贛杭鈾成礦帶中段祭面關(guān)地區(qū)鈾礦控礦構(gòu)造及找礦方向探討

許譜林，吳勇，張鴻，熊建，黨飛鵬，聶濤

（核工業(yè)二七〇研究所，江西 南昌 330200）

隨著相山地區(qū)鈾礦床的發(fā)現(xiàn)，在贛杭火山巖帶上以小比例尺航空伽馬測量為依托圈定鈾異常，以火山巖型鈾礦為主要找礦方向，針對圈定的鈾異常開展了大規(guī)模的地質(zhì)、物化探工作，取得較好的找礦成果，探明有數(shù)十個(gè)鈾礦床及數(shù)百個(gè)鈾礦（化）點(diǎn)［1-2］。在贛杭帶中段祭面關(guān)地區(qū)也先后落實(shí)了202 礦床、201、73-74 礦點(diǎn)以及501、275、405 等6 個(gè)礦化點(diǎn)以及大批異常點(diǎn)，取得了較好的找礦成果［3］。然而隨著地質(zhì)勘查的進(jìn)一步深入，找礦難度也相對較大，同時(shí)也遇到了一些傳統(tǒng)地質(zhì)理論難以解釋的地質(zhì)問題，尤其是工作程度較低的基底構(gòu)造、火山機(jī)構(gòu)及層間破碎帶等，如基底斷裂與火山機(jī)構(gòu)之間的聯(lián)系，以及其在鈾成礦過程中起到何種作用。近年來，“贛杭帶中段鈾礦資源調(diào)查評價(jià)”和“江西省上饒市石人底地區(qū)鈾礦資源調(diào)查評價(jià)”項(xiàng)目的新進(jìn)展進(jìn)一步深化了對該區(qū)構(gòu)造控礦的認(rèn)識。筆者通過分析祭面關(guān)地區(qū)火山巖型鈾礦產(chǎn)出地質(zhì)背景，構(gòu)造特征性質(zhì)、屬性及其與鈾礦的關(guān)系，提出該區(qū)構(gòu)造多層次控礦規(guī)律，即不同級別的構(gòu)造控巖特征、構(gòu)造控制礦床類別分布特點(diǎn)和形成作用等規(guī)律，以期為該地區(qū)攻深找盲及預(yù)測部署提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

祭面關(guān)地區(qū)位于廣渡-橫溪火山盆地的中部，該盆地位于贛杭火山巖鈾成礦帶中段（欽杭多金屬成礦帶的東段）南側(cè)［4］，地處萍鄉(xiāng)-廣豐近EW 向超殼斷裂與河源-邵武NE 向大斷裂交接復(fù)合部位，為繼承式火山沉陷盆地［5］。

盆地地層較為發(fā)育，包括基底地層、火山巖層和紅盆蓋層?；椎貙訑嗬m(xù)出露于盆地邊緣，底部為上古生界周潭巖組變質(zhì)巖，晚石炭世-三疊紀(jì)濱海-淺海相碎屑-碳酸鹽巖建造不整合覆蓋其上?；鹕綆r層為下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組和石溪組，主要由中-酸性火山碎屑巖、火山熔巖以及火山碎屑沉積巖組成，鈾礦床、礦（化）點(diǎn)主要產(chǎn)于其中。蓋層多分布于盆地北側(cè)，為一套河湖相紅色碎屑巖沉積（圖1）。

圖1 贛杭帶中段廣渡-橫溪火山盆地鈾礦地質(zhì)示意圖Fig.1 Uranium geology sketch of Guangdu-Hengxi volcanic basin，middle Ganhang belt

在盆地南東側(cè)發(fā)育有古樓-廣渡斷裂，該斷裂是河源-邵武斷裂的北東延伸段，也是基底變質(zhì)巖與中生代火山盆地的分界線，斷裂規(guī)模宏大，延伸數(shù)十千米，斷裂表現(xiàn)為寬度不等的糜棱巖和同一方向裂隙組成的擠壓破碎帶，該斷裂控制著廣渡-橫溪火山盆地南東側(cè)邊界。

區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，強(qiáng)度大，地表出露數(shù)十個(gè)巖體。巖石類型主要以酸性、中酸性為主，總體呈NE 向展布；中基性、基性脈巖在區(qū)內(nèi)出露相對較少，總體呈NW 向展布，活動時(shí)間多以燕山期為主。

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

祭面關(guān)地區(qū)出露的地層主要為一套中酸性火山熔巖、火山碎屑巖，呈單斜巖層產(chǎn)出，傾角一般在20°～50°之間，主要地層為中生界下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組和石溪組（圖2）?；鹕剿樾紟r鈾含 量普遍較高，一般在（10～13.8）×10-6之間，高出本區(qū)酸性火山巖含鈾量底數(shù)的2.4～3.3 倍之間，并且火山巖巖層厚度大，出露面積廣，為鈾礦床、礦（化）點(diǎn)的形成提供豐富的鈾源。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂較為發(fā)育，以NW 向和NE 向斷裂為主，兩者相互交織，組成了區(qū)內(nèi)構(gòu)造格架，在兩者交匯附近發(fā)育有火山構(gòu)造。

圖2 祭面關(guān)地區(qū)鈾礦地質(zhì)簡圖Fig.2 Uranium geology sketch of Jimianguan area

NW 向斷裂多為高角度正斷層，規(guī)模不等，是印支運(yùn)動產(chǎn)生的NE 向擠壓走滑斷裂的配套拉張斷裂，燕山晚期受區(qū)域拉張應(yīng)力場影響強(qiáng)烈活動，切割了NE 向斷層并控制了石溪旋回火山活動。典型的斷裂有祭面關(guān)斷裂（F1），其沿走向延伸數(shù)十千米，橫跨整個(gè)研究區(qū)，寬度在幾米至50 m 之間，走向330°左右，傾向NE，傾角在57°～74°之間，是該區(qū)產(chǎn)出較早且多期活動的構(gòu)造。斷裂一般以硅化破碎帶形式產(chǎn)出，局部地段為構(gòu)造角礫巖、糜棱巖及斷層泥等，后期的充填物有螢石脈、方解石脈以及花崗斑巖脈。兩側(cè)圍巖蝕變有綠泥石化、水云母化及黃鐵礦化等，斷裂面呈舒緩波狀平直光滑及鋸齒狀等，顯示為張性-張扭性特征。

NE 向斷裂伴隨基底斷裂而形成，在后期活動中得到了加強(qiáng)和發(fā)展，是研究區(qū)中形成最早的一組多期活動的斷裂。典型的斷裂為五道須NE 向斷裂（F3），全長十多千米，主要表現(xiàn)為一條硅化破碎帶，局部為角礫巖，糜棱巖帶，帶內(nèi)有白色的石英、螢石、玉髓等充填，并可見硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、螢石化等蝕變，斷裂沿走向膨脹收縮較明顯，寬度在1～20 m 之間變化。斷裂傾向?yàn)镾E，傾角在69°～75°之間，屬壓扭性特點(diǎn)。

盆地內(nèi)火山活動多呈中心式串珠狀鏈?zhǔn)絿姲l(fā)，火山構(gòu)造一般位于基底NE 向斷裂和NW 向斷裂的交匯部位，如金堂塢、張灣、祭面關(guān)火山構(gòu)造等。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖主要有花崗二長斑巖、花崗斑巖、次火山巖及脈巖。花崗二長斑巖分布于研究區(qū)南西側(cè)；花崗斑巖呈巖株?duì)钋秩胗诨鹕剿樾紟r中，分布于研究區(qū)南側(cè)，侵入時(shí)間為燕山晚期；次火山巖主要分布于火山碎屑巖內(nèi)，呈小巖株形式產(chǎn)出，規(guī)模相對花崗斑巖明顯要小，巖性主要為流紋斑巖、次花崗斑巖；脈巖以煌斑巖及霏細(xì)巖為主，主要沿著斷裂構(gòu)造發(fā)育。

3 典型鈾礦化特征

區(qū)內(nèi)已探明有202 礦床、201、73-74 礦點(diǎn)以及501、275、405 等6 個(gè)礦化點(diǎn)以及大批異常點(diǎn)。從其構(gòu)造控礦因素分析，鈾礦化多賦存在NE、NW 向斷裂破碎帶或斷裂旁側(cè)的次級斷裂、裂隙中，個(gè)別受火山構(gòu)造控制，最為典型的為202 鈾礦床。此外，鈾礦化產(chǎn)于層間破碎帶中，如201 礦點(diǎn)和501 礦化點(diǎn)（表1）。

202 鈾礦床產(chǎn)于火山環(huán)形、近EW 向斷裂的南側(cè)，傾向南，深部傾向北，傾角較陡，礦體主要產(chǎn)在次級斷裂硅化破碎帶附近，可分為兩層，距離構(gòu)造面最近的一層礦化好，礦體走向長一般大于傾向長，形態(tài)受構(gòu)造面形態(tài)制約，多呈扁豆?fàn)?、透鏡體狀產(chǎn)出（圖3）。礦石品位與近東西向斷裂關(guān)系非常密切，越靠近斷裂面近礦蝕變越強(qiáng)，礦化越好，礦體品位越高。

表1 祭面關(guān)地區(qū)鈾礦化特征Table 1 Uranium mineralization characteristics in Jimianguan area

圖3 202 礦床0 號勘探線剖面圖Fig.3 Geological section along exploration Line 0 of Deposit 202

201 鈾礦點(diǎn)主要產(chǎn)于鵝湖嶺組與石溪組不整合接觸帶之下，NE 向五道須斷裂（F3）旁側(cè)，產(chǎn)狀較為平緩，形態(tài)隨不整合面形態(tài)而變化［6］。礦體埋深較淺，呈似層狀、透鏡狀、扁豆?fàn)?、團(tuán)塊狀產(chǎn)出，主要礦體可分為五層，靠近不整合面附近礦化相對較好，礦體傾向230°左右，傾角26°左右（圖4）。

4 構(gòu)造控礦分析

祭面關(guān)地區(qū)鈾控礦作用多樣，但最主要、最重要的控礦作用是構(gòu)造控礦，不同構(gòu)造級別控制著不同級別、規(guī)模的鈾礦化。

4.1 NE 向基底斷裂

圖4 祭面關(guān)201 礦點(diǎn)綜合地質(zhì)剖面圖Fig.4 The comprehensive geological section for Occurrence 201 in Jimianguan area

NE 向贛杭構(gòu)造運(yùn)動伴隨著強(qiáng)烈的火山活動，在區(qū)域上控制了火山盆地的產(chǎn)出，如相山火山盆地、鵝公山火山盆地、橫溪-廣渡火山盆地以及大洲火山盆地等［7-9］，而在該帶上所有的礦田及礦化集中區(qū)均產(chǎn)于火山盆地內(nèi)或者附近，因此從區(qū)域上控制了礦田、礦化集中區(qū)的展布。在廣渡-橫溪火山盆地內(nèi)，古樓-廣渡NE 向斷裂主要表現(xiàn)為對火山盆地南東側(cè)空間位置的控制，盆地北西側(cè)與基底地層之間界線也多呈NE 向展布，盆地內(nèi)發(fā)育的火山碎屑巖整體呈NE 向展布。而區(qū)內(nèi)大部分鈾礦床、礦（化）點(diǎn)主要賦存于火山碎屑巖中，因此NE 向基底斷裂也制約著火山巖型鈾礦的空間定位。另一方面，在盆地內(nèi)NE 向基底斷裂后期發(fā)生長期活化，這對火山盆地的形成及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和不均一性產(chǎn)生重要影響。另外，火山盆地深部基底富鈾的老地層建造所形成的深熔巖漿經(jīng)充分分異演化釋放的鈾是橫溪鈾礦化集中區(qū)成礦的主要鈾源。盆地內(nèi)橫溪、祭面關(guān)以及石獅崗三個(gè)鈾礦帶呈串珠狀沿著NE 向等間距分布（圖1）。因此認(rèn)為NE 向基底斷裂從整體上控制了該區(qū)鈾礦化集中區(qū)的產(chǎn)出。

4.2 NW 向基底斷裂

在火山碎屑巖形成之后，NW 向祭面關(guān)斷裂（F1）溝通了地殼深部與地表，不僅為深部含鈾熱液往上運(yùn)移提供了通道和儲存空間，還造成了巖石破碎，降低了巖石的機(jī)械強(qiáng)度，加大了巖石的有效孔隙度，加速和加強(qiáng)了含礦熱液在向上運(yùn)移過程中與火山碎屑巖等富鈾巖層熱液交代作用，促進(jìn)了圍巖中鈾元素的活化和遷移。區(qū)內(nèi)已探明的鈾礦床、鈾礦（化）點(diǎn)主要分布于NW 向祭面關(guān)斷裂（F1）兩側(cè)（圖2），前人圈定的鈾礦化異常主要也沿著祭面關(guān)斷裂（F1）分布，上述均顯示祭面關(guān)斷裂（F1）控制了祭面關(guān)地區(qū)鈾礦化帶的展布。在該區(qū)北東部石獅崗地區(qū)發(fā)育的數(shù)個(gè)礦化點(diǎn)也主要呈NW 向展布［4］，這也進(jìn)一步佐證了NW 向斷裂對鈾礦帶空間形態(tài)的控制。

4.3 基底NW 向和NE 向斷裂交匯

NE 向和NW 向基底斷裂交匯復(fù)合部位往往為卸載壓力的空間，火山活動一般位于基底NE 向和NW 向斷裂交匯部位，如張灣、五道須以及祭面關(guān)火山口均發(fā)育于NW 和NE 向斷裂交匯附近（圖2）。含礦熱液在沿著基底斷裂上升過程中，也多沿著斷裂交匯減壓面進(jìn)行運(yùn)移和富集，交匯復(fù)合部位往往為含鈾熱液中鈾元素的還原、沉淀準(zhǔn)備了有利的地球化學(xué)環(huán)境。因此鈾礦化主要定位于NE 與NW向基底斷裂交匯、夾持部位。如202 礦床及201 礦化點(diǎn)均產(chǎn)于祭面關(guān)斷裂（F1）與五道須斷裂（F3）交匯部位。501 礦化點(diǎn)產(chǎn)于F1、F4斷裂交匯附近，170-171 礦化點(diǎn)處于F2、F4斷裂交匯附近（圖2），上述均證實(shí)了基底NW 向和NE 向斷裂定位鈾礦床、礦（化）點(diǎn)。

4.4 基底次級斷裂以及火山機(jī)構(gòu)

在基底斷裂活動過程中，易形成許多次級斷裂及破碎帶，其多與主斷裂近乎平行，性質(zhì)一致，也表現(xiàn)為在主斷裂旁側(cè)形成許多羽狀裂隙，與斷裂小角度斜交?；讛嗔阎械母缓V化劑熱液、流體沿著次級斷裂以及破碎帶進(jìn)入淺地表，在上升過程中與圍巖發(fā)生強(qiáng)烈赤鐵礦化、水云母化、硅化等近礦蝕變［10-11］，尤其是在幾組破碎帶或密集裂隙帶與主斷裂交匯復(fù)合部位，蝕變更為明顯，礦體多賦存于其中。170-171 礦化點(diǎn)礦體主要沿著NE 向次級斷裂 分 布（圖5），73-74 礦點(diǎn)礦體主要分布于NW 向次級斷裂中。礦體規(guī)模與次級斷裂的規(guī)模呈正比，斷裂規(guī)模越大，礦體規(guī)模相對也越大；礦體品位與破碎或密集裂隙帶發(fā)育程度呈正比，巖石破碎越強(qiáng)，近礦蝕變也越強(qiáng)，礦體品味相對越高。礦體的傾伏側(cè)伏規(guī)律多受次級斷裂產(chǎn)狀所控制。

圖5 祭面關(guān)地區(qū)170-171 礦化點(diǎn)地質(zhì)簡圖Fig.5 Geological sketch of the 170-171 uranium mineralization spot in Jimianguan area

發(fā)育于火山機(jī)構(gòu)附近的鈾礦化往往受火山構(gòu)造控制較為明顯，區(qū)內(nèi)火山機(jī)構(gòu)多具中心式火山構(gòu)造的特點(diǎn)，而在火山機(jī)構(gòu)附近，從中心式火山構(gòu)造產(chǎn)生的力學(xué)機(jī)制分析，在巖漿垂直上侵的過程中，拱起上覆巖層，在主張應(yīng)力作用下，在其頂部及四周的圍巖中產(chǎn)生環(huán)狀或者放射狀張性斷裂。該斷裂既為深部含礦流體從深部到淺部的運(yùn)移提供了通道，也為大氣降水往深部滲透提供了有利的空間。尤其是在火山機(jī)構(gòu)與區(qū)域基底NE 和NW 向斷裂活動的疊加部位附近，一方面，熱液流體進(jìn)入張性的火山構(gòu)造減壓環(huán)境，溶液沸騰，CO2逸出，鈾酰絡(luò)合物將發(fā)生分解，U6＋變成U4＋沉淀［12］；同時(shí)深部基底導(dǎo)礦斷裂中的富含礦化劑熱液、流體與大氣降水發(fā)生匯合，使鈾進(jìn)一步發(fā)生沉淀富集，前人也證實(shí)了礦化流體為大氣降水與巖漿水混合成因［13-15］。因此火山機(jī)構(gòu)為鈾礦化運(yùn)移、富集提供了有利空間，是主要的控礦斷裂。如202礦床主要產(chǎn)于祭面關(guān)火山環(huán)形斷裂附近，在靠近斷裂面的礦化較好，礦體形態(tài)受斷裂面形態(tài)制約，顯示火山機(jī)構(gòu)對202 礦床控制尤為明顯（圖3）。

4.5 不整合界面

熔結(jié)凝灰?guī)r主要為脆性變形，上部凝灰質(zhì)粉砂巖、頁巖等多介于韌-脆性之間，兩者物理性質(zhì)相差較大，而且?guī)r性分界面多為應(yīng)力薄弱面，在受到應(yīng)力過程中，不整合界面附近易于發(fā)生破碎變形，形成層間破碎帶，為鈾礦化的富集、沉淀提供有利的場所。沿著基底或者火山環(huán)形斷裂運(yùn)移的富含礦化劑熱液、流體進(jìn)一步運(yùn)移至火山碎屑巖與上覆砂頁巖不整合面之下的層間破碎帶中，而且不整合面上部存在一硅質(zhì)層。該硅質(zhì)層對礦液起到了屏蔽作用，一方面改變了含礦熱液的流速、流向，增加了停留時(shí)間，另一方面又限制了鈾元素還原成礦的范圍。隨著礦液中鈾元素的還原沉淀、溫度降低、壓力減小，螢石、碳酸鹽等礦物也隨之析出。鈾礦體主要產(chǎn)于不整合面硅質(zhì)層之下的層間破碎帶中，礦體產(chǎn)狀平緩，與不整合面形態(tài)一致，受不整合面形態(tài)制約（圖4），兩者巖性之間的不整合面對201 鈾礦點(diǎn)以及501 礦化點(diǎn)取決定性作用。因此不整合接觸面為層間破碎帶型鈾礦化點(diǎn)主要控礦構(gòu)造。

5 找礦方向探討

NW 向祭面關(guān)導(dǎo)礦斷裂（F1）橫穿研究區(qū)，NE 向斷裂也較為發(fā)育，構(gòu)造活動頻繁，在構(gòu)造交匯部位形成火山活動，并發(fā)育有次火山巖以及火山機(jī)構(gòu)，幾組構(gòu)造相互交匯、復(fù)合為含礦熱液的運(yùn)移和富集提供了足夠的導(dǎo)礦、控礦及賦礦空間；富含鈾的火山碎屑巖出露厚度大，面積廣，為鈾礦化的形成提供豐富的物源，鵝湖嶺組與石溪組不整合面貫穿全區(qū)，尤其是石溪組底部的凝灰質(zhì)砂巖為鈾礦化運(yùn)移提供屏蔽層，顯示有利的鈾成礦地質(zhì)條件。前人已在該區(qū)探明1 個(gè)礦床、2 個(gè)礦點(diǎn)、6 個(gè)礦化點(diǎn)以及一大批異常點(diǎn)，地表鈾礦化信息豐富，顯示該區(qū)具有較好的前景，深部及外圍具有較好的找礦潛力。

在下一步找礦工作中，應(yīng)以目前已查明的各類火山巖型鈾礦為主攻目標(biāo)，已知礦床（點(diǎn)）近外圍的攻深、擴(kuò)邊是找礦方向之一［16］。在尋找構(gòu)造破碎帶型鈾礦化時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)NW向祭面關(guān)斷裂（F1）旁側(cè)調(diào)查工作，其成礦地質(zhì)條件與上述礦床、礦化點(diǎn)相似，前人也在該區(qū)探明有異常點(diǎn)，找礦前景較好。下一步應(yīng)以202 礦床與I-40 礦化點(diǎn)蝕變特征為參照建立典型構(gòu)造蝕變巖相特征，對NW 向祭面關(guān)及其次級斷裂以及火山機(jī)構(gòu)沿走向方向進(jìn)行追索，以構(gòu)造蝕變巖相為主要找礦標(biāo)志，觀察近礦蝕變赤鐵礦化、水云母化、硅化等發(fā)育規(guī)模、強(qiáng)度及其規(guī)律，探明鈾礦化往深部及外圍發(fā)育情況。

在尋找層間破碎帶型鈾礦化時(shí)，前人多注重調(diào)查鵝湖嶺組與石溪組不整合界面，而忽略了對南雄組砂礫巖與石溪組不整合界面控制層間破碎帶型鈾礦化的研究。南雄組砂礫巖也能為鈾礦化運(yùn)移提供屏蔽層，石溪組火山碎屑巖是富鈾巖層，兩者在受到應(yīng)力活動時(shí)也多易形成層間破碎帶，提供鈾礦化賦存的空間，具有與鵝湖嶺組與石溪組不整合面相似的成礦條件。通過地質(zhì)調(diào)查在該不整合界面附近新發(fā)現(xiàn)有鈾礦化帶及鈾異常點(diǎn)，鈾礦化主要沿著巖性不整合界面分布（圖6），顯示在該不整合面也具有較好的找礦潛力。因此，下一步不僅要加強(qiáng)鵝湖嶺組與石溪組不整合面的追索和研究，還應(yīng)注重南雄組砂礫巖與石溪組火山碎屑巖之間的不整合面的調(diào)查。上述兩個(gè)不整合面均是尋找層間破碎帶型鈾礦化的有利地段。

圖6 南雄組與石溪組不整合界線地質(zhì)及放射性物探剖面編錄素描圖Fig.6 The geological and radiometric logging sketch of unconformity interface between Shixi and Nanxiong Formation

6 結(jié)論

1）NE 向基底斷裂控制了橫溪鈾礦化集中區(qū)的展布，NW 向祭面關(guān)斷裂（F1）控制了祭面關(guān)鈾礦帶的展布，兩者基底斷裂交匯部位控制鈾礦床、礦（化）點(diǎn)的定位；基底次級斷裂以及火山機(jī)構(gòu)控制構(gòu)造破碎帶型鈾礦化產(chǎn)出；不整合界面控制層間破碎帶型鈾礦化產(chǎn)出。

2）NW 向祭面關(guān)斷裂（F1）旁側(cè)是尋找構(gòu)造破碎帶型鈾礦化的有利地段，下一步應(yīng)對NW 向祭面關(guān)及其次級斷裂以及火山機(jī)構(gòu)沿走向方向進(jìn)行追索，以構(gòu)造蝕變巖相為主要找礦標(biāo)志，觀察近礦蝕變赤鐵礦化、水云母化、硅化等規(guī)模、強(qiáng)度及其規(guī)律，探明鈾礦化往深部及外圍發(fā)育情況。

3）南雄組砂礫巖能為鈾礦化運(yùn)移提供屏蔽層，石溪組火山碎屑巖是富鈾巖層，兩者在受到應(yīng)力活動時(shí)多形成層間破碎帶，提供鈾礦化賦存的空間，在該不整合界面附近有新的鈾礦化信息發(fā)現(xiàn)，顯示在該不整合界面也具有較好的成礦潛力，找礦前景較好。