基于相山鈾礦田成礦條件研究

李奇 李國強

【摘 要】本文根據(jù)相山礦田的大地構(gòu)造背景、物質(zhì)來源、溶液來源、巖性巖相特征等因素，對相山礦田成礦條件進行探討。

【關(guān)鍵詞】鈾礦；地質(zhì)；成礦條件；找礦

引言

隨著國家的飛速發(fā)展，對能源的需求越來越大，核能的地位也日益突出。鈾礦作為一種清潔高效的戰(zhàn)略性能源礦產(chǎn)，其地位就顯得更加重要。江西省相山鈾礦田是國內(nèi)外著名的火山巖型鈾礦田，也是我國最大的鈾礦采冶基地。為此，本文根據(jù)相山礦田的大地構(gòu)造背景、物質(zhì)來源、溶液來源、巖性巖相特征等因素，對相山礦田成礦條件進行探討，為今后的找礦工作提供一定的參考意義。

1.礦田地質(zhì)概況

相山鈾礦田是我國最大的火山熱液型鈾礦田之一，相山鈾礦田位于贛杭中生代火山巖帶的西南端一個火山盆地，區(qū)內(nèi)主要的區(qū)域性大斷裂為崇仁-永豐斷裂。 相山火山盆地構(gòu)造受燕山運動制約，華夏構(gòu)造發(fā)育。 礦區(qū)內(nèi)華夏式構(gòu)造與火山構(gòu)造的交合部位常常是礦床展現(xiàn)的有利場所，控礦構(gòu)造以北東向的斷裂為主。 相山火山盆地總體上為基底、中間層和蓋層三層結(jié)構(gòu)。基底主要為震旦系，部分為下石炭統(tǒng)、上三疊統(tǒng)；蓋層主要為上侏羅統(tǒng)中酸-酸性火山巖系，盆地北西側(cè)火山巖之上尚有少量上白堊統(tǒng)紅層覆蓋。礦田內(nèi)最主要的成礦構(gòu)造是密集裂隙帶，在由火山塌陷構(gòu)造引起的變陡部位和組間界面及深部流紋英安巖中，裂隙群特別發(fā)育，?？刂聘淮蟮V床的產(chǎn)出。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)鈾礦床主要密集分布在礦田北部和西部。北部的鈾礦床多定位于北東向斷裂、近東西向的基底斷裂、推覆構(gòu)造和火山環(huán)狀構(gòu)造的復(fù)合部位。 控礦的次火山巖體形態(tài)復(fù)雜多變，其內(nèi)外接觸帶成為主要的成礦空間。 西部鈾礦床主要受北東向鄒家山-石洞斷裂帶與火山塌陷構(gòu)造聯(lián)合控制，或受北東與北西向斷裂構(gòu)成的菱形隆起斷塊內(nèi)次級斷裂或裂隙帶控制。東部的鈾礦床則定位于云際南北向斷裂的弧形拐彎部位。礦體傾角從緩傾斜到急傾斜均有，以急傾斜為主。礦石類型內(nèi)主要有鈾-赤鐵礦型、鈾-綠泥石型、鈾-螢石型、鈾-硫化物型等四種。礦石中鈾存在形式主要以瀝青鈾礦、鈦鈾礦為主的鈾礦物形式存在。礦石構(gòu)造最常見的是脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀和角礫膠結(jié)狀以及條帶狀構(gòu)造。

2.相山鈾礦田成礦條件

2.1 構(gòu)造條件

相山塌陷式火山盆地的形態(tài)和范圍受長期活動的臨川—永豐、崇仁—遂川等北東向斷裂和區(qū)域性北西向構(gòu)造聯(lián)合控制。相山鈾礦田內(nèi)的構(gòu)造十分發(fā)育，主要由火山構(gòu)造和斷裂構(gòu)造組成。相山盆地內(nèi)的火山構(gòu)造主要有火山塌陷構(gòu)造、爆發(fā)角礫巖筒構(gòu)造、火山口和火山管道等表現(xiàn)形式?；鹕剿輼?gòu)造主要分布于盆地的北部、東部和西部。當(dāng)巖層向中心塌陷時，碎斑熔巖與下伏巖層的接觸部位快速變陡，形成撓曲和折曲。當(dāng)碎斑熔巖固結(jié)以后，火山口進一步向下塌陷，被斷裂切割的火山巖塊向火山中心呈不等幅階梯狀塊斷。由于邊界條件不同，火山盆地各部位形成的塌陷構(gòu)造形式和發(fā)育程度有很大差別。在盆地北部巴泉礦床有一個呈橢圓錐形，長約70米，寬約40米，深約200米的屬于鵝湖嶺旋回的次花崗斑巖爆發(fā)角礫巖筒。相山盆地斷裂構(gòu)造可劃分為前中生代基底構(gòu)造和中生代蓋層構(gòu)造。基底構(gòu)造以東西向為主，蓋層構(gòu)造以北東向為主。相山西部蓋層構(gòu)造除北東向斷裂之外，北西向斷裂也較發(fā)育，兩者構(gòu)成菱形構(gòu)造系統(tǒng)，對鈾礦床定位有重要的控制作用。通過測量統(tǒng)計得知，相山鈾礦田斷裂構(gòu)造走向主要為NE 向，少數(shù)為 NW 向和近似 SN 向，傾角在 35°～80°，其類型主要分伸展斷裂、擠壓斷裂、疊加斷裂。

2.2具有有利于成礦的拉張裂陷地帶

相山礦田位于贛杭構(gòu)造帶和燕山晚期拉張斷陷帶的疊加部位。自東安期以來，贛杭構(gòu)造帶就是一條長期活動的深斷裂帶。燕山期，由于太平洋板塊向北迅速漂移，中國東部產(chǎn)生了相應(yīng)的應(yīng)力場，在這個應(yīng)力的作用下，相山火山盆地形成了明顯的走滑斷裂。走滑斷裂與巖漿房溝通后，巖漿上涌，涌出的巖漿沿著基底構(gòu)造運動，最終構(gòu)成大規(guī)模的火山噴發(fā)，形成了白堊紀(jì)時期的地殼伸展。在區(qū)域性強烈伸展拉張環(huán)境下，火山塌陷、次火山巖體侵入之后相山火山盆地形成了較大規(guī)模的斷塊陷落。正是因為此時的強烈的拉張裂陷，又受到更深層巖漿的侵入，使地下深部的含礦流體和熱液向上流動，同時幔熱抬升，提供了地?zé)釄?，從而礦液運移的穩(wěn)定熱動力為成礦做了充足的準(zhǔn)備。強烈的火山噴發(fā)和其后的地殼拉伸導(dǎo)致盆地大規(guī)模塌陷，形成了一個大型破火山口，為成礦提供了良好的賦礦空間和有利的地球化學(xué)環(huán)境。在相山地區(qū)發(fā)生大規(guī)模拉張、斷裂的同時，中基性脈巖穿插其中，為鈾礦的形成提供了新的熱源和大量的礦化劑。綜上所述，相山鈾礦田所處的拉張斷陷地帶也是相山鈾礦田形成的重要條件之一。

2.3 物質(zhì)條件

相山火山盆地已發(fā)現(xiàn)的鈾礦床 （體） 分布范圍廣、產(chǎn)出部位多、礦化垂幅大、礦石品位高、蘊藏量豐富。相山鈾礦田主巖體為碎斑熔巖和流紋英安巖，碎斑熔巖中SiO2含量在 75%左右，巖性比較均一。上侏羅統(tǒng)沉積火山巖系可劃分為打鼓頂組和鵝湖嶺組，厚度 2600m 左右，巖性主要為碎斑熔巖、火山碎屑巖和流紋英安巖等（如表一所示）。相山地區(qū)基底主要為震旦紀(jì)變質(zhì)巖系，屬綠片巖相—低角閃巖相，中低變質(zhì)程度。巖性以千枚巖、片巖為主，局部見深層變質(zhì)變形的糜棱巖、角巖，厚度超過1000m。

根據(jù)以往的研究結(jié)果表明，相山火山盆地的基底變質(zhì)巖系原始鈾含量普遍較高。相山礦田的成礦年齡為 143Ma、132Ma、119±1Ma 和 99±2Ma，這說明相山礦田的礦巖時差較小。燕山早期，由于太平洋板塊的俯沖作用，致使地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融， 形成巨量的中酸性、酸性富鈾巖漿；到燕山晚期，礦田深部巖漿由于深大斷裂的走滑拉分作用而溢流或噴出?；鹕阶饔猛砥?， 相山破火山口整體塌陷， 次火山巖侵位， 區(qū)域性深大斷裂及基底斷裂與深部巖漿房溝通， 形成含礦熱液循環(huán)對流體系。

2.4保礦條件

相山礦田形成后能夠得以保存主要有兩點：一是圈閉或者半開放的構(gòu)造系統(tǒng)。成礦前期，由于擠壓作用，相山礦田形成了一系列的逆沖或逆掩斷層，構(gòu)成了構(gòu)造圈閉。成礦后，臨川—永豐斷裂經(jīng)歷了從拉張到擠壓的轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生了動力變質(zhì)擠壓片理和逆沖（或逆掩）斷層，盆地內(nèi)部產(chǎn)生沖斷體，構(gòu)成了另一個構(gòu)造圈閉。二是相山火山盆地剝蝕程度適中，使得相山火山盆地巖礦大部分得到保存。

3.結(jié)束語

通過對相山鈾礦粗略研究分析，可以初步了解相山鈾礦目前研究現(xiàn)狀，從中探索其規(guī)律性，以此指導(dǎo)和豐富相山鈾礦田開采實踐。同時，隨著實踐的不斷深入，認識也會不斷提高。相山鈾礦田作為國內(nèi)主要鈾礦生產(chǎn)基地之一，值得也應(yīng)當(dāng)作深入研究，希望有更系統(tǒng)更全面的研究成果出現(xiàn)。

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