鄭師雄，李棟，昝芳

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六五大隊(duì)，江西鷹潭 335000）

1 前言

盛源礦田是贛杭構(gòu)造火山巖鈾成礦帶三個(gè)鈾礦田之一，已探明大中小型鈾礦床各一個(gè)[1][2]。長(zhǎng)期以來(lái)，人們將礦田東西部鈾成礦分隔成兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，西部為高溫火山熱液成礦系統(tǒng)，東部為同生沉積后生火山熱液疊加改造成礦系統(tǒng)[3]，嚴(yán)重制約著盛源礦田深部找礦探索。筆者在江西省核工業(yè)地質(zhì)局“兩山一帶”數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)過(guò)程中，重新梳理了盛源礦田東西部鈾礦床巖/礦石化學(xué)成分、礦石礦物組成和圍巖蝕變等信息，結(jié)合近幾年礦田找礦實(shí)踐成果，將盛源礦田成礦作用，以期為礦田深部找礦和礦床研究提供新的思路。

2 礦田地質(zhì)概況

盛源礦田地處華夏板塊饒南坳陷北部，毗鄰NEE向萍鄉(xiāng)—紹興地殼疊接斷裂帶主干斷裂，西側(cè)緊鄰NE向鷹潭—安遠(yuǎn)深斷裂，成礦歸屬于贛杭構(gòu)造火山巖鈾成礦帶。

礦田內(nèi)地層發(fā)育較齊全（圖1），基底為青白口紀(jì)—寒武紀(jì)深-淺海相沉積碎屑巖建造，分布在盆地南部、東部和西部。蓋層由石炭系—白堊系組成，為淺海—陸相沉積建造，共同構(gòu)成礦田獨(dú)特的“煤—火—紅”三層結(jié)構(gòu)。石炭系為一套淺海碎屑巖—碳酸鹽巖建造，侏羅系為一套內(nèi)陸河湖相含煤沉積建造，出露較少，下白堊統(tǒng)為一套厚度巨大的陸相火山碎屑—沉積巖建造，上白堊統(tǒng)為一套內(nèi)陸河湖相紅色盆地沉積建造。其中早白堊世打鼓頂組和鵝湖嶺組為主要含礦地層，礦田內(nèi)鈾礦床和絕大多數(shù)鈾礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)均位于這兩套地層中。

在區(qū)域性深大斷裂影響下，礦田斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，按構(gòu)造性質(zhì)可劃分為三組：近EW向、NE向和NW向斷裂。近EW向斷裂多為萍鄉(xiāng)—紹興地殼疊接斷裂帶的次級(jí)斷裂，NE向斷裂多為鷹潭—安遠(yuǎn)深斷裂的次級(jí)鍛煉，具有繼承發(fā)展和多期活動(dòng)的特征，二者聯(lián)合控制了鈾礦床的定位。NW向斷裂多為蓋層張性斷裂，礦田西部發(fā)育推覆構(gòu)造，張性斷裂和推覆斷裂的破碎帶是富大有礦體賦存空間。

圖1 盛源礦田區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)資料2修改）

盛源礦田火山—侵入活動(dòng)頻繁且強(qiáng)烈。晚白堊世，礦田及周邊火山活動(dòng)極為活躍，形成了打鼓頂火山旋回、鵝湖領(lǐng)火山旋回、石溪火山旋回，并殘留多個(gè)隱伏火山機(jī)構(gòu)，如西部楊梅塘火山機(jī)構(gòu)?；鹕絿姲l(fā)形成的酸性—中酸性火山碎屑—沉積巖是礦田內(nèi)主要的賦礦巖石。礦田周邊加里東期—燕山晚期侵入巖分布廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)礦田內(nèi)有大小侵入體約45處。依據(jù)侵入體空間分布、侵入順序、接觸關(guān)系、巖石成分、結(jié)構(gòu)類型及同位素年齡，侵入巖共劃分5個(gè)時(shí)期、5個(gè)侵入階段和9 次侵入活動(dòng)[4]。

3 鈾礦床地質(zhì)特征

3.1 盆地東部鈾礦床地質(zhì)特征

60礦床位于盛源礦田東部小凹槽內(nèi)，礦區(qū)自大固定旋回之后長(zhǎng)期處于淺湖湘沉積環(huán)境。礦床有兩種礦化類型：鈾磷礦化和鈾鉬礦化，鈾礦化總體上受近EW向基底斷裂、NE向斷裂及地層聯(lián)合控制，鈾鉬礦化，僅見(jiàn)于破碎強(qiáng)烈地段，沿NW向張性斷裂疊加改造鈾磷礦化，鈾礦體賦存于早白堊世鵝湖嶺組第三段中部凝灰質(zhì)砂巖、沉凝灰礫巖中，呈層狀、似層狀、透鏡狀（圖2）。鈾鉬礦體品位普遍高于鈾磷礦體幾倍甚至幾十倍，單礦體厚度可達(dá)60余米，是礦田典型的富大礦體。兩種礦化類型的圍巖蝕變、礦物組成和化學(xué)成分具有相似性又有鮮明的特征差異。

圖2 60礦床11號(hào)勘探線剖面示意圖

鈾磷礦化：礦化類型屬鈾—膠磷礦化，礦石化學(xué)成分具有富Ti、Ga、P、U、F元素，Si、Al、K、Na、Mg、Mn元素貧化的特征。FeO/Fe2O3約為0.71，鈾與磷正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.89—0.91，可見(jiàn)磷元素是早期含鈾熱液特征元素之一，且在氧化環(huán)境成礦。鈾磷礦化地段圍巖蝕變主要有迪開(kāi)石化、水云母化、碳酸鹽化、硅化、黃鐵礦化。蝕變分帶不明顯，按礦物組合大致可以分為迪開(kāi)石—微石英帶，水云母—碳酸鹽帶。鈾磷礦化主要產(chǎn)出在迪開(kāi)石—微石英帶中。

鈾鉬礦化：礦化類型屬鈾—膠硫鉬礦化，鈾主要分散在膠硫鉬礦中，礦化強(qiáng)烈部位可見(jiàn)瀝青鈾礦，邊緣部位鈾賦存于膠硫鉬礦和膠磷礦中。磷元素發(fā)生了再分布的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)大量的磷灰石，磷灰石基本不含鈾。礦石化學(xué)成分具有富Ti、Ga、P、Mo、S、U、F等元素，淋失Si、Al、K、Na、Mg、Mn元素的特征。FeO/Fe2O3約為0.73，鈾與鉬含量正相關(guān)，但與磷的關(guān)系則不明顯，可見(jiàn)鉬元素是晚期含鈾熱液特征元素之一，且在氧化環(huán)境成礦。鈾鉬礦化地段圍巖蝕變主要有迪開(kāi)石化、水云母化、碳酸鹽化、硅化、螢石化、黃鐵礦化。蝕變分帶明顯，中心石英帶，兩側(cè)為石英-迪開(kāi)石帶，外帶為水云母-碳酸鹽帶。中心石英帶中除石英外，還有較多的黃鐵礦。石英-迪開(kāi)石帶中出現(xiàn)大量細(xì)脈浸染狀的螢石、少量水鋁氟石以及膠硫鉬礦為主的多金屬多硫化物等等。

3.2 盆地西部礦床地質(zhì)特征

65礦床位于盛源火山盆地西部小凹槽邊緣，鈾礦化受近EW向基底斷裂、NE向斷裂、推覆構(gòu)造破碎帶聯(lián)合控制，鈾礦體賦存于早白堊世打鼓頂組第二段熔結(jié)凝灰?guī)r順層破碎帶中，呈層狀、似層狀、透鏡狀（圖4）。鈾的存在形式有兩種，一是以鈾礦物的形式存在，瀝青鈾礦、鈾石、鈦鈾礦及次生鈾礦物；二是分散在膠硫鉬礦中，膠硫鉬礦易被氧化生成黃鉬鈾礦和蘭鉬礦，這表明膠硫鉬礦中也含鈾。磷灰石多產(chǎn)在含瀝青鈾礦的紫黑色螢石脈或迪開(kāi)石脈中，且在賦礦體中含量最多，最高可達(dá)10%以上。礦石化學(xué)成分具有富Ti、Ga、P、F、Mo、S、U，貧Si、Al、Mg、Na、K的特征，F(xiàn)eO/Fe2O3約為1.21，表明為弱還原環(huán)境成礦。從鈾與鉬、硫、磷關(guān)系曲線顯示鈾與硫、磷呈正相關(guān)，與鉬的關(guān)系較為復(fù)雜，反映處鉬礦化疊加在鈾礦化之上的，且分布不均勻。圍巖蝕變主要有硅化、紅化、螢石化、黃鐵礦化、迪開(kāi)石化、水云母化、碳酸鹽化，其中紅化、紫黑色螢石化、膠黃鐵礦化、硅化與鈾礦化關(guān)系密切，蝕變?cè)綇?qiáng)，礦化越好。蝕變水平和垂直分帶比較明顯礦化中心為硅化帶，巖石破碎強(qiáng)烈，是富礦化帶；中間為迪開(kāi)石化帶，是中等礦化帶，螢石化、紅化減弱；外帶為水云母化帶，巖石破碎微弱螢石化、紅化較弱。

圖4 65礦床鉆孔剖面示意圖

4 兩期成礦作用與鈾富集

4.1 早期熱液與鈾成礦

早白堊世早期是贛杭帶區(qū)域伸展運(yùn)動(dòng)活躍的時(shí)期，深大斷裂兩側(cè)廣泛發(fā)育平行的次級(jí)斷裂，并有基性巖脈貫入[5]。盛源礦田近EW向與NE向基底斷裂聯(lián)合控制了早期鈾磷礦化分布，基性巖與礦石是礦區(qū)僅有的富磷巖石，磷又是地幔流體的特征標(biāo)志[6]，這種時(shí)間、空間和物質(zhì)成分上吻合顯示早期鈾磷熱液是沿著深大斷裂及其次級(jí)斷裂上升成礦的。

早期熱液活動(dòng)受近EW向構(gòu)造和NE向基底斷裂控制，是礦田鈾成礦的基礎(chǔ)。近年來(lái)，礦田東部揭露到的鈾磷礦體和西部盆地邊緣深部粘土化蝕變帶及弱礦化段都順層展布，含礦巖性雖不相同，但都具有孔隙度較大，巖心完整的特征（照片1），如西邊熔結(jié)凝灰?guī)r，東邊凝灰質(zhì)砂巖、含礫凝灰質(zhì)砂巖等，反映早期熱液沿孔隙度較大的地層活動(dòng)的特征，但巖石氧化還原性質(zhì)不同，對(duì)熱液演化的影響較大。

照片1 盛源礦田鉆孔巖心照片

60礦床中，早期鈾磷熱液進(jìn)入具還原環(huán)境的鵝湖嶺組第三段凝灰質(zhì)砂巖、含礫凝灰質(zhì)砂巖中，鈾磷熱液混入地下水，與圍巖發(fā)生交代，產(chǎn)生粘土化蝕變，當(dāng)混合溶液演化為弱酸性（氧化環(huán)境）時(shí)，溶液中的Ga、P、F元素形成膠磷礦沉淀并吸附鈾。在這一過(guò)程中，鈾、磷物質(zhì)經(jīng)過(guò)遷移方才沉淀，形成了膠磷礦微層理和膠磷礦交代火山玻璃、石英等現(xiàn)象，因此60礦床早期鈾磷礦化段蝕變分帶不清晰。65礦床中，早期鈾磷熱液進(jìn)入具氧化環(huán)境的打鼓頂組第二段熔結(jié)凝灰?guī)r中，鈾磷熱液進(jìn)入地層，Ga、P、F、U等卸載成礦，并形成清晰的蝕變分帶。

早期鈾磷熱液活動(dòng)產(chǎn)生的粘土化蝕變使巖石力學(xué)性質(zhì)減弱，在后期構(gòu)造應(yīng)力作用下易破碎，為后期熱液貫入提供了空間，因此礦田各個(gè)礦床晚期熱液均未超出早期粘土化蝕變的范圍。早期鈾磷熱液不僅為礦區(qū)提供了深部成礦物質(zhì)，而且為晚期熱液疊加形成富大礦體開(kāi)拓了空間。

4.2 晚期熱液與鈾成礦

早白堊世晚期—晚白堊世早期華南經(jīng)短暫擠壓構(gòu)造事件后再次轉(zhuǎn)為強(qiáng)烈的拉張環(huán)境，火山—侵入活動(dòng)再次活躍[7]，伴隨強(qiáng)烈的火山熱液活動(dòng)。火山熱液活動(dòng)范圍受火山機(jī)構(gòu)、蓋層斷裂控制，其疊加在早期鈾磷礦化之上并帶入新的成礦物質(zhì)，原膠磷礦中Ga、P、F、U元素重新分布，形成磷灰石和紫色螢石，鈾形成鈾礦物或混入其他礦物進(jìn)一步富集，鈾鉬熱液活動(dòng)范圍內(nèi)圍巖蝕變和礦石化學(xué)成分有繼承性變化特征，因此晚期鈾鉬熱液活動(dòng)是礦田內(nèi)形成富大鈾礦體必要條件。礦石中硅質(zhì)進(jìn)入溶液，是晚期硅化蝕變的主要物質(zhì)來(lái)源。晚期鈾鉬熱液的溫度差異，活動(dòng)區(qū)域內(nèi)的構(gòu)造烈度對(duì)成礦的影響較大。60礦床晚期鈾鉬熱液活動(dòng)范圍嚴(yán)格受NW向構(gòu)造破碎—裂隙帶控制，疊加地段鈾礦體具穿層特征，礦石破碎呈帶狀，膠硫鉬礦呈脈狀、浸染狀，鈾均勻分布在膠硫鉬礦中，反映出火山熱液降溫較較快，礦物結(jié)晶不充分。65礦床鈾鉬熱液活動(dòng)范圍受推覆構(gòu)造作用產(chǎn)生的順層破碎帶控制，礦體順層但有堆積區(qū)，礦石破碎呈面狀，鈾主要以鈾礦物的形式存在，少量分散在膠硫鉬礦中，礦區(qū)可見(jiàn)輝鉬礦。礦區(qū)礦物結(jié)晶較好，且黃玉、水鋁氟石含量較高，表明火山熱液為高溫?zé)嵋海瑹嵋航禍剌^慢，加之推覆構(gòu)造作用下，層間破碎帶發(fā)育范圍較大，鈾鉬熱液對(duì)早期礦化疊加改造極為充分。

5 找礦方向

5.1 礦田西部找礦方向

盛源礦田西部曲溪地區(qū)鄰近65礦床，是礦田西緣小凹槽向盆地中心延伸部位，也是65推覆體的根部。曲溪地區(qū)地層產(chǎn)狀較為平緩，打鼓頂組陸相火山碎屑巖厚度大，南部隱伏近EW向東川—新田基底斷裂和蔡家—盛源基底斷裂，西部臨近鷹潭—安遠(yuǎn)大斷裂帶，電測(cè)深資料顯示有隱伏的NE向斷裂和基底坳陷帶存在，其距南部隱伏的楊梅塘火山機(jī)構(gòu)距離與65礦床近似。這些特征表明該區(qū)既有鈾磷熱液沉淀?xiàng)l件，也具有鈾鉬熱液疊加富集條件。

在65礦床“攻深擴(kuò)邊”找礦行動(dòng)中，65礦床NEE向約2km處施工鉆孔ZK0002，孔內(nèi)530m左右揭露厚約17米的粘土化帶，并在鉆孔中見(jiàn)螢石化、赤鐵礦化和鈾礦化，局部赤鐵礦浸染葉臘石，鈾礦化與赤鐵礦化關(guān)系密切。對(duì)比65礦床鈾礦化特征和蝕變分帶可以看出，ZK0002鉆孔已揭露到早期鈾磷熱液產(chǎn)生的粘土化蝕變帶，且深度較淺，繼續(xù)向北東方向追索探尋到鈾礦體的可能性極大。

5.2 礦田東部找礦方向

盛源礦田東部緊鄰萍鄉(xiāng)—紹興地殼疊接斷裂帶，受近EW向和NE向基底斷裂控制的早期鈾磷熱液活動(dòng)極為強(qiáng)烈。一致以來(lái)，該區(qū)找礦目標(biāo)層為鵝湖嶺組火山碎屑沉積巖，但找礦效果不理想。個(gè)別深鉆孔雖揭穿了打鼓頂組，但揭露位置距基底斷裂水平距離超過(guò)500m，且對(duì)鉆孔中打鼓頂組鈾異常和蝕變特征未重點(diǎn)描述和追索。因此礦田東部應(yīng)當(dāng)在進(jìn)一步研判礦區(qū)斷裂構(gòu)造性質(zhì)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)打鼓頂組地層中鈾異常的追索，60礦區(qū)中西部NE向斷裂與近EW向斷裂交切部位，是探尋打鼓頂組鈾礦體的有利地段。

6 結(jié)論

（1）盛源礦田東西部含鈾熱液活動(dòng)具有一致性，早期為以鈾磷為標(biāo)志的深源熱液，是礦田成礦的基礎(chǔ)，受近EW向和NE向基底斷裂聯(lián)合控制；晚期是以鈾鉬為標(biāo)志的火山熱液，是富大礦體形成的必要條件，與早白堊世晚期火山—侵入活動(dòng)關(guān)系密切。

（2）盛源礦田打鼓頂組火山碎屑巖對(duì)鈾磷物質(zhì)沉淀極為有利，應(yīng)當(dāng)作為礦田鈾礦找礦的主要目標(biāo)層位。礦田東部曲溪地區(qū)南部隱伏的近EW向斷裂夾持部位和西部60礦區(qū)中西部NE向斷裂與近EW向斷裂交切部位是尋找打鼓頂組隱伏鈾礦體的有利部位。