下莊礦田魯溪地區(qū)鈾礦找礦前景分析

陳 翠， 馮志軍

(廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì)，廣東 廣州 510800)

下莊礦田是我國(guó)發(fā)現(xiàn)最早、規(guī)模最大的花崗巖型鈾礦田之一。位于貴東巖體東部，貴東巖體為印支-燕山復(fù)式花崗巖體。大地構(gòu)造位置處于華南后加里東隆起與湘、贛、粵北海西-印支拗陷帶的交接部位，屬于南嶺緯向巖漿巖的中帶，由魯溪巖體、下莊巖體、帽峰巖體、筍洞巖體、隘子巖體和司前巖體等組成。經(jīng)過(guò)多年工作，貴東巖體東部共發(fā)現(xiàn)18個(gè)鈾礦床，構(gòu)成了著名的“下莊礦田”。本文研究地區(qū)位于下莊礦田西南部，主要處于筍洞巖體內(nèi)(圖1)。

1 地質(zhì)背景

魯溪地區(qū)(含334礦床)位于下莊礦田西南部，主要處于筍洞巖體中，2003年以來(lái)不同的研究者采用不同的測(cè)試方法，重新對(duì)貴東巖體東部的巖體進(jìn)行了年代學(xué)測(cè)定，測(cè)試結(jié)果顯示，其中的筍洞巖體屬于燕山早期巖體，成巖年齡為(189.1±0.7)Ma(杜樂(lè)天，2001)。筍洞巖體主要由中粒黑云母花崗巖組成，局部為中粗粒黑云母花崗巖，普遍發(fā)育絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化等圍巖蝕變。

下莊礦田內(nèi)基性巖脈(主要為輝綠巖)十分發(fā)育，主要有北西西向、北北東向和北東東向三組(圖2)。其中北西西向魯溪-仙人嶂輝綠巖組與中心段輝綠巖組橫貫魯溪地區(qū)。魯溪-仙人嶂輝綠巖組走向 270°～300°，傾向 NE，傾角70°～85°，長(zhǎng)約8 000 m，寬在5～100 m之間，中部收攏，東西兩端撇開(kāi)，結(jié)構(gòu)面呈舒緩波狀，局部為鋸齒狀，見(jiàn)片理化，局部充填角礫巖;中心段輝綠巖組產(chǎn)狀走向?yàn)?70°～285°，傾向 NE，傾角為 65°～80°，長(zhǎng)約 8 000 m，寬10～40 m，形態(tài)較分散，結(jié)構(gòu)面呈舒緩波狀，局部“S”狀扭轉(zhuǎn)、鋸齒狀。

區(qū)內(nèi)北北東向斷裂構(gòu)造強(qiáng)烈發(fā)育，主要為新橋-下莊硅化斷裂帶及其下盤一系列次級(jí)構(gòu)造。

新橋-下莊硅化斷裂帶是區(qū)內(nèi)主要成礦構(gòu)造。產(chǎn)狀走向15°～40°，傾向 NW(SE)，傾角為75°～85°，區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)約4 000 m，寬1～20 m，呈分支復(fù)合。該斷裂帶有東西向、北東向扭裂隙組成，局部充填輝綠巖脈。

其下盤主要次級(jí)構(gòu)造主要有:北北東向的303、301、302硅化組帶，S8號(hào)帶等;北東向的 S9、S10、S11硅化帶等;近南北向的15、16號(hào)硅化帶。新橋-下莊硅化斷裂帶及其下盤主要次級(jí)構(gòu)造與北西西向的魯溪-仙人嶂輝綠巖組相交。其相交復(fù)合部位是鈾成礦的有利部位。

圖1 貴東花崗巖體地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 The geologic map of Guidong granite body

2 成礦條件

張展適等(2005)通過(guò)研究下莊礦田不同花崗巖體的主量元素含量及參數(shù)，指出下莊巖體、筍洞巖體均富鋁、硅和堿，A/CNK大于1.1，屬于強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖。具有U含量高、Th/U比值低及巖體中晶質(zhì)鈾礦含量高等特點(diǎn)(程華漢等，2000)。通過(guò)野外觀察、室內(nèi)顯微鏡研究表明，下莊礦田成礦最好的帽峰巖體和下莊巖體普遍發(fā)生較強(qiáng)的蝕變作用，蝕變作用使巖體晶質(zhì)鈾礦發(fā)生明顯的溶蝕，使之表面出現(xiàn)凹凸不平、粗糙等現(xiàn)象(鄧平等，2003)。杜樂(lè)天等查明晶質(zhì)鈾礦占了花崗巖全巖鈾的85%以上(張珂等，2011)，說(shuō)明花崗巖中的晶質(zhì)鈾礦是鈾成礦的鈾源。程華漢等進(jìn)行的裂變徑跡研究表明，鈾是由黑云母蝕變成綠泥石的過(guò)程中釋放出來(lái)的，并被新生成的綠泥石等礦物所吸附(張展適等，2005)。這同樣說(shuō)明鈾來(lái)自花崗巖，且只有經(jīng)歷較強(qiáng)蝕變作用才能改變花崗巖中鈾的賦存狀態(tài)，使其由固態(tài)變成活性。

綜上所述，經(jīng)歷較強(qiáng)蝕變作用的強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖，是下莊花崗巖體形成鈾礦前提條件。魯溪地區(qū)位于貴東巖體東南內(nèi)接觸帶——筍洞巖體內(nèi)，筍洞巖體化學(xué)特征屬于強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖，且普遍發(fā)育絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化等蝕變作用。故筍洞巖體有較好的成礦物質(zhì)基礎(chǔ)。

此外，魯溪地區(qū)構(gòu)造十分發(fā)育，北西西向的基性巖脈——魯溪-仙人嶂輝綠巖脈橫貫魯溪地區(qū)，北北東向的下莊硅化斷裂帶及其下盤次級(jí)構(gòu)造與之相交匯。張珂等(2011)指出，下莊礦田的含鈾熱液沿北西西向基性巖脈(魯溪-仙人嶂輝綠巖脈)斷裂運(yùn)移距離較小;同時(shí)，由于北東 北東東向斷裂規(guī)模不大(301號(hào)帶)，容易構(gòu)成容礦構(gòu)造;而北北東向斷裂規(guī)模較大(下莊硅化斷裂帶)，形成含礦熱液的主要運(yùn)移通道，是下莊礦田的重要導(dǎo)礦構(gòu)造(張成江，1990)。故可推測(cè)，當(dāng)沿下莊硅化斷裂帶向上運(yùn)移的含礦熱液遇到魯溪 仙人嶂輝綠巖脈時(shí)，便于鈾被還原而富集，含礦熱液進(jìn)入301等硅化帶時(shí)，鈾被“擁堵”而滯留，兩者均是成礦的有利部位。前人研究得出，這一期間具有四次重要的拉張活動(dòng)，其時(shí)代分別距今 140 Ma，124 Ma，90 Ma，140 Ma(李獻(xiàn)華，1990，1992;李獻(xiàn)華等，2007)，經(jīng)研究 335礦床的成礦年齡為(93.4±2.1)Ma，該年齡介于105 Ma和90 Ma之間，說(shuō)明該次鈾成礦與90 Ma左右的拉張活動(dòng)有關(guān)，而其中337礦床的成礦年齡為135 Ma，說(shuō)明成礦年代與拉張活動(dòng)之間存在滯后現(xiàn)象(朱捌等，2006)。說(shuō)明基性巖漿活動(dòng)與鈾成礦存在同期或者先于鈾成礦活動(dòng)可能。

圖2 魯溪地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.2 The geologic map of Luxi area

3 成礦類型

魯溪地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的334礦床，最初定為硅化帶型鈾礦床。礦體在空間上嚴(yán)格受硅化帶控制，主要產(chǎn)出于301號(hào)帶下盤。礦體呈透鏡狀，長(zhǎng)度一般為20～47 m，真厚度一般為1～5 m，礦石類型主要為瀝青鈾礦-方解石型;熱液蝕變主要有赤鐵礦化、硅化、黃鐵礦化、綠泥石化和粘土化等。

隨著1970年代“交點(diǎn)”控礦類型的突破與發(fā)展、認(rèn)識(shí)的深化。經(jīng)過(guò)新一輪鉆探揭露，在下莊硅化斷裂帶下盤次級(jí)構(gòu)造301、303號(hào)斷裂帶與魯溪-仙人嶂輝綠巖交匯部位發(fā)現(xiàn)了“交點(diǎn)”礦?！敖稽c(diǎn)”型鈾礦形成原理如下:

來(lái)自上地慢的中基性巖漿，攜帶富CO2熱液，在上升侵入過(guò)程中活化富含鈾的花崗巖;而當(dāng)晚期富硅質(zhì)堿質(zhì)構(gòu)造熱液活動(dòng)發(fā)生時(shí)，在大氣和降水作用下，花崗巖的物理化學(xué)條件產(chǎn)生改變，輝綠巖中的FeO是鈾很好的還原劑，從而易形成富大鈾礦。

①在北西西向深大斷裂控制下，類似大陸玄武巖漿沿構(gòu)造上升侵位形成中基性巖脈，溝通了地幔與地殼淺部，連通了熱液循環(huán)系統(tǒng)，帶來(lái)了深源物質(zhì)和熱源，促進(jìn)了鈾的成礦熱液形成。

②脈巖漿在地幔條件下富含CO2接近飽和狀態(tài)，上升侵位時(shí)釋放出大量富含CO2的流體，在輝綠巖中形成1～2 mm眼球狀碳酸鹽礦物和綠泥石組成體;在近巖脈花崗巖中碳酸巖化，隨遠(yuǎn)離巖脈而逐漸減弱，消失規(guī)律性，明顯為成礦期熱液活動(dòng)提供∑CO2，成為熱液侵出已固花崗巖中四價(jià)鈾的主要絡(luò)合劑的來(lái)源。

③輝綠巖脈的鈾含量平均值較高，富鈾系數(shù)達(dá)6.98，同時(shí)與 Cu，Pb，Zn 關(guān)系最密切，相關(guān)系數(shù)0.96，鈾的高密度富集提供了鈾源，這表明:當(dāng)巖漿上升侵位過(guò)程中，圍巖中鈾與銅、鉛、鋅活動(dòng)組分一起進(jìn)入結(jié)果，對(duì)鈾成礦有利。

④脈巖機(jī)械物理性質(zhì)與花崗巖石差異很大，在構(gòu)造影響下，很容易破碎，產(chǎn)生裂隙為成礦熱液活動(dòng)及鈾沉淀提供足夠的空間場(chǎng)地。

“交點(diǎn)”型鈾礦定位于構(gòu)造與輝綠巖脈相交部位，礦體嚴(yán)格受構(gòu)造與輝綠巖脈復(fù)合軌跡控制，輝綠巖的厚度往往與礦體的長(zhǎng)度一致。

本區(qū)產(chǎn)出“交點(diǎn)”型礦體受反接及重接復(fù)合軌跡控制，礦體呈薄板狀賦存于構(gòu)造帶內(nèi)與上下盤附近，品位較高，較大礦體較穩(wěn)定，小礦體平行于較大礦體成群產(chǎn)出。礦石類型主要為瀝青鈾礦 石英赤鐵礦型、瀝青鈾礦-碳酸鹽螢石型和瀝青鈾礦 石英黃鐵礦絹云母型;常見(jiàn)礦石結(jié)構(gòu)有膠狀、球粒狀、腎狀和葡萄狀等;熱液蝕變主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、碳酸鹽化和螢石化等。

4 成礦潛力分析

魯溪地區(qū)同時(shí)存在硅化帶型與“交點(diǎn)”型兩種鈾礦化。前人在301號(hào)帶淺部皆發(fā)現(xiàn)了硅化帶型鈾礦體，而301號(hào)帶北段與輝綠巖脈交匯部位，共圈出五個(gè)“交點(diǎn)”型鈾礦體，提交了遠(yuǎn)景儲(chǔ)量。由于構(gòu)造規(guī)模較大、礦體沿傾向方向沿深穩(wěn)定，且礦體規(guī)模較大、品位較富，故推測(cè)其深部存在較大的找礦空間。301號(hào)斷裂帶東西兩端的302、303號(hào)帶(與301號(hào)斷裂帶近等間距展布)通過(guò)淺部初步揭露，均存在硅化帶型鈾礦化。此外，302和303號(hào)斷裂帶均與魯溪-仙人嶂輝綠巖組相交，通過(guò)淺鉆揭露見(jiàn)到較強(qiáng)鈾礦化。依據(jù)下莊礦田“交點(diǎn)型”鈾礦化的成礦規(guī)律，推測(cè)302和303號(hào)斷裂帶帶與輝綠巖脈交切復(fù)合部位存在“交點(diǎn)”型鈾礦化;由于鉆孔控制深度較淺、勘查網(wǎng)度較稀，推測(cè)其深部具有較大的找礦空間。

而北東東向的S8、S9號(hào)帶等與輝綠巖脈交匯部位有綜合暈圈存在，16號(hào)硅化帶地表有礦化顯示。這些點(diǎn)帶地表工作程度較高，但缺乏深部揭露。故該區(qū)點(diǎn)帶值得進(jìn)一步工作，以探測(cè)深部是否存在盲礦體。

近年施工的鉆孔 ZK46-1、ZK54-1在 －150 ～－280 m標(biāo)高段分別見(jiàn)有三段“硅化帶”型工業(yè)鈾礦化(圖3)。

其中2008年施工的 ZK46-1孔在 －150 m、－168 m和－185 m標(biāo)高處分別見(jiàn)到較好的工業(yè)鈾礦段，揭露了下莊斷裂帶深部硅化帶型鈾礦化的情況。分析認(rèn)為下莊斷裂帶不僅是導(dǎo)礦構(gòu)造，更是含礦構(gòu)造，且具有蝕變場(chǎng)厚、多期次活動(dòng)和多層礦化的特點(diǎn)。這一發(fā)現(xiàn)，為該地區(qū)新一輪找礦突破提供了依據(jù)。

綜上所述，本區(qū)處于強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖中，經(jīng)歷了較強(qiáng)的絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化等蝕變作用，有較好的成礦物質(zhì)基礎(chǔ)。且該區(qū)構(gòu)造斷裂十分發(fā)育，北西西向的基性巖脈——魯溪-仙人嶂輝綠巖脈是該區(qū)成礦圍巖，橫貫該區(qū)，地表出露規(guī)模大、分布廣。同時(shí)，下莊硅化斷裂帶及其下盤次級(jí)構(gòu)造都與之反接復(fù)合。這一系列反接復(fù)合部位都是“交點(diǎn)”型鈾礦化有利部位，十分值得進(jìn)一步工作。因此，筆者認(rèn)為魯溪地區(qū)具有較大的找礦前景，具有發(fā)展成為小-中型鈾礦產(chǎn)地的潛力。

圖3 下莊斷裂帶縱投影圖Fig.3 Vertical map of Xiazhuang fault

5 結(jié)論

(1)魯溪地區(qū)的筍洞巖體屬于強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖，具有U含量高、Th/U比值低及巖體中晶質(zhì)鈾礦含量高等特點(diǎn)，且普遍發(fā)育絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化等蝕變作用，花崗巖中的活性鈾是成礦的鈾源。故魯溪地區(qū)具有較好的鈾成礦物質(zhì)來(lái)源。

(2)魯溪地區(qū)構(gòu)造發(fā)育，北西西向基性巖脈橫貫該區(qū)，地表出露規(guī)模大;北北東向的下莊硅化斷裂帶規(guī)模較大，且其下盤次級(jí)構(gòu)造十分發(fā)育，并都與北西西向基性巖脈存在相交匯部位。

(3)魯溪地區(qū)同時(shí)存在硅化帶型與“交點(diǎn)”型兩種成礦類型，為該區(qū)找礦方向提供了多樣性。較好的巖石化學(xué)條件與構(gòu)造條件，說(shuō)明魯溪地區(qū)存在較大的找礦前景。

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