揚(yáng)子陸塊區(qū)東南緣碳硅泥巖型鈾礦床與斷陷紅盆控礦機(jī)制

張字龍，漆富成，何中波，李治興，王文全，于金水

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029）

揚(yáng)子陸塊區(qū)東南緣碳硅泥巖型鈾礦床與斷陷紅盆控礦機(jī)制

張字龍，漆富成，何中波，李治興，王文全，于金水

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029）

揚(yáng)子陸塊區(qū)東南緣是碳硅泥巖型鈾礦床的重要礦集區(qū)，其中沉積-外生改造型和沉積-熱液疊加改造型鈾礦床均分布在斷陷紅盆邊緣或附近。通過(guò)紅盆與碳硅泥巖型鈾礦床分布規(guī)律的研究，提出了碳硅泥巖型鈾礦床與紅盆邊緣斷裂的溝通效應(yīng)和控礦機(jī)制，旨在強(qiáng)調(diào)紅盆在找礦實(shí)踐中的權(quán)重。

碳硅泥巖型鈾礦床；斷陷紅盆；控礦機(jī)制

碳硅泥巖型鈾礦床系指產(chǎn)于未變質(zhì)或弱變質(zhì)海相碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、泥巖及其過(guò)渡型巖類中的鈾礦床［1］。我國(guó)華南廣泛分布碳硅泥巖型鈾礦床，其中揚(yáng)子陸塊區(qū)東南緣就是其中一重要區(qū)域。該區(qū)域構(gòu)成陸緣裂陷、深斷裂帶成礦體系，其成礦作用與沉積成巖作用和熱水沉積作用有關(guān)［2］，由晚震旦世—早寒武世硅質(zhì)磷塊巖、碳質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)巖組成的碳硅泥巖型鈾礦賦存層位。在后期外生改造成礦過(guò)程中，斷陷紅盆對(duì)鈾成礦起到非常重要的作用，即碳硅泥巖型鈾礦床在成礦的 “源-運(yùn)-導(dǎo)-集-?！钡倪^(guò)程中，無(wú)不受紅盆的影響。前人對(duì)我國(guó)碳硅泥巖型鈾礦床曾進(jìn)行過(guò)大量研究，并總結(jié)出了許多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)［1-12］。筆者通過(guò)論述斷陷紅盆與鈾成礦關(guān)系的研究，旨在強(qiáng)調(diào)紅盆在找礦實(shí)踐中的權(quán)重。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)環(huán)境

揚(yáng)子陸塊區(qū)東南緣主要包括黔中、湘西、湘中和桂北等地區(qū)，是我國(guó)重要碳硅泥巖型鈾礦床產(chǎn)出區(qū)域之一。區(qū)內(nèi)出露地層為：冷家溪群、板溪群、震旦系、寒武系、奧陶系和志留系，少量泥盆系—二疊系。中新生界主要為白堊系—第四系。區(qū)域地層展布明顯受雪峰山古隆起控制，以冷家溪群、板溪群及震旦系為核心的向西凸出的弧形隆起為本區(qū)基底構(gòu)造形態(tài)，古生界多圍繞弧形隆起邊緣斷續(xù)分布。一系列NNE向展布的復(fù)背斜、復(fù)向斜和NNE向斷裂構(gòu)成區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造形態(tài)，并控制著斷陷紅盆的分布（圖1）。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)與巖漿巖發(fā)育，為多期次復(fù)式巖體。主要出露于南部、東北部和東南部。區(qū)內(nèi)溈山印支—燕山期復(fù)式巖體、白馬山巖體、苗兒山、越城嶺多期侵入的復(fù)式巖體，是該區(qū)斷陷紅盆溝通深部熱液的主要?jiǎng)恿υ础?/p>

區(qū)內(nèi)出露的地層中，上震旦統(tǒng)、下寒武統(tǒng)既是重要的鈾源層，又是主要的含礦層。含礦巖性主要為薄層硅質(zhì)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖夾碳質(zhì)頁(yè)巖、碳質(zhì)硅質(zhì)巖等。另外，研究區(qū)東南部還出露有小面積的泥盆系、石炭系和二疊系地層，部分層位也是重要含礦層。

圖1 揚(yáng)子陸塊區(qū)東南緣斷陷紅盆與碳硅泥巖型鈾礦床分布圖Fig.1 Distribution sketch of carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposits and down-faulted red basins at the southeastern margin of Yangzi continental block

已發(fā)現(xiàn)的鈾礦床分布與斷陷紅盆的分布有密切關(guān)系，鈾礦床主要分布于斷陷紅盆邊緣至20 km范圍內(nèi)（圖1），因此，研究斷陷紅盆與鈾成礦的關(guān)系，對(duì)指導(dǎo)鈾礦找礦工作具有重要意義。

2 紅盆邊緣斷裂的溝通效應(yīng)

揚(yáng)子陸塊區(qū)東南緣碳硅泥巖型鈾礦床與紅盆邊緣斷裂的溝通效應(yīng)有3類（表1）。

2.1 紅盆邊緣斷裂溝通層間破碎帶

紅盆邊緣斷裂溝通層間破碎帶加劇了層間斷裂的發(fā)育，為成礦溶液的活動(dòng)和礦體的賦存提供了良好的空間，對(duì)鈾的淋積、遷移、濃縮富集成礦都是極為有利的。

研究發(fā)現(xiàn)，大量鈾礦床的空間定位與紅盆邊緣斷裂溝通層間破碎帶有關(guān)，礦床受順層破碎帶或?qū)娱g裂隙控制，礦體分布于順層破碎帶或?qū)娱g裂隙構(gòu)造中。如溆浦盆地，總體受洪江—溆浦—安化斷裂帶和溆浦—五團(tuán)斷裂帶聯(lián)合控制，與區(qū)域系列緊密線型褶皺及斷裂構(gòu)造形成統(tǒng)一的地質(zhì)構(gòu)造體系。由于在震旦紀(jì)—寒武紀(jì)時(shí)形成了重要的鈾源層，并在局部地區(qū)形成同生沉積成巖型鈾礦化層，燕山期巖漿-構(gòu)造作用的影響形成復(fù)式褶皺和層間構(gòu)造破碎帶，在紅盆邊緣具備斷裂溝通層間破碎帶條件的前提下，含鈾、含氧地下水在沿層間構(gòu)造破碎帶下滲過(guò)程中發(fā)生淋積作用，在氧化還原過(guò)渡帶鈾沉淀富集，鈾礦體產(chǎn)于層間破碎角礫巖帶、后期構(gòu)造應(yīng)力釋放區(qū)（主斷裂拐彎部位）。目前發(fā)現(xiàn)的老臥龍、永豐、巖灣、奎溪坪、統(tǒng)溪河鈾礦床就定位于盆地的邊緣（圖2）。

2.2 紅盆邊緣斷裂溝通深部含礦熱液

紅盆邊緣斷裂溝通深部含礦熱液，沿?cái)嗔焉仙?、萃取成礦組分的成礦熱液，為多期次、多階段鈾的疊加富集提供了地質(zhì)條件。研究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有沉積-熱液疊加改造碳硅泥巖型鈾礦床后期鈾富集均離不開(kāi)溝通深部含礦熱液的成礦作用。如鏟子坪礦床（圖3），該礦床屬典型的沉積-熱液疊加改造型鈾礦床，鈾源一部分來(lái)自于地層預(yù)富集；另一部分則主要來(lái)自深部及周邊巖體。雖然鈾礦體主要受F2斷裂帶和含礦層聯(lián)合控制，但F1斷裂對(duì)鈾成礦起到舉足輕重的作用。燕山期花崗巖侵入巖體及石英、螢石等熱液脈體在該斷裂帶的上盤(pán)廣為發(fā)育，表明F1斷裂控制著燕山晚期的巖漿熱液活動(dòng)。因此，它也成為溝通深部熱源和成礦物質(zhì)的通道，含礦熱液在上升的過(guò)程中不斷萃取圍巖中的鈾質(zhì)，從而進(jìn)一步豐富了鈾源，并提供大量的熱能，加速了成礦作用［12］，為斷陷紅盆邊緣斷裂溝通深部含礦熱液、形成沉積-熱液疊加改造型鈾礦床創(chuàng)造了控礦效應(yīng)。

表1 揚(yáng)子陸塊區(qū)東南緣碳硅泥巖型鈾礦床與紅盆邊緣斷裂溝通效應(yīng)Table1 Connective effect of carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposit to the fault at the margin of red basins at the southeastern margin of Yangtze continental block

圖2 溆浦?jǐn)嘞菁t盆邊緣鈾礦床（點(diǎn)）分布圖Fig.2 Distribution sketch of uranium deposits（occurrences）at the margin of Xupu down-faulted red basins

2.3 紅盆斷裂構(gòu)建礦質(zhì)運(yùn)移通道

紅盆發(fā)育于深大斷裂附近，其構(gòu)造有利于含鈾地下水的運(yùn)移，也為溝通深部成礦熱液的上升提供了運(yùn)移通道。

切穿碳硅泥巖含鈾建造的深大斷裂控制著鈾成礦作用和鈾礦床的產(chǎn)出定位，同時(shí)也控制著古地?zé)岙惓^(qū)、古溫泉、現(xiàn)代地?zé)岙惓^(qū)、溫泉等構(gòu)造熱液和熱水的活動(dòng)。中國(guó)重要地?zé)岙惓^(qū)深大斷裂是含鈾熱液上升和地下熱水滲透的良好通道，深大斷裂及其派生的次級(jí)斷裂、層間破碎帶型斷裂，以及聯(lián)合斷裂型破碎帶是鈾疊加成礦的有效空間。

鏟子坪礦床F1斷裂作為斷陷紅盆邊緣斷裂，成為構(gòu)建礦質(zhì)運(yùn)移通道的導(dǎo)礦斷裂（圖3）。該斷裂切割了自基底至蓋層的各巖層，它最大限度地破碎鈾源層，既為底部熱液提供了上升的運(yùn)移通道，又為頂部地表水向下運(yùn)移提供了通道，為供給充足的成礦物質(zhì)創(chuàng)造了條件。

圖3 鏟子坪鈾礦床地質(zhì)剖面圖［12］Fig.3 Section of Chanziping uranium deposit［12］

3 紅盆與鈾成礦作用

3.1 紅盆與沉積-外生改造型鈾成礦作用

紅盆與沉積-成巖型鈾礦床在空間上沒(méi)有關(guān)系，而與沉積-外生改造型鈾礦床在空間上有著密切關(guān)系，一般該類型鈾礦床產(chǎn)于斷陷紅盆邊緣或附近，一般不超過(guò)20 km范圍。紅盆對(duì)沉積-外生改造型鈾成礦起作用，關(guān)鍵過(guò)程就在于外生改造階段。這是由于沉積-外生改造型鈾礦床在成礦過(guò)程中一般要經(jīng)歷早期鈾預(yù)富集階段（沉積-成巖階段）、中后期淋積疊加成礦階段。尤其在后期淋積疊加成礦階段，由于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使地殼隆起，同時(shí)斷陷紅盆也遭受風(fēng)化剝蝕，隨著燕山后期巖漿-構(gòu)造作用的影響，形成褶皺，發(fā)育走向斷層和層間構(gòu)造破碎帶，而含鈾、含氧地下水則沿層間構(gòu)造破碎帶在下滲過(guò)程中不斷發(fā)生淋積作用，并形成強(qiáng)氧化帶、弱氧化帶、氧化還原過(guò)渡帶和還原帶的淋積分帶，而最終在氧化還原過(guò)渡帶鈾沉淀富集成礦。

在外生改造過(guò)程中，紅盆所起到的關(guān)鍵作用一方面是紅盆邊緣斷裂溝通了層間破碎帶，極大地破碎了周邊富鈾地層或巖體，活化了鈾元素，并為含礦溶液的運(yùn)移提供了良好的通道，同時(shí)也為礦體的賦存提供了有利空間；另一方面是在紅盆形成時(shí)，盆地和盆地邊緣一般具備良好的氧化還原條件和水化學(xué)條件，這種良好的有利于鈾元素聚集的條件往往決定了鈾礦床的定位。另外，盆地內(nèi)部通常也具備這種條件，同時(shí)紅盆對(duì)形成的鈾礦床還起到良好的保護(hù)作用。

3.2 紅盆與沉積-熱液疊加改造型鈾成礦作用

熱液疊加改造鈾礦體形成前期主要是震旦紀(jì)—寒武紀(jì)時(shí)期形成重要的鈾源層，并在局部地區(qū)形成同生沉積成巖型鈾礦化層。燕山期巖漿-構(gòu)造作用的影響產(chǎn)生復(fù)式褶皺和層間、切層構(gòu)造破碎帶及斷裂夾持區(qū)，含鈾、含氧地下水在沿構(gòu)造破碎帶和斷裂夾持區(qū)的下滲過(guò)程中，從鈾源體（層）中淋出鈾，含鈾水在地下的運(yùn)移通道是地層中發(fā)育的各種斷裂構(gòu)造及孔隙帶。這些構(gòu)造在印支期、燕山期，直至喜山期的多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過(guò)程中形成。由于地?zé)嵩鰷?、?gòu)造錯(cuò)動(dòng)及花崗巖體中巖脈（主要為輝綠巖、花崗斑巖脈巖體）侵入，使地下水變成溫度較高的熱水，特別是紅盆邊緣斷裂溝通深部含礦熱液。這種熱液對(duì)已形成的鈾礦體進(jìn)行改造，使鈾活化并重新分配，部分鈾還可做短距離遷移。于是便形成了品位更富，疊加成礦的熱液鈾礦床。

紅盆對(duì)沉積-熱液疊加改造型鈾成礦作用的關(guān)鍵也是在后期改造過(guò)程中，紅盆邊緣斷裂溝通深部含礦熱液，使熱液沿?cái)嗔焉仙?，隨著運(yùn)移的過(guò)程不斷萃取成礦組分，為多期次、多階段鈾的疊加富集提供地質(zhì)條件。

4 結(jié)論

通過(guò)研究斷陷紅盆與碳硅泥巖型鈾礦床分布規(guī)律和紅盆控礦機(jī)制，可以得出以下認(rèn)識(shí)：（1）沉積-外生改造型鈾礦床和沉積-熱液疊加改造型鈾礦床與斷陷紅盆空間關(guān)系密切，礦床多分布在紅盆邊緣或附近，一般不超過(guò)20 km范圍。（2）碳硅泥巖型鈾礦床與紅盆邊緣斷裂的溝通效應(yīng)和控礦機(jī)制關(guān)鍵在于：紅盆邊緣斷裂溝通層間破碎帶或溝通深部含礦熱液，既為鈾源的鈾質(zhì)活化創(chuàng)造了條件，又為含鈾、含氧地下水及熱液提供了運(yùn)移通道，同時(shí)也為最終的鈾礦體提供了容礦空間。筆者認(rèn)為，紅盆對(duì)碳硅泥巖型鈾礦床在成礦的 “源-運(yùn)-導(dǎo)-集-?！边^(guò)程中，均起到了重要作用。

［1］ 黃世杰.碳硅泥巖型鈾礦找礦的地質(zhì)判據(jù)［C］//碳硅泥巖型鈾礦床論文集.北京：原子能出版社，1982:147-156.

［2］ 漆富成，張字龍，李治興，等.揚(yáng)子陸塊區(qū)東南緣黑色巖系鈾多金屬成礦體系和成礦機(jī)制［J］.鈾礦地質(zhì)， 2011， 27（3）:129-136.

［3］ 漆富成，張字龍，李治興，等.中國(guó)碳硅泥巖型鈾礦床時(shí)空演化規(guī)律［J］.鈾礦地質(zhì)，2011，28（2）:65-71.

［4］ 張待時(shí).中國(guó)碳硅泥巖型鈾礦床成礦規(guī)律探討［J］. 鈾礦地質(zhì)， 1994， 10（4）:207-219.

［5］ 連立祥.碳硅泥巖型鈾礦床的成礦作用與紅層（盆）的關(guān)系［J］.華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，1994，17（1）： 68-75.

［6］ 張萬(wàn)良.華南盆地與鈾礦保存［J］. 礦產(chǎn)與地質(zhì)，2007， 21（2）:118-121.

［7］ 劉桂華.華南碳硅泥巖型鈾礦床與斷陷帶傾伏地段的關(guān)系［J］.鈾礦地質(zhì)， 1985， 1（3）:19-25.

［8］ 黃凈白，黃世杰，張金帶，等.中國(guó)鈾成礦帶概論［M］.北京:中國(guó)核工業(yè)地質(zhì)局，2005.

［9］ 張金帶，戴民主，劉 翔，等.中南鈾礦地質(zhì)志［M］.北京:中國(guó)核工業(yè)地質(zhì)局，2005.

［10］趙鳳民.中國(guó)碳硅泥巖型鈾礦地質(zhì)工作回顧與發(fā)展對(duì)策［J］.鈾礦地質(zhì)， 2009， 25（2）:91-97.

［11］胡瑞忠，畢獻(xiàn)武，蘇文超，等.華南白堊—第三紀(jì)地殼拉張與鈾成礦的關(guān)系［J］.地學(xué)前緣，2004， 11（1）:153-160.

［12］陳一峰.鏟子坪礦床構(gòu)造特征［C］//碳硅泥巖型鈾礦床論文集.北京：原子能出版社，1980:117-128.

Ore-controlling mechanism of down-faulted red basins over carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposits at the southeastern margin of Yangtze continental block

ZHANG Zi-long， QI Fu-cheng， HE Zhong-bo，LI Zhi-xing，WANG Wen-quan，YU Jin-shui
（CNNC Key Laboratory of Uranium Resources Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

One of the important ore-concentrated areas of carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposits is the southeast continental margin of Yangtze plate. Sedimentary-exogenous transformation type and sedimentary-hydrothermal superimposed transformation type uranium deposits are always distributed at or near the edge of down-faulted red basins.By analyzing the relation of deposit distributions to down-faulted red basins，the connective effect and ore-controlling mechanism of carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposits are proposed with marginal fractures of red basins in the paper.

carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposit； down-faulted red basins；ore-controlling mechanism

P619.14；P598

A

1672-0636（2012）03-0125-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2012.03.001

2012-05-09；

2012-06-04

張字龍（1978—），男，內(nèi)蒙古呼盟人，碩士，工程師，主要從事沉積學(xué)與鈾礦地質(zhì)研究工作。E-mail:zzl99132@tom.com