浙江蔣村鈾鉬礦地質(zhì)特征及控礦因素

金淼張

(浙江省核工業(yè)二六九大隊,浙江金華 321000)

浙江蔣村鈾鉬礦地質(zhì)特征及控礦因素

金淼張

(浙江省核工業(yè)二六九大隊,浙江金華 321000)

介紹了蔣村鈾鉬礦成礦地質(zhì)特征、火山角礫巖筒的形成及地質(zhì)特征,該礦的下坑火山角礫巖筒是一個早、晚兩期疊加的復(fù)式巖筒,早期為開啟式爆發(fā),晚期為封閉式隱爆,對成礦十分有利。分析了鈾鉬礦化控制因素及富集規(guī)律,認(rèn)為鈾鉬礦化與斷裂構(gòu)造及火山角礫巖筒關(guān)系極其密切,斷裂構(gòu)造及火山角礫巖筒對鈾鉬礦化有著重要的控制作用。

火山角礫巖筒;地質(zhì)特征;控礦因素;富集規(guī)律;鈾鉬礦

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)處于江山-紹興與麗水-余姚兩條深大斷裂夾持區(qū) (浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1989)的陳蔡-遂昌隆起北東段、上虞-陳蔡斷裂帶上的蔣村破火山口內(nèi)①翁至燦,徐善燭,周友坤,等.1982.浙江紹興 50礦床儲量報告[R].金華:核工業(yè)部華東地勘局二六九大隊內(nèi)部資料.。斷裂構(gòu)造和火山構(gòu)造十分發(fā)育。巖漿巖在區(qū)內(nèi)較發(fā)育,以小巖株、巖脈狀產(chǎn)出,巖性主要有次流紋斑巖、霏細(xì)巖、花崗斑巖脈及輝綠玢巖脈等。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)地層主要由侏羅系上統(tǒng)高塢組、西山頭組、茶灣組和九里坪組的一套陸相酸性火山碎屑巖、熔巖夾少量陸相沉積碎屑巖系組成。東南部有少量陳蔡群中深程度變質(zhì)的淺海-濱海相沉積碎屑巖系、白堊系下統(tǒng)館頭組、朝川組第一段陸相沉積碎屑巖系及第三系上新統(tǒng)嵊縣組玄武巖夾少量陸相沉積碎屑巖系(圖1)。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,主要為斷裂構(gòu)造與火山構(gòu)造,褶皺構(gòu)造不發(fā)育。

1.2.1 斷裂構(gòu)造

研究區(qū)內(nèi)主要有北東向和北西向兩組。北東向構(gòu)造以一系列平行發(fā)育的壓扭性斷裂構(gòu)造為主,具多期多次活動特點。北西向構(gòu)造為一系列平行發(fā)育的張扭性斷裂構(gòu)造,亦具多期多次活動的特征,它與北東向壓扭性構(gòu)造共軛為一組對偶斷層,組成明顯的“格子狀”構(gòu)造型式,控制了火山活動晚期的火山角礫巖筒的發(fā)育與分布。

1.2.2 火山構(gòu)造

本區(qū)火山構(gòu)造嚴(yán)格受北東向和北西向兩組斷裂構(gòu)造控制,在其構(gòu)造“結(jié)點”上發(fā)育規(guī)模不等的火山角礫巖筒。區(qū)內(nèi)共出露 5個火山角礫巖筒,本文主要研究其中的下坑巖筒②金淼張,何勝忠,湯江偉,等.2007.浙江省紹興縣王壇鎮(zhèn)蔣村礦區(qū)鉬礦地質(zhì)普查報告[R].金華:浙江省核工業(yè)二六九大隊內(nèi)部資料.。野外現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查表明,該火山角礫巖筒由早、晚二期形成,早期為開啟式爆發(fā);晚期為封閉式隱爆。早、晚兩期疊加形成的下坑巖筒內(nèi)的流紋質(zhì)火山集塊角礫巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、霏細(xì)角礫巖是本區(qū)鈾鉬礦化的重要賦礦主巖,火山角礫巖筒構(gòu)造是鈾鉬礦的主要賦存場所。其余巖筒規(guī)模較小,且為單期形成的巖筒,未見鈾鉬礦化。

1.3 火山活動簡史

蔣村破火山口火山活動的全過程,受區(qū)域斷裂構(gòu)造的控制,火山構(gòu)造大致經(jīng)歷了三個發(fā)展演化階段,早期為火山機(jī)構(gòu)整體沉陷與噴發(fā);中期為破火山口沉陷與噴發(fā);晚期破火山復(fù)活再噴發(fā)直至火山活動停息。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層與次火山巖

圖1 區(qū)域地質(zhì)略圖Fig.1 Map of regional geology

蔣村鈾鉬礦區(qū)出露的地層巖性有上侏羅統(tǒng)茶灣組第一、二段 (J3c1,J3c2)、九里坪組第一、二段(J3j1,J3j2)火山碎屑巖、熔巖及沉積巖,并被后期爆發(fā)和隱爆角礫巖所復(fù)雜化。其中茶灣組及早、晚期巖筒的角礫巖是區(qū)內(nèi)出露的主要地層和巖石,九里坪組僅在礦區(qū)東南部分布。區(qū)內(nèi)地層總體為一傾向南東的單斜地層,地層產(chǎn)狀較平緩,傾角 15～35°(圖 2)。次火山巖在區(qū)內(nèi)較為發(fā)育,主要有次流紋斑巖、花崗斑巖和輝綠巖等。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)主要發(fā)育斷裂構(gòu)造與火山構(gòu)造,褶皺構(gòu)造不發(fā)育?；鹕綐?gòu)造主要表現(xiàn)為火山角礫巖筒。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為北東向壓扭性構(gòu)造與北西向張扭性構(gòu)造共同組成的格子狀構(gòu)造。地層總體呈南東傾的單斜層。

北東向壓扭性主要特點:斷裂帶內(nèi)充填角礫糜棱巖,斷裂面兩側(cè)具有擠壓片理化現(xiàn)象,斷裂面呈舒緩波狀,其應(yīng)力場演變?yōu)榕?壓-扭,具多期多次活動特點,在礦區(qū)屬此組構(gòu)造的有 F4,F5,F6,F7等。

北西向張扭性斷裂構(gòu)造的特點:斷裂帶內(nèi)主要為角礫糜棱巖,多具硅化并破碎,成組出現(xiàn),斷裂面不規(guī)則,其應(yīng)力場演變?yōu)榕?張-壓,具多期多次活動特點,在礦區(qū)屬此組構(gòu)造的有 F1,F2,F15,F16等。

近東西向斷裂構(gòu)造此組構(gòu)造在礦區(qū)不太發(fā)育,僅見 F8斷層。

2.3 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變較為發(fā)育,種類繁多,較普遍的有硅化、赤鐵礦化、金屬硫化物化、黃鐵礦化、方解石化、水云母化、綠泥石化、螢石化等。其中赤鐵礦化、金屬硫化物化等與鈾鉬礦化關(guān)系密切,是區(qū)內(nèi)重要的近礦圍巖蝕變。

圍巖蝕變無論從縱向與橫向來看,其蝕變分帶均不明顯;從蝕變產(chǎn)物來看,構(gòu)造熱液活動是多期的,因而蝕變產(chǎn)物也是多期次的。

2.4 礦化特征

圖2 礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Map ofm inning geology

礦區(qū)內(nèi)鈾鉬礦化的空間分布主要與火山角礫巖筒及 F1,F2斷裂構(gòu)造密切相關(guān),即鈾鉬礦化主要賦存在斷裂構(gòu)造 F1,F2夾持區(qū)一定范圍內(nèi)的火山角礫巖筒內(nèi),嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造及火山角礫巖筒構(gòu)造雙重控制。主要賦礦巖石為流紋質(zhì)火山集塊角礫巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、霏細(xì)角礫巖。

3 火山角礫巖筒的形成及地質(zhì)特征

3.1 火山角礫巖筒活動史及形成機(jī)制

下坑火山角礫巖筒是蔣村破火山口返回再生時期發(fā)生的一個寄生火山口,它形成于晚侏羅世,即在破火山口復(fù)活之區(qū)域構(gòu)造以后,地下殘余巖漿室高粘滯度的熔漿中逸出的氣體,集中在區(qū)域格子狀構(gòu)造的結(jié)點附近,構(gòu)造活動增強(qiáng),地應(yīng)力釋放,大量集中在熔漿頂部或上部的氣體攜帶著熔漿物質(zhì),沖碎圍巖,噴出地表,形成大量復(fù)雜成分的具有熔漿條帶的流紋質(zhì)火山集塊角礫巖與流紋質(zhì)含礫晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r,即早期巖筒(YT1)。

早期巖筒形成以后,殘余熔漿再次沿早期巖筒的通道上升,由于溫度、壓力條件的改變,熔漿開始凝固,當(dāng)它沒有完全凝固的時候,由于內(nèi)部氣體的不斷聚集,當(dāng)內(nèi)壓大于外壓時,在地下一定深度發(fā)生爆炸,把已凝固的熔巖震碎,而形成隱爆霏細(xì)角礫巖、英安流紋角礫巖,即晚期巖筒 (YT2)。兩期角礫巖筒的形成模式見圖 3。

3.2 火山角礫巖筒地質(zhì)特征

下坑火山角礫巖筒嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制,出露于 F1,F2與 F4兩組斷裂構(gòu)造的復(fù)合部位,地表出露長約 800 m,寬約 150～200 m,在平面上呈一北西西-南東東展布的長橢圓形,地表出露最高標(biāo)高 180 m。火山角礫巖筒地表界線較規(guī)則,但深部形態(tài)較為復(fù)雜,呈枝叉狀,與圍巖交織復(fù)合。

該巖筒由早、晚兩期組成,早期為爆發(fā)形成,晚期為隱爆形成,主要特征簡述如下:

(1)早期巖筒 (YT1)。由外部相 (YT1-ta)和內(nèi)部相 (YT1-vb)組成,兩者呈漸變過渡關(guān)系。

圖3 早晚期爆發(fā)隱爆角礫巖筒形成模式示意圖Fig.3 The first outbreak of the cryptoexp l o sive late breccias chi mney that the fo r m ing a pattern of diagram

外部相(YT1-ta)。巖性為流紋質(zhì)火山集塊角礫巖,根據(jù)角礫、集塊含量多少分為流紋質(zhì)火山集塊巖或角礫集塊巖 (YT1-ta1)、流紋質(zhì)火山角礫巖或集塊角礫巖 (YT1-ta2)、流紋質(zhì)火山角礫凝灰?guī)r或集塊角礫凝灰?guī)r(YT1-ta3)三種巖性。角礫、集塊成分為形狀復(fù)雜的凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖、霏細(xì) (斑)巖;角礫和集塊大小不等,一般多在幾毫米或幾厘米,個別大者可達(dá) 1～2 m,甚至數(shù)米。膠結(jié)物為流紋質(zhì)火山碎屑物(包括晶屑 、玻屑及火山灰)。為本區(qū)主要賦礦部位之一。

內(nèi)部相 (YT1-vb)。巖性為流紋質(zhì) (含礫)熔結(jié)凝灰?guī)r。組成巖石的碎屑有晶屑、少量玻屑,晶屑為長石、石英;玻屑已脫?；?巖石中含少量漿屑條帶,熔結(jié)現(xiàn)象明顯。膠結(jié)物為火山灰。巖石中含少量的角礫,成分為凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖、霏細(xì) (斑)巖,磨園度稍好。

(2)晚期巖筒 (YT2)。由外部相 (YT2-ζ λ△)和內(nèi)部相 (YT2-υ π△)組成,兩者也呈漸變過渡關(guān)系。

外部相(YT2-ζ λ△)。根據(jù)巖石是否震碎、有否角礫及膠結(jié)物的特征,巖性分為英安流紋角礫巖、英安流紋巖。英安流紋角礫巖呈角礫狀構(gòu)造,角礫含量不均勻,一般在 30%～40%左右,最高可達(dá)70%～80%,成分以英安流紋巖為主,多呈棱角-次棱角狀,為一些不規(guī)則的四邊形、菱形、三角形,粒徑一般在 3～4 mm左右,大者可達(dá) 5～6 cm,個別達(dá) 20 cm以上(集塊)。膠結(jié)物為同成分的英安流紋巖,以充填式膠結(jié)。角礫英安流紋巖呈斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,斑晶含量約在 3%～5%左右,主要以斜長石為主,部分已水云母化,粒徑一般在 1～2.5 mm左右;基質(zhì)呈霏細(xì)-隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),由粒度極細(xì)的長石、石英礦物集合體組成,相互緊密鑲嵌排列。巖石局部水云母化。英安流紋巖的特征與角礫英安流紋巖特征基本相同。

內(nèi)部相(YT2-υ π△)。根據(jù)巖石是否震碎、有否角礫及膠結(jié)物,巖性分為霏細(xì)角礫巖、霏細(xì)(斑)巖。霏細(xì)角礫巖呈角礫狀構(gòu)造,角礫含量一般在 30%～50%左右,最高可達(dá) 70%以上,成分以霏細(xì)斑巖為主,另有少量的凝灰?guī)r、粉砂巖,多呈棱角-次棱角狀,為一些不規(guī)則的四邊形、菱形、三角形,粒徑一般在 3～4 mm左右,大者可達(dá) 4～5 cm,個別達(dá) 20 cm以上 (集塊)。角礫間被以英安流紋巖、凝灰質(zhì)碎屑為主硅質(zhì)為次等物充填膠結(jié)。角礫霏細(xì)斑巖呈斑狀結(jié)構(gòu),斑晶含量約在 3%～4%左右,主要為斜長石、鉀長石,呈次棱角狀,粒徑一般在 0.5～2.5 mm之間?；|(zhì)呈霏細(xì)-隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),由粒度極細(xì)的長石、石英礦物集合體組成,相互緊密鑲嵌排列。巖石局部水云母化。霏細(xì)(斑)巖的特征與角礫霏細(xì)巖基本同,為本區(qū)主要賦礦部位之一,鈾鉬礦化賦存于角礫巖的膠結(jié)物中。

4 鈾鉬礦化控制因素及礦化富集規(guī)律

4.1 鈾鉬礦化控制因素

本區(qū)鈾鉬礦化主要受巖性、斷裂構(gòu)造及火山角礫巖筒及圍巖蝕變等諸多因素的控制。

火山角礫巖筒是區(qū)內(nèi)鈾鉬礦化的最重要的控制因素,是鈾鉬礦化的賦存場所。區(qū)內(nèi)共分布有下坑巖筒等大小五個巖筒。調(diào)查表明,僅有下坑巖筒是由早、晚二期疊加形成的復(fù)式火山角礫巖筒,是礦床的主要定位構(gòu)造,礦體也僅產(chǎn)于該復(fù)式火山角礫巖筒中,其它單期形成的火山角礫巖筒不利于鈾鉬礦化的發(fā)育和產(chǎn)出。

斷裂構(gòu)造是重要的控礦構(gòu)造,它不僅控制了火山角礫巖筒的定位和發(fā)育,同時也控制了區(qū)內(nèi)鈾鉬礦化的發(fā)育。下坑火山角礫巖筒發(fā)育于北西向和北東向兩組斷裂構(gòu)造的交匯復(fù)合處,鈾鉬礦化的發(fā)育也明顯受構(gòu)造的控制,礦床主礦體則產(chǎn)于北西向F1斷裂構(gòu)造的上盤,其它節(jié)理、裂隙密集發(fā)育部位也往往是礦體賦存的有利部位。

鈾鉬礦化對巖性有一定的選擇性。工程揭露的見礦情況表明,主要的賦礦巖性為流紋質(zhì)火山集塊角礫巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、霏細(xì)角礫巖,其次為霏細(xì)斑巖、流紋質(zhì)粗晶屑凝灰?guī)r。礦化主要賦存于巖石的膠結(jié)物中,膠結(jié)物破碎、疏松對成礦有利,同時礦化對角礫巖角礫粒度有一定的選擇性,一般角礫粒徑為 3～30 mm對成礦有利。

區(qū)內(nèi)熱液活動強(qiáng)烈,圍巖蝕變較為發(fā)育。強(qiáng)烈的熱液活動有利于成礦元素活化、遷移,更重要的是圍巖蝕變作用改變了圍巖的物理、化學(xué)性質(zhì),使巖石的孔隙度增大,也促進(jìn)微裂隙的發(fā)育,有利于礦液運移、沉淀富集。區(qū)內(nèi)赤鐵礦、金屬硫化物化等蝕變與成礦關(guān)系較為密切,多種熱液蝕變的疊加往往形成富礦體。

4.2 礦化富集規(guī)律

鈾鉬礦化的賦礦主巖為集塊角礫巖和隱爆角礫巖,主要巖性有流紋質(zhì)火山集塊角礫巖、霏細(xì)角礫巖、霏細(xì)斑巖、流紋質(zhì)粗晶屑凝灰?guī)r等。其中微裂隙發(fā)育、膠結(jié)物破碎的地段,是鈾鉬礦化的富集的有利地段。

鈾鉬礦化受巖筒邊界接觸帶斷裂構(gòu)造和巖筒內(nèi)較為發(fā)育的裂隙構(gòu)造以及不同巖性界面的控制。鈾鉬礦化在空間上主要分布于北西向 F1斷裂構(gòu)造上盤(即火山角礫巖筒的下界面)或早期巖筒與晚期巖筒接觸部位或附近。巖筒上界面 (F2斷裂)礦化不發(fā)育。

鈾鉬礦化主要受二期爆發(fā) (隱爆)疊加形成的火山角礫巖筒控制,礦床的大部分礦體產(chǎn)于巖筒中,遠(yuǎn)離巖筒基本無鈾鉬礦化發(fā)育。

蝕變作用強(qiáng)烈地段鈾鉬礦化發(fā)育,膠狀黃鐵礦化、赤鐵礦化、金屬硫化物礦化發(fā)育地段,鈾鉬礦化往往較為富集。

本次勘查表明,鈾鉬礦化的產(chǎn)出標(biāo)高具有一定的規(guī)律,礦體大多賦存于標(biāo)高 230～-180 m范圍內(nèi),尤其在 0 m標(biāo)高上下鈾鉬礦化最為集中和富集。

5 結(jié)語

蔣村鈾鉬礦床是一個受斷裂構(gòu)造與火山角礫巖筒構(gòu)造復(fù)合控制的礦床。區(qū)內(nèi)發(fā)育的北東向和北西向兩組斷裂構(gòu)造及火山角礫巖筒構(gòu)造是鈾鉬礦化最重要的控礦構(gòu)造,它們是鈾鉬礦床的定位構(gòu)造。鈾鉬礦體(化)主要賦存于兩條北西向斷裂構(gòu)造(F1,F2)夾持所控制的火山角礫巖筒內(nèi),嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造及火山角礫巖筒構(gòu)造的雙重控制。鈾鉬礦體(化)的賦礦圍巖主要為流紋質(zhì)火山集塊角礫巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、霏細(xì)角礫巖、霏細(xì)斑巖等,鈾鉬礦物主要產(chǎn)于其膠結(jié)物中。鈾鉬礦體空間分布上具有一定的賦存規(guī)律,主要產(chǎn)于火山角礫巖筒的下界面、早期巖筒與晚期巖筒接觸部位附近、早晚期巖筒內(nèi)部裂隙發(fā)育部位。主要發(fā)育于各種蝕變作用(如膠狀黃鐵礦化、赤鐵礦化、金屬硫化物礦化等)強(qiáng)烈地段。

區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件較為有利,仍有一定的找礦潛力和遠(yuǎn)景,今后可以進(jìn)一步投入適當(dāng)?shù)墓ぷ髁?擴(kuò)大該礦床規(guī)模。

該類型鈾鉬礦是一個與火山角礫巖筒有關(guān)的中-低溫?zé)嵋盒外欍f礦床,是目前浙江省內(nèi)一個新的鈾鉬礦類型,對于今后在省內(nèi)廣泛發(fā)育的火山巖地區(qū),尋找同類型的鈾鉬礦將具有重要的找礦指導(dǎo)意義。

浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)局.1989.浙江省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社.

Geological Characteristic and Ore-controlling Factors of Uranium-Molybdenum Deposit in Ji angcun,Zhejiang Provi nce

JIN Miao-zhang(Geologic PartyNo.269,Nuclear Industry of Zhejiang Province,Jinhua,ZJ 321000,China)

The geological features ofmineralization and for mation of volcanic breccia of uranium-molybdenum deposit in Jiangcun,Zhejiang province are studied combining several year of field geological survey.The volcanic breccia in Xiakeng is a composite rock drum with combination of early and late stages.The early stage presents open-type eruption,and late stage closed,which is benefit to mineralization.In this study,the controlling factors and accumulation of uranium-Molybdenum deposit are analyzed.Results show the relationship between uraniummolybdenum mineralization and faults and volcanic breccia are close.The faulted structure and volcanic breccia play an important role in control action of uranium-molybdenum mineralization.

volcanic breccia;geological characteristic;controlling factors;accumulation pattern;uranium-Molybdenum deposit

P619.14 P618.65

A

1674-3504(2011)02-129-06

10.3969/j.issn.1674-3504.2011.02.005

2011-04-12

金淼張 (1966—),男,高級工程師,鈾礦地質(zhì)勘查專業(yè),長期從事鈾礦地質(zhì)勘查及科研工作。