大埠巖體鈾成礦地質(zhì)條件及找礦方向

邵 飛，許健俊，華 金，陳志平，石亞飛，黨飛鵬，劉金枝

(核工業(yè)270研究所，江西 南昌 330200)

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大埠巖體鈾成礦地質(zhì)條件及找礦方向

邵 飛，許健俊，華 金，陳志平，石亞飛，黨飛鵬，劉金枝

(核工業(yè)270研究所，江西 南昌 330200)

大埠巖體位于我國(guó)著名的桃山-諸廣花崗巖鈾成礦帶中段，已知鈾礦化信息豐富。在闡述大埠巖體鈾成礦地質(zhì)背景、總結(jié)鈾礦化特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合地球化學(xué)研究成果，系統(tǒng)地分析了鈾成礦地質(zhì)條件，認(rèn)為大埠巖體花崗巖屬陸內(nèi)S型花崗巖，具華南產(chǎn)鈾花崗巖特征，有較強(qiáng)的鈾成礦能力。在找礦方向上，交點(diǎn)型、硅化破碎帶型鈾礦是今后勘查的重要目標(biāo)類型，勘查空間在平面上由巖體邊緣向內(nèi)部延伸，在垂向上往深部拓展。

地球化學(xué)；成礦地質(zhì)條件；找礦方向；大埠巖體

大埠巖體位于桃山-諸廣花崗巖型鈾成礦帶中段，該成礦帶北東和南西段產(chǎn)有桃山和鹿井、諸廣、下莊等花崗巖型鈾礦田[1]。上世紀(jì)50年代后期至60年代開展的地面伽瑪普查，在大埠巖體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一批異常點(diǎn)、帶和鈾礦(化)點(diǎn)。60年代末期及80年代初期在巖體南東部馬嶺舌狀花崗巖體開展了鉆探揭露，分別落實(shí)了牛嶺、均田兩個(gè)小型鈾礦床；而北西部鈾礦點(diǎn)未進(jìn)行深部揭露，工作程度較低。近年來在礦床近外圍開展的普查工作，取得了新的成果和認(rèn)識(shí)[2]。據(jù)此，有必要對(duì)大埠巖體鈾成礦地質(zhì)條件進(jìn)行較深入的分析，這對(duì)指導(dǎo)該巖體鈾礦地質(zhì)勘查工作及進(jìn)一步明確找礦方向無疑是有益的。

1 地質(zhì)概況

由于華南中生代非造山的板內(nèi)伸展-裂谷構(gòu)造環(huán)境，與幔源巖漿底侵和巖石圈伸展-減薄有關(guān)的巖漿活動(dòng)極為強(qiáng)烈[3-5]，在湘、贛、粵三省交界地區(qū)，發(fā)育一個(gè)主要由燕山期花崗巖體組成的巨型環(huán)狀巖體群，大埠巖體便是產(chǎn)于該環(huán)狀巖體群內(nèi)的巖體之一[6]。

大埠巖體斷裂構(gòu)造以北東向?yàn)橹鳎螢楸蔽飨?、東西向及近南北向。北東向構(gòu)造規(guī)模較大，主要表現(xiàn)形式為硅化破碎帶；巖體南東部舌狀體內(nèi)北西向構(gòu)造多被煌斑巖充填，東西向構(gòu)造充填有花崗斑巖；巖體北西緣里壩、野雞橋礦點(diǎn)也發(fā)育有煌斑巖，其充填于北東向硅化破碎帶內(nèi)。此外，巖體外圍下寒武統(tǒng)炭質(zhì)板巖及上泥盆統(tǒng)長(zhǎng)石石英砂巖內(nèi)發(fā)育層間破碎帶構(gòu)造。

圖1 大埠巖體地質(zhì)略圖Fig.1 Geological sketch of Dabu pluton1—第四系；2—白堊系；3—侏羅系；4—三疊系；5—二疊系；6—石炭系；7—泥盆系；8—寒武系；9—震旦系；10—燕山早期第2階段中細(xì)粒花崗巖；11—燕山早期第1階段中粗?；◢弾r；12—斷裂構(gòu)造；13—地質(zhì)界線；14—鈾礦床；15—鈾礦(化)點(diǎn)。

地層及巖體(代號(hào))巖 性樣品數(shù)(個(gè))U(×10-6)范圍平均值富集系數(shù)Th(×10-6)范圍平均值富集系數(shù)Th/UZ砂巖1190190038145014501267631炭質(zhì)板巖22460-269125765211960-20902025176079D3長(zhǎng)石石英砂巖3096-392279056182-181967084347C泥質(zhì)粉砂巖139439408017701770154449P石英砂巖1209209042213213018102X煌斑巖2291-2682805601100-11301115372998γ25黑云母(二云母)花崗巖12417-28101269363800-43202626146207

注：富集系數(shù)為實(shí)測(cè)U、Th平均值與華南陸殼沉積變質(zhì)巖U、Th平均值(章邦桐，1988)及酸性巖、基性巖U、Th平均值(維諾格拉多夫，1962)之比。測(cè)試單位為核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試中心。

2 鈾成礦地質(zhì)條件

2.1 鈾源條件

礦床形成是地質(zhì)歷史演化過程中的一個(gè)階段性產(chǎn)物，研究賦礦層(體)及其外圍地層(體)成礦物質(zhì)的時(shí)空分布，對(duì)分析成礦物質(zhì)來源具有重要意義[8]。對(duì)大埠巖體及其外圍地層進(jìn)行了較系統(tǒng)取樣，鈾、釷含量分析結(jié)果見表1。

由表1可見，大埠巖體外圍地層鈾含量總體較低，釷表現(xiàn)為弱富集，但下寒武統(tǒng)炭質(zhì)板巖鈾富集系數(shù)高達(dá)5.21，其構(gòu)成了區(qū)域富鈾層位[9]。巖漿巖鈾、釷均表現(xiàn)為強(qiáng)富集，表明巖漿作用導(dǎo)致鈾預(yù)富集。區(qū)域富鈾層位及富鈾巖體可以為成礦提供物質(zhì)來源。

2.2 巖石地球化學(xué)特征

采集大埠巖體及外圍有關(guān)地層(沉積-變質(zhì)巖)的新鮮巖、礦芯樣品，測(cè)試分析其主量元素、稀土元素及微量元素，結(jié)果見表2。

2.2.1 主量元素

大埠巖體富硅(SiO2含量為72.97%～75.61%)、略富堿(K2O+Na2O為7.40%～8.87%)、相對(duì)富鉀(K2O>Na2O)。鋁飽和指數(shù)A/NCK為1.02～1.17(平均值1.10)，屬過鋁質(zhì)；里特曼指數(shù)(δ)為1.68～2.63，巖石化學(xué)評(píng)價(jià)參數(shù)X>20，Th/U比值小于3。可見，大埠巖體屬陸內(nèi)S型花崗巖，源區(qū)與極成熟-成熟的大陸地殼具親緣性，巖石化學(xué)組分特點(diǎn)表明其有利于鈾的富集成礦[10-12]。

對(duì)比相同巖性的巖、礦石主量元素含量，礦石的SiO2含量總體均高于巖石，礦石的Al2O3、K2O、Na2O及FeO含量總體低于巖石，花崗巖及上泥盆統(tǒng)長(zhǎng)石石英砂巖礦石的Fe2O3含量相對(duì)于巖石較高，花崗巖礦石的CaO、MgO含量較高，其他巖性礦石含量相對(duì)于巖石表現(xiàn)為較低。

2.2.2 稀土、微量元素

大埠巖體稀土元素總量為(85.23～121.30)×10-6，明顯低于世界花崗巖的平均含量(250×10-6)和華南改造型產(chǎn)鈾花崗巖的稀土元素總量[(174～205)×10-6]。產(chǎn)鈾巖體的成礦能力與稀土元素總量呈反消長(zhǎng)關(guān)系，大埠巖體較低的稀土元素總量預(yù)示其有較強(qiáng)的鈾成礦能力[13]。從球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖可以看出，各種巖性的巖、礦石樣品稀土配分曲線近于一致，總體表現(xiàn)為L(zhǎng)REE相對(duì)富集、HREE相對(duì)虧損的右傾型特征，但HREE稀土配分曲線呈齒鋸狀，輕、重稀土分異中等，LREE/HREE為2.62～15.0。這樣的稀土分布模式，表明了巖漿巖與沉積-變質(zhì)巖具有親緣性。該巖體的Eu為中等虧損，δEu為0.27～0.50(平均值0.36)，顯示殼型花崗巖特征[14]；其他巖性Eu為弱虧損(圖2)。

據(jù)微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖3)，大埠巖體富集Rb、W、U、K、Pb等大離子親石元素(LILE)，Nb、Ta和Zr、Hf等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)異常不明顯，Ba、Ti虧損明顯，表明在巖漿演化過程中經(jīng)歷了斜長(zhǎng)石和鈦鐵礦的分離結(jié)晶作用[5]。

2.3 鈾礦化特征及主要控礦因素

2.3.1 鈾礦化特征

圖3 大埠巖體及圍巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(據(jù)Sun and McDonough，1989)Fig.3 Primitive mantle-normalized trace element diagram of Dabu pluton

鈾礦床礦石礦物較簡(jiǎn)單，主要為瀝青鈾礦；金屬礦物為赤鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦及閃鋅礦等中低溫?zé)嵋旱V床標(biāo)型礦物。鈾礦石類型為瀝青鈾礦-赤鐵礦型、瀝青鈾礦-細(xì)(微)晶石英型、瀝青鈾礦-方解石型等。

鈾礦床瀝青鈾礦同位素年齡為70 Ma，該成礦年齡遠(yuǎn)小于大埠巖體花崗巖成巖年齡，而與巖體內(nèi)基性脈巖年齡(88.65 Ma)更為接近[2]。

2.3.2 脈巖對(duì)鈾成礦的控制作用

桃山-諸廣花崗巖鈾成礦帶諸廣、下莊礦田發(fā)育有眾多與中基性脈巖具時(shí)空和成因關(guān)聯(lián)的“交點(diǎn)型”鈾礦床；桃山礦田成礦年齡與脈巖年齡相近，并且雷斗石礦床在硅化破碎帶與煌斑巖交切復(fù)合部位也揭見了“交點(diǎn)型”鈾礦化[15-19]。

表2 大埠巖體及外圍地層主量元素(%)、微量元素和稀土元素(×10-6)分析結(jié)果

續(xù)表 2

注：測(cè)試單位為江西省核工業(yè)地質(zhì)局測(cè)試研究中心。

盡管前人在大埠巖體南東部馬嶺舌狀體南、北邊緣分別發(fā)現(xiàn)了牛嶺、均田鈾礦床，但由于當(dāng)時(shí)花崗巖外帶型鈾礦找礦思路的局限性，影響了勘查空間的拓展(圖1)。近年來在牛嶺礦床往巖體內(nèi)部延伸的8505地段揭見了與煌斑巖密切相關(guān)的“交點(diǎn)型”鈾礦化，以往勘查揭見的受三門灘組層間破碎帶控制的鈾礦化也可能與脈巖具有成因聯(lián)系(圖4)。此外，大埠巖體北西部野雞橋、里壩鈾礦點(diǎn)地表礦化在空間上也與煌斑巖密切相關(guān)(圖5)。大埠巖體鈾礦時(shí)空分布特征表明，脈巖對(duì)鈾成礦具有控制作用[20]。

2.3.3 構(gòu)造對(duì)鈾成礦的控制作用

北東向大余-南城深斷裂控制了大埠產(chǎn)鈾巖體的空間定位。巖體內(nèi)部發(fā)育的北東向斷裂構(gòu)造控制了鈾礦床(點(diǎn))的產(chǎn)出空間，地面伽瑪能譜測(cè)量發(fā)現(xiàn)的鈾異常暈也沿北東向構(gòu)造呈串珠狀產(chǎn)出[2]，表明巖體內(nèi)北東向斷裂構(gòu)造具導(dǎo)礦構(gòu)造特征[21]。北東向?qū)УV構(gòu)造旁側(cè)裂隙密集帶、北東向構(gòu)造與北西向、北東向煌斑巖交切部位、沉積-變質(zhì)巖層間破碎帶構(gòu)造等是鈾礦化的有利賦存空間(圖4、5)。由此可見，大埠巖體構(gòu)造分級(jí)控礦規(guī)律明顯。

圖4 牛嶺鈾礦床8503地段7號(hào)線剖面圖Fig.4 Geological section along exploration line 7 in 8503 segment of Niuling uranium deposit1—三門灘組長(zhǎng)石石英砂巖；2—燕山早期第1階段中粗?；◢弾r；3—煌斑巖；4—構(gòu)造破碎帶；5—鉆孔；6—工業(yè)鈾礦體。

圖5 里壩鈾礦點(diǎn)地質(zhì)略圖Fig.5 Geological sketch of Liba uranium occurrence1—燕山早期第1階段中粗粒花崗巖；2—煌斑巖脈；3—硅化破碎帶。

2.4 熱液作用

大埠巖體在脈巖侵位后開始了鈾成礦過程，與礦石礦物伴生的金屬礦物具有中低溫?zé)嵋旱V床的標(biāo)型礦物特征。顯然，熱液作用孕育了大埠巖體的鈾成礦作用。

盡管牛嶺、均田鈾礦床的賦礦圍巖不同，但與礦化密切相關(guān)的圍巖蝕變礦物組合近于一致，主要蝕變類型為硅化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、螢石化及碳酸鹽化。結(jié)合鈾礦石SiO2含量增加、K2O和Na2O含量降低的特征，推認(rèn)大埠巖體鈾成礦是中基性巖漿活動(dòng)結(jié)束之后的中低溫富含鈾、硅的酸性熱液活動(dòng)的結(jié)果。

3 找礦方向

前人已發(fā)現(xiàn)的大埠巖體鈾礦化類型主要為花崗巖外接觸帶型，少見有硅化破碎帶型，因而勘查空間僅局限于巖體近外圍沉積-變質(zhì)巖層間破碎帶。桃山-諸廣花崗巖型鈾成礦帶找礦成果表明，該帶主要鈾礦化類型為硅化破碎帶型、碎裂蝕變巖型和交點(diǎn)型，結(jié)合大埠巖體近年找礦成果及受層間破碎帶控制的鈾礦化與煌斑巖的時(shí)空關(guān)聯(lián)，認(rèn)為交點(diǎn)型和硅化破碎帶型鈾礦化是今后勘查值得探索的目標(biāo)類型。

新一輪勘查應(yīng)進(jìn)一步拓展找礦空間。平面上，應(yīng)由巖體邊緣向內(nèi)部深入，以交點(diǎn)型鈾礦化為主攻類型，尤其要加強(qiáng)巖體北西部鈾礦點(diǎn)的揭露；垂向上，在尋找酸性熱液活動(dòng)形成的鈾礦化的同時(shí)，應(yīng)對(duì)深部可能存在的堿性熱液活動(dòng)形成的鈾礦化進(jìn)行探索[22-23]。

4 結(jié)論

(1)大埠巖體屬陸內(nèi)S型花崗巖，包括區(qū)域富鈾層在內(nèi)的陸殼物質(zhì)的融熔，使得大埠巖體成為富鈾巖體，可以為鈾成礦提供物質(zhì)來源。

(2)大埠巖體巖石化學(xué)評(píng)價(jià)參數(shù)>20、Th/U比值<3、稀土元素總量較低、LREE/HREE比值低(<10)，表現(xiàn)了華南產(chǎn)鈾花崗巖的特征。巖體內(nèi)已知鈾礦床、礦(化)點(diǎn)發(fā)育，預(yù)示大埠巖體有較強(qiáng)的鈾成礦能力。

(3)除以往發(fā)現(xiàn)的受沉積-變質(zhì)巖層間破碎帶控制的花崗巖外帶型鈾礦化以外，新近揭見了交點(diǎn)型鈾礦化，并且層間破碎帶控制的鈾礦化可能也與煌斑巖具有時(shí)空和成因關(guān)聯(lián)。

(4)大埠巖體鈾成礦作用，是中基性巖漿活動(dòng)結(jié)束之后中低溫富含鈾、硅的酸性熱液作用的結(jié)果。

(5)交點(diǎn)型和硅化破碎帶型鈾礦是大埠巖體今后勘查的重要目標(biāo)類型，找礦空間在平面上由巖體邊緣向內(nèi)部拓展，重點(diǎn)尋找交點(diǎn)型鈾礦；在垂向上應(yīng)向深部延伸，探索可能存在的堿性熱液作用形成的硅化破碎帶型鈾礦。

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(，Continuedonpage431)(，Continuedfrompage425)

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Geological Conditions of Uranium Metallogenesis and Prospecting Direction in Dabu Pluton

SHAO Fei， XU Jian-jun， HUA Jin， CHEN Zhi-ping， SHI Ya-fei， DANG Fei-peng， LIU Jin-zhi

(ResearchInstituteNo.270 ，CNNC，Nanchang，Jiangxi330200，China)

Dabu pluton is located in the middle of the famous Taoshan-Zhuguang granite uranium metallogenic belt in China. A lot of study has been carried out on uranium metallization of the pluton. On the basis of stating the geological background and summarizing the characteristics of uranium mineralization of Dabu pluton, the geological conditions of uranium metallogenesis was analyzed systematically combining with the geochemical research results. It was considered that the granite of Dabu pluton belonged to the intracontinental S-type granite. It had characteristics of uranium-productive granite in South China and possessed strong ability of uranium metallogenesis. In the view of prospecting direction， intersection type and silicified fracture zone type uranium mineralization is an important goal type in the future exploration， exploration should be expanded the target space from the edge to the internal of the pluton in the plane and extended to deep in the vertical.

geochemistry; geological conditions of uranium metallogenesis; prospecting direction; Dabu pluton

10.3969/j.issn.1000-0658.2015.04.001

中國(guó)核工業(yè)地質(zhì)局生產(chǎn)中科研課題“江西省贛縣大埠巖體鈾成礦條件及靶區(qū)預(yù)測(cè)”(編號(hào)：ZH270201101)。

2013-12-02

邵 飛(1963—)，男，博士，高級(jí)工程師(研究員級(jí))，長(zhǎng)期從事鈾礦地質(zhì)勘查及鈾成礦理論研究。E-mail：sf270@163.com

1000-0658(2015)04-0419-08

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