浙江省大洲鈾礦田控礦因素及成礦模式

朱三牛， 張萬(wàn)良， 胡茂梅

(1.江西省核工業(yè)地質(zhì)局263大隊(duì)，江西 南昌 330096；2.核工業(yè)270研究所，江西 南昌 330200)

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浙江省大洲鈾礦田控礦因素及成礦模式

朱三牛1， 張萬(wàn)良2， 胡茂梅2

(1.江西省核工業(yè)地質(zhì)局263大隊(duì)，江西 南昌 330096；2.核工業(yè)270研究所，江西 南昌 330200)

火山巖型鈾礦床包括狹義的火山巖型鈾礦床和斑巖型(潛火山巖型)鈾礦床，浙江大洲鈾礦田的大茶圓、王貴寺、雷公殿、白西坑礦床都是狹義的火山巖型鈾礦床，大洲礦田是一個(gè)火山巖型鈾礦田，與相山斑巖型鈾礦田比較，其成礦地質(zhì)特征、控礦因素等均具明顯的特殊性和差異性，對(duì)大洲礦田的深入研究，探討成礦模式，對(duì)我國(guó)狹義的火山巖型鈾礦找礦具有較大的實(shí)際意義。通過(guò)綜述大洲礦田的成礦地質(zhì)特征，分析了鈾礦化的基本控制因素，認(rèn)為礦床產(chǎn)于下白堊統(tǒng)磨石山組第四段流紋巖或流紋斑巖中，層控明顯。流紋巖夾薄層狀粉砂巖的巖性組合、“綠色層”以及流紋巖的物理性質(zhì)控制了鈾礦化形成，鈾礦形成過(guò)程可分為火山巖漿活動(dòng)期、地?zé)崃黧w對(duì)流活動(dòng)期—“綠色層”形成期和鈾等元素的沉淀期。

控礦因素；成礦模式；火山巖型鈾礦床；大洲礦田

朱三牛，張萬(wàn)良，胡茂梅.2016.浙江省大洲鈾礦田控礦因素及成礦模式[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，39(3)：229-238.

Zhu san-niu, Zhang Wan-liang, Hu Mao-mei.2016.Ore-controlling factors and metallogenic model in Dazhou uranium ore field of Zhejiang province[J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 39(3)：229-238.

火山巖型鈾礦床是我國(guó)重要的鈾礦類(lèi)型之一，通常把產(chǎn)于火山巖、次火山巖中的或與潛火山作用有關(guān)的熱液鈾礦床均稱(chēng)為火山巖型鈾礦床。然而，隨著鈾礦地質(zhì)研究的深入，人們不斷發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)于潛火山巖或與潛火山作用有關(guān)的鈾礦床，其成礦過(guò)程與火山作用的聯(lián)系實(shí)際上相關(guān)性不大，這些鈾礦床應(yīng)歸屬斑巖型鈾礦床，而不應(yīng)歸屬火山巖型鈾礦床(張萬(wàn)良，2001，2011，2012；邵飛等，2008；鐘福軍等，2015；黃園花等，2015)，如相山礦田的橫澗礦床等。因此，火山巖型鈾礦床應(yīng)劃分為狹義的火山巖型鈾礦床和斑巖型鈾礦床兩類(lèi)，本文將以大洲礦田為例，闡述一個(gè)典型的火山巖型鈾礦田的成礦地質(zhì)特征、控礦因素，并探討其成礦模式。

1 礦田地質(zhì)概況

浙江大洲鈾礦田位于贛杭構(gòu)造帶東段①，江山-紹興深大斷裂帶南側(cè)。出露地層主要有基底地層、火山巖系地層和蓋層(圖1)，鈾礦產(chǎn)于火山巖系地層中。

基層地層由中元古界、上古生界和中生界三疊系組成，由于斷裂構(gòu)造的影響，基底地層常沿?cái)嗔岩粋?cè)呈斷隆形態(tài)產(chǎn)出。

中元古界包括雙溪塢群(Pt2sh)和陳蔡群(Pt2ch)。雙溪塢群分布在礦田北緣，為一套中—深變質(zhì)巖系，主要巖性為石英云母片巖、二云母片巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖等，與上覆地層均呈構(gòu)造接觸；陳蔡群分布在礦田東部、陳蔡—遂昌斷塊隆起區(qū)北部，主要為一套中淺變質(zhì)的絹云母片巖、黑云母石英片巖、角閃片巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖、黑云母斜長(zhǎng)片麻巖等，局部夾花崗片麻巖。

上古生界主要由上泥盆統(tǒng)西湖組，上石炭統(tǒng)黃龍組與船山組，下二疊統(tǒng)茅口組與上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M組成，巖性有：灰白色石英礫巖、石英砂巖、含燧石灰?guī)r、灰黑色硅質(zhì)灰?guī)r、灰黑色灰?guī)r，局部為炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、砂質(zhì)泥巖等。

中生界三疊系可分為下統(tǒng)政棠組和上統(tǒng)烏灶組。前者分布在礦田北側(cè)呈斷塊產(chǎn)出，巖性以砂巖、頁(yè)巖為主，厚約440 m。后者分布在礦田南部，呈零星斷塊產(chǎn)出，上部巖性為砂巖、泥巖，下部為黑色泥巖及煤層，厚度大于750 m。

圖1 大洲地區(qū)地質(zhì)略圖Fig.1 Geological sketch map of Dazhou area

火山巖系地層磨石山組前人曾歸屬上侏羅統(tǒng)①②核工業(yè)270研究所. 1988. 贛杭構(gòu)造火山巖成礦帶鈾成礦規(guī)律及成礦預(yù)測(cè)[R]. 國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目成果報(bào)告.浙江省核工業(yè)269大隊(duì). 1984. 浙江省衢州市大洲地區(qū)地質(zhì)背景、鈾成礦規(guī)律及預(yù)測(cè)[R].，但《中國(guó)地層典》編委會(huì)(2000)認(rèn)為，熱河群、建德群(含磨石山組)及其相當(dāng)巖群當(dāng)屬白堊系而非侏羅系。近年在相山、盛源火山巖區(qū)研究成果也表明(張萬(wàn)良，2000；張萬(wàn)良等，2007)，贛東北地區(qū)的打鼓頂組和鵝湖嶺組火山巖系應(yīng)屬早白堊世而非侏羅紀(jì)地層。故本次將磨石山組歸屬早白堊世。

磨石山組(K1m)總厚度4 960 m，韻律清楚，共分四段：K1m1以流紋質(zhì)凝灰?guī)r、英安質(zhì)凝灰?guī)r和安山巖夾河湖相砂礫巖為特征；K1m2以流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r(巨厚層)夾少量紫紅色砂巖為特征；K1m3以酸性噴出巖和河、湖相沉積巖互層為特征；K1m4為厚層狀流紋巖夾火山碎屑沉積巖，是主要含礦層位。

蓋層在礦田及南部為朝川組、北側(cè)為衢江群。朝川組(K1c)上部為紫紅色鈣質(zhì)、泥質(zhì)粉砂巖及細(xì)砂巖，下部為安山質(zhì)角礫巖夾含鈣質(zhì)結(jié)核砂巖，不整合于磨石山組之上，厚577～945 m。衢江群(K2q)下部以紫紅色粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，夾細(xì)砂巖及砂礫巖；上部主要為磚紅色厚層狀礫巖及砂礫巖互層，夾砂巖和粉砂質(zhì)泥巖；與下伏地層呈斷層接觸，厚1 580～2 380 m。

礦田內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，除在其北西緣發(fā)育一系列迭瓦式NEE-NE向逆推斷層外，在礦田內(nèi)部主要發(fā)育NNE向、近SN向、NW-NWW向斷裂。NNE向斷裂規(guī)模較大，常形成地壘或地塹式斷塊，在一些斷裂中見(jiàn)有花崗斑巖充填；近SN向斷裂常不太連續(xù)，但有的地段甚至出現(xiàn)成群的近SN向的花崗斑巖群；NW-NWW向斷裂為一組正斷層，也常形成較小規(guī)模的地壘或地塹式斷塊，在一些較小的NW-NWW向斷裂中有時(shí)見(jiàn)有中基性脈巖充填。有的斷裂破碎帶中發(fā)育綠色水云母化帶。礦田內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，火山巖地層呈單斜產(chǎn)狀，傾向北西，傾角20°～30°。

侵入巖出露面積較小，受北東向及北北東向基底斷裂控制。巖體侵入時(shí)代多為燕山早期及燕山晚期，少部分為印支期。

燕山晚期以淺成或超淺成侵入活動(dòng)為主，巖性有花崗巖、花崗斑巖、次流紋斑巖等，另外還有受斷裂控制的脈巖分布，其中以花崗斑巖和輝綠巖脈為主，另有安山玢巖、偉晶巖脈等。

2 鈾礦化特征

大洲礦田產(chǎn)于早白堊世火山巖系地層中，已發(fā)現(xiàn)4個(gè)礦床(大茶圓、王貴寺、雷公殿、白西坑)、5個(gè)礦點(diǎn)和4個(gè)礦化點(diǎn)，礦床均產(chǎn)在磨石山組第四段，成礦主巖為流紋巖或流紋斑巖，層控明顯，曾歸屬熔巖層控型(毛孟才，2001，2002)③核工業(yè)270研究所. 2009. 相山、大洲地區(qū)火山巖型鈾礦成礦系列、勘查模式及遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)研究[R]。

2.1 礦體形態(tài)規(guī)模

礦體主要呈層狀、似層狀產(chǎn)于流紋巖頂?shù)装逑嘀?圖2)，局部沿低級(jí)別的北北東向和北北西向切層斷裂呈脈狀產(chǎn)出。礦體產(chǎn)狀一般與巖層產(chǎn)狀或控礦斷裂產(chǎn)狀一致，礦體沿走向延伸大于沿傾向延伸，產(chǎn)狀較平緩。單個(gè)礦體呈透鏡狀、囊狀、瘤狀、巢狀、不規(guī)則團(tuán)狀，斷續(xù)分布在含礦層中，平均含礦系數(shù)變化范圍0.3～0.6。

圖2 大茶園-雷公殿礦床剖面圖Fig.2 Profile of Dachayuan-Leigongdian deposit1.凝灰熔巖；2.霏細(xì)斑巖；3.綠色層及代號(hào)；4.流紋巖及層代號(hào)；5.雙溪塢群；6.斷層及推測(cè)斷層；7.輝綠巖；8.鈾礦體

單礦體短小，最大的面積為4 160 m2(32 m×130 m)，品位0.086%～0.176%，但組合礦體為似層狀，規(guī)模較大，穩(wěn)定性較好，礦化垂幅可達(dá)500 m(標(biāo)高300～-200 m)。

礦化不均勻，品位一般較低，礦床平均品位在0.1%左右，礦石平均品位大于0.05%的礦體連續(xù)性好，礦石平均品位大于0.03%的礦體幾乎呈面型分布。含礦層內(nèi)品位較富的礦體呈囊狀、透鏡狀、團(tuán)塊狀產(chǎn)出。

2.2 圍巖蝕變

圍巖蝕變分礦前期、成礦期和礦后期。

礦前期主要為水云母化、蒙脫石化，呈面式分布，以水云母—蒙脫石混層礦物為主，水云母呈綠色、灰綠色，蒙脫石由斜長(zhǎng)石、黑云母及水云母被交代而成。此外局部可見(jiàn)部分或全部鉀長(zhǎng)石斑晶的鈉長(zhǎng)石化。

成礦期以赤鐵礦化最發(fā)育，其次有硅化、螢石化、黃鐵礦化、水云母化等。

(1)赤鐵礦化：其分布與鈾礦化范圍基本吻合，赤鐵礦呈分散狀態(tài)分布于巖石裂隙或礦物解理紋中。蝕變發(fā)育程度與裂隙發(fā)育程度有密切關(guān)系。赤鐵礦化可分兩期，早期赤鐵礦化在巖、礦石中分布均勻，伴有浸染狀瀝青鈾礦；晚期赤鐵礦化沿裂隙分布，伴隨出現(xiàn)細(xì)脈狀、網(wǎng)狀瀝青鈾礦。赤鐵礦化越明顯，礦石品位越高。

(2)硅化：分布局限，以隱晶膠狀玉髓形式產(chǎn)出，與礦化關(guān)系密切。

(3)螢石化：分布普遍。以紫黑色粒狀微晶產(chǎn)出，呈細(xì)脈狀、網(wǎng)狀分布，多為膠結(jié)物形式膠結(jié)早期赤鐵礦化礦石角礫。

(4)黃鐵礦化：分布亦較廣，有兩種：一種呈微晶、浸染狀分布，與赤鐵礦化范圍吻合，另一種呈細(xì)脈狀分布。

(5)水云母化：多交代鉀長(zhǎng)石斑晶。呈星點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀或細(xì)脈、網(wǎng)脈狀。礦化期水云母化常伴有赤鐵礦化。

礦后期：主要有硅化、螢石化、黃鐵礦化、水云母化、碳酸鹽化。蝕變礦物多呈充填形式產(chǎn)于裂隙中。但其特征與成礦期的有所區(qū)別。如礦后期螢石為淡黃、淡綠色，呈團(tuán)塊狀、梳狀；黃鐵礦呈粗晶狀；水云母為翠綠色或黃綠色脈體。

2.3 礦石主要特征

(1)礦石類(lèi)型。礦田內(nèi)礦石類(lèi)型有二種，即鈾—赤鐵礦型、鈾—金屬硫化物型。以鈾—赤鐵礦型礦石最普遍，鈾—金屬硫化物型礦石常疊加在鈾—赤鐵礦型礦石之上，形成品位較高的復(fù)合礦石類(lèi)型。

(2)礦石礦物成分。原生鈾礦物有瀝青鈾礦、鈦鈾礦、鈾石，其中以瀝青鈾礦為主。次生鈾礦物種類(lèi)較多，有鈾黑、水鈾釩、水硫鈾礦、水鈾礦、鈣鈾云母、硅鈣鈾礦、氫氧鈾礦、砷鈾云母等。含鈾礦物有含鈾水云母、含鈾銳鈦礦、含鈾螢石、含鈾玉髓、含鈾褐鐵礦等，鈾在含鈾礦物中大多呈吸附狀態(tài)存在，部分鈾呈超顯微的機(jī)械混入物或類(lèi)質(zhì)同像形式存在。

其他金屬礦物有赤鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、白鐵礦、方鉛礦、硫鉬礦等。

脈石礦物主要有螢石、方解石、水云母、微晶石英、綠泥石。

瀝青鈾礦是礦田中主要的工業(yè)鈾礦物，黑色，瀝青光澤，貝殼狀斷口，顯微硬度254～335 kg/mm2，反射率R=10～14。均質(zhì)體，具明顯的膠狀結(jié)構(gòu)，并發(fā)育干裂紋，集合體形態(tài)有：顯微浸染狀、顯微脈狀與網(wǎng)脈狀、球粒狀、鑲邊狀。部分瀝青鈾礦具晶體外形，或呈針狀，長(zhǎng)約0.01 mm，寬0.001 mm，或呈粒狀，粒徑0.01 mm左右④，化學(xué)成分見(jiàn)表1。

鈾石呈黑色，反射率R=8，與瀝青鈾礦緊密共生，常出現(xiàn)在圍繞黃鐵礦沉淀的鑲邊狀瀝青鈾礦外呈皮殼狀產(chǎn)出，皮殼厚度一般為0.00 nmm，有時(shí)還出現(xiàn)在膠狀瀝青鈾礦的龜裂紋中。經(jīng)電子探針?lè)治鰷y(cè)定，其主要成分為U3O846.15%，SiO230.75%，F(xiàn)e2O30.69%，CaO 0.64%。

(3)礦石化學(xué)成分和微量元素含量。礦田內(nèi)各礦床礦石化學(xué)成分含量見(jiàn)表2。從表2可見(jiàn)，礦石中SiO2含量高，而Al2O3，Na2O明顯較正常圍巖偏低，K2O/Na2O及Fe2O3/Fe2O3+FeO比值高。

與鈾礦化有關(guān)的微量元素主要有Mo，Ag，Pb等。

表1 大洲礦田瀝青鈾礦電子探針?lè)治鼋Y(jié)果④核工業(yè)北京地質(zhì)研究院(原北京三所). 1982. 660礦田礦石物質(zhì)成分研究[R].

注：空白表示低于分析靈敏度。

表2 大洲礦田礦石化學(xué)成份含量

(4)礦石中鈾存在形式。鈾在礦石中主要以單礦物—瀝青鈾礦、鈾石形式存在，另見(jiàn)有黃鐵礦、褐鐵礦、水云母、螢石、玉髓等礦物和火山基質(zhì)吸附鈾的現(xiàn)象，亦有部分鈾呈混入物或類(lèi)質(zhì)同像形式存在。

2.4 成礦階段

(1)赤鐵礦—瀝青鈾礦階段，形成較早，礦化分布范圍較廣，鈾品位較低。金屬礦物主要是赤鐵礦，非金屬礦物有水云母等。瀝青鈾礦以顯微、超顯微粒狀產(chǎn)出，鈾—鉛年齡110～138 Ma(田建吉等，2010)。

(2)金屬硫化物—瀝青鈾礦階段，是礦田主要的鈾成礦階段，范圍較局限，品位高。瀝青鈾礦呈微脈狀、網(wǎng)脈狀和球粒狀產(chǎn)出，礦石多為角礫狀、脈狀與網(wǎng)脈狀，明顯地膠結(jié)或切割赤鐵礦—瀝青鈾礦階段形成的礦石。礦石中有較多的金屬硫化物，伴生水云母、螢石、鈾石等，局部伴生玉髓。瀝青鈾礦鈾—鉛年齡101～97 Ma，96～87 Ma②。

2.5 礦床成因探討

大茶園礦床δ34S=0.45%～+5.1‰，接近于0，且變化范圍較窄，反映其來(lái)源較深。推測(cè)鈾來(lái)自火山期后的巖漿殘余含鈾熱液②。

大茶園礦床似層狀綠色蝕變帶中水云母的δ18O水smow為+4.56%～-4.3‰，是火山熱水與深循環(huán)大氣水的混合作用產(chǎn)物。從成礦期到成礦后，成礦熱液的δ18OH2O值是逐漸降低的，這與許多巖漿熱液礦床的成礦熱液δ18OH2O的變化規(guī)律一致，即成礦早期或前期，成礦流體主要以巖漿水為主，之后，巖漿水不斷與地下水或大氣降水混合，δ18OH2O逐漸降低，至成礦后期大氣降水是主要組分。

采用均一法測(cè)定與瀝青鈾礦共生的螢石中的流體包裹體，其溫度為330～150 ℃，大部分為200 ℃左右②。

含礦熱液性質(zhì)為酸性，陰離子有F-，Cl-，SO42-，CO22-，以F-為主。陽(yáng)離子有K+，Na+，Ca2+，Mg2+，以K+為主。鈾呈六價(jià)狀態(tài)以氟鈾酰絡(luò)離子(UO2F4)2-或硫酸鈾酰絡(luò)離子[UO2(SO4)2]2-形式遷移。

來(lái)自火山期后含鈾酸性氣熱溶液和深部的地下水，在區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下，向高部位、低壓區(qū)上升，熱液性質(zhì)也不斷向低酸度演化。直至氧化還原界面附近，在弱酸偏中性條件下，六價(jià)鈾被還原沉淀成礦。

鈾成礦的主要控制因素主要有火山巖巖性組合特征、“綠色層”和流紋巖的物理性質(zhì)等。

3 火山巖巖性組合及其控礦作用

3.1 火山巖層、巖性特征

火山巖均為下白堊統(tǒng)磨石山組酸性—中酸性火山碎屑巖、碎屑熔巖及熔巖，按其噴發(fā)旋回及巖性組合特征，可分為四個(gè)巖性段，而每段又可分層及亞層。

3.1.1 磨石山組第一段(K1m1)

第一層(K1m1-1)：上部巖性為巨礫巖夾流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r；中部巖性為英安質(zhì)角礫凝灰?guī)r、英安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r；下部為凝灰質(zhì)礫巖、砂礫巖、砂巖、粉砂巖及泥質(zhì)頁(yè)巖，局部尚見(jiàn)有安山巖。厚度大于520 m。

第二層(K1m1-2)：上部巖性為凝灰質(zhì)礫巖，局部為砂巖、泥巖，中部為英安質(zhì)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)凝灰熔巖、凝灰質(zhì)礫巖；底部為流紋質(zhì)凝灰?guī)r、晶屑凝灰熔巖及角礫凝灰熔巖。厚400 m。

3.1.2 磨石山組第二段(K1m2)

第一層(K1m2-1)：巖性為紫紅色厚層狀流紋質(zhì)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r夾流紋質(zhì)粗晶屑凝灰?guī)r，局部地段有少量火山角礫及眼球狀塑性漿屑，假流紋構(gòu)造明顯。厚750 m。

第二層(K1m2-2)：上部巖性為凝灰質(zhì)砂巖及砂礫巖互層；下部為流紋質(zhì)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，局部為流紋質(zhì)凝灰熔巖。厚1 300 m。

3.1.3 磨石山組第三段(K1m3)

第一層(K1m3-1)：上部為凝灰質(zhì)砂巖、礫巖、粉砂巖為主夾少量流紋質(zhì)粗晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r；下部為流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、含礫凝灰?guī)r、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r。厚1 100～1 510 m。

第二層(K1m3-2)：上部巖性為一套以正常沉積物為主的凝灰質(zhì)礫巖、砂巖、粉砂巖及炭質(zhì)頁(yè)巖；下部為流紋質(zhì)粗晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r、細(xì)粒凝灰?guī)r及凝灰熔巖。厚700～2 070 m。

3.1.4 磨石山組第四段(K1m4)

為一套酸性、中酸性熔巖組成，出露于江山—紹興斷裂帶南側(cè)黃潭口—十都及大洲—巨龍頂，呈“T”字形展布。根據(jù)噴發(fā)韻律可進(jìn)一步劃分出兩個(gè)層，第一層內(nèi)又分三個(gè)亞層。

第一層第一亞層(K1m4-1(1))：為兩層流紋巖，頂?shù)装逵芯G色蝕變凝灰質(zhì)粉砂巖透鏡體。厚270 m。

第一層第二亞層(K1m4-1(2))：為區(qū)內(nèi)主要控礦層位。主要由三層流紋巖組成，其頂?shù)装鍨榫G色蝕變帶。流紋巖多呈灰白、淺肉紅或灰紫色，具球粒結(jié)構(gòu)及流紋狀構(gòu)造。頂?shù)装逑喽喟l(fā)育熔巖球、熔巖塊球、直徑以3～5cm居多，大者20～30m。綠色蝕變帶主要由綠色水云母化流紋巖、玻屑凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)粉砂巖組成。厚310 m左右。

第一層第三亞層(K1m4-1(3))：上部巖性為凝灰質(zhì)砂巖、流紋質(zhì)凝灰熔巖。下部為英安斑巖，角礫狀英安巖。厚155.95 m。

第二層 (K1m4-2)：巖性為流紋巖、凝灰質(zhì)粉砂巖及凝灰熔巖組成。厚30 m左右，未見(jiàn)頂。

火山巖的巖性特征主要為：火山巖酸度由老至新依次稍有增加。巖石組合主要是流紋巖組合，少量是英安—流紋巖組合?？傮w上顯示富硅、弱堿、鋁過(guò)飽和的特征。SiO2，K2O含量較高，Al2O3，Na2O含量較低，說(shuō)明本區(qū)火山巖屬鉀質(zhì)流紋巖或富鉀流紋巖。從火山巖的SiO2含量大于72%，總堿值大于6%，K2O大于Na2O等特點(diǎn)表明其屬成份較簡(jiǎn)單的酸性巖漿。從磨石山組第一段至第四段，SiO2，Al2O3平均值是遞增趨勢(shì)，而FeO，MgO，CaO處于遞減趨勢(shì)，說(shuō)明本區(qū)巖漿演化趨勢(shì)是指向富硅、鋁而貧鐵、鎂、鈣。

3.2 控礦作用

(1)鈾礦化集中產(chǎn)于下白堊統(tǒng)磨石山組第四段(K1m4)第一層內(nèi)。該層具多層結(jié)構(gòu)，由下到上可見(jiàn)5層，厚度不一。每次噴溢作用后都有一個(gè)短暫的停息，在分布不均的水盆中沉積了凝灰質(zhì)粉砂巖夾層，從而形成了對(duì)鈾礦化有利的巖性組合。

(2)流紋巖的相帶比較清楚，可分為頂板相、過(guò)渡相、中間相和底板相。頂板相為玻基流紋巖，具流紋構(gòu)造，玻基結(jié)構(gòu)，含氣孔，局部見(jiàn)有火山泥球及火山碎屑，裂隙構(gòu)造發(fā)育。頂板相厚度大于底板相。過(guò)渡相為球粒流紋巖。中間相為流紋斑巖，致密堅(jiān)硬，塊狀，具顯微嵌晶結(jié)構(gòu)，含長(zhǎng)石和石英斑晶。底板相為流狀流紋巖。

由于熔巖流冷卻作用由表及里進(jìn)行，各相帶巖石結(jié)構(gòu)差異甚大。中間相為斑狀結(jié)構(gòu)，頂?shù)装宄檎渲椤Ⅵ?xì)結(jié)構(gòu)。層面附近往往發(fā)育塊熔巖、熔巖球、球泡、氣孔等。這對(duì)含鈾熱液的運(yùn)移和礦質(zhì)的沉淀是一個(gè)良好的空間。

(3)鈾礦化與流紋巖厚度關(guān)系甚大，一般厚度大，鈾礦化好。如在大茶園礦床內(nèi)第三層流紋巖厚度最大，80%礦量分布其中，第二層厚度次之，占礦量15%，第一層厚度最小。

4 “綠色層”及其控礦作用

大洲礦田中的綠色水云母化帶，主要見(jiàn)于磨石山組第四段(K1m4)流紋巖層之間，呈層狀，即所謂“綠色層”，并與鈾礦化具有十分密切的聯(lián)系；同時(shí)，在礦區(qū)內(nèi)或外圍的火山碎屑巖(K1m1-3)中、在一些斷裂或裂隙中，也見(jiàn)有層狀或脈狀、筒狀的綠色蝕變帶。

4.1 “綠色層”的分布

“綠色層”多數(shù)出現(xiàn)在K1m4噴發(fā)間斷面沉積夾層之下的流紋巖頂板相或夾層上下的流紋巖底板相和頂板相，但當(dāng)沉積夾層較厚，巖性又主要為頁(yè)巖或粉砂巖時(shí)，綠色蝕變帶則只出現(xiàn)在夾層之上的流紋巖底板相。綠色層的層數(shù)最多可達(dá)8～9層，在有K1m4流紋巖分布的、面積約800 km2的地區(qū)內(nèi)差不多都能見(jiàn)到這種層狀綠色蝕變帶。

“綠色層”沿走向和傾向的穩(wěn)定性常常與沉積夾層的穩(wěn)定性有關(guān)，沉積夾層分布連續(xù)的，綠色蝕變帶也就分布連續(xù)，反之亦然。綠色蝕變帶的垂直幅度除了與夾層的厚度有關(guān)外，還與其上下層流紋巖的頂?shù)装逑嗟暮穸扔嘘P(guān)，一般說(shuō)來(lái)，流紋巖厚度大時(shí)，其底頂板相厚度也就大，綠色蝕變帶發(fā)育的垂直厚度也就大，反之則綠色蝕變帶發(fā)育的垂直厚度也就小。發(fā)育較好的綠色蝕變帶厚度可達(dá)20余米，發(fā)育較差的綠色蝕變帶則呈不連續(xù)的透鏡體。

4.2 “綠色層”的巖石組成

“綠色層”的組成巖石主要有①水云母化流紋巖，如塊熔巖、流狀流紋巖、球泡流紋巖、玻基流紋巖等，屬每層流紋巖頂?shù)装逑鄮r石，占綠色層80%左右；②每次溢流間斷期接受的水下沉積物，即透鏡狀、薄層狀凝灰質(zhì)粉砂巖、沉凝灰?guī)r，占綠色層10%～15%；③間斷期原地堆積的風(fēng)化殘積物。

4.3 “綠色層”中綠色粘土礦物

“綠色層”中綠色粘土礦物，X光(001)定向衍射分析表明，主要是伊利石、伊利石—蒙脫石的不規(guī)則混層礦物，其次還有少量綠泥石和多水高嶺石等⑤核工業(yè)北京地質(zhì)研究院(原北京三所). 1982. 660礦田綠色蝕變帶及其意義[R].?；瘜W(xué)成分及結(jié)構(gòu)式見(jiàn)表3。伊利石形態(tài)呈長(zhǎng)板狀、碎片狀，或呈不規(guī)則細(xì)粒團(tuán)塊狀集合體形態(tài)。

綠色粘土礦物是火山玻璃、長(zhǎng)石等蝕變產(chǎn)物。由于流紋質(zhì)巖漿的間歇性多次噴溢，每次噴溢之后有一個(gè)短暫的間歇時(shí)期，并在間歇期間形成薄薄的沉積碎屑夾層，然后又被下一次噴溢的熔漿所覆蓋。這些被夾持在流紋巖層之間的噴發(fā)間斷面和沉積碎屑夾層很自然就成為該地區(qū)的相對(duì)含水層，直到晚侏羅世的火山活動(dòng)最后停止之后，這些間斷面中的滲流水被多次的加溫，變成一種熱水，而且還可能有些火山期后的巖漿熱液也加入到這些層間滲流的熱水中，這些熱水長(zhǎng)期在層間間斷面附近與已經(jīng)在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生裂隙化的流紋巖頂?shù)装逑酀B透、交代，將穩(wěn)定性較差的火山玻璃或長(zhǎng)石等礦物水解，從而形成大面積的多層綠色蝕變帶。

表3 大茶園礦床綠色粘土礦物化學(xué)成分(%)及結(jié)構(gòu)式⑤

4.4 “綠色層”的控礦作用

(1)“綠色層”的存在大大地改變了該地區(qū)的巖石機(jī)械物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。多層綠色層夾于多層的流紋巖中，就組成了一種剛?cè)嵯嚅g的地質(zhì)體，這種地質(zhì)體在區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的作用下，綠色蝕變帶表現(xiàn)為流變，即出現(xiàn)片理化和層間滑動(dòng)，而剛性的流紋巖層則發(fā)生斷裂和破碎，在斷裂夾持的斷塊區(qū)，綠色蝕變帶之下的流紋巖上部常常發(fā)生密集的裂隙，形成一種似層狀的裂隙發(fā)育帶。這些斷裂破碎帶和裂隙發(fā)育帶為礦化溶液的滲透、交代和沉淀準(zhǔn)備了十分有利的空間。

(2)水云母化流紋巖有效孔隙度為5.5%～6%(表4)，比正常流紋巖有效孔隙度(2.90%～3.30%)增大一倍左右。

(3)鈾礦體常產(chǎn)于綠色層之下，表明在含礦熱液上升過(guò)程中，“綠色層”成為其重要的屏蔽層。當(dāng)?shù)V化溶液上升到流紋巖上部的裂隙發(fā)育帶時(shí)，層狀綠色蝕變帶作為一種滲透性很差的似層狀地質(zhì)體，覆蓋于裂隙發(fā)育帶的上部，使礦液只能局限在這些裂隙帶中滲流和進(jìn)行充分的交代、沉淀形成分布面積大的似層狀鈾礦體。

(4)“綠色層”代表一種還原環(huán)境，流紋巖和“綠色層”接觸部位，可能是氧化還原過(guò)渡帶，有利于成礦物質(zhì)沉淀，對(duì)鈾的富集起重要作用。在構(gòu)造裂隙發(fā)育處，局部形成了脈狀和透鏡狀富礦體。

表4 大洲礦田含礦巖性機(jī)械物理性質(zhì)一覽表

注：數(shù)據(jù)來(lái)源于浙江省核工業(yè)269大隊(duì)(1984)

5 流紋巖的物理性質(zhì)及其控礦作用

巖石的物理性質(zhì)對(duì)成礦作用的影響是明顯的。巖石的孔隙度、裂隙度、滲透性、抗壓強(qiáng)度等對(duì)礦化強(qiáng)度、礦石組構(gòu)以及礦體產(chǎn)狀都有影響。例如，在其它條件相同的條件下，多孔狀巖石中礦化常較強(qiáng)烈；脆性大的巖石易發(fā)育裂隙，也有利于礦液的運(yùn)移和礦質(zhì)的沉淀。可塑性巖石(頁(yè)巖、片巖等)則不易發(fā)生裂隙，往往成為礦液運(yùn)移的隔擋層；當(dāng)脆性巖石和塑性巖石共存時(shí)，在脆性巖石中易成礦(陳洪治等，2007)。

礦田內(nèi)具一定厚度的較脆性流紋巖與較塑性的沉積夾層互層產(chǎn)出，在較脆性的流紋巖中形成了良好的鈾礦化，礦體主要分布在流紋巖頂、底板相和過(guò)渡相內(nèi)，頂板相中鈾礦化比底板相好，中間相流紋斑巖中礦化較差，且不穩(wěn)定。頂?shù)装逑嘤捎诶鋮s速度快，往往形成含有較多火山玻璃的巖石，它們質(zhì)脆，抗壓抗剪力小，孔隙度大(表4)，如流紋巖頂?shù)装逑嗟钠骄芏葹?78 kg/cm2，而中間相為777 kg/cm2，第一層流紋巖頂板相有效孔隙度為3.3%，滲透系數(shù)達(dá)8.2×10-8，而第二層流紋巖中間相有效孔隙度僅2.3%，滲透系數(shù)6.2×10-8。而且每層流紋巖頂?shù)装宥及l(fā)育有因冷縮作用而產(chǎn)生的原生裂隙帶，如第二層流紋巖頂?shù)装逑嗔骷y斑巖裂隙度為2.28，而中間相僅為0.94，一般頂板相較底板相發(fā)育，因而，流紋巖頂?shù)装宓奈锢硇再|(zhì)決定了它們是成礦的有利空間。

6 成礦模式

根據(jù)大洲礦田的成礦地質(zhì)背景、鈾礦化特征及成礦條件，可將鈾礦床的形成過(guò)程及形成機(jī)制概括如下：

(1)火山巖漿活動(dòng)期。東南沿海深部殼幔作用具有從中晚侏羅世到早白堊世晚期逐漸增強(qiáng)、自南而北依次減弱的時(shí)空演化規(guī)律(段政等，2015)，浙東南早白堊世火山巖漿活動(dòng)廣泛、強(qiáng)烈，而且在流紋質(zhì)火山巖漿噴溢活動(dòng)的間歇期，礦田內(nèi)外湖盆沉積作用也較為普遍，形成了在橫向上有一定規(guī)模，在縱向上巨厚的以酸性火山巖—流紋巖為主體，夾較多沉積夾層的多旋回火山-沉積巖系。

圖3 大洲礦田鈾成礦示意模式圖Fig.3 Metallogenic model of the Dazhou field1.流紋巖；2.沉積碎屑巖夾層；3.火山碎屑巖；4.地下水循環(huán)熱流體；5.火山期后淺成侵入巖；6.來(lái)源于深部的含鈾熱流體；7.斷裂；8.鈾礦體

根據(jù)成礦成巖時(shí)差關(guān)系的研究，盡管礦床的形成與火山巖漿活動(dòng)沒(méi)有直接的成因關(guān)系，但火山巖漿活動(dòng)卻至少在以下二方面為熱液成礦作用提供了有利的條件：①造成了對(duì)成礦有利的巖性條件；②提供了熱液對(duì)流活動(dòng)的能量和有利的空間條件。

(2)地?zé)崃黧w對(duì)流活動(dòng)期—綠色層形成。隨著火山巖漿噴溢活動(dòng)的停熄，大氣降雨、沉積夾層形成時(shí)捕獲的湖水在有利的火山巖系組合特別是在流紋巖與沉積夾層之間的間斷面上下的滲流和聚集作用也不斷增強(qiáng)，間或還有火山殘余熱液的參與，在滲流的過(guò)程中，流紋巖中的火山玻璃、長(zhǎng)石等礦物不穩(wěn)定，發(fā)生較為普遍的水云母化，形成層狀、似層狀的綠色蝕變帶，即綠色層。

(3)鈾等元素的沉淀期。綠色層形成后，區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造作用強(qiáng)烈，NNE向以及NW-NWW向斷裂不僅貫通了地下深部的殘余巖漿熱液房，而且切穿了火山巖系地層包括綠色層，促使了間層裂隙帶的發(fā)育，為鈾等礦質(zhì)的沉淀富集創(chuàng)造了空間。

含鈾的深部巖漿殘余熱液，在構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)中滲透流動(dòng)，在綠色層的屏蔽和還原作用下，熱液的物化條件發(fā)生了突然的改變，鈾等礦質(zhì)則不斷沉淀下來(lái)，形成頗具特色的層狀似層狀局部脈狀筒狀火山熔巖中的鈾礦化(圖3)。

7 結(jié)論

(1)大洲礦田是一個(gè)火山巖型鈾礦田，其中的大茶圓、王貴寺、雷公殿、白西坑礦床都是典型的火山巖型鈾礦床，受火山巖層位控制明顯。

(2)礦床的控制因素主要包括火山巖巖性組合特征、“綠色層”和流紋巖的物理性質(zhì)等。

(3)鈾的形成過(guò)程是在火山巖漿活動(dòng)以后，地?zé)崃黧w對(duì)流運(yùn)動(dòng)形成綠色層，斷裂構(gòu)造貫通地下深部的殘余巖漿熱液房，切穿了火山巖系地層包括綠色層，促使了間層裂隙帶的發(fā)育，在綠色層的屏蔽和還原作用下，從而形成鈾等元素的沉淀富集。

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Ore-controlling Factors and Metallogenic Model in Dazhou Uranium Ore Field of Zhejiang Province

ZHU san-niu1, ZHANG Wan-liang2, HU Mao-mei2

(1. 263 Brigade of Jiangxi Nudear Industry Geological Bureau, Nanchang,JX 330096,China;2.270 Research Institute of CNNC, Nanchang,JX 330200,China)

The volcanic type uranium deposit comprises the traditional narrow volcanic rock type deposit and the porphyry or sub-volcanic type deposit. The Dachayuan deposit, the Wangguisi, the Leigongdian and the Baixikang deposits in the Dazhou uranium field of Zhejiang province, are traditional narrow volcanic rock type deposits. The Dazhou uranium field is a typical volcanic rock type uranium field, and show obviously particularity and diversity of the ore forming geological characteristics and ore controlling factors with the Xiangshan porphyry type uranium field. Studying on the metallogenic model of the Dazhou uranium field has great practical significance for the prospecting of the volcano rock type uranium deposit in our country. Through the summary of metallogenic characteristics of the ore field and analysis on the basic control factors of uranium mineralization, we think that the uranium deposits occurred in the rhyolite or rhyolite porphyry of the fourth member of the Lower Cretaceous Moshishan formation, the uranium field displays obvious stratabound characteristic. The uranium mineralization is controlled by the lithology assemblage of the rhyolite with thin siltstone, "Green bed", and the physical properties of the rhyolites. The formation of uranium ore can be divided into 3 stages: volcanic magma activity, geothermal fluid convective activity-"Green bed" formation, and the precipitation of uranium and other elements.

ore-controlling factors; metallogenic model; volcanic type uranium deposit; Dazhou uranium ore field

2015-12-15

朱三牛(1962—)，男，高級(jí)工程師， 主要從事鈾礦地質(zhì)勘查研究工作。 通訊作者：張萬(wàn)良(1962—)，男，教授級(jí)高工，主要從事花崗巖型鈾礦成礦規(guī)律及找礦方向研究。E-mail:zwl270@163.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2016.03.005

P619.14

A

1674-3504(2016)03-0229-10