直接标志。

矿床温热水中氢氧同位素组成（表6），δ18O和δD分别为-6.64‰和-38.2‰，T.U为4.89，为查明温热水的来源、温热水与铀矿化关系提供了基础资料。

1）居隆庵铀矿床地温场随深度的增加，呈现垂向分布特征。

2）居隆庵铀矿床地温与铀矿化具有空间展布的一致性，均受同一地质构造因素控制。

3）在居隆庵铀矿床可以把温热水的活动、水热围岩蚀变、水化学成分作为地质、水文地质背景和标志建立找热与铀相结合，以找热为手段找铀为目的的找矿方法——“地温法”，并与放射性地质、物探、水化找矿方法结合起来，必将提高预
测铀成矿远景区的可靠性与准确性。

【相关文献】
［1］刘牛明.江西省乐安县居隆庵铀矿床44-70线详查地质报告［R］.南昌：江西省核工业地质局，2006.
［2］邵飞.水-岩相互作用及其与铀成矿关系研究:以相山铀矿田为例［D］.武汉:中国地质大学，2007.
［3］张庆岚.邹家山铀矿床地温、温热水及其与铀矿化的关系［R］.鹰潭：江西省核工业地质局二
六一大队，1984.
［4］地热资源地质勘探规范：B/T11615—2010［S］.北京：中国标准出版社出版，2011.。