鄒觀石

摘 要： 在系統(tǒng)研究廣東省平遠縣仁差盆地鈾多金屬礦地質特征，分析了該地區(qū)CO2氣與鈾礦多金屬成礦關系。筆者認為仁差盆地CO2氣既是加速礦源層中分散鈾及多金屬活化的有利溶劑，又是鈾及多金屬由分散到集中運移和富集的有利載體，對熱液中鈾及多金屬的活化、遷移和富集特別有利，可作為找礦主要標志。提示了一個新的鈾多金屬成礦模式—含鈾碳酸水減壓、脫氣富集成礦，為我局開辟了一個新的找礦思路。

關鍵詞： CO2氣； 仁差盆地； 地質特征； CO2氣與鈾多金屬成礦關系

1. 區(qū)域地質概況

仁差盆地位于閩、粵兩省交界處，南起于廣東省平遠縣仁居真鵝石山礦點，境內稱仁差盆地；北部位于福建省武平縣，境內稱中山盆地，盆地呈NNE走向，長約33km，EW寬10km～15km，面積約340km2（廣東省內NNE長16km，EW寬10km～15km，面積約200km2）。區(qū)域地質位置在NE向武夷山構造—鈾多金屬成礦帶南端，與EW向南嶺構造—鈾多金屬成礦帶復合部位，區(qū)域成礦位置十分有利[1]。

仁差盆地是個復式多體火山巖組成的斷陷盆地。盆地山峰呈NNE向，南高北低，最高峰位于盆地南端—尖山，海拔867.8m，盆地北部最低約150m，相對高差超過700m。

區(qū)內地層由上白堊統(tǒng)（K2）—下第三系（E）的一套火山碎屑巖、紫紅色砂礫巖等組成。盆地西側以鷓鴣窿斷裂（F1）為界，與燕山期黑云母花崗巖接觸；南側以鷂子嶂斷裂（F14）為界，與燕山期黑云母花崗巖、寒武系、泥盆系上統(tǒng)—石炭系下統(tǒng)、侏羅系中統(tǒng)接觸；東側以豬麻壩斷裂（F12）為界，白堊系上統(tǒng)不整合于燕山黑云母花崗巖和侏羅系中統(tǒng)之上。往北東，盆地隨著鷓鴣窿斷裂延伸至福建省武平中山圩以北，呈北東向展布，長約40km。上述三條控制盆地邊緣的斷裂，構成了仁差斷陷盆地的骨架，開拓了后期沉積的空間和巖漿侵入與噴發(fā)的通道。

1.1 地層：

寒武系（∈）：灰綠色變質砂巖、千枚狀粉砂巖、千枚巖、絹云母片巖。厚度不詳，零散分布于盆地外東南緣。

泥盆系上統(tǒng)—石炭系下統(tǒng)（D3～C1）：石英砂巖、粉砂巖夾灰黑色粉砂質頁巖，底部為石英質砂礫巖。厚度不詳，零散分布于盆地外東南緣。

侏羅系中統(tǒng)（J2）：灰白色中厚層狀中細粒石英砂巖，夾灰紫色，紫紅色泥質粉砂巖、頁巖。厚度大于300m，分布于盆地東南邊緣。

白堊系上統(tǒng)（）：分三個巖性組。

（1）白堊系上統(tǒng)下組（）：紫紅色、磚紅色粉砂巖、粉砂質泥質泥巖夾少量細砂巖，底部為砂巖，底礫巖。不整合在下伏地層和燕山期黑云母花崗巖之上，主要分布在盆地東側。厚250m～300m。

（2）白堊上統(tǒng)中組（）：據(jù)巖性及火山噴發(fā)旋回，分為三個巖性段。

下段（）：以紫紅色流紋質火山角礫巖為主，夾凝灰質雜砂巖、雜砂質礫巖，及少量淺綠色凝灰?guī)r。巖石呈中、厚層狀，可見層理。主要分布在仁差向斜東翼，傾角比較平緩；少數(shù)分布在盆地南端及向斜西翼，傾角較陡，厚約500m。

中段（）：紫紅色流紋質晶屑凝灰?guī)r—弱熔結凝灰?guī)r。巖石含大量晶屑及少量酸性熔巖角礫，近底部角礫增多，可達5%～20%，并逐漸過渡為火山角礫熔結凝灰?guī)r。巖石呈塊狀，無層理。大面積分布于仁差盆地內，組成仁差向斜的兩翼。厚約900m。

上段（）：以紫紅色、淺綠色及二者間雜的的流紋質火山角礫凝灰?guī)r、火山角礫巖及凝灰?guī)r為主，夾有紫紅色凝灰質粉砂巖、粉砂質泥巖及淺綠色沉凝灰?guī)r，局部見有集塊巖及熔巖。巖石層理較發(fā)育，產(chǎn)狀亦較為平緩。分布在仁居及差干一帶，組成向斜軸部的一部分。厚400m～450m。

（3）白堊系上統(tǒng)上組（）：主要為紫紅色灰白色粉砂巖、粉砂質泥巖，夾少量灰白色細砂質，中下部夾有一層厚約1m的安山質凝灰?guī)r，底部為淺紫紅色凝灰質砂礫巖。分布于仁差向斜近軸部一帶。厚大于200m。

次花崗斑巖（）：含稀土次花崗斑巖分布在鷓鴣窿斷裂與鷂子嶂斷裂交叉部位的盆地內側，呈不規(guī)則狀產(chǎn)于上白堊統(tǒng)中部的流紋質凝灰?guī)r類中，為仁居礦區(qū)的成礦母巖。面積約3km2，其展布方向與平面形態(tài)和盆地相似。

第三系下統(tǒng)（E）：以紫紅色、磚紅色粉砂巖、粉砂質泥巖為主，夾砂礫巖、礫巖，底部為礫巖。粉砂巖、泥巖中普遍含少量礫石。分布在差干北部和上舉西側。巖層產(chǎn)狀平緩，傾角一般在10°以內。與下伏地層呈不整合接觸。厚大于650m。

第四系沖坡積層（QaId）：主要分布在河谷兩側的沖積階地及少數(shù)水田分布區(qū)的殘坡積物。多為粘土、砂質粘土，少數(shù)河流階地上，尚有砂、礫石層。厚度多在5m以內，最大厚度為7m多。

1.2 構造

區(qū)內斷裂構造發(fā)育，主要以NNE組為主，其次為EW向和NWW向組。盆地東西兩側兩條NNE向控盆深大斷裂；東側為豬麻壩斷裂，長>20km，寬5m～20m，傾向NW，傾角75°～80°，屬復化性正斷層。西側為鷓鴣隆斷裂，長>100km，寬10m～100m，傾角40°～75°，屬復合性正斷層，既是含水帶又是含氣帶（富含CO2）。

褶皺構造：盆地內的上白堊統(tǒng)至下第三系地層不整合覆蓋于由侏羅系等地層和黑云母花崗巖組成基底的燕山期構造層之上，構成仁差向斜。仁差向斜為一復向斜。在東翼的上盤和豬麻壩斷裂西側各有一個小向斜；近軸部的仁居附近有三個呈雁行狀排列的小向斜；差干北西側，還有另一小向斜等一系列次級向斜。各小向斜軸向多為NNE，與主向斜軸有一小的交角。主向斜軸為北東向，與主構造線方向一致。東翼較緩，傾角一般為10°～15°，西翼稍陡，傾角一般為15°～30°，為一比較開闊，兩翼不對稱的向斜。

斷裂構造分為三組，NE—NNE組、EW組和NW—NWW組。

（1）NE～NNE組

鷓鴣窿斷裂（F1）：區(qū)域性斷裂，走向NE，傾向SE，傾角55°～75°。延伸大于25km。沿斷裂出現(xiàn)寬數(shù)米至百余米的硅化構造角礫巖帶，顯示大型壓性構造的特征，后期轉化為張性，具正斷層性質。與其性質相似的斷裂還有F2、F4、F6、F7和F9。這些斷裂走向較F1略偏北，多為NNE向，傾角較大，一般為70°～80°。均為向盆地內傾斜的正斷層。以上斷裂均分布在仁差向斜西翼。

豬麻壩斷裂（F12）：為控制仁差盆地的主要斷裂之一，走向NE，傾向NW，傾角70°～80°，延長大于10km。斷裂帶內有石英斑巖充填。與其性質相似的斷裂還有F3、F5、F11及F13等，這些斷裂均為向盆地內傾斜的正斷層，多分布在仁差向斜的東翼。

（2）EW組

鷂子嶂斷裂（F14）：走向近EW，傾向SW，傾角45°～60°，為逆斷層，延伸大于13km，為控制仁差盆地南界的主斷裂。其形成時間較早，常被北東向斷層切割。沿斷裂帶有次花崗斑巖充填。位于麻樓北側的次花崗斑巖風化殼，稀土含量較高，局部構成工為業(yè)礦體。

黃畬斷裂帶（F15）：分布在盆地外，位于礦區(qū)西部黃畬一帶，與F1斷裂近垂直接觸。走向NW，傾向SW，傾角60°左右，延伸出圖幅，長大于4km，寬0.8m～3.2m。由石英脈和硅化碎裂花崗巖組成。

（3）NW～NWW組

盆地內除上述斷裂外，尚有兩組晚期斷裂，NW組及NWW組。這兩組斷裂多為正斷層，規(guī)模較小，延伸多在5km以外，NW組發(fā)育較晚，常切割NE組斷裂。NWW組發(fā)育較晚，切割所有其他斷層。

1.3 巖漿巖

區(qū)內巖漿活動強烈，除大面積的火山巖外，盆地兩側均為燕山早期的黑云母花崗巖（）。東側為葫蘆崗巖體，西側為南橋巖體。此外，還有各種不同期的脈巖。

南橋巖體：分布在鷓鴣窿斷裂（F1）西側與次花崗斑巖呈斷裂接觸。為一大巖基，面積大于1000km2。以局部具似斑狀結構的中粗粒黑云母花崗巖為主體，間雜有同源異相的花崗閃長巖（）、石英二長巖（）、二長花崗巖（）、正長巖（（）及稍晚的細粒黑云母花崗巖（）。局部見混合巖化花崗巖（Mb）。在東部近斷裂帶常見硅化及片理化，局部成為糜棱巖化花崗巖。

葫蘆崗巖體：為一巖基，面積大于800km2。具巨斑狀結構的中粗粒黑云母花崗巖（）和細粒黑云母花崗巖（），區(qū)內僅為巖體西側局部。

盆地內或沿斷裂帶及其兩側發(fā)育著多期各種脈巖。豬麻壩斷裂和F9斷裂帶內，見有燕山晚期的球粒斑巖（）和石英斑巖（）；鷓鴣窿斷裂帶內及其兩側和赤雞坳一帶的次花崗巖及流紋質凝灰?guī)r中，見有喜山早期的輝綠巖（）、閃長巖（）和晚期的細晶花崗巖（）。這些脈巖明顯受主干斷裂及其次級構造控制，分布在斷裂帶及附近。

2. 仁差盆地CO2氣的分布與賦存條件

仁差盆地CO2氣主要分布在盆地北部礦區(qū)，其分布由土窩里—神背—羅車呈EW向展布。其次是鹿子坑斷裂被差干河和下舉河切割一帶；盆地西部鷓鴣隆斷裂和盆地南部礦床ZK-701深部鉆孔揭穿后也見氣水混合物噴出地表。CO2氣的分布范圍廣。

仁差盆地富含的CO2氣主要是以氣水混合物的形式賦存在不整合面、噴發(fā)間斷面、層間破碎帶和構造裂隙、孔隙中，多沿構造裂隙、孔隙在低洼處以氣泉形式逸出地表。埋藏在深部的CO2氣一旦被鉆孔揭穿可以不同的形式噴出地表，如ZK-1可以高達27.67m的氣水混合物可以長期自噴；ZK-262、ZK-118等呈有規(guī)律的間歇性自噴。據(jù)鉆孔抽水試驗和定深取樣測定，氣體成分中75%～90%為CO2氣，氣比水多，綠色火山碎屑巖中的氣水比最高可達8.5，氣流量和氣水比隨埋深增加而增大。壓縮性大、滲透性強的CO2氣可沿破碎帶和構造裂隙在各巖層中運移，雖然在空間分布上各有差異，但是互通一體的，均來自于深部。

3. 仁差盆地CO2氣與鈾多金屬成礦關系

（1）仁差盆地富含的CO2氣是經(jīng)過漫長的地質年代演化、更新后的綜合產(chǎn)物，其主要來源于幔源巖漿去氣作用。CO2氣溶解于水形成碳酸水，水中游離CO2氣含量最高可達1108.80毫克/升，平均為505.48毫克/升，富含CO2氣的地下水在徑流過程中，它既是加速礦源層中分散鈾及多金屬活化的有利溶劑，又是鈾及多金屬由分散到集中運移和富集的有利載體，對熱液中鈾及多金屬的活化、遷移和富集特別有利，可作為找礦主要標志。

（2）CO2氣在金成礦過程中的作用主要表現(xiàn)為：①在地幔熔融和富集交代過程中可以形成富金和CO2的巖漿，進一步在巖漿去氣過程中金可以氣相形式隨CO2氣排出，形成富CO2氣的含金流體[2]；②CO2氣能使礦源層中金活化并轉化為溶解金；③在成礦流體遷移中，CO2氣不僅可以攜帶金，而且是使金保持溶解狀態(tài)的緩沖劑；④在成礦有利的地球化學環(huán)境和地質條件，CO2氣在溶液中含量變化是金沉淀富集的重要因素?？梢姡珻O2氣在金的成礦過程中起到極為重要的作用，并可作為其找礦標志。

4. 仁差盆地CO2氣與鈾多金屬成礦關系的探討成果

（1）首次揭示了一個火山巖型鈾礦床地下碳酸水的分布規(guī)律，以及鈾在此溶液中的存在，遷移形式和富集條件。

（2）提示了一個新的鈾多金屬成礦模式—含鈾碳酸水減壓、脫氣富集成礦，為我局開辟了一個新的找礦思路。

（3）預測了新的成礦有利地段。CO2氣與金成礦的關系，目前國內外許多學者正在研究和探討，并取得了豐碩的成果，發(fā)表了不少論文，奠定了豐富的理論基礎，開辟了新的找礦思路

（4）仁差盆地****礦床有優(yōu)越的成礦地質大環(huán)境，有礦源和熱液富集的場所，有豐富的CO2氣和礦源資源，找礦空間大，有望在其深部火山巖及基底找到更好的鈾多金屬礦。

參考文獻：

[1] 廣東省地礦局.廣東省區(qū)域地質志[M].北京：地質出版社，1988.

[2] 余達金，吳仁貴，等。鈾資源地質學[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2005

[3] 高濤， 烏蘭， 邸瑞奇，等. 內蒙古的綠色能源及能源領域應對氣候變化對策的思考[J]. 西部資源， 2009（1）：18-26.

[4] 宋亞輝， 孫琪皓， 聶振邦，等. 裂隙介質下天然氣水合物CO_2-CH_4相平衡實驗研究[J]. 西部資源， 2016（1）：25-26.

[5] 宋亞輝， 孫琪皓， 聶振邦，等. 裂隙介質下天然氣水合物CO_2-CH_4相平衡實驗研究[J]. 西部資源， 2016（1）：25-26.

[6] 李有民， 陳宏斌. 東勝鈾礦床直羅組天然氣顯示與鈾礦化關系初探[J]. 西部資源， 2016（5）：1-4.

[7] 蔡彤. 二連盆地努和廷鈾礦床成礦機理探討[J]. 西部資源， 2014（4）：170-173.

[8] 張更信. 鄂爾多斯盆地新街地區(qū)直羅組地層鈾礦成礦環(huán)境分析[J]. 西部資源， 2015（5）：108-111.

[9] 王強， 薛偉. 核桃壩地區(qū)火山巖型鈾礦成礦過程及成礦條件分析研究[J]. 西部資源， 2016（5）：88-90.