淺談鄒家山—石洞斷裂帶成礦條件及其控礦特征

胡榮泉， 徐金山， 賈志遠， 汪擁軍， 余 水

(1.中核撫州金安鈾業(yè)有限公司，江西 撫州 344301;2.核工業(yè)270研究所，江西 南昌 330200)

相山礦田處于贛杭火山帶與贛中南花崗巖隆起帶的交匯部位，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，是一個典型的由區(qū)域性斷裂構(gòu)造與火山塌陷構(gòu)造復(fù)合控制的塌陷式火山盆地(圖1)。鄒家山—石洞斷裂帶(以下簡稱鄒—石斷裂帶)位于火山盆地西部，是貫穿礦田的主干斷裂帶，由幾條平行的北東向斷裂組成(魏祥榮等，2006;陳貴華等，1997;邵飛等，2008)。鄒—石斷裂帶是相山地區(qū)主要的控礦斷裂之一，全長約20 km，如果以其橫向影響范圍2 km來考慮，則它所控制的儲量約占相山鈾礦田總探明儲量的三分之二以上。因此，研究鄒—石斷裂帶及其對鈾礦床的控制作用，對相山礦田的重新評價、擴大外圍找礦空間和成礦背景等具有重要意義。

1 鄒—石斷裂帶的形成及其空間形態(tài)特征

1.1 鄒—石斷裂帶的形成

加里東時期華南板塊與揚子板塊發(fā)生碰撞，形成華南加里東造山帶，在這個造山帶內(nèi)部和前峰產(chǎn)生了一系列北東向深斷裂，如遂川—德興斷裂，撫州—永豐斷裂等，由此形成了相山地區(qū)基底的NE向斷裂;此后燕山期，隨著太平洋板塊由東向西以較低角度向亞洲板塊邊緣快速俯沖，在強烈的區(qū)域擠壓構(gòu)造應(yīng)力場作用下，遂川—德興等深大斷裂重新活動，并發(fā)生平移走滑作用，鄒—石斷裂就是由基底NE向斷裂通過一系列拉張、走滑發(fā)展起來的一個分支。

1.2 鄒—石斷裂帶空間形態(tài)特征

鄒—石斷裂帶是相山地區(qū)最大的北東向斷裂，位于火山盆地西部，貫穿整個火山盆地，走向NE30～40°，自相山火山盆地西南角的石洞經(jīng)書堂、鄒家山、如意亭、石馬山到巴泉，全長約20 km(圖2)，在遙感影像上線性構(gòu)造特征清晰，在地貌上常為構(gòu)造負地形，并發(fā)育構(gòu)造破碎帶。根據(jù)斷裂構(gòu)造的發(fā)育程度，構(gòu)造聯(lián)合控礦作用等，自南向北將鄒家山—石洞斷裂帶劃分為石洞段、書塘段、鄒家山段和石馬山段。

(1)石洞段。是指從羅江到石洞地段，全長約3 km，呈NE44°走向，傾向 NW，傾角一般大于80°。南西端被第四系所覆蓋，只在個別地段出露較好。在平面上，多以單一斷裂的形式出現(xiàn)，表現(xiàn)為溝谷地貌，結(jié)構(gòu)面一般較平直，略呈舒緩坡狀，見透鏡狀角礫、構(gòu)造泥及近水平擦痕。在白竹坑—石洞地段，可見次火山巖從近EW走向，接近構(gòu)造時轉(zhuǎn)向NE走向。NW向斷裂構(gòu)造見左行錯動，錯距達100m，在其兩側(cè)發(fā)育NW向、近SN向次級斷裂構(gòu)造和節(jié)理。在剖面上，斷裂構(gòu)造上盤地層(NW盤)逆沖距離達幾十米，并與火山塌陷構(gòu)造復(fù)合，但在成礦期構(gòu)造活動較弱，僅見成礦前蝕變現(xiàn)象和礦后蝕變殘跡。

圖1 相山礦田地質(zhì)圖Fig.1 The geological map of Xiangshan uranium ore-field

(2)書塘段。是指從石洞—書塘—六工區(qū)地段，全長約4 km，走向45°，傾向NW或SE，傾角大于80°。溝谷內(nèi)見擠壓造成的平行構(gòu)造的密集節(jié)理，巖石破碎強烈，由于與書塘—濟河口近SN向構(gòu)造交匯，使構(gòu)造產(chǎn)狀在書塘村兩側(cè)發(fā)生逆轉(zhuǎn)，即鄒家山—石洞構(gòu)造在書塘南傾向SE，書塘北傾向NW。在南邊的書塘坪，該斷裂寬約24 m，傾向SE，傾角85°，構(gòu)造兩側(cè)地層垂直錯移250 m左右。

(3)鄒家山段。是指從六工區(qū)到罕坑，全長約6 km，主要由 F1，F(xiàn)6，F(xiàn)6′，F(xiàn)7，F(xiàn)10，F(xiàn)10′等幾條互相平行呈雁行排列的斷裂組成。斷裂帶寬約幾米至幾百米，在37線至65線地段斷裂特別發(fā)育，最寬達600 m，而每條斷裂又包含了若干尖滅再現(xiàn)或尖滅側(cè)現(xiàn)的斷裂。斷裂面平直光滑，見透鏡體角礫、構(gòu)造泥及擦痕等。

斷裂帶的產(chǎn)狀在不同的地段有所變化，總體上是從NE到SW，傾角由60°增加到85°，局部地段從地表到深部傾向發(fā)生變化，通常是地表傾向SE向下變?yōu)镹W。F1斷裂帶規(guī)模最大，沿走向延伸連續(xù)性最好，最有代表性。在11線以北與火山塌陷構(gòu)造復(fù)合，在淺部主斷裂中和斷裂的上盤分別控制了三號礦帶和二號礦帶。且F1斷裂顯示出扭動構(gòu)造特征，如在13線以北，F(xiàn)1傾向NW，在13線至15線傾向SE，在17線又轉(zhuǎn)為傾向NW，F(xiàn)4斷裂也是一樣，在21線以北傾向NW，21線至35線傾向SE，35線以南又傾向NW。F1斷裂見透鏡體角礫和構(gòu)造泥，呈舒緩波狀，向下呈分叉狀。主斷裂面從上到下傾向發(fā)生變化，呈彎曲狀，上部傾向NW，向下傾向SE，且傾角變陡，兩側(cè)地層發(fā)生位移，垂直錯距達150 m。在地表鄒家山芙蓉河溝中，該斷層有右行走滑的跡象。

(4)石馬山段。是指罕坑以北地段，長約7 km。在罕坑附近，由于受SN向罕坑—羅陂構(gòu)造錯動，將北東延伸的鄒家山—石洞構(gòu)造切割為巴泉—善堂庵構(gòu)造和源頭—罕坑構(gòu)造，其產(chǎn)狀在不同地段有所變化，包括罕坑南北向構(gòu)造都反映出左行錯動的特點，在區(qū)域應(yīng)力拉張環(huán)境下，次火山巖沿著這些NE向斷裂上侵，形成花崗斑巖巖墻，在剖面上呈明顯的彎曲狀，使變質(zhì)巖與花崗斑巖呈斷層接觸，并與EW向斷裂一起控制著北部眾多礦床。斷裂構(gòu)造帶內(nèi)變質(zhì)巖片理化強烈，發(fā)育綠泥石化、鈉長石化，局部見黃鐵礦細脈和方解石脈。

鄒—石斷裂帶從南到北不同地段，其發(fā)育程度、構(gòu)造特征和與火山構(gòu)造復(fù)合程度都存在著明顯的差異性，反映在控礦作用上也有明顯的差異。在南西石洞段，斷裂本身無鈾礦化，而與北西向斷裂交叉復(fù)合，在北西向斷裂中有鈾礦化，但礦化幅度較小，如石洞礦床。在中部鄒家山段，鄒—石斷裂帶內(nèi)不但有大礦體，而且與火山塌陷構(gòu)造復(fù)合，控制了穿越不同巖性界面的富大鈾礦體，礦化幅度達千米，如鄒家山礦床。在石馬山段，它與東西向斷裂帶復(fù)合控制了眾多鈾礦床的產(chǎn)出，如橫澗、崗上鷹、石馬山、橫排山、沙洲、巴泉、紅衛(wèi)、沙洲西南等礦床都產(chǎn)于復(fù)合部位。

2 鄒—石斷裂帶的成礦基礎(chǔ)

(1)鈾的來源。關(guān)于鄒—石斷裂成礦的物質(zhì)來源(鈾的來源)始終存在爭議，一種觀點認為鈾的來源主要是地幔中的富鈾巖漿，在加里東造山期發(fā)生一系列爆發(fā)、噴溢及侵入等作用時，鈾隨熱液巖漿一起被帶入相山地區(qū)并發(fā)生礦化作用;另一種觀點認為相山地區(qū)鈾的來源主要是基底中富鈾底層，在地幔熱液上升的過程中，富鈾底層中的鈾通過巖熔、液—巖相互作用等向液相遷移，形成富鈾熱液進入容礦空間發(fā)生成礦作用(范洪海等，2001;邵飛等，2008;劉正義等，2010)。

不論是哪種觀點，鈾的成礦離不開熱液作用，熱液的爆發(fā)、噴溢及侵入作用其實就是鈾的富集、遷移過程。熱液的上升需要一條與巖漿房相通的深大斷裂，這是鈾來源的基礎(chǔ)。

鄒—石斷裂是由基底遂川—德興、撫州—永豐等NE向深大斷裂向蓋層發(fā)展起來的一個分支。燕山期受太平洋板塊迅速向北漂移的影響，撫州—永豐深大斷裂發(fā)生扭轉(zhuǎn)、走滑，使得區(qū)域性斷裂進一步下切，逐步與下部巖漿房溝通，從而誘發(fā)含鈾熱液上升，為鄒—石斷裂成礦提供了鈾的來源。

(2)鈾的成礦空間。鄒—石斷裂多期活動且與火山塌陷構(gòu)造復(fù)合，形成成群、成帶分布的密集構(gòu)造裂隙群，為鈾的集聚提供了豐富的空間。

鄒—石斷裂主斷裂及其旁側(cè)次級斷裂發(fā)育，形成了一系列次級裂隙帶，這些次級裂隙產(chǎn)在主斷裂的旁側(cè)，與主斷裂具有成因聯(lián)系。由于主斷裂的頻繁活動，使得次級裂隙經(jīng)歷了多次的改造與復(fù)合，形成復(fù)雜的裂隙群。單條裂隙一般延伸規(guī)模不大，而多條裂隙平行側(cè)列或呈小角度構(gòu)成裂隙群帶，其寬度可達幾米，甚至十幾米，長度一般為100～200 m，最長可達300 m。裂隙性質(zhì)既有張性，也有剪性。

相山塌陷式火山盆地造就了區(qū)內(nèi)存在大量的火山塌陷式構(gòu)造，這些裂隙多為張性，尤其在火山塌陷產(chǎn)生撓曲、裙褶以及巖性接觸面變異部位，易形成產(chǎn)狀復(fù)雜的裂隙群，為容礦提供空間。

(3)保礦條件。成礦期后，撫州—永豐等NE向深大斷裂出現(xiàn)了從拉張變?yōu)閿D壓的轉(zhuǎn)化，使得盆內(nèi)NE向主干斷裂封閉，如鄒—石斷裂，從而構(gòu)筑成一個重要的地質(zhì)密閉。此外，相山破火山口內(nèi)的火山巖大部分存在，表明火山盆地剝蝕程度適中，這是礦體得以保存的另一緣由。

3 鄒—石斷裂帶的幾個控礦特征

3.1 鄒—石斷裂帶具有多期活動的歷史

根據(jù)斷層破碎帶的產(chǎn)狀、構(gòu)造角礫、斷層泥和擦痕等發(fā)育情況綜合分析，認為北東向鄒—石斷裂帶及其旁側(cè)的裂隙破碎帶至少存在三期構(gòu)造活動，即早期為擠壓破碎，中期為張性拉開，晚期為走滑擠壓。鄒—石斷裂帶構(gòu)造活動也最為強烈，因此，形成了一系列次級構(gòu)造帶，它們之間的復(fù)合關(guān)系也就變得十分復(fù)雜。平面上主要表現(xiàn)為平行鄒—石構(gòu)造組合、鄒家山—石洞構(gòu)造與SN向構(gòu)造組合、鄒家山—石洞構(gòu)造與EW向構(gòu)造組合、鄒家山—石洞構(gòu)造與NW向構(gòu)造組合、鄒家山—石洞構(gòu)造與塌陷構(gòu)造復(fù)合等五種形式;剖面上這些構(gòu)造呈帚狀或犁狀。從水文地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在深部火山巖地層內(nèi)這些構(gòu)造裂隙是相互連通，顯示相似的水文地質(zhì)特征(圖3)，非常有利于成礦熱液運移和沉淀，是相山地區(qū)最為重要的成礦地段之一。

圖3 鄒—石構(gòu)造示意圖Fig.3 Schematic diagram of Zou-Shi structure

3.2 鄒—石斷裂帶與巖性復(fù)合控礦

鄒—石斷裂帶與巖性組合控礦主要表現(xiàn)為:巖性不一致，處于巖性接觸界面附近時，礦體產(chǎn)狀復(fù)雜多變;巖性一致時，巖體內(nèi)礦體產(chǎn)狀相對單一，與主斷裂帶一致。

鄒—石斷裂帶在發(fā)生一系列擠壓、拉張、走滑時，當(dāng)巖石結(jié)構(gòu)均勻，巖性一致，其兩側(cè)受到的應(yīng)力就會相等，所產(chǎn)生的一系列次一級裂隙產(chǎn)狀多與主斷裂帶一致。如鄒家山1、2、14號帶，以及4號帶淺部等(圖4)，巖性為碎斑熔巖，其均賦存于鄒—石斷裂旁次級裂隙中，這些裂隙產(chǎn)狀多與鄒—石斷裂一致。當(dāng)巖性不一致時，由于巖性的不同，在主斷裂發(fā)生一系列擠壓、拉張、走滑時，兩側(cè)受到的應(yīng)力不等，就會產(chǎn)生一系列產(chǎn)狀不等的次一級構(gòu)造裂隙。如4號帶－170 m、－210 m中段巖性界面附近礦體存在NW，NE，SN，WE等多種走向(圖5)。

圖4 鄒家山礦床礦體空間分布剖面圖Fig.4 The oreboly epatial distribution of Zoujiashan deposit

3.3 鄒—石斷裂與火山塌陷構(gòu)造復(fù)合控礦

在火山活動高峰期，相山火山盆地因大規(guī)?；鹕綆r漿噴溢到地表，深部巖漿房產(chǎn)生巨大空腔，受上部厚大巖體重壓，火山塌陷下來，巖塊或斷塊的不等幅度差異性陷落，產(chǎn)生強大的擠壓、拖曳、牽引、拉張作用，出現(xiàn)一系列的撓曲、裙褶甚至倒轉(zhuǎn)(圖6)，在界面兩側(cè)的脆性巖石中，成群、成帶分布張性裂隙。這些張性裂隙與鄒—石斷裂帶及其旁次級裂隙復(fù)合，形成成群、成帶分布的裂隙群。

4 結(jié)論

(1)從鄒—石斷裂帶成礦的條件來看，相山地區(qū)成礦首先必須要具備一條與巖漿房相溝通過的深大斷裂，其次要有充分的容礦裂隙，再次要有必要的保礦條件。

相山地區(qū)鄒—石斷裂帶與SN、EW向斷裂復(fù)合部位及其旁次級裂隙仍是找礦的方向，尤其是其與火山塌陷所產(chǎn)生撓曲、裙褶以及巖性接觸面變異相復(fù)合的部位，易形成密集的控礦裂隙，相山礦田是嚴格受構(gòu)造控礦的地區(qū)，這些容礦構(gòu)造為成礦提供了必要的條件。

(2)鄒—石斷裂的三個控礦特征表明其控礦的多樣性和復(fù)雜性。在實際勘探過程中，要分析揭露現(xiàn)狀，找出控礦的主因，對開拓、生產(chǎn)工程布置的合理性和提高生產(chǎn)探礦效率起到積極的影響。

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