湖南鹿井地區(qū)鈾成礦地質(zhì)背景及找礦思路分析

李 冉，王全濤

（1. 核工業(yè)230研究所，湖南 長沙 410001；2. 核工業(yè)290研究所，廣東 韶關(guān) 512000）

湖南鹿井地區(qū)鈾成礦地質(zhì)背景及找礦思路分析

李 冉1，王全濤2

（1. 核工業(yè)230研究所，湖南 長沙 410001；2. 核工業(yè)290研究所，廣東 韶關(guān) 512000）

為了提高資源儲備，延長礦山壽命，需要結(jié)合新技術(shù)、新方法在老礦區(qū)外圍尋找新的找礦突破點。本文在闡述湖南鹿井地區(qū)基本情況、分析其鈾成礦地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，結(jié)合多個方面的資料篩選出可以實現(xiàn)進一步突破的找礦靶區(qū)，為湖南省鹿井地區(qū)的鈾資源延續(xù)提供有力的理論基礎(chǔ)。

湖南省鹿井地區(qū)；鈾成礦地質(zhì)背景；找礦思路

0 前 言

關(guān)于湖南省鹿井地區(qū)的鈾礦資源勘查工作最早于1958年開展。在經(jīng)過幾十年的勘查工作中，發(fā)現(xiàn)了鹿井、牛尾嶺、梨花開、沙壩子、羊角腦、秀才洞、九龍徑、中山、九曲嶺、九龍江等礦床礦點，尤其近年來核工業(yè)230研究所在中山地區(qū)取得的找礦突破，對鹿井地區(qū)鈾礦形成等進行了系統(tǒng)、詳細的勘查分析。整個湖南省的鈾礦田、鈾礦床的資源儲量占中南地區(qū)的鈾資源儲量的三分之一。湖南地區(qū)特殊的地質(zhì)構(gòu)造使得當(dāng)?shù)負碛惺重S富的鈾礦資源。通過研究發(fā)現(xiàn)鈾礦、成礦作用等都與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。

1 湖南鹿井地區(qū)概況

鹿井礦田是我國重要的鈾礦資源產(chǎn)地。從地理位置上來說，鹿井礦田處于湖南省汝城縣和江西省崇義縣接壤處。從地質(zhì)構(gòu)造上來說，該地區(qū)也正處于南華活動帶華夏褶皺帶武功—諸廣斷隆區(qū)，諸廣山復(fù)式巖體中段。也因此而受到地塹式斷陷帶的控制和影響。整個鹿井礦田的礦床主要類型為花崗巖型和花崗巖外帶型。

1） 該地區(qū)位于華夏地塊與揚子地塊結(jié)合部位的華南多期復(fù)合造山帶內(nèi)，萬洋山—諸廣山巖漿巖帶中段，湘贛邊境遂川—熱水走滑斷裂斜接部位豐洲拉分盆底的東南緣?？刂频V田的NE向常德—安仁轉(zhuǎn)換斷裂，北邊延伸至秦嶺、南邊延伸至汕頭，整個規(guī)模巨大。作為一條重要的區(qū)域性大斷裂，這個斷裂屬于一個走滑剪切帶，同時還伴有火山、巖漿活動。鹿井礦田處于地殼和上地幔構(gòu)造軟弱帶。正是這種地質(zhì)構(gòu)造為殼幔物質(zhì)交換以及深源流體運移提供了有效條件，也為富大熱液礦床的形成提供了必要的環(huán)境，鹿井鈾礦田地質(zhì)構(gòu)造見圖1。

圖1 鹿井鈾礦田地質(zhì)構(gòu)造示意

2） 礦田內(nèi)分布的巖體主要以花崗巖為主，兼有花崗斑巖、細晶巖、輝綠巖等。巖體的外圍分布著布震旦紀—奧陶紀地槽型褶皺構(gòu)造層，主要包括寒武系香楠組和茶園頭組。寒武系香楠組主要由黑色碳質(zhì)板巖組成，茶園頭組以厚—巨厚層長石石英砂巖、石英砂巖等，占到整個巖性組合的65％左右。巖體上覆晚白堊世—古近紀陸相構(gòu)造層，巖性主要以紅色礫巖、砂礫巖為主，產(chǎn)狀由四周向中線傾斜，整個巖性和巖相穩(wěn)定性一般。

3） 鹿井礦田的褶皺的主要斷裂方向是從北向東，其次是北北東向。且褶皺只在西部寒武系中發(fā)育。西部褶皺的褶皺軸呈北西向走勢，自西邊經(jīng)過沙壩子、鹿井地區(qū)之后向東轉(zhuǎn)為近東西向最后被花崗巖吞蝕。鹿井地區(qū)鈾礦化和斷裂存在十分緊密的關(guān)系，整個礦床以及礦體都受遂川斷裂與熱水?dāng)嗔芽刂啤?/p>

4） 斷裂帶對礦體的控制作用十分明顯。具體來說，礦體的形態(tài)、規(guī)模大小等都受到了斷裂情況的影響。其中斷裂的規(guī)模大小及其周圍巖體的破碎程度影響最為深刻。鹿井地區(qū)的鈾礦床也是在斷裂的影響下形成了特殊的形態(tài)，不僅產(chǎn)狀與含礦斷裂基本一致，而且主要都是以陡傾斜的方式為主產(chǎn)出鈾礦。而產(chǎn)于花崗巖巖體外接觸帶的鈾礦床，呈現(xiàn)出多個方向的展布，包括北西、北東、北東東、近南北等，緩傾斜、陡傾斜都具備。梨花開礦床在斷裂的影響下，礦體受斷裂帶控制，礦化巖性為硅化角礫巖，圍巖蝕變主要由螢石化、黃鐵礦化。

2 湖南鹿井地區(qū)成礦特點分析

1） 鹿井地區(qū)的鈾成礦主要集中在印支期和燕山期。從成礦鈾源的角度來分析，富鈾巖體早在印支期就開始形成、發(fā)展，大面積巖體的聚集經(jīng)過長時間的演化變成豐富的礦產(chǎn)資源。而燕山晚期地殼的活動更是使得周圍地區(qū)的巖體含有大量的硅、堿，這些特性都是形成鈾礦資源的極佳條件。

2） 花崗巖外帶型鈾礦床礦體受到斷裂、接觸帶、含礦層控制，也就是說不同的條件影響下會產(chǎn)生不同的產(chǎn)狀。在鹿井礦田中，沙壩子礦床礦體呈等間距部分，在37個礦體中其中由16個屬于富礦體。達到了整個礦床總儲量的76％。近幾年勘查發(fā)現(xiàn)的中山礦床主要有兩個NE向的富礦體控制。在鹿井礦田中已經(jīng)探明的富礦占到了整個提交總儲量的25％。對比分析整個鹿井礦床的礦體情況，可以看出其礦體是向著深部品位增高，并且呈現(xiàn)出規(guī)模不斷增大的趨勢。

3） 鹿井地區(qū)深部熱液流體變化大，流動性較強，以至于地?zé)岵町惔?，礦液更容易富集。

3 湖南鹿井地區(qū)找礦思路分析

1） 從地理構(gòu)造的角度來說，鹿井礦田處于揚子板塊和華夏板塊的板內(nèi)擴張帶。由于豐州斷陷紅盆圍巖屬于花崗巖雜巖體，加上鹿井礦田鈾礦床和花崗巖雜巖緊密相伴，有礦體主要分布在花崗巖雜巖體的頂部。通過鉆孔發(fā)現(xiàn)，雜巖體越多，礦體就越多，礦量也越大。這一點可以通過相關(guān)結(jié)果得到論證，在鹿井、黃蜂嶺、牛尾嶺3個礦床其中90％的礦量全部分布在花崗巖雜巖體外側(cè)的0～50 m范圍之內(nèi)，有的甚至直接賦存在花崗巖雜巖體上。近年發(fā)現(xiàn)的中山礦床其主要礦體也是位于雜巖體接觸帶上。

特別是在牛尾嶺東部、白堊紀盆地邊緣的局部地區(qū)，出現(xiàn)了明顯的6個局部異常顯示，這一發(fā)現(xiàn)能夠為今后的找礦工作提供重要的參考。結(jié)合經(jīng)驗和花崗巖地形下的鈾礦成礦特點，可知斷裂構(gòu)造對于成礦的過程和地點均有重要的影響。經(jīng)過勘探和發(fā)掘，在紅層覆蓋的豐州盆地的16 km2內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了花崗巖雜巖體中出現(xiàn)了一定程度的鈾礦化。在牛尾嶺2號剝土礦體也有重大的發(fā)現(xiàn)。根據(jù)檢測結(jié)果，其含礦巖石是晶屑凝灰?guī)r。這些發(fā)現(xiàn)都有力的表明了盆地有著良好的成礦前景。

2） 鹿井地區(qū)的油礦資源分布比較廣泛且零散，很多地方都同時出現(xiàn)了富大鈾礦化。以鹿井礦床為例，其礦體從10～300 m不等，寬度從10～200 m不等，厚度則從幾米到十多米不等，其品位一般在＜0.1％，最高的為0.226％。根據(jù)目前礦山開采資料顯示，1號礦體和5號礦體北部192～142 m中段中，存在一個富礦段，長度大約在60 m，厚度較大，品位達到了0.6％～0.7％。

在九曲嶺礦床的1號礦體中，其水平厚度達到16.5 m，平均品位0.2％，最大的達到了20％。根據(jù)某次的采掘發(fā)現(xiàn)礦量呈現(xiàn)出深部變大趨勢。沙壩子、九龍江、秀才洞、九龍徑、中山等礦床都存在高品位礦石，雖然礦體的埋深不大，但是呈現(xiàn)出品位不斷增高的趨勢。近期也有研究者對其進行了探究，而研究的結(jié)果表明在鹿井礦田以及周邊的一些礦床、礦點，發(fā)現(xiàn)了多處早期鈾礦成礦同位素年齡，這些信息都表明幔源碳和高溫?zé)嵋何g變都由深源高溫成礦等信息。秀才洞礦床經(jīng)過了十多年的開采，也取得了一定的進展。2號礦化帶中采出的鈾金屬含量就已經(jīng)不止百余噸，且這些鈾金屬的質(zhì)量也非常良好，品位均大于1％。從中可以看出，秀才洞礦床的儲量也許遠遠不止目前勘測到的數(shù)量，還有更多的鈾礦資源等待開發(fā)。

3） 鈾礦化現(xiàn)象的發(fā)生受到地層巖性的制約。在鹿井礦田中，花崗巖外接觸帶型鈾礦床中沙壩子礦床礦化產(chǎn)于寒武系香楠組地層中，受到層位控制。因此巖石中含有大量的有機質(zhì)和黃鐵礦。認真分析其地層巖性，可以得出：含礦層頂板和底板均由板巖組成。整個巖層結(jié)構(gòu)完整，巖性致密，符合花崗巖的基本特性。同時在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，含礦層容易破碎，形成大量的裂縫，從而為礦液的運動和沉淀富集制造良好條件。另外，在鹿井、梨花開、秀才洞、九龍徑礦床的含礦層中，寒武系茶園頭組、香楠組這兩組的鈾含量較高。這也為鈾的生成與轉(zhuǎn)化提供了初始的環(huán)境和重要的鈾源。

4） 小巖體的形成與鈾礦成礦期有密切的聯(lián)系。一般來說，其形成的時間與成礦的時間具有一致性。鹿井礦田地區(qū)的小巖體主要是由于構(gòu)造壓力而形成的。具體來說，主要分為細粒少斑黑云母二長花崗巖、細粒白云母花崗巖、石英斑巖等等。小巖體深藏地下，僅有少部分露出。其分布范圍非常廣泛，往往以數(shù)量眾多的小巖體聚集在一起。實際生產(chǎn)中，勘探人員利用鉆孔操作對鹿井礦田的豐州盆地外圍地區(qū)進行了初步的探測，發(fā)現(xiàn)了地下深處分布著眾多數(shù)量、不小規(guī)模的小巖體。小巖體的存在不僅能夠為成礦提供必要的熱源，還能提供活化劑。這主要是因為小巖體能夠提供巖漿熱液，從而對地下水和沉淀凝固的花崗巖液體起到加熱的作用。一旦加熱，花崗巖中含有的鈾元素就會活化起來，從而增加了巖體中的鈾源，為成礦做好準備。

5） 不同期次巖體的穿插作用，使得沉積變質(zhì)巖地層或者早期巖體逐漸形成了形態(tài)各異的接觸界面。這些接觸截面為鈾礦的發(fā)育和成礦創(chuàng)造了地球化學(xué)障的條件，從而使得該區(qū)域形成了大量的鈾礦床。

6） 秀才洞到中山地區(qū)寒武系地層鈾含量高，最高可達106×10-6，巖體中平均鈾含量達75×10-6，加上該區(qū)域正好處于高航磁異常的周圍，這一點對形成富大鈾礦具有重要意義。對這個區(qū)域的鉀含量進行測量，發(fā)現(xiàn)含量為中偏高水平，并且在局部地區(qū)體現(xiàn)得更加明顯。加上該區(qū)存在鈾釷異常，說明這個區(qū)域有著較好的找礦遠景。熱液活動頻繁，脈體發(fā)育，巖體接觸界面呈港灣狀接觸，斷裂構(gòu)造發(fā)育，各種異常集中顯現(xiàn)，表明這個區(qū)域有著良好的找礦前景。

7） 根據(jù)鹿井地區(qū)成礦地質(zhì)背景及以往收集到的勘查資料，充分結(jié)合該區(qū)富大鈾礦緊鄰花崗巖、紅盆、有利含鈾地層或者產(chǎn)鈾巖體，加上已知富鈾礦床特點，確定了花崗巖內(nèi)帶型和外帶型鈾礦床作為主要，在擴大老礦區(qū)的基礎(chǔ)上開辟新地區(qū)。老地區(qū)以高昔礦床深部以及外圍小山地區(qū)、鹿井礦床外圍朱家地區(qū)等為主。新地區(qū)以中山地區(qū)、九龍江地區(qū)、九曲嶺地區(qū)、文英地區(qū)、獨松地區(qū)為主，具有良好的找礦前景。

4 結(jié) 語

本文在總結(jié)湖南鹿井地區(qū)基本地質(zhì)情況以及成礦特點的基礎(chǔ)上，從地質(zhì)背景和找礦思路兩個方面進行了重點分析。針對目前的找礦工作，可以從研究幔源物質(zhì)這個角度入手，這種方式能夠滿足尋找花崗巖型富鈾礦床的實際需求。同時對于已經(jīng)查明和已經(jīng)開發(fā)過的鈾礦田、鈾礦床也應(yīng)該進行深部找礦工作，采用新方法、新思路，在擴大已有礦床規(guī)模的同時延長其服務(wù)年限。

［1］ 楊海，張凱，任紅偉. 地質(zhì)找礦的科學(xué)思維模式探析［J］.西北地質(zhì)，2014，（1）：261-266.

［2］ 曾文樂，郭湖生. 在桃山地區(qū)尋找隱伏富大鈾礦的思考［J］.地質(zhì)論評，2010，（1）：43-50.

［3］ 楊尚海.中南地區(qū)鈾資源類型、特點及找礦方向［J］.地質(zhì)學(xué)報，2010，（5）：703-715.

Geological Background of Uranium M ineralization in the Area of Hunan Deer Well and the Analysis of Ore Prospecting M ethod

LI Ran1，WANG Quantao2
（1. Institute of Nuclear Industry 230，Changsha，Hunan 410001，China； 2. Nuclear Industry Institute 290，Shaoguang，Guangdong 512000，China）

In order to increase reserves and extend the m ine life， it requires a combination of new technologies and new methods in the periphery of the old m ining prospecting to f nd a new breakthrough. This paper describes the basic situation of Hunan Lujing area， the analysis of its geological setting of uranium m ineralization， combined w ith aspects of the information selected can achieve further breakthroughs in prospecting targets for uranium resources in Hunan Lujing area continue to provide strong theoretical foundation.

Hunan lujing；Uranium m ineralization geological background；Prospecting method

P619.14

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.03.007

2016-08-05

李冉（1983-），男，湖南長沙人，工程師，研究方向：地質(zhì)找礦和地質(zhì)災(zāi)害，手機：13655559550，E-mail：tangshui_binbin@163.com.