诸广南部独松地区铀成矿地质条件研究

2019-10-11刘建伟邱日平

世界核地质科学 2019年3期

陈随，刘建伟，邱日平

（核工业二三〇研究所，长沙 410011）

独松地区位于南岭山脉中段北缘的诸广山南部，城口铀矿田西部。区内已发现上独松、大水坝等铀矿点，前人投入少量的槽探揭露，发现了一些较好的铀矿化线索。 “交点” 型铀矿化是我国华南地区重要的铀成矿类型，铀矿化主要受断裂构造带和基性岩脉控制。近些年来众多学者分别从铀成矿物质来源、成矿流体特征、控矿特征等方面对“交点”型铀矿类型进行了总结和研究［1-5］。笔者通过分析独松地区区域及铀矿化地质条件及与下庄地区进行比较研究，认为该地区基本具备 “交点” 型铀矿床成矿特征，值得进一步开展找矿工作。

1 区域地质背景

独松地区大地构造位置位于扬子地台与华夏地台间的南华活动带赣粤湘褶皱区，九峰—大余东西向隆起带、万洋山—诸广山南北向隆起带和万洋山北东向隆起带复合交汇部位。区域上曾经历中生代陆内造山运动及地幔柱上升引发壳慢物质交换［6］，强烈的岩浆活动形成全球著名的重熔、同熔花岗岩带，矿集区内矿床具有多期多阶段的成矿特点，晚期热液铀矿化常叠加改造早期铀矿化［7］。

区内诸广岩体为多阶段的复式岩体（图1），主体为燕山早期第一阶段黑云母二长花岗岩和燕山早期第三阶段中细粒二云母花岗岩。区内附近地层出露较齐全，西部为震旦纪至石炭纪砂泥质岩石和碎屑岩类。

断裂构造发育，可分为NE、近SN 向两组。NE 向构造沿走向及倾向均呈波状弯曲，具有膨胀收缩、分支复合、尖灭再现之特点。物质成分较复杂，主要有白色块状石英、硅化碎裂岩、硅化靡棱岩、硅化角砾岩、棕红色微晶石英、紫黑色萤石和花岗碎裂岩等。NE 向断裂中出现典型的构造透镜体。断裂早期表现为压扭性，构造岩片理化，后转为张扭性，由硅质热液叠加，形成硅化靡棱岩，显示构造活动的多期多阶段性，在区内既是控矿构造，又是含矿构造。近SN 向构造主要为白石洞断裂，断裂长大于7 km，走向5°～15°，倾向SE，倾角约80°，由多条硅化断裂带组成，岩性为碎裂岩、硅化花岗岩、角砾岩，有梳状石英脉穿插。诸广岩体内大量发育NE 向基性岩脉，脉体密集成群产出，均为陡倾角至直立状，规模变化较大，岩性主要为云煌岩。主要蚀变类型为赤铁矿化、硅化、褐铁矿化、绢云母化、水云母化、绿泥石化。

图1 独松地区区域简图Fig.1 The regional geological sketch of Dusong area

2 独松地区铀矿化产出特征

独松地区位于诸广岩体南部，周边发育有塘湾、黄沙坪、城口铀矿床，木洞、九龙江等多个铀矿点及大量铀异常点。矿区出露岩体主要为燕山早期第一阶段花岗岩（γ52-1）和燕山早期第三阶段花岗岩（γ52-3）（图2）。燕山早期第一阶段花岗岩（γ52-1）为中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩，成岩年龄约为（160.0±2.0）Ma；燕山早期第三阶段花岗岩（γ52-3）为中细粒二云母二长花岗岩，成岩年龄为（158.1±1.8）Ma。此外还有花岗斑岩及岩脉等，前者主要为岩枝产出，后者主要为基性岩脉，岩性为云煌岩。

区内发育两组规模较大的断裂，主要为SN、NE 向，即SN 向的F1、F6断裂和NE 向的F9、F11断裂。SN 向断裂主要为区域上白石洞断裂的组成部分，为区内主干断裂，F1、F6断裂岩性主要为硅化碎裂花岗岩；NE 向断裂充填物主要为基性岩，在空间上呈等间距展布，具有张扭性特征，F9、F11断裂岩性主要为硅化碎裂云煌岩质角砾岩。NE 向的基性岩脉与NE、SN 向的断裂重接、截接部位是该区典型的铀矿化赋存位置。

独松地区云煌岩脉共4 条，整体呈北东向平行展布，倾向南东，个别脉体受构造作用而硅化破碎，蚀变主要有赤铁矿化、硅化、褐铁矿化，脉体中可见杂色玉髓脉充填，发育硅质及云煌岩角砾，角砾呈次棱角状，另可见发育由碳酸盐矿物组成的眼球体。云煌岩脉与花岗岩围岩之间突变侵入接触关系清晰，发育冷凝边。

图2 独松地区地质简图Fig.2 The geological sketch of Dusong area

云煌岩脉SiO2质量分数46.89%～49.31%（平均48.37%），TiO2质量分数0.93%～1.07%（平均0.99%）， K2O 质量分数1.93%～4.94%（平均3.85%）（表1），固结指数SI 变化较小，变化范围为38.6～43.2（平均41.21），反映基性岩浆的分异作用不明显。在SiO2-全碱图（图3）上，独松地区云煌岩大多落于粗面玄武岩范围，少数落在玄武岩范围；下庄地区的辉绿岩落于玄武岩范围。在SiO2-K2O 图（图3）上，独松地区云煌岩主要位于钾玄岩和高钾钙-碱性系列；下庄地区的辉绿岩落于中钾的钙碱性系列范围。在Zr-TiO2图上，独松地区云煌岩主要落在火山弧玄武岩范围，靠近板内玄武岩范围；下庄地区基性岩主要落于板内玄武岩范围。在Ti-Zr-3Y 图上，独松地区云煌岩均落于钙碱性玄武岩范围；下庄地区基性岩主要落于板内玄武岩范围［10］。

表1 独松和下庄地区基性岩脉主量元素/%及部分微量元素/10-6 分析结果［8-9］Table 1 Main elements/%and some trace elements/%of mafic dikes in Dusong and Xiazhuang area

图3 独松和下庄地区基性岩脉图解（TAS，SiO2-K2O，Ti-Zr&Ti-Zr-3Y）Fig.3 Diagram of the mafic dikes in Dusong and Xiazhuang area（TAS，SiO2-K2O，Ti-Zr&Ti-Zr-3Y）

独松地区铀矿化主要产于燕山早期第三阶段中细粒二云母花岗岩和基性岩脉中，赋存于硅化破碎带与基性岩脉重接、截交部位。目前地表发现的矿化规模小，品位较低，矿化不连续。矿石矿物为沥青铀矿，脉石矿物为赤铁矿、石英、方解石、玉髓、水云母等。矿物组合主要有沥青铀矿-赤铁矿型；沥青铀矿-微晶石英-赤铁矿型。矿石多为花岗碎裂岩型、构造角砾岩型和碎裂云煌岩型。云煌岩角砾通常破碎较强，被硅质脉充填胶结。赋矿云煌岩多发育强烈的赤铁矿化、硅化等，呈褐红色，与围岩中细粒二云母花岗岩呈侵入接触关系。

3 铀成矿地质条件

3.1 富铀花岗岩

研究区出露的燕山期花岗岩平均铀含量为17×10-6～19.8×10-6，明显高于中国东部上地壳（1.55×10-6）和全球上地壳的平均值（2.8×10-6），可认为研究区为富铀花岗岩，为区内铀成矿提供了丰富的铀源。岩体形成后，受内生和外生地质作用的强烈改造，岩石原始铀活化程度高，多处于易迁移活动状态，为岩体内热液活动过程中吸取铀元素成矿提供了有利条件，并且岩体容易发育断裂构造带和次级裂隙带，为热液迁移、富集提供有利成矿空间［11］。

3.2 断裂构造

独松地区主要发育断裂为SN、NE 向两组。NE 向构造主要岩性为硅化碎裂岩、硅化角砾岩、碎裂云煌岩质角砾岩。矿化主要位于断裂构造与NE 向基性岩脉重接、截接部位。NE 向构造断裂地表产状变化较大，局部倾角变陡，走向稳定，厚度变化较大，可见呈分叉复合、膨大分支现象，发育硅化、赤铁矿化、褐铁矿化，云煌岩角砾排列杂乱无序，围岩破碎强烈，发育裂隙，沿裂隙面充填灰白色硅质脉。成矿部位偶见一些次生铀矿（钙铀云母、铜铀云母），原生铀矿以沥青铀矿为主。

3.3 基性岩脉

独松地区基性岩脉主要沿NE 向压张性断裂发育，与围岩中细粒二云母花岗岩呈侵入接触关系，区内已经发现的铀矿化主要赋存在基性岩脉中。独松地区发育的铀矿化可分为两种形式：1）上独松地段出露云煌岩脉与NE 向断裂带重接，云煌岩脉破碎较强，发育强硅化和赤铁矿化，在地表可见工业矿体和矿化段；2）大水坝地段出露的云煌岩与构造带F6走向上近于垂直，两者截接交汇形成交点，地表发育工业矿体。

SN、NE 向断裂构造与NE 向基性岩脉在空间上的重接、截接所引起的产状变异、构造破碎和岩脉膨大处均为铀富集成矿的有利部位。特别的是基性岩脉与构造带重接时，铀矿体产状延伸稳定，矿化相对均匀，而且越靠近基性岩脉，矿化越好，厚度越大。

3.4 围岩蚀变

工作区围岩蚀变发育，主要有高温和中低温蚀变类型。高温热液蚀变类型为云英岩化，发育较弱；中低温热液蚀变发育较强，主要有赤铁矿化、硅化、褐铁矿化、水云母化、碳酸盐化及高岭土化等。与铀矿化密切相关的蚀变主要为赤铁矿化、硅化：赤铁矿多发育在碎裂岩、碎裂花岗岩内，多呈浸染状、星点状或细脉状分布于微裂隙内，铀矿化富集部位蚀变越强；硅化主要表现为红色玉髓脉、微晶石英脉、硅质角砾等，铀矿化与硅化关系密切，铀矿化中心部位往往发育黑色或紫红色微晶石英脉。

4 与下庄地区 “交点” 型铀矿地质特征对比分析

下庄铀矿田内发现多个大、中、小型矿床，与基性岩脉有关的铀矿床占有重要位置，通过对独松地区成矿地质条件与下庄地区“交点” 型铀矿地质特征进行成矿要素对比（表2）表明，独松地区具有与下庄地区相似的“交点”型铀成矿地质条件。

表2 独松地区铀成矿地质条件与下庄地区 “交点”型铀矿对比Table 2 Comparison of the metallogenic geology conditions of intersection type uranium deposits between Dusong and Xiazhuang area

独松地区岩体为燕山早期富铀花岗岩体，目前发现的铀矿（异常）点分布在中细粒二云母花岗岩体中，区内岩浆侵入活动具有多阶段的特征，有利于岩体中的铀活化富集成矿。后期的基性岩脉上侵，为铀成矿提供深源热能、流体及挥发性成矿组分，云煌岩的抗压抗剪强度低于花岗岩的强度，岩石易破碎和产生裂隙，且破碎的岩石中可使孔隙度增大，提供铀液沉淀场所，利于铀矿富集，它的侵入为成矿作用提供了导矿和储矿构造。基性岩脉侵入部位也是成矿活动集中，铀矿化富集部位。

独松地区主要发育NE、SN 向断裂，云煌岩脉主要呈NE 向展布，铀矿化主要赋存在NE 向云煌岩与SN、NE 向断裂重接、截接部位，主要控矿因素为NE 向断裂带。NE 向断裂带为岩体中成矿流体提供通道，且为基性岩脉侵入部位。受应力拉张作用，云煌岩与断裂构造带交汇部位岩石破碎，而且两者交汇部位向深部延伸，成为成矿热液的通道。断裂的多次活动促使铀成矿流体和丰富挥发性组分的还原物质溶液交汇，进而富集成矿［12］。

独松地区热液蚀变强烈，铀矿化与热液蚀变关系密切。矿前期主要有云英岩化，成矿期主要发育赤铁矿化、硅化、碳酸盐化和水云母化，矿后期主要有碳酸盐化、高岭土化等。赤铁矿化、硅化与铀矿化密切相关，当蚀变有两种或两种以上叠加时对铀矿化较为有利。铀矿化情况明显受蚀变强烈影响，蚀变越强，矿化越好。独松地区地表铀矿化规模小，品位相对低，深部铀矿化情况尚未揭露，为下一步工作重点找矿方向。