江西相山濟河口地區(qū)鈾成礦規(guī)律及找礦方向

魏欣，呂川，陶爾侃

（核工業(yè)二七○研究所，江西 南昌 330200）

0 前言

相山鈾礦田位于江西省中部，從發(fā)現(xiàn)異常至今已有60余年。前人對區(qū)域地質(zhì)構造、巖石地球化學、礦化蝕變特征及成礦機理等做有大量研究并取得豐碩成果（張樹明等，2012；林子瑜等，2013；胡寶群等，2016；林錦榮等，2016；楊慶坤，2017；胡志華等，2018），形成了經(jīng)典的“鄒家山式”和“居隆庵式”找礦模式，兩種不同的找礦模式指導著相山西部鈾礦找礦工作。

濟河口地區(qū)位于相山西部鄒家山礦床和居隆庵礦床的中間過渡部位，由于其位于鄒家山四號帶沿鄒—石斷裂自然延伸處，以往對該區(qū)更多按“鄒家山式”找礦模式進行揭露。近年來通過對該地區(qū)的鉆探揭露和對NW向濟河口斷裂的認識逐步加深，筆者認為該區(qū)鈾礦化的賦存規(guī)律更傾向于“居隆庵式”，且深部找礦潛力較大，值得進一步探索。

1 研究區(qū)地質(zhì)特征

濟河口地區(qū)地層簡單，地表出露下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組上段（K1e2）流紋質(zhì)碎斑熔巖，下部為鵝湖嶺組下段砂礫巖及凝灰?guī)r（K1e1）和打鼓頂組上段流紋英安巖（K1d2），深部是青白口系基底片巖，部分地段片巖上部夾雜打鼓頂組下段砂巖、砂礫巖薄層（K1d1）（圖1，表1）。

表1 濟河口工作區(qū)巖層簡表

圖1 相山礦田地質(zhì)圖（據(jù)范洪海等，2001修改）

研究區(qū)位于相山西部“居隆庵”菱形斷塊東側(cè)，區(qū)內(nèi)斷裂主要有NW向的濟河口斷裂和NE向的F101斷裂（圖2）。

圖2 相山盆地西部構造簡圖（據(jù)胡寶群等，2011修改）

濟河口斷裂從書塘向NW延伸至濟河口，全長約3.5 km。在地表主要表現(xiàn)為溝谷地貌，即為濟河。斷裂中心部位3～8 m，主要表現(xiàn)為巖心破碎，部分地段可見構造泥，膠結(jié)程度普遍較差，巖心內(nèi)可見擦痕和階步，后期有方解石等礦物沿構造面生長。濟河口斷裂在不同地段產(chǎn)狀不同，其中8線以北走向近SN，傾向W；8線以南發(fā)生輕微彎轉(zhuǎn)走向約NNW，傾向SW，傾角在70°～80°之間。區(qū)內(nèi)次級裂隙發(fā)育，產(chǎn)狀復雜多變，走向有20°～40°、140°～170°等多組。在研究區(qū)北部主要以NNW向為主，南部由于受鄒—石斷裂影響逐漸轉(zhuǎn)為NNE向，裂隙內(nèi)多充填方解石細脈。

F101（原稱原鵬姑山）斷裂，總體走向35°～40°，傾向NW，局部傾向SE，傾角陡，部分地段達85°以上。構造性質(zhì)為壓扭性。地表露頭顯示寬度0.3～5 m，長度可達100 m，具尖滅再現(xiàn)尖滅側(cè)現(xiàn)特點，兩側(cè)次級裂隙發(fā)育。該斷裂整體規(guī)模不大，向深部逐漸轉(zhuǎn)為一些微小裂隙，斷裂內(nèi)礦化蝕變較弱，斷裂旁側(cè)的次級裂隙內(nèi)礦化蝕變較強。

2 鈾礦體賦存規(guī)律

截至目前，相山西部有且僅有兩個大型鈾礦床，即鄒家山礦床和居隆庵礦床。兩個礦床的礦體賦存規(guī)律各有特色。“鄒家山式”賦存規(guī)律為：火山噴發(fā)導致巖漿房空虛，上部的巖塊等發(fā)生階梯式塌陷，礦體多產(chǎn)在斷裂與塌陷構造復合部位，主要受塌陷構造和斷裂控制（圖3）?！熬勇♀质健辟x存規(guī)律為：礦化賦集部位受斷裂和火山巖層組間界面復合控制，但基底并未發(fā)生擾動，礦體多產(chǎn)在碎斑熔巖與流紋英安巖組間界面“S”型凹兜的底部（圖4，表2）（謝琛等，2018；曾文樂等，2019）。

圖3 鄒家山鈾礦床63線剖面圖

圖4 居隆庵鈾礦床縱剖面圖

表2 不同賦存規(guī)律特征對比表

由于研究區(qū)在鄒—石斷裂旁側(cè)，相鄰鄒家山礦床，因此以往的找礦工作主要按“鄒家山”式展開，但整體找礦一直未有重大突破。近年來隨著鉆探的不斷揭露及對NW向菱形斷塊“邊界”斷裂的重視，筆者認為研究區(qū)的礦化賦存規(guī)律更傾向于“居隆庵式”。

濟河口地區(qū)的礦化蝕變主要賦存在濟河口斷裂旁側(cè)的次級裂隙中，尤其是巖性界面附近的次級裂隙。但無論是碎斑熔巖與流紋英安巖的火山巖界面還是流紋英安巖與基底片巖的界面形態(tài)都平緩，并無明顯塌陷，且目前揭露顯示基底并未發(fā)生擾動。濟河口斷裂與巖性界面聯(lián)合控制了區(qū)內(nèi)鈾礦體的產(chǎn)出（圖5）。

圖5 濟河口地區(qū)14線剖面圖

2.1 濟河口斷裂控制礦體群的定位

濟河口斷裂是礦田內(nèi)一條中型導礦構造，沿斷裂礦化蝕變走向超過700 m，傾向超過250 m，且向深部延伸穩(wěn)定。斷裂內(nèi)水云母化、綠泥石化比較發(fā)育，同時伴有弱赤鐵礦化、弱黃鐵礦化。

從燕山早期到燕山晚期，相山礦田所屬的華南地塊經(jīng)歷了由擠壓到拉張的過程（范洪海等，2003）。濟河口斷裂形成于第二個噴發(fā)旋回形成的碎斑熔巖（約130 Ma）之后（范洪海等，2001；楊水源等，2009；胡寶群等，2015；郭福生等，2016；劉斌等，2020），隨后大規(guī)模的水云母化和綠泥石化等成礦前期蝕變浸染濟河口斷裂旁側(cè)不同的地層，主成礦期含礦熱液通過張性-張扭性的濟河口斷裂在構造旁側(cè)與主通道聯(lián)系密切的半開放、半隱蔽次級裂隙及空腔處駐留冷卻經(jīng)合適的條件后沉淀形成礦體。礦化蝕變類型為赤鐵礦化和鈉長石化，在高品位處可見黑紫色螢石化，說明主成礦期除有堿性熱液活動外，后續(xù)仍有酸性熱液的“功勞”。

濟河口斷裂內(nèi)蝕變發(fā)育，但礦化異常并無明顯偏高，至今未發(fā)現(xiàn)有工業(yè)礦體。這可能與揭露點相關，但筆者認為更有可能是該斷裂的多期次活動對已形成礦體產(chǎn)生破壞。斷裂內(nèi)成礦早期的水云母化、綠泥石化及成礦后期的碳酸鹽化均明顯可見，且斷裂內(nèi)仍有主成礦期形成的赤鐵礦化，只是規(guī)模較弱。以上說明斷裂形成早于成礦早期，內(nèi)有熱液活動的痕跡，因此斷裂內(nèi)原可能有礦，后期斷裂復活對已形成的礦體產(chǎn)生破壞；但后期活動規(guī)模有限，仍保留含礦熱液流經(jīng)后的痕跡。

區(qū)內(nèi)不同期次熱液沿濟河口斷裂及其旁側(cè)裂隙互相疊加，成礦前常形成大規(guī)模的水云母化、綠泥石化，規(guī)模大而程度弱，成礦早期常以鈉長石化、赤鐵礦化為特征，成礦中期會有黑紫色螢石化穿插，蝕變規(guī)模小而程度強，成礦后期伴隨有碳酸鹽化、高嶺土化等。

2.2 “界面”對礦體賦存位置的影響

相山西部的“界面”有兩類：第一類是鵝湖嶺組上段（K1e2）流紋質(zhì)碎斑熔巖和打鼓頂組上段（K1d2）流紋英安巖的界面，部分地段夾雜鵝湖嶺組下段（K1e1）砂礫巖、凝灰?guī)r等，簡稱火山巖界面；第二類是打鼓頂組上段（K1d2）的流紋英安巖和基底的青白口系（Qb）片巖界面，部分地段夾雜砂礫巖或碎屑巖，簡稱基底界面。前人將相山西部淺部的火山巖界面與構造復合部位劃分為第一成礦空間；深部的基底界面與構造復合部位劃分為第二成礦空間。第一成礦空間的成礦模式已基本成熟，主要分為“鄒家山式”和“居隆庵式”。從濟河口地區(qū)揭露的礦化蝕變分析，區(qū)內(nèi)成礦模式更傾向“居隆庵式”。礦化主要集中在碎斑熔巖與流紋英安巖組間界面“S”型凹兜的底部（圖6）。礦體受斷裂和火山巖層組間界面復合控制。

圖6 濟河口地區(qū)縱切剖面圖

第二類界面即基底界面埋藏較深，以往的鉆孔少有觸及，通過物探資料解譯大致推斷埋深標高在-730～ -1200 m之間（林錦榮等，2014）。近年來西部有少部分鉆孔揭穿流紋英安巖，在流紋英安巖下部除見粉砂巖和碎屑巖外，還有花崗斑巖?；◢彴邘r厚度從幾米至幾十米不等。礦體往往賦存在流紋英安巖深部的基底界面附近。流紋英安質(zhì)巖漿從深部溢流出露地表后，與基底片巖接觸，由于溫壓驟變以及基底片巖的易滑屬性使基底與流紋英安巖界面巖性破碎，產(chǎn)生物理薄弱面，同時界面附近產(chǎn)生與之平行或呈小角度相交空隙。后期地層再次運動，不同巖性的脆性等屬性差異結(jié)合原有的空隙使得基底界面附近的巖性（尤其是脆性的流紋英安巖）更易受到擠壓、拉張而產(chǎn)生破碎。形成新次級裂隙的同時原有次級裂隙規(guī)模更大。這些次級裂隙是很好容礦空間，一旦含礦熱液流經(jīng)便會在裂隙內(nèi)留下礦化蝕變痕跡。當從深部涌上的含礦熱液規(guī)模夠大，主斷裂旁側(cè)的次級裂隙便易賦存礦體，基底界面附近往往是次級裂隙數(shù)量多、規(guī)模大的成礦有利地段。而界面的平緩形態(tài)決定裂隙等容礦空間的產(chǎn)狀也較為平緩，因此第二找礦空間中的礦體雖受陡峭的主斷裂（濟河口斷裂）控制，但礦體遠沒主斷裂陡峭，從更大空間看礦體似乎更為平緩。

流紋英安巖下部揭露的花崗斑巖情況類似，花崗斑巖的形態(tài)同樣受基底界面的控制。比碎斑熔巖形成更晚的花崗斑巖（彭中用等，2018）侵入基底界面后受界面形態(tài)的控制，多呈平臥狀，花崗斑巖普遍遭受較強的熱液蝕變。相山鈾礦形成后，受區(qū)域活動影響，西部礦集區(qū)發(fā)生下降，北部礦集區(qū)發(fā)生抬升。后期礦田南部和東部遭受風化剝蝕強烈，西部剝蝕較弱，基底界面深，探索程度低。北部表層的火山巖被剝蝕后花崗斑巖及基底出露（有學者持不同觀點）（陳貴華和陳名佐，1999；張萬良等，2007a，2007b，2009；張萬良，2012；陳正樂等，2012；胡寶群等，2015），基底界面附近的礦體隨之出露或埋深較淺。相山北部礦體多賦存在花崗斑巖的內(nèi)外接觸帶，礦體呈陡傾脈狀或平臥狀等，這與濟河口斷裂旁側(cè)第二成礦空間的礦體賦存位置及形態(tài)類似。

根據(jù)相山西部的鈾成礦理論模式，與切盆斷裂貫通的碎斑熔巖和流紋英安巖界面是第一成礦空間，與切盆斷裂貫通的流紋英安巖和基底片巖界面是第二成礦空間。切盆斷裂旁側(cè)的次級裂隙是很好的儲礦、容礦空間，第二空間附近的花崗斑巖往往是很好的找礦標志（圖7）。

圖7 相山西部成礦有利部位示意圖

3 結(jié)論

（1）通過對相山西部濟河口地區(qū)斷裂和界面的分析研究，初步查明區(qū)內(nèi)礦體的賦存規(guī)律更傾向于“居隆庵式”。濟河口斷裂及其旁側(cè)的次級裂隙與火山巖界面復合部位組成的第一成礦空間、與基底界面復合部位組成的第二成礦空間均具有較大的成礦潛力和找礦前景。

（2）濟河口斷裂為含礦熱液的運移提供通道，基底界面和火山界面處的空腔和微裂隙為熱液的保存和儲藏提供有利部位。相山西部與濟河口斷裂類似的菱形斷塊北西向“邊界”斷裂，如西山—當前斷裂、東堆—社背斷裂旁側(cè)都值得進一步探索。

（3）濟河口斷裂旁側(cè)流紋英安巖下部的花崗斑巖選擇基底界面的破碎處進行侵入，斑巖的形態(tài)與基底界面及其附近的礦體相似，多為平臥狀。因此深部花崗斑巖也是相山西部一個有利的找礦標志。

（4）基底界面的標高大致決定礦體群的標高多在-730～ -1200 m之間，該標高應是相山西部下一期次深部找礦鉆探揭露的重點位置。