書樓丘鈾礦床地質(zhì)特征、礦床成因及找礦潛力分析

張善果

(中核韶關(guān)錦原鈾業(yè)有限公司，廣東 韶關(guān) 512328)

諸廣山巖體南部產(chǎn)有中國重要的花崗巖型鈾礦田——長江礦田。書樓丘礦床位于長江礦田北部。前人對該礦床研究較少，僅對該礦床地質(zhì)、圍巖熱液蝕變、礦體特征、礦石構(gòu)造等進(jìn)行研究[1]。近幾年在該區(qū)的找礦勘查表明，書樓丘礦床深部具有很大的找礦空間。筆者在前人研究基礎(chǔ)上，結(jié)合近幾年該區(qū)找礦成果，分析梳理書樓丘礦床地質(zhì)特征，探討礦床成因，對該礦床深部及外圍進(jìn)行找礦潛力分析，為下一步找礦以及擴(kuò)大鈾資源提供依據(jù)。

1區(qū)域地質(zhì)背景

書樓丘鈾礦床位于長江礦田北部，南部為棉花坑礦床，其大地構(gòu)造位置處于長江斷陷帶中部，是北東向棉花坑斷裂、里周斷裂、北北西向斷裂和北西向油洞斷裂相交匯部位。巖體內(nèi)斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，具有規(guī)模大、產(chǎn)狀多變、活動頻繁、成群成組且等間距分布等特點(diǎn)[2]。

2礦床地質(zhì)

2.1 礦床地質(zhì)背景

書樓丘礦床賦礦圍巖主要為燕山期長江巖體和印支期油洞巖體。長江巖體形成時間為161.6 Ma，巖性以中粒黑云母花崗巖為主[3]；油洞巖體形成時間為232 Ma，巖性主要為中粒斑狀二云母花崗巖[4-5]。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育主要有近SN、EW、NNE、NEE、NNW和NWW向等6組(圖1、表1)，其中近EW向斷裂以壓性為主，NNE向、NE向和NWW向斷裂以壓扭性為主，而NNW向和近SN向斷裂為張扭性。區(qū)內(nèi)鈾礦體主要賦存在張扭性斷裂構(gòu)造帶內(nèi)(表1)。

2.2 礦床地質(zhì)特征

礦床內(nèi)礦帶密集發(fā)育(約21條)，多呈平行分布(圖1)，礦帶厚度不大，具膨脹、收縮、彎曲和分枝現(xiàn)象，地表局部發(fā)現(xiàn)鈾礦化。主要含礦帶有1(37)、2、9N、13和19號帶，其巖性由石英脈、硅化碎裂巖和蝕變碎裂花崗巖組成，礦帶內(nèi)鈾礦體主要受赤鐵礦化硅化巖或硅化碎裂巖控制。各礦帶表現(xiàn)出明顯的水平分帶和垂直分帶特征。在水平分帶上，中心部位由礦前期黃綠色絹云母化石英脈、成礦期含瀝青鈾礦赤鐵礦化或含瀝青鈾礦黃鐵礦化螢石化石英脈或硅化碎裂巖、成礦晚期白色石英脈和條帶狀螢石石英脈等相互疊加組成的硅質(zhì)脈，其兩側(cè)分別為紅化、絹云母化、綠泥石化和黏土化碎裂花崗巖；在垂向上，地表大部分為成礦晚期或早期的灰白色石英脈，上部富集螢石，深部以含瀝青鈾礦赤鐵礦化石英脈或碎裂巖為主，局部地段有含瀝青鈾礦、黃鐵礦、黑色螢石石英脈疊加，有的地段發(fā)育方解石化[6-7]。

1—第四系；2—輝綠巖脈；3—燕山晚期第一階段花崗巖；4—燕山早期第一階段花崗巖；5—印支期第三階段花崗巖；6—印支期第二階段花崗巖；7—硅化斷裂帶；8—含礦帶及編號。圖1 書樓丘鈾礦床構(gòu)造地質(zhì)

表1 書樓丘鈾礦床斷裂構(gòu)造主要特征

2.2.1礦體特征

書樓丘礦床主要含礦帶特征見表2。

表2 書樓丘鈾礦床主要礦帶特征

1)1號帶位于礦床中部，北起19線(往北被稻田所掩蓋)，南到69線，地表長1 539 m。沿傾向延伸在12線以北較淺(0 m標(biāo)高左右)；以南變深(多在0 m標(biāo)高以下)，垂深250～500 m。走向以18線為界，以北350°～3°；以南變?yōu)?40°左右。傾向整體向西，局部偏向東。傾角陡，平均78°左右。礦帶呈脈狀，沿走向和傾向局部分枝、脹縮和彎曲，在12～24線間分支較為明顯，主要分枝有16、17、3和4號帶。礦帶主要由硅化巖、硅化碎裂巖、蝕變碎裂花崗巖及蝕變碎裂花崗斑巖組成。厚度一般為數(shù)m，局部達(dá)11 m。礦體產(chǎn)于礦帶內(nèi)，主要受赤鐵礦化硅化巖(或硅化碎裂巖)控制。

2)13號帶位于礦區(qū)的北東部位，距1號帶約300 m左右，與1號帶大致平行發(fā)育。地表出露在19～21線間，南到24線后呈隱伏向南延伸?？傮w長度1 100 m以上，厚度沿走向一般為2～3 m，沿傾向變化較大，為2～15 m，垂深達(dá)480余m。構(gòu)造總體產(chǎn)狀為250°∠80°，主要由不規(guī)則脈狀硅化碎裂巖組成。構(gòu)造蝕變帶沿傾向和走向膨脹收縮、分枝復(fù)合較為明顯。在力學(xué)性質(zhì)上偏扭性，在走向及傾向上延伸較大。

3)19號帶位于礦床的東北部，于1號帶的東北側(cè)400～500 m，沿走向長度1 100 m以上，厚度沿走向一般為3～4 m，沿傾向變化較大，為3～31 m，垂深達(dá)540余m，總體產(chǎn)狀250°～285°∠75°～80°，為不規(guī)則脈狀。構(gòu)造蝕變帶在傾向和走向上膨脹收縮、分枝復(fù)合明顯。在力學(xué)性質(zhì)上偏張性，并在上盤產(chǎn)生一系列的張性裂隙，對鈾的沉淀、富集極為有利。

1、13、19號帶為礦床主要產(chǎn)礦帶，鈾礦體主要產(chǎn)于礦帶的硅質(zhì)骨架及其兩側(cè)的赤鐵礦化蝕變帶內(nèi)，礦體厚度與蝕變寬度關(guān)系較為密切，其蝕變寬度變化特征如下：1)1號礦帶蝕變寬度為1～18 m，總的寬度變化不大，大多數(shù)為5～10 m；少數(shù)小于5 m，而大于10 m的則為零星分布。2)13號礦帶蝕變寬度為1～20 m，總的寬度變化不大，大多數(shù)為5～10 m；小于5 m的主要分布于5～6線200 m以上和100 m以下，而大于10 m的則為零星分布。3)19號礦帶蝕變寬度為1～22 m，近地表蝕變帶寬度較小，向深部寬度變大，如5～12線淺部(200～250 m標(biāo)高以上)蝕變帶寬度均小于5 m，而21～12線200 m標(biāo)高以下蝕變帶寬度變大，多呈面狀分布，蝕變帶寬均大于5 m，大于10 m的熱液蝕變帶范圍較大。

2.2.2礦石特征

礦石結(jié)構(gòu)主要為膠狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、葡萄狀結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造等。礦石礦物成分較簡單，其鈾礦物有瀝青鈾礦、硅鈣鈾礦、鈣鈾云母、銅鈾云母和鈾黑；金屬礦物主要為黃鐵礦、赤鐵礦、方鉛礦等；脈石礦物主要為絹云母、綠泥石、螢石、石英、方解石等。

2.2.3圍巖蝕變

礦床內(nèi)斷裂構(gòu)造多次活動，熱液活動頻繁，蝕變作用普遍、強(qiáng)烈，自巖漿晚期的自交代直至巖漿期后的高、中、低溫蝕變作用均很發(fā)育。自交代作用有白云母化、云英巖化、堿性長石化；中低溫?zé)嵋何g變有綠泥石化、硅化、絹云母化等。

由于熱液活動的多階段性，熱液組分的變化和圍巖物質(zhì)變異，形成熱液蝕變作用在同一構(gòu)造帶中具有多期，多種類型的重疊、交錯等特征。熱液蝕變受斷裂構(gòu)造控制，在空間上顯示出明顯的水平分帶。由斷裂中心向兩側(cè)依次為硅化→赤鐵礦化→絹云母化→綠泥石化→高嶺石化→正常花崗巖，其強(qiáng)度以構(gòu)造帶中心(硅質(zhì)脈或硅化碎裂巖)向外逐漸減弱。與鈾礦化關(guān)系密切的熱液蝕變主要為硅化、黃鐵礦化、赤鐵礦化等。礦化期的硅化、赤鐵礦化蝕變作用越強(qiáng)、鈾礦化也越富集[8-11]。

3礦床成因

3.1 成因類型

礦體產(chǎn)于酸性侵入體的斷裂破碎帶內(nèi)。礦體呈脈狀，與圍巖呈突變接觸關(guān)系，且大部分界線較清楚，接觸面較平直，礦石中發(fā)育中低溫?zé)嵋旱V物，如葡萄狀瀝青鈾礦、細(xì)粒狀赤鐵礦、膠狀黃鐵礦、方鉛礦、部分晶形較差的紫黑色螢石、石英、絹云母等；有用礦物只有鈾礦物，其他礦物均為脈石礦物；赤鐵礦化、硅化、絹(水)云母化等熱液蝕變廣泛發(fā)育。

根據(jù)上述情況，認(rèn)為該礦床成因類型為產(chǎn)于酸性侵入巖斷裂破碎帶內(nèi)的中低溫?zé)嵋?充填、交代)單鈾型礦床。

3.2 成礦時代

為厘定長江礦區(qū)鈾成礦時代，黃國龍等采用了U-Pb和Sm-Nd等時線方法對其南側(cè)的棉花坑礦床的瀝青鈾礦進(jìn)行了年齡測試[12]，結(jié)果顯示其成礦時代為±70 Ma，屬晚白堊紀(jì)，與華南地區(qū)花崗巖型鈾礦的主成礦時代65～70 Ma較為相近。書樓丘礦床與棉花坑礦床相鄰，同處于長江礦區(qū)，成礦地質(zhì)條件相同，均受同一組成礦構(gòu)造控制，且礦石類型一致，故書樓丘礦床成礦時代應(yīng)為晚白堊紀(jì)。

3.3 成礦物質(zhì)來源

根據(jù)書樓丘礦床微量元素、同位素地球化學(xué)特征研究，成礦元素主要來源于油洞巖體及長江巖體的花崗巖，成礦流體主要由深部地幔流體和少量大氣成因的地下水混合組成[13-14]。

3.4 成因分析

依據(jù)對諸廣南部花崗巖型鈾礦產(chǎn)出的地質(zhì)背景、成礦地質(zhì)條件、成礦流體特征和成礦機(jī)理等分析認(rèn)為諸廣南部花崗巖型鈾礦床的形成模式為地幔熱流在上升過程中，通過殼幔巖漿作用、斷裂構(gòu)造作用、熱液作用等，最終在有利的儲礦部位富集成礦[15](圖2)。

1—燕山晚期，地幔熱源活動與作用；2—燕山晚期幔源基性巖漿活動與作用；3—燕山晚期酸性巖漿活動與作用；4—燕山早期花崗巖；5—印支期花崗巖；6—鈾成礦水、物質(zhì)組份的來源與運(yùn)移；7—鈾礦床、礦體。圖2 諸廣南部礦田鈾礦床成礦模式

4找礦標(biāo)志

4.1 構(gòu)造標(biāo)志

1)近南北向(330°～18°)斷裂構(gòu)造帶是305礦床的主要含礦構(gòu)造帶，其中以北北西向(335°～345°)產(chǎn)礦最佳。2)多方向斷裂構(gòu)造帶交匯部位，特別是兩組斷裂構(gòu)造帶夾持區(qū)內(nèi)次級斷裂構(gòu)造發(fā)育部位。3)斷裂構(gòu)造帶的拐彎、分枝復(fù)合、膨大部位是礦化最有利部位。4)在含礦斷裂構(gòu)造帶中，出現(xiàn)成礦期礦物或有零星異常存在是尋找深部隱伏鈾礦體的標(biāo)志。

4.2 巖性標(biāo)志

1)貧鈣鎂超酸性巖體(SiO2>70%)，尤其是晚期超酸性小巖體發(fā)育地段。2)不同巖體接觸帶、巖體邊緣相或頂部以及晚期小巖體洼兜部位。3)巖體中捕虜體集中、中基性巖脈發(fā)育地段，尤其是含礦斷裂構(gòu)造切穿部位。

4.3 蝕變標(biāo)志

1)花崗巖中的硅化、赤鐵礦化、絹云母化等均為近礦蝕變，特別是紅色、灰黑色微晶石英發(fā)育地段。2)正長巖類的紅化、硅化、綠泥石化和絹云母化都是近礦蝕變，其中紅化和絹云母化與鈾成礦關(guān)系最為密切。3)中基性巖類的硅化、綠泥石化、紅化及褪色蝕變是可靠的找礦標(biāo)志。

4.4 礦物標(biāo)志

1)硅化帶內(nèi)螢石和金屬硫化物發(fā)育地段，特別是膠狀黃鐵礦、紫黑色螢石與瀝青鈾礦共生部位。2)紅色微晶石英、灰黑色微晶石英、微粒狀赤鐵礦和浸染狀黃鐵礦與瀝青鈾礦共生部位。3)在含礦斷裂構(gòu)造帶中有大規(guī)模黑色、紅色微晶石英和團(tuán)塊狀紫黑色螢石是富鈾礦的找礦標(biāo)志。

5找礦潛力分析

書樓丘礦床處于區(qū)域性長江斷陷帶中部，位于北東向棉花坑斷裂與里周斷裂夾持的凹陷區(qū)內(nèi)，為多期多階段巖漿、熱液活動中心。發(fā)育有近南北向、北西向及北東向等多組含礦斷裂，尤其是近南北向斷裂極為發(fā)育，是本區(qū)的主要成礦斷裂。這種集巖體發(fā)育、熱液活動多期次、斷裂構(gòu)造發(fā)育、斷陷地塊于一體的地區(qū)，表現(xiàn)出鈾的多次富集成礦和保存條件。

1—第四系；2—細(xì)粒黑云母花崗巖；3—花崗斑巖；4—粗中粒黑云母花崗巖；5—正長巖；6—含礦構(gòu)造帶及編號；7—斷裂帶及編號；8—中基性巖脈；9—本項(xiàng)目2013年完成工業(yè)、礦化鉆孔及編號；10—工作區(qū)范圍；11—遠(yuǎn)景地段及編號。圖3 書樓丘鈾礦找礦潛力勘查結(jié)果

書樓丘礦床鈾礦體嚴(yán)格受斷裂帶控制，特別是近南北向斷裂，為區(qū)內(nèi)的主要含礦斷裂，在斷裂帶分支、復(fù)合、膨脹、交匯部位有較好的鈾礦化，富厚礦體多產(chǎn)于構(gòu)造的膨脹、復(fù)合部位。鈾礦化在垂向上具有明顯的變化特征，區(qū)內(nèi)主成礦構(gòu)造具有上部寬度小，往中深部厚度變寬、蝕變變強(qiáng)的特征；鈾礦化也存在上部厚度薄、品位低、礦體多呈透鏡狀產(chǎn)出，礦體往深部厚度變大、品位較高、多呈帶狀產(chǎn)出的特征。此外，主成礦帶(1、13、19號帶)在構(gòu)造力學(xué)性質(zhì)上(早期以壓扭性為主，晚期張性)、控礦因素、鈾礦富集規(guī)律和圍巖蝕變等方面都與棉花坑礦床9號帶極其相似，表現(xiàn)出相同的水平分帶和垂直分帶特征，均表現(xiàn)出分枝復(fù)合、膨脹收縮、延伸穩(wěn)定等特征[16]。棉花坑礦床9號帶在0～-500 m標(biāo)高仍有較好的鈾礦化，如礦床ZK39-3在孔深784.70～791.24 m，標(biāo)高約-430 m處見工業(yè)品位達(dá)1.139%、視厚度6.54 m的富礦體。由此說明，書樓丘礦床近南北向含礦斷裂具有棉花坑礦床9號帶的鈾成礦特征，深部具有較好的鈾成礦條件。

依據(jù)地質(zhì)調(diào)查、CSAMT測量、鉆探揭露、區(qū)內(nèi)鈾礦化特征及鄰區(qū)棉花坑礦床9號帶的鈾礦化特征等資料綜合分析，書樓丘礦床主要有Ⅰ、Ⅱ號2個鈾成礦遠(yuǎn)景地段(圖3)。

5.1 Ⅰ號遠(yuǎn)景地段

該地段位于書樓丘礦床西部，出露的含礦構(gòu)造主要有1號帶，帶長約1.5 km，具有分枝復(fù)合、膨脹收縮等特點(diǎn)，其分枝構(gòu)造有3、4、16、17號帶。據(jù)CSAMT測量成果，構(gòu)造延深可達(dá)標(biāo)高-500 m以下。前人在1號帶0 m標(biāo)高以下工作程度低，僅有個別探索鉆孔，且有多地段礦體未封邊。在該帶施工2個鉆孔，深部均揭露有較好的工業(yè)礦體，說明1號帶深部有明顯的找礦線索，構(gòu)造往深部延伸較穩(wěn)定，其礦化特征與棉花坑礦床9號帶相似；與棉花坑礦床9號帶相比，1號帶及其分枝脈帶0 m標(biāo)高以下還具有很大的找礦前景。

5.2 Ⅱ號遠(yuǎn)景地段

該地段位于書樓丘鈾礦床東部，主成礦帶13、19號帶在該地段出露長約1.1 km。據(jù)CSAMT測量成果，13、19號帶往深部延深達(dá)-600 m以下，鉆孔揭露顯示，構(gòu)造往深部延深穩(wěn)定。在該地段深部施工鉆孔8個，其中有7個工業(yè)鉆孔，深部與鈾礦化關(guān)系密切的赤鐵礦化、黃鐵礦化及紫黑色螢石化發(fā)育，由此說明，深部鈾成礦條件好，且有明顯的找礦線索。13、19號帶力學(xué)性質(zhì)、鈾礦化特征、控礦因素和圍巖蝕變等均與棉花坑礦床9號帶極其相似；與棉花坑9號帶深部-500 m仍見有富厚礦體相比，其深部(0 m標(biāo)高以下)找礦空間大，找礦前景較好。

6結(jié)論

1)礦床內(nèi)斷裂構(gòu)造多次活動，熱液活動頻繁，蝕變作用普遍、強(qiáng)烈，自巖漿晚期的自交代直至巖漿期后的高、中、低溫蝕變作用均很發(fā)育。自交代作用有白云母化、云英巖化、堿性長石化；中低溫?zé)嵋何g變有綠泥石化、硅化、絹云母化等。

2)書樓丘礦床鈾礦體嚴(yán)格受斷裂帶控制，特別是近南北向斷裂，為區(qū)內(nèi)的主要含礦斷裂，在斷裂帶分支、復(fù)合、膨脹、交匯部位有較好的鈾礦化，富厚礦體多產(chǎn)于構(gòu)造的膨脹、復(fù)合部位。鈾礦化在垂向上具有明顯的變化特征，區(qū)內(nèi)主成礦構(gòu)造具有上部寬度小，往中深部厚度變寬、蝕變變強(qiáng)的特征。鈾礦化也存在上部厚度薄、品位低、礦體多呈透鏡狀產(chǎn)出，礦體往深部厚度變大、品位較高、多呈帶狀產(chǎn)出的特征。

3)諸廣南部花崗巖型鈾礦床的形成，是地幔熱流在上升過程中，通過殼幔巖漿作用、斷裂構(gòu)造作用、熱液作用等，最終在有利的儲礦部位富集成礦。

4)書樓丘礦床西部1號帶地區(qū)和礦床東部13、19號帶地區(qū)為找礦遠(yuǎn)景區(qū)。