關(guān)顯東，賴 勝,2，張文東，李秉書，蘇 特，王鉑云，裴曉宇，李 彭

(1. 桂林理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541000; 2. 廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院， 廣東 廣州 510000; 3. 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029; 4. 武警黃金第五支隊(duì)，陜西 西安 710100)

碳硅泥巖型鈾礦是指主要產(chǎn)于晚震旦世一二疊世的未變質(zhì)或弱變質(zhì)的海相碳酸鹽、硅質(zhì)巖、泥巖及其過渡型巖類建造中鈾礦床，是我國(guó)四大鈾礦類型之一[1-2]，相比花崗巖型、火山巖型和砂巖型鈾礦床，碳硅泥巖具有厚度大，富有機(jī)質(zhì)、粘土礦物、磷質(zhì)、黃鐵礦等聚鈾劑以及層位穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，能大量富集鈾，其蘊(yùn)藏量最為豐富[2]，成為鈾礦資源重要潛力來(lái)源，而我國(guó)近40%碳硅泥巖型鈾礦床分布于湘西—贛西北一帶，且地處該帶上的修水鈾礦化集中區(qū)為我國(guó)南方碳硅泥巖型鈾礦集中區(qū)[3]，地表鈾礦化信息較豐富，鈾背景值高，屬于潛力評(píng)價(jià)成果顯示的遠(yuǎn)景區(qū)之一。因此，本文旨在分析總結(jié)修水地區(qū)鈾礦化集中區(qū)礦化特征以及成礦模式，對(duì)下一步工作具有重要找礦實(shí)踐意義。

1 成礦地質(zhì)背景

修水地區(qū)大地構(gòu)造位置上，地處江南隆褶帶的西段，北與下?lián)P子坳褶帶毗鄰，南與華南褶皺系接壤。地處揚(yáng)子陸塊，九嶺隆起中段北緣修水—武寧復(fù)向斜西部，九嶺隆起帶以北地區(qū)是該礦區(qū)重要的鈾礦化發(fā)育地區(qū)[4-5]。九嶺隆起及其北面相鄰的皖南沉降帶，屬于揚(yáng)子陸塊褶皺基底上加里東旋回出現(xiàn)的次級(jí)構(gòu)造單元；鈾礦床主要分布在這兩個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元相接連的構(gòu)造過渡帶內(nèi)。

區(qū)內(nèi)地層出露分布廣泛，自元古界至新生界均有不同程度發(fā)育[5]。 其中上震旦—下寒武統(tǒng)海相碳硅泥巖含鈾沉積建造為重要找礦層位(見圖1)，前震旦系褶皺基底制約沉積蓋層的發(fā)育，有利的巖相古地理?xiàng)l件控制著震旦—寒武系碳硅泥巖含鈾建造形成[6]。已知大椿礦床、白土礦床、保峰源等主要賦存于下寒武統(tǒng)王音鋪組。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，巖漿侵入活動(dòng)主要包括晉寧期、加里東期及燕山期三期，其中以燕山期巖漿侵入活動(dòng)為主，主要酸性花崗巖基、小巖體群及脈巖產(chǎn)出。巖漿噴出活動(dòng)主要包括晉寧期、加里東、印支期、燕山期及喜馬拉雅期四期，其中以燕山期巖漿噴出活動(dòng)為主，主要巖性為安山巖、英安巖 酸性熔巖及凝灰?guī)r。

E 古近系; P-T 二疊系至三疊系; O-S 奧陶系至志留系; ∈2 + 3中、上寒武統(tǒng); Z2上震旦統(tǒng); Z1下震旦統(tǒng); Pt2中元古界雙橋山群; γ52燕山早期花崗巖; γ53燕山晚期花崗巖; 1 實(shí)測(cè)或推測(cè)斷裂; 2 地層界線; 3 鈾礦床; 4 鈾礦點(diǎn)或礦化點(diǎn)

圖1修水地區(qū)礦化集中區(qū)鈾礦地質(zhì)

2 區(qū)域鈾礦化類型

研究區(qū)含鈾碳硅泥巖建造中鈾經(jīng)歷了活化遷移、疊加改造富集、累聚作用等重要的地質(zhì)作用，早震旦世、早寒武世富鈾層碳硅泥巖型鈾礦床的礦產(chǎn)預(yù)測(cè)類型主要分為沉積—淋積型和沉積—熱液疊加改造型。其中沉積—淋積型以新開塘為典型礦床，而沉積—熱液疊加改造型如保峰源、董坑、大椿、梯沖、坪上、坑口和洞下等中小型礦床，尚未發(fā)現(xiàn)大型礦床。沉積—熱液疊加改造型鈾礦床是該區(qū)域的主攻類型，最具代表性的是修水—寧國(guó)預(yù)測(cè)工作區(qū)西段的保峰源沉積—熱液疊加改造型鈾礦床，為中型碳硅泥巖型鈾礦床。

區(qū)域鈾礦床的圍巖蝕變主要有碳酸鹽化、硅化、赤鐵礦化及黃鐵礦化。其中硅化(石英細(xì)脈填充)、碳酸鹽化(粉紅及紅色方解石脈填充)、黃鐵礦化及其共生的赤鐵礦化屬于近礦圍巖蝕變，對(duì)找礦具有重要的指導(dǎo)意義。

3 區(qū)域鈾礦成礦特征

修水地區(qū)碳硅泥巖型鈾礦床呈東西分帶分布規(guī)律，鈾礦床多分布于工作區(qū)的西部地區(qū)岳陽(yáng)、修水一帶，而在東部地區(qū)只發(fā)現(xiàn)了碳硅泥巖型鈾礦點(diǎn)及鈾礦化異常，并未發(fā)現(xiàn)鈾礦床。

3.1 時(shí)空分布特征

鈾礦床及礦點(diǎn)集中分布在九嶺隆起北緣，由新元古界—早古生界及白堊—古近系組成的斷陷構(gòu)造邊緣。該斷陷兩側(cè)為元古界隆起，中心為白堊—古近系，兩翼為新元古界—早古生界，形似一個(gè)北東東走向的向斜構(gòu)造。斷陷邊界由近東西向、北東向和北西向斷裂聯(lián)合圈閉，并被多條北北東向斷裂切割。斷陷兩側(cè)附近前震旦系基底中有不同規(guī)模的燕山期花崗巖侵入體廣泛分布。該區(qū)產(chǎn)在上震旦統(tǒng)—下寒武統(tǒng)碳硅泥巖中的幾個(gè)鈾礦床成礦年齡測(cè)試表明，曾發(fā)生過6次鈾成礦作用，該礦床富鈾礦石以存在較多的鈾礦物(瀝青鈾礦、次生鈾礦物等)而區(qū)別于一般礦石(鈾主要成吸附態(tài))。富鈾礦石多為多次累聚成礦的產(chǎn)物。

前人研究表明修水地區(qū)確定形成6次鈾成礦期：147 Ma、108～112 Ma、65 Ma、45～53 Ma、24～31 Ma、1.5～9.7 Ma。其中24～31 Ma為瀝青鈾礦形成期，且為該區(qū)主成礦期，同時(shí)表現(xiàn)出后期改造疊加條件對(duì)碳硅泥巖型鈾礦形成的重要影響。

3.2 層控性特征

修水地區(qū)鈾礦點(diǎn)及礦床層控現(xiàn)象明顯。新元古界震旦系—早古生界寒武系的各個(gè)地層單位中均具鈾礦化，但達(dá)到工業(yè)鈾礦化均主要產(chǎn)于下震旦統(tǒng)陡山沱組、上震旦統(tǒng)燈影組及下寒武統(tǒng)王音鋪組和觀音堂組中，由此可見該區(qū)鈾礦層控現(xiàn)象之明顯。

此外，該區(qū)碳硅泥巖型鈾礦的層控特征，其層位具有自西向東，自南向北逐漸變新趨勢(shì)?？氐V層位中含礦主巖巖性呈以下特征：①含礦主巖具有摻雜過渡性，為不同沉積環(huán)境過渡中形成的巖類；②含礦主巖一般分布在由不同巖性組成的互層、夾層、透鏡體地層結(jié)構(gòu)中；③含礦主巖有較強(qiáng)的聚鈾性，區(qū)域類比后發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)的含礦主巖鈾含量高出區(qū)域上同種巖石鈾含量數(shù)十倍。碳硅泥巖型鈾礦化發(fā)育的地段大多在沉積—成巖過程中有明顯的鈾預(yù)富集作用的含礦層位。

該區(qū)鈾礦化主要賦存于王音鋪組和陡山沱組中。王音鋪組一、二段以炭質(zhì)泥巖為主(二段含大量磷結(jié)核)，夾含炭白云巖、泥灰?guī)r及石煤層，部分鈾礦體賦存于該層位中。第三段炭質(zhì)泥巖是本區(qū)最重要的產(chǎn)鈾層位。第四段炭質(zhì)泥巖與含炭硅質(zhì)巖互層以及觀音堂組下部炭質(zhì)泥巖也是本區(qū)重要產(chǎn)鈾層位。

陡沱山組在該區(qū)由中厚層白云巖至薄層狀含硅泥白云巖、白云質(zhì)泥巖及炭質(zhì)泥巖的兩個(gè)沉積韻律組成，屬頻繁震蕩背景下含泥硅碎屑沉積與化學(xué)沉積摻雜過渡的沉積產(chǎn)物。鈾礦化即產(chǎn)于巖層厚度變化、脆柔巖性交替、巖石成分迥異的部位，主要產(chǎn)在中部富含黃鐵礦的白云質(zhì)泥巖及含硅泥白云巖。

3.3 構(gòu)造控礦特征

研究區(qū)鈾礦床發(fā)育受構(gòu)造作用控制明顯，區(qū)域性深大斷裂帶控制含鈾沉積建造、巖漿活動(dòng)的分布，是深部熱液上升通道和成礦有利位置[7]。贛西北地區(qū)褶皺作用較弱，以低角度開闊向斜為主；斷裂構(gòu)造較發(fā)育，鈾礦空間定位與含礦層的斷裂有直接關(guān)系。本區(qū)鈾礦化主要受3種斷裂控制，分別為層間斷裂、切層斷裂和順層及切層裂隙密集帶。

層間斷裂為與褶皺伴生的一組斷裂，與地層產(chǎn)狀一致。該組斷裂控制的礦化，多為貧礦；與切層斷裂裂隙共生地段，形成較大破碎空間常有富的鈾礦體分布。切層斷裂指高角度切割下寒武統(tǒng)或上震旦統(tǒng)含礦主巖層的斷裂構(gòu)造，本區(qū)最主要的切層控礦斷裂為北北東向—北東向斷裂，其次有北西向和近南北向斷裂。切層控礦斷裂傾角60(°)～88(°)，對(duì)富礦定位有控制作用。順層和切層裂隙密集帶實(shí)際上分別為層間斷裂和切層斷裂的另一種表現(xiàn)形式，具類似的控礦意義。

綜上所述，該預(yù)測(cè)工作區(qū)碳硅泥巖型鈾礦床在層控基礎(chǔ)上，受斷裂控制作用明顯，其作用主要在于為成礦作用提供所需通道和空間，故此斷裂控礦特征往往沒有定性的固定模式，在疏通性好的破碎空間中，如多組方向斷裂的交匯處、交切地段、斷裂沿走向或傾向的膨脹部位、沿傾向產(chǎn)狀變化地段，均可能賦存較好的礦化體，這同其它金屬礦產(chǎn)的構(gòu)造控礦現(xiàn)象具有類似作用意義[8-9]。

3.4 儲(chǔ)礦構(gòu)造特征

本區(qū)鈾礦化的控礦構(gòu)造及儲(chǔ)礦構(gòu)造(賦存有礦化的構(gòu)造)主要是斷裂構(gòu)造。儲(chǔ)礦斷裂構(gòu)造常是控礦斷裂構(gòu)造局部組成部分或與之有聯(lián)系的低級(jí)別斷裂構(gòu)造。與鈾礦化關(guān)系密切的褶皺構(gòu)造部位是背、向斜的傾伏端、上翹端以及與褶皺同序次的層間構(gòu)造遭后期構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈改造而發(fā)育成層間斷裂破碎帶的部位。本區(qū)儲(chǔ)礦構(gòu)造主要是層間斷裂、切層斷裂及它們的組合。

3.4.1 層間儲(chǔ)礦斷裂構(gòu)造

該區(qū)層間儲(chǔ)礦斷裂構(gòu)造是該區(qū)震旦系—寒武系碳硅泥巖中重要的鈾儲(chǔ)礦構(gòu)造。區(qū)內(nèi)層間構(gòu)造主要發(fā)育于：陡山沱組各巖性段內(nèi)、王音鋪組內(nèi)各巖性段間。鈾礦化主要賦存于王音鋪組內(nèi)(特別是三巖性段內(nèi))、陡山沱組中上部及觀音堂組下部的層間構(gòu)造破碎帶中。

1)陡山沱組內(nèi)層間構(gòu)造破碎帶

蕫坑地區(qū)陡山沱組內(nèi)層間構(gòu)造破碎帶第四巖性段內(nèi)含硅質(zhì)白云巖、含云泥巖內(nèi)的層間構(gòu)造帶是鈾礦床最主要的儲(chǔ)鈾層間構(gòu)造，保峰源西段陡山沱組上部層間構(gòu)造帶是礦床重要儲(chǔ)鈾層間構(gòu)造帶。

2)王音鋪組及觀音堂組內(nèi)層間構(gòu)造破碎帶

王音鋪組及觀音堂組下部層間構(gòu)造帶在區(qū)內(nèi)發(fā)育普遍，是區(qū)內(nèi)重要的儲(chǔ)鈾構(gòu)造。王音鋪組一、二、三、四巖性段內(nèi)及之間的層間構(gòu)造是區(qū)內(nèi)重要的儲(chǔ)鈾構(gòu)造；特別是三巖性段內(nèi)的層間構(gòu)造是區(qū)內(nèi)重要的儲(chǔ)鈾構(gòu)造，位于東巷至東津—保峰源—任家鋪等地的2個(gè)鈾礦床及多個(gè)鈾礦點(diǎn)的主要鈾礦體均受該層間構(gòu)造所控制。王音鋪組頂部及觀音堂組下部層間構(gòu)造帶則控制著大椿—溪口向斜內(nèi)鈾礦床中鈾礦體的產(chǎn)出。

3.4.2 切層儲(chǔ)礦斷裂

研究區(qū)鈾礦化切層儲(chǔ)礦構(gòu)造主要有NNE向、近SN向、NE向及NEE向構(gòu)造，目前尚未發(fā)現(xiàn)NW向儲(chǔ)鈾構(gòu)造帶。

1)北北東向及近南北向斷裂

該組斷裂構(gòu)造不僅是區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造，而且是區(qū)內(nèi)重要的控礦儲(chǔ)礦斷裂。北北東向及近南北向斷裂控制蕫坑鈾礦床的展布，其次級(jí)構(gòu)造帶中賦存有相對(duì)較富的鈾礦體。

2)北東向斷裂

北東向斷裂在本區(qū)甚為發(fā)育，部分鈾礦化產(chǎn)于該組斷裂中。

3.4.3 層間斷裂及切層斷裂組合

本區(qū)鈾礦化的賦存部位主要在層間構(gòu)造復(fù)合有切層構(gòu)造的部位及其近鄰部位。

3.5 鈾礦化與斷陷紅盆相關(guān)聯(lián)特征

后期構(gòu)造改造有利于鈾礦化的發(fā)育[5]，燕山—喜馬拉雅亞旋回期，斷塊隆起與斷陷邊界部位，有利于疊加改造成礦作用的形成；中—新生代時(shí)期，巖漿和熱液活動(dòng)較強(qiáng)又頻繁的區(qū)段也有利于鈾礦化的發(fā)育；新生代古近紀(jì)和新近紀(jì)殘留紅盆附近地段也是碳硅泥巖型鈾礦化發(fā)育的重要地段。區(qū)內(nèi)保峰源、董坑、大椿、梯沖、坪上、坑口和洞下等礦床均產(chǎn)于紅盆邊緣附近或紅盆邊緣斷裂附近，該區(qū)鈾礦(化)點(diǎn)、異常點(diǎn)大多也產(chǎn)于紅盆邊緣附近，紅盆邊緣斷裂溝通深部含礦熱液，紅盆邊緣斷裂的溝通效應(yīng)為形成熱液疊加改造性鈾礦床、礦(化)點(diǎn)提供條件。

4 成礦模式

研究區(qū)燕山期以來(lái)的巖漿侵位、火山噴發(fā)、次火山作用等構(gòu)造熱液、火山熱液和地下熱水的作用為后期熱液疊加改造提供熱源條件。中—新生代時(shí)期，巖漿和熱液活動(dòng)較強(qiáng)又頻繁的區(qū)段也有利于鈾礦化的發(fā)育。區(qū)內(nèi)大椿鈾礦床、保峰源鈾礦床、董坑鈾礦床、坪上鈾礦床、洞下鈾礦床等與燕山期花崗巖的距離均在為1～8 km范圍內(nèi)，大多數(shù)其它鈾礦化點(diǎn)、異常點(diǎn)與燕山期花崗巖株、花崗巖基的距離主要在1～10 km范圍內(nèi)，認(rèn)為燕山期花崗巖基、小巖體群及脈巖為形成本地區(qū)的熱液疊加改造型鈾礦床提供了熱動(dòng)力源。該區(qū)燕山期巖漿熱液與鈾礦化具有必然的成生聯(lián)系特征。

通過對(duì)該區(qū)域成礦條件、成礦規(guī)律、控礦特征等詳細(xì)分析，綜合認(rèn)為，構(gòu)建如下該區(qū)鈾成礦模式(見圖2)，有望取得進(jìn)一步的突破。

1 古近紀(jì)斷陷紅盆；2 早寒武系含鈾碳硅泥巖建造；3 早震旦系世含鈾硅質(zhì)巖建造；4 早震旦系碳酸鹽巖建造；5 早南華系硐門組；6 新元古界雙橋山群；7 燕山期花崗巖；8 斷層；9 地層界線；10 層間破碎帶；11 鈾礦體；12 地下熱液流動(dòng)方向；13 大氣降水

圖2修水碳硅泥巖型鈾礦成礦模式

5 結(jié) 論

研究區(qū)深斷裂比較發(fā)育，在每一個(gè)構(gòu)造階段都有很長(zhǎng)活躍期，對(duì)于成礦較為有利。印支期構(gòu)造活動(dòng)性較明顯，燕山期活動(dòng)最為強(qiáng)烈，控制了斷陷盆地的形成及深部巖漿活動(dòng)，主要賦礦層位王音鋪組和陡山沱組形成富鈾碳硅泥巖建造。此外研究區(qū)燕山期花崗巖廣泛分布，北東向斷裂非常發(fā)育，他們對(duì)區(qū)域巖漿巖體和鈾礦體的分布具有控制作用，是形成熱液疊加改造碳硅泥巖型鈾礦床的有利條件。