周玉龍，劉云浪，高 琰

（江西省核工業(yè)地質局261大隊，江西 鷹潭，335001）

相山鈾礦田地處江西省中部崇仁、樂安縣境內，是聞名國內、外的火山巖型鈾礦田。通過50余年的地質工作，相繼發(fā)現(xiàn)和探明了幾十個大、中、小型鈾礦床。這些礦床主要集中分布于相山火山盆地北部和西部，構成了兩大成礦聚集區(qū)。以次火山巖亞型為主的北部成礦聚集區(qū)已探明的鈾礦床占礦田礦床總數的50%，資源儲量占礦田總資源儲量36%。由此可見，北部成礦聚集區(qū)在整個礦田成礦過程中起到了舉足輕重的作用。雖然北、西兩大成礦聚集區(qū)都處于相同的相山火山盆地中，但是這兩大成礦聚集區(qū)除具有相山礦田普遍性的成礦地質條件外，還各自具有特殊性的成礦地質條件。這種獨具特色的成礦條件與相對應的地質背景和構造—巖漿活動緊密相關。通過系統(tǒng)總結相山礦田北部找礦和科研成果，重新梳理、深入認識并歸納整理相山礦田北部獨特的鈾成礦地質條件，有助于進一步找礦勘查和成礦遠景預測。

1 地質背景

相山礦田地處揚子板塊與華南加里東褶皺系的結合部，位于NE向贛杭火山巖帶與SN向大王山—于山花崗巖帶的交匯部位［1］，同時又位于華南鈾成礦省北部贛杭構造火山巖鈾成礦帶的南西端，受制于相山大型塌陷式火山盆地［2］。它由一個主火山口和若干個次火山口聯(lián)合組成 （破火山口），平面上呈橢圓形，東西長約27.5 km，南北寬約18 km，剖面上呈不對稱蘑菇狀。

基底主要為震旦紀（Z）變質巖系，以千枚巖、片巖為主，多屬綠片巖相—低角閃巖相，中低變質程度；石炭系下統(tǒng)華山嶺組（C1h）變質石英砂巖、砂巖和三疊系上統(tǒng)安源組（T3a）含燧石石英砂巖、炭質頁巖局部夾煤系地層僅在火山盆地東側出露。蓋層為一套侏羅系爆發(fā)、溢流的火山巖系及出露于火山盆地西部白堊系（K）陸相斷陷盆地沉積碎屑巖，紫紅色砂礫巖、砂巖、粉砂巖?；鹕綆r系分為打鼓頂組（J3d）和鵝湖嶺組（J3e），是由酸性、 中酸性火山熔巖、火山碎屑巖及少量正常碎屑沉積巖構成?；鹕綆r漿活動明顯具有兩個旋回：第1旋回呈裂隙式噴發(fā)，形成中酸性流紋英安巖（打鼓頂組）；第2旋回呈中心式噴發(fā)，形成酸性碎斑熔巖（鵝湖嶺組），出露面積最大，為相山火山主體巖性。

大規(guī)模火山活動期后，每個火山旋回的末期都發(fā)生次火山巖漿的侵入，次火山巖漿沿基底斷裂、火山環(huán)狀斷裂、推覆構造及各種層間離張斷裂貫入，環(huán)繞火山盆地邊緣，以不規(guī)則的弧形和半弧形呈巖墻形式產出。按其所在火山盆地北部出露的空間位置可劃分為外、中和內3條環(huán)狀巖體（墻）。外環(huán)為裴家—沙洲次斑狀花崗巖（πγ）巖墻，中環(huán)為橫澗—善堂庵—巴泉次花崗斑巖（γπ）巖墻，內環(huán)為湖田—王泥坑次斑狀花崗巖（πγ）巖墻。次花崗斑巖（γπ）地表斷續(xù)出露，深部魚貫相連，與內環(huán)的次斑狀花崗巖（πγ）呈漸變過渡關系。

相山火山盆地蓋層構造表現(xiàn)為以NE向斷層為主導，EW向次之，NE向構造依次為橫澗—裴家斷層，善堂庵—巴泉斷層，鄒家—石洞 斷 層 （F3），鄒家—布 水 斷 層（F4），楊 家山—湖田斷層，沙洲—游坊斷層（F5）等。EW向構造主要是裴家—沙洲斷層，元頭—橫上逆掩斷層，橫澗—元頭—梅峰山斷層。蓋層構造常常繼承、發(fā)展、利用和改造基底構造，形成了一系列以NE向為主的多序次、繼承式的控礦、儲礦構造網絡，為礦液的運移、沉淀創(chuàng)造了有效的空間條件?；鹕阶饔眠^程中，在巖漿活動和重力影響下發(fā)生了持續(xù)性塌陷作用，形成相山破火山口?；鹕綐嬙炖煤透脑炝嘶讟嬙?，使之形成一系列的火山環(huán)狀構造、火山塌陷構造、火山塌陷牽引離張構造和爆發(fā)角礫巖筒構造，同時產生了次火山巖漿侵入。線性斷層與火山塌陷、火山環(huán)狀構造組成線環(huán)交疊的構造骨架，它們與區(qū)域性構造組成圈閉或半開放構造網絡系統(tǒng)，控制了火山活動、熱液活動和成礦作用。

相山礦田北部成礦作用主要與大規(guī)模火山塌陷及次火山巖侵位有關，鈾礦床多定位于NE向斷裂與EW向半環(huán)狀或弧形火山構造的復合部位，礦體賦存于呈巖墻、巖枝和巖床產出的次火山巖體內及其內、外接觸帶附近。

2 鈾成礦地質條件

相山礦田北部是指火山盆地內相山—戴坊EW向基底斷陷帶以北，相山復背斜以南，南北寬4 km，東西寬8 km的矩形地域。該地區(qū)已發(fā)現(xiàn)和探明十幾個礦床，其中次火山巖亞型鈾礦床具有埋藏淺、品位高、易采易選和經濟意義大等特點。這些分布于相山火山盆地北部的鈾礦床具有下述獨特的成礦地質條件。

相山礦田北部礦床的定位主要是受斷裂構造控制?；鹕脚璧乇辈砍鼸W向斷裂構造外，還分布有一系列的NE向控礦斷裂構造，相山火山盆地內6條NE向主干斷裂構造就有3條（F3、F4和F5）貫穿礦田北部。這一系列斷裂構造具等間距性平行分布，在其旁側產生了成群、成組與之配套的次級構造和裂隙群，這些NE向斷裂和EW向構造一同組成縱橫交錯、復雜多變的構造網絡系統(tǒng)，為成礦創(chuàng)造了有利空間條件，它們對礦床的定位起著控制作用（圖1）。如NE向鄒家—布水斷裂（F4）與EW向元頭—橫上逆掩斷層控制著紅衛(wèi)礦床，NE向沙洲—游坊斷裂（F5）與EW向裴家—沙洲斷層控制著沙洲礦床，NE向沙洲—游坊斷裂（F5）與EW向橫澗—元頭—梅峰山斷層控制著湖田礦床。

3 鈾元素的遷移和預富集

基底變質巖區(qū)域變質和構造變形有利于鈾元素的遷移和預富集。相山火山盆地基底變質巖系，多屬綠片巖相—低角閃巖相，中低變質程度。巖性以千枚巖、片巖為主?；鬃冑|巖巖石化 學特征：w（K2O）＞w（Na2O），w（Al2O3）為 14.92%～19.56%，w（CaO）＜w（MgO）。變質原巖屬泥砂質，并含灰?guī)r、火山碎屑等雜質組分，原沉積巖維氏值為3.2×10-6。這套變質巖系由新元古代—古生代陸相碎屑夾海底噴發(fā)并發(fā)生中低級變質作用而成。

相山火山盆地由于多期次構造運動使基底變質巖系出現(xiàn)變質變形，并在區(qū)域變質和構造變形過程中產生了鈾遷移富集。其趨勢是由較深變質帶、較強變形帶向淺變質帶、弱變形帶遷移富集（表1）。

表1 相山火山盆地基底不同變質巖（相）帶巖石鈾質量分數表 （據 《華東鈾礦地質志》，2005）Table 1 Uranium content of different metamorphic rocks in the basement of Xiangshan volcanic basin（After East China Uranium Geology，2005）

由表1可見，相山火山盆地變質巖系的鈾質量分數隨著變質程度的加深而逐漸減少。說明變質作用使巖石中的鈾元素得到改造活化，對鈾起到一定的預富集作用。這種遷移富集使火山盆地形成了富鈾層，為以后的成礦作用提供鈾源奠定了基礎。

3.1 多旋回大規(guī)模火山活動形成的富鈾熱液

相山火山噴發(fā)具有兩個明顯旋回，每個噴發(fā)旋回結束，都發(fā)生了次火山巖漿侵入，且與鈾成礦關系密切。據相山礦田鍶、氧同位素資 料，火 山 巖 、 次火山巖的 Ⅰ（Ni（87Sr）/Ni（86Sr））＝0.7109±0.0004（Ⅰ（Sr）＞0.708）和δ18O的平均值為＋11.3‰（δ18O＞10‰），表明火山巖漿是殼源物質重熔或幔源巖漿被殼源物質混染的結果［3］，屬于沉積巖或變質巖熔融形成的S型花崗巖。此外，相山火山盆地巖、礦石稀土元素地球化學特征也表明，火山巖與次火山巖的稀土元素配分曲線圖具彼此平行的特點，顯示了火山巖與次火山巖具有同源性，是同一巖漿房不同階段脈動事件的產物。火山巖與基底變質巖的稀土元素配分模式圖相似，說明火山巖系形成源于陸殼物質的熔融，與之具成生聯(lián)系［4］。以上事實充分說明，被重熔的物質是成礦物質的“源”，重熔巖漿的地球化學標型特征對殼源重熔物質具有強烈的繼承性：

（1）相山火山盆地碎斑熔巖的鈾質量分數一般為 3.2×10-6～12.2×10-6，均 值為7.52×10-6，流紋英安巖的鈾質量分數一般為3.6×10-6～17.4×10-6，均值為 7.58×10-6，而地殼酸性巖鈾質量分數（維氏值）為 3.5×10-6［5］。相山火山熔巖的平均鈾質量分數是地殼酸性巖維氏值的1.6～2.5倍。這反映了火山巖系的物質來源中混熔了富鈾的基底地層，富鈾基底地層中的鈾活化遷移進入了重熔巖漿［6］。

（2）贛杭構造火山巖帶內中酸性火山巖鈾的平均質量分數為4.6×10-6，相山火山盆地中次火山巖 （次斑狀花崗巖）平均鈾質量分數為9.0×10-6（表2），不但高于贛杭火山巖帶中酸性火山巖鈾質量分數，而且比地殼中酸性巖（花崗巖）維氏值3.5×10-6要高。證實了火山巖漿從下地殼深部通向地表途中發(fā)生了同化混染作用，萃取圍巖中的鈾形成了富鈾熱液。

（3）據劉小宇（1991）研究，相山火山巖原始巖漿質量分數為10×10-6～13×10-6，而火山巖基質中鈾質量分數僅為2.9×10-6～4.0×10-6，一方面說明這種富含揮發(fā)組分火山汽液也含較高的鈾；另一方面，說明有大量的鈾在巖漿演化過程中轉移到汽液中。

總之，富鈾變質巖的混染作用導致火山巖漿中鈾質量分數增高，富鈾變質巖層熔融是伴隨火山-次火山活動發(fā)生、發(fā)展，并長期演化的復雜過程，它使鈾活化轉移，進入了火山巖漿產生富集，并最終發(fā)生了鈾成礦作用。

3.2 控礦條件

火山巖系地層組間界面是控礦的重要條件。在蓋層火山巖中，侏羅系上統(tǒng)鵝湖嶺組上段碎斑熔巖（J3e2）及侏羅系上統(tǒng)打鼓頂組上段流紋英安巖（J3d2）是相山礦田北部兩種主要含礦巖性。這種組間界面是不同巖性物理-化學條件變異的部位，常發(fā)育構造破碎帶，通常在打鼓頂組與鵝湖嶺組的組間界面兩側各200 m左右的幅度內成為礦化富集的場所（圖2），如石馬山、橫排山、湖田和涼亭等礦床都是很好的例證。

由于脆性火山熔巖的碎斑熔巖（J3e2）與流紋英安巖（J3d2）之間存在一套相對柔性碎屑沉積巖的粉砂巖、砂巖和砂礫巖 （J3e1），而這兩套脆-柔性巖石物理力學性質又具有差異大、不均勻性強等特點，因此，巖層接觸界面附近巖石“結合力”是最為薄弱的部位?；鹕交顒訒r在構造應力作用下，相對容易發(fā)生滑（移）動，由于牽引力或拖曳力作用導致脆性的巖石發(fā)生破碎形成裂隙群，甚至是破碎帶，因而有利于含礦熱液的聚集和鈾礦體的形成。

表2 相山火山盆地次火山巖鈾質量分數表Table 2 The uranium content of subvolcanics in Xiangshan volcanic basin

3.3 成礦有利部位

次火山巖體及其內、外接觸帶是鈾成礦的有利部位。次火山巖為礦田北部主要賦礦巖性之一，如橫澗、崗上英、源頭、沙洲、紅衛(wèi)、湖田、沙洲西南和巴泉等鈾礦床均與次火山巖有關。次火山巖漿侵入過程中，在巖漿熱力和機械力雙重作用下，形成了大量原生節(jié)理，這些原生節(jié)理絕大多數分布在次火山巖體的邊緣，少數延伸進入圍巖。受后期構造作用的影響，沿次火山巖體接觸界面附近，巖石容易產生破碎，形成各類網狀、羽狀裂隙構造。礦化多集中分布于次火山巖體內、外接觸帶，特別是在弧形次火山巖體內弧一側的內、外接觸帶易形成密集成群的礦體，或形成大脈礦體（圖3）。

3.4 空間條件

斷裂構造、推覆構造、火山環(huán)狀構造與基底斷裂復合創(chuàng)造了有利的成礦“導、運、儲”空間條件。相山次火山巖主要分布于火山盆地北部，呈3個不連續(xù)的半環(huán)狀，巖性為次斑 狀 花崗巖（πγJ3e）或次花崗斑 巖 （γπJ3e）。它侵入充填于斷裂構造、推覆構造、火山環(huán)狀斷層和火山塌陷層間離張構造中。這些各類斷裂構造常常復合疊加，互相貫通，組成了種類繁多、形態(tài)復雜多變的次火山巖體。

相山礦田北部眾多礦床都產于上述各類構造交匯復合疊合處。如橫澗、源頭、巴泉、紅衛(wèi)和沙洲西南部等礦床受NE向基底斷層、EW向逆掩斷層和推覆構造復合控制。次火山巖漿沿基底中陡傾斷層、逆掩斷層和推覆構造面侵入，形成形態(tài)復雜的次火山巖體：上部結構層為推覆體及其所帶來的NW向外來構造；中間結構層為EW向逆掩斷層、推覆構造和產狀平緩的次火山巖床；下部結構層為NE向基底構造及陡傾次火山巖墻所構成的特殊構造層，俗稱“立交橋”式結構（圖4）。NE向基底構造深切基底，推覆構造面和基底中斷裂構造在火山塌陷時被引張，次火山巖充填其中，各種構造復合疊加是巖漿和成礦熱液的良好通道和貯藏空間，成礦期推覆構造系統(tǒng)的多層結構和推覆體的屏蔽作用，為成礦創(chuàng)造了有利條件。由于推覆構造面下的構造、巖墻和礦體被屏蔽隱伏其下，形成了特殊的“三盲”（盲構造、盲巖體和盲礦體）型，而這正是成礦的有利條件。

3.5 利于鈾礦化的多期次、多類型熱液蝕變疊加

熱液蝕變對鈾成礦富集作用有著多方面影響，它不僅能改變圍巖的物理力學性質，為成礦熱液提供必要通道、容礦空間，而且能改變圍巖中鈾的存在形式，使活化鈾含量增高，有利于鈾遷移并使其成為鈾源；同時，它還可以為成礦物質沉淀提供有利的地球化學障和固鈾劑［7］。因為含礦熱液與圍巖相互作用，產生物質組分的交換（帶入與帶出）可以改變含礦熱液物理-化學條件，使鈾酰絡合物分解，從而達到鈾礦物的沉淀富集。礦田北部主要礦石類型是鈾-赤鐵礦化和鈾-綠泥石化。大規(guī)模火山噴發(fā)后產生的火山塌陷和次火山巖漿侵入是鈾-赤鐵礦化階段、鈾-綠泥石化階段的主要控制因素。蝕變疊加區(qū)通常是鈾礦化集中分布的地區(qū)。成礦前期蝕變?yōu)殁c長石化，為含礦熱液的疊加奠定基礎；成礦早期為鈾-赤鐵礦化階段，主要有赤鐵礦化、鈉長石化、綠泥石化和碳酸鹽化發(fā)育，形成單鈾、低品位鈾礦化。主成礦階段為鈾-綠泥石化階段蝕變，主要有綠泥石化、水云母化和黃鐵礦化等進一步疊加，形成高品位、富鈾礦化。多期次、多類型熱液蝕變疊加是鈾成礦的必要條件。礦化蝕變明顯受構造控制，具有明顯水平分帶性和疊加特點。水平分帶自蝕變中心向圍巖兩側依次出現(xiàn)：綠泥石化帶→赤鐵礦化帶→碳酸鹽化或硅化帶→鈉長石化帶→未蝕變巖石［8］。

4 結 語

相山火山盆地富鈾的基底變質巖系活化遷移富集的先決條件，由基底變質巖熔融而衍生的富鈾火山巖漿，多旋回、多階段活動火山巖漿噴溢、侵出和侵入所形成的火山熔巖或次火山巖（次花崗斑巖）成為含礦主巖和次火山巖體內、外接觸帶礦化富集部位。此外，長期構造運動所形成的不同級別、不同形式的各類構造（如斷裂構造、推覆構造和火山環(huán)狀構造交叉復合組成圈閉或半開閉構造系統(tǒng)）也控制了火山巖漿、熱液活動和鈾成礦作用，故而在相山火山盆地北部形成了以次火山巖亞型為特點的鈾成礦聚集區(qū)。

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［3］沈 鋒，陳然志，李 方.華南相山礦田成礦條件及發(fā)展前景［J］. 鈾礦地質，1995，11（5）:257-263.

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［5］袁見齊，朱上慶，翟裕生.礦床學［M］.北京:地質出版社，1988:19-25.

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