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江西邹家山铀矿床地质特征及找矿方向研究

2014-07-02章卫星王志励肖志伟郑鸿杰

关键词:云母铀矿矿化

章卫星,王志励,肖志伟,郑鸿杰

(1.浙江省水文地质工程地质大队,浙江 宁波315012;2.宁波冶金勘察设计研究股份有限公司,浙江 宁波315041)

1 区域地质背景

矿区处于扬子板块与华南加里东褶皱带交错,赣杭火山岩铀成矿带西南端的相山火山塌陷盆地内,受EW向基底构造和NE向盖层断裂构造联合控制(图1)。区内火山机构发育,有明显的环状断裂和火山管道,隐爆现象普遍。基底构造、盖层断裂构造和火山塌陷构造三者复合部位有利于形成富大铀矿床[1-2]。

基底地层主要是震旦系(Z)千枚岩、片岩。次为下石炭统华山岭组(C1h)变质石英砂岩、含白云母的紫红色细砂岩、粉砂岩,上三叠统安源组(T3a)粗细相间石英砂岩,含燧石砾石英砂岩夹炭质页岩、砂页岩、含炭质砂岩及煤线等。

出露盖层为上白垩统(K2)砂砾岩,上侏罗统打鼓顶组(J3d)和鹅湖岭组(J3e)酸性、中酸性潜火山碎斑熔岩、火山碎屑岩,偶夹沉积岩。发育2个亚旋回的火山岩系列,即早期喷发亚旋回:流纹晶屑凝灰岩→流纹英安岩;晚期喷发—侵入亚旋回:流纹英安质晶屑凝灰岩→碎斑熔岩→花岗斑岩→流纹英安斑岩→英安玢岩、粗安玢岩、辉绿岩。

花岗斑岩、流纹英安斑岩充填于环状断裂之中。花岗斑岩以东半环为主,流纹英安斑岩以西半环为主。

2 矿床地质特征

邹家山富铀矿床位于相山火山塌陷盆地的西部,邹家山—石洞断裂带北东端[3]。矿床出露的地层主要是上侏罗统鹅湖岭组上部(J3e2)碎斑熔岩。深部钻孔中见到打鼓顶组下部(J3d1)熔结凝灰岩和紫红色砂砾岩及基底震旦系变质岩。

含矿主岩属晚期喷发—侵入亚旋回的碎斑熔岩、花岗斑岩和流纹英安斑岩,少量矿化赋存在打鼓顶组的砂岩及基底变质岩中。

矿床构造主要为断裂构造,矿床定位于NE走向的邹家山—石洞断裂带与NW向的F11、F14的交汇部位。邹家山—石洞断裂带在矿床内表现为互相平行的NE向剪切断裂,其中最主要的有F1、F4、F6、F7。在断裂带上、下盘常派生出一些近南北向和NE向的次级断裂和裂隙,成为矿床的重要含矿构造(图2~3)。

2.1 围岩特征及围岩蚀变

邹家山铀矿床的主要赋矿围岩是流纹英安岩和碎斑熔岩。流纹英安岩SiO2含量在66%左右,为中酸性,而碎斑熔岩SiO2含量大于66%,为酸性。

矿床热液活动期形成了互相迭加的矿化及对称中心式近矿围岩蚀变。常见且规模最大的是水云母—碳酸盐—黄铁矿化。从矿前阶段到主要成矿阶段,蚀变作用增强而幅度逐渐减小,并常形成以铀钍—萤石化、水云母化为中心的对称中心式蚀变带,中心为强萤石化或强水云母化蚀变带,旁侧为早阶段赤铁矿化蚀变带,最外侧为矿前较宽的水云母化灰色蚀变带。

图1 相山区域地质略图

图2 邹家山铀矿床地质略图

成矿前阶段形成“灰色带”或“绿色带”,主要表现为原岩中的长石及黑云母被一些水云母及少量绿泥石、碳酸盐交代,一般蚀变较弱,但其幅度较宽,可达数10m甚至上百m。常沿邹家山—石洞断裂带的碎斑熔岩与流纹英安岩接触变陡部位及其附近,呈北东向裂隙群展布。

铀—赤铁矿化阶段,早期常以钠长石化、赤铁矿化为特征,后期多发育有碳酸盐化、绿泥石化,并常伴有一定程度的水云母化,有时伴有硅化。此阶段形成的赤铁矿化蚀变带蚀变作用较强但幅度较小,常在矿体两侧数厘米至数10m范围内发育。

图3 邹家山铀矿床综合剖面图

铀钍—萤石化、水云母化阶段为主要的成矿阶段。一部分矿体以强萤石化为特征,并常伴有较强水云母化,形成铀钍—萤石型矿石;另一部分矿体则为以强水云母化为特征,亦可见萤石化,形成铀钍—水云母型矿石。此外,两类矿石均伴有一定程度的磷灰石化及硅化。此阶段形成的矿化蚀变带,蚀变作用强烈,但其幅度更小,一般仅数cm,宽者达10cm。

晚期脉体活动阶段,仅见有水云母化,碳酸盐化、绿泥石化、萤石化及次生石英,它们多呈脉状穿切早期矿化体及围岩。

总体来说,在这几个阶段中常见的矿化蚀变有:萤石化、水云母化、绿泥石化、钠长石化、赤铁矿化、碳酸盐化、磷灰石化等。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石结构与构造

矿石结构主要有非晶质结构和自行晶结构。

(1)常见非晶质结构有:鱼子状结构——实质上是沥青铀矿呈极小的球状集合体;肾状结构——沥青铀矿呈肾状、皮壳状集合体,常见脱水裂纹;同心环带结构——沥青铀矿胶体呈同心环状或同心环带状。

(2)常见自形晶结构有:钛铀矿等形成自形结构,晶粒呈细小板柱状。

矿石构造比较复杂,常见的有:细脉浸染状、浸染状、斑点浸染状、环带状、网脉状及微脉状等。

2.2.2 矿石组成

矿石矿物主要有:沥青铀矿、钛铀矿、铀钍石、方钍石、磷钍石等;

伴生金属矿物有:黄铁矿、赤铁矿、辉钼矿,少量方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、方黄铜矿、针镍矿、锐钛矿,偶见磁铁矿、磁黄铁矿、白铁矿、斜方砷钴矿及砷镍矿;

脉石矿物有:石英、萤石、方解石、水云母、绿泥石、磷灰石、浊氟石、钠长石。

2.2.3 矿石的化学成分

邹家山矿床化学成分与铀相关情况为:与铀成正比相关的按其密切程度排列为 Mo、P2O5、H2O、Th、TiO2;负相关的为SiO2、Al2O3、Na2O。

在铀钍—萤石型矿石中,CaO、P2O5与U的关系密切,呈明显正消长关系,Al2O3、Fe2O3也常见随U含量增高而略增高,SiO2、Na2O则随U含量增高而略降低,这与矿石中萤石及一定程度的水云母化,磷灰石化有关。在铀钍—水云母型矿石中,Al2O3、P2O5、K2O则与U的关系密切,呈明显的正消长关系,CaO、Fe2O3、MgO也常随U含量增多而不同程度的增加,而Na2O、SiO2仍与U呈负消长关系,这与矿化阶段中强水云母化迭加于赤铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化之上有关。

表1 邹家山铀矿床矿石化学成分表/%

3 找矿方向

相山铀矿田矿化过程中的物质来源是地壳深部,矿化过程经历过高温阶段,且矿田的中生代火成岩地层直接覆盖在元古代地层上,表明该矿田产生在一个继承元古代的强构造—变质—岩浆作用场中,其成矿作用与成矿物质来源应与变质基底及其继承性构造—岩浆—变质活动相关[5],主要找矿方向有:

(1)主干断裂及其旁侧的次级裂隙中。三号带产于F1构造的扭曲拉张及分枝复合部位,亦处在F1与F11的交汇部位。该矿带的富铀矿体厚度大,品位高,产状稳定,但由于受构造拉张部位控制,延伸规模有限。

(2)与主干断裂有成因联系的“λ”字型近南北向裂隙带中。14号带的富铀矿体产于Fl与F14的夹持部位。该部位的“λ”字型近南北向裂隙十分发育,富矿体发育。

(3)F1、F4、F6、F7与 F11、F14的构造夹持部位。这些部位发育有较宽的水云母化蚀变带,矿体常呈群脉型产出。

(4)打鼓顶组与鹅湖岭组组间界面强烈形变部位。富矿体主要产于组间界面的两侧,且成群、成带展布,一般不穿越组间界面。但当两组间的砂岩因强烈的挤压、拉张、牵引、拖曳作用而缺失或变得很薄且有斜切界面的张性裂隙发育时,矿化便可穿越不同岩性界面连续发育,从而形成穿越不同岩层界面的矿体。该部位矿体在平面上其走向与界面基本平行,在剖面上显示其倾向与界面倾向相反。

(5)深部流纹英安岩中。该部位富铀矿体离主干断裂及火山塌陷构造均有一定的距离,但却以矿体密集、矿化垂幅大为显著特点。

(6)基底界面变异部位。指矿床中基底片岩与打鼓顶组之间的各岩性界面,是一个由脆性岩石(流纹英安岩)到柔性岩石(打鼓顶组下段薄层砂岩、片岩)的界面。由于基底界面一侧的柔性岩石对矿液可起到屏蔽作用,因而基底界面变异部位的脆性岩石一侧常见矿化富集。

(7)组间界面、主干断裂面与基底界面的交汇部位。该部位既有长期活动、深切基底的断裂构造,又有基底界面起屏蔽作用,同时还有火山塌陷构造与主干断裂复合而形成的半开放、半屏蔽的成矿环境,故成矿热液沿主干断裂上移时,便可在这极为有利的部位沉淀富集成矿。

[1]邱爱金.江西相山铀矿田东西向隐伏构造的发现及地质意义[J].地质论评,2001,47(6):637-641.

[2]范洪海,凌洪飞,沈渭洲,等.相山火山—侵入杂岩Nd—Sr—Pb同位素地球化学特征[J].岩石学报,2001,17(3):395-402.

[3]陈贵华,陈名佐.相山铀矿田成矿条件分析[J].铀矿地质,1999,15(6):329-337.

[4]薛振华,蒋振频,董永杰,等.相山铀矿田邹家山工区含铀凝灰岩的矿化特征[J].铀矿地质,2004,20(2):121.

[5]蒋振频,董永杰,薛振华,等.相山铀矿田变质基底片岩的变质作用研讨[J].东华理工学院学报,2005,28(2):112-117.

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