伏廖古岩溶体地质特征及铀成矿远景分析

邓春源，卢林斌，毕先才

（1.广西305核地质大队，广西柳州 545005；2.广西307核地质大队，广西贵港 537100）

伏廖古岩溶体地质特征及铀成矿远景分析

邓春源1，卢林斌2，毕先才1

（1.广西305核地质大队，广西柳州 545005；2.广西307核地质大队，广西贵港 537100）

古岩溶理论找矿方法是一种新的找矿方法。广西壮族自治区古岩溶成矿条件优越。伏廖地区古岩溶体发育范围大、古岩溶堆积物有一定规模，铀成矿地质条件良好，目前已有较好的铀矿化显示。作为桂西南寻找碳硅泥岩型铀矿床的重点区域，伏廖Ⅱ号古岩溶体所在区域为铀的成矿远景区域，值得进一步工作。

古岩溶体；地质特征；铀成矿；远景认识

古岩溶铀矿床成矿理论和找矿方法是20世纪80年代以来，主要由南京大学、核工业230研究所、广西305核地质大队致力研究取得的一系列重大科研成果，是对华南湘桂地区具有典型代表意义的387、373和3701等古岩溶铀矿床特征进行系统总结归纳，根据其形态产出特征、矿物、岩石学特征、铀矿物存在形式、成矿围岩条件显示出的独特组合形式，从而建立这一特殊的铀成矿新类型［1-2］。同时指出，我国地质构造复杂，地壳运动强烈，地貌反差大，古岩溶发育，寻找古岩溶矿床有着广阔的前景。特别是广西古岩溶成矿条件优越，已经找到了如373、3701等多个大中型铀矿床。

伏廖地区位于广西崇左市东部一带。本研究区西距373铀矿床几十千米，北距那渠铀矿床仅数千米。大新—那渠一带共发现古岩溶体27个，其中规模较大，二期沉积旋回4层岩性特征分带明显，基底面倾斜且形态复杂，靠近含泥碎屑岩铀源层，断裂构造发育且具多期次活动，铀成矿地质条件较好的古岩溶体有4处，其中两处分别发现了373中型铀矿床和那渠小型铀矿床［3-4］。伏廖古岩溶体是这4处古岩溶体中规模较大的一个，为广西305核地质大队于20世纪90年代发现，研究认为该古岩溶体是寻找古岩溶铀矿床较为理想的场所，当时因核地质工作战略转移对该点只投入了极少量的工作就草草下马。在实施地质找矿“358”战略突破行动的新形势下，该点值得研究和重视。

1 区域地质背景

本研究区位于华南板块的南华活动带右江褶皱系西大明山凸起的南部。西大明山复式背斜轴部的构造线走向EW，而南翼因受NE向断裂构造的影响，出现次级的NE向背、向斜或穹隆构造。伏廖古岩溶体发育于岜模背斜之北倾末端附近的那渠穹隆构造的旁侧。

复背斜轴部地层为寒武系（∈）砂、页岩，翼部为泥盆系（D）和石炭系（C）。泥盆系中统下部为碎屑岩组成，中统上部岩石以碳酸盐岩为主，夹含少量硅质岩。区域内岩浆岩不发育，仅在复背斜轴部见到石英斑岩脉。

2 古岩溶体地质特征

2.1 古岩溶体地表形态特征

伏廖古岩溶体被伏廖断层一分为二，北面的Ⅰ号古岩溶体出露良好，走向由NW转为近EW，岩溶角砾岩带长达3.6 km，宽0.1～0.6 km，面积约1.72 km2。该古岩溶体北西端狭窄，形似长柄葫芦状。南面的伏廖Ⅱ号古岩溶体属于现代地形低洼部位，多被第四系覆盖，为大片耕作区。经对航片遥感地质解释，发现在该部位存在明显的环洼影象，形似次圆状或四边形。在野外观察，于环洼范围内多处见到岩溶角砾岩露头，东南侧与北西角出露较好。电测剖面的电阻率和极化率测量也证实该古岩溶体的存在，面积约2.50 km2（图1）。

2.2 古岩溶体受断裂构造控制

伏廖地区范围内仅有NW向断裂发育，其中的主干断裂称为伏廖断裂，沿走向长6.5 km，宽2～5 m，产状：倾向30°～40°，倾角45°～75°。充填构造角砾岩、方解石脉，局部见细微晶石英脉和黄铁矿化。该断层的北西端作为那渠穹隆构造北面的分界线，并延伸至区域性的那渠断裂交汇。那渠穹隆构造南面的弄活断裂由走向EW转为NW，并在伏廖地区与伏廖断裂交汇复合。伏廖古岩溶体正是发育在两断裂复合部位。很明显，伏廖地区古岩溶体受NW向断裂控制。

2.3 古岩溶体岩性特征

伏廖Ⅰ、Ⅱ号古岩溶体均发育在泥盆系唐家湾组（D2t）灰岩内。古岩溶体由一套特殊的混杂陆源相岩石组成。岩石由粒级悬殊、分选差、成分多变的砾、砂砾、砂、泥质并含炭、钙、铁等混合堆积而成。据钻探揭露资料，这套岩溶角砾岩自下而上大体分为4层。

第1层为暗色层（yL1）：地表一般不出露，岩性为古岩溶发育过程中最先沉积的灰黑至黑色含炭质泥岩、粉砂质泥岩，含砾泥岩等，具粒状结构的黄铁矿化。主要特点是物质颗粒较细，成岩度较低，颜色较深。该层厚度变化大，厚度为2～19m，为铀矿化层。

第2层为浅色层（yL2）：灰至灰白色。该层在成岩阶段除外面继续有搬运物进入之外，洞壁也有塌下来的岩石碎块（角砾），主要形成钙泥质胶结的角砾岩层，角砾大小不一，形状很不规则，尖棱至次圆状，混杂堆积，局部形成含砾泥岩、粉砂岩、洞穴灰岩和钙屑砾岩等。胶结物主要为钙质，具方解石脉并多次充填，成岩度高，具落石穿层构造，该层厚度50m左右，局部有伽玛异常，亦为铀矿化层。

第3层为紫色层（yL3）：该层岩石地表广泛出露，直观易见。岩石物质成分以原地或附近塌落下来的岩石角砾为主。少量外面搬运来的泥、铁、砂砾物质，形成钙、铁、泥、砂质胶结的巨厚层岩溶角砾岩，局部有含砾粗砂岩，含砾泥岩透镜体。砾石直径一般为10～50 cm，成岩度较高。该层岩石胶结物中含铁质较多，呈现紫红色。该层岩石厚度达50～100m，不具铀矿化。

第4层为塌陷层（yL4）：由紊乱灰岩岩块夹砾岩组成，为原地塌落下来的巨大岩块形成的堆积体，盖在yL3之上，几乎无外地搬运来的物质。该层岩石方解石化强烈，局部形成由方解石团块充填和胶结的塌陷角砾岩带。该层岩石厚度变化大，几十至几百米，不具铀矿化。

上述各层岩性彼此差异较大，从早期到晚期的堆积物存在如下变化规律：物质来源由以异地搬运来的碎屑为主变成由附近围岩塌落的碎屑为主；岩石颜色变化：黑—灰—红；物质成分由泥、砂质为主变成由钙质为主，早期岩石含炭质并具有黄铁矿化，晚期的则无；碎屑粒度由微粒、细粒变为粗粒以至漂砾、巨砾岩块等；岩石成熟度中间高、两头低；沉积环境由还原变为氧化。铀矿化仅与古岩溶体底部的暗色堆积层有关［5］。

2.4 古岩溶体基底形态特征

伏廖Ⅰ号古岩溶体北缘及其北西端所见岩溶岩石直接堆积于泥盆系平恩组（D1-2p）泥岩、粉砂岩、硅质岩之上，故推测所有基底岩石为平恩组的碎屑岩。基底岩石产状除在靠近那渠穹隆构造部位岩层因断裂影响而倾向N或NNE外，平恩组、唐家湾组作为西大明山复背斜南翼的正常岩层，在区内呈向往南倾斜，为缓倾角的单斜形态。由此得知，古岩溶堆积体基底形态简单，起伏不大，基底界面总的是呈缓坡状往南倾斜，所以，古岩溶体倾向南，倾角缓。

伏廖Ⅱ号古岩溶体位于Ⅰ号古岩溶体南面，处于现代地形低洼部位。按区域地层往南倾斜的产状，同是发育于唐家湾组灰岩内的伏廖Ⅰ、Ⅱ号古岩溶体也同样是往南倾斜。Ⅱ号古岩溶体底界面比Ⅰ号古岩溶体的标高低，埋藏深度大。据电测深资料表明，Ⅰ号古岩溶体的埋深约40～200m；Ⅱ号古岩溶体的埋深在100～400m，最深达500m以上，而且底部起伏不平，有隆起与凹陷，总体向南倾斜。

3 古岩溶体铀矿化地质特征

施工少量钻探工程对其深部进行揭露验证，已发现两个古岩溶体均存在铀矿化，其中Ⅱ号古岩溶体存在较好的矿化层，基本特征如下：

①矿化产出在古隆起剥蚀区至岩溶沉积中心之间的缓坡状基底界面之上的岩溶岩石中，一般距界面1～5 m。矿化受古岩溶体底部暗色堆积层控制。

②矿化主要在第1层的炭质泥岩、含砾泥岩中产出，其次在第2层的炭质砾岩中产出。铀元素多赋存在岩石的胶结物中，主要以浸染分散的游离吸附状态存在于岩石裂隙中，未见铀的原生或次生矿物。

③矿化受断层构造控制，尤其是发育在古岩溶体基底灰岩与碎屑岩接触带的层间断层是主要的成矿与控矿构造。矿化受后期构造作用改造与叠加，其中以方解石化至方解石重结晶作用较明显，造成铀元素的进一步叠加富集。

④矿化与泥质、炭质、铁质（黄铁矿）含量有关，尤其与炭质、粉末状黄铁矿关系密切。与铀矿化有关的蚀变有硅化、黄铁矿化、赤褐铁矿化和方解石化。

⑤与U伴生的元素有多种，其中Mo、Ni、V、As、Zn、Ga和Sr等元素的含量随U的含量增高而增高。

4 物探伽玛测量数据资料分析

对发现的27个环洼（古岩溶体）选择其中的14个进行地表伽玛测量，其数据统计情况见表1。9号环洼为那渠古岩溶体，12、13号分别为伏廖Ⅰ、Ⅱ号古岩溶体，很明显，它们的“均值”和“均方差”与其他环洼（古岩溶体）相比数值偏大。

5 伏廖古岩溶体与那渠含矿古岩溶体的铀成矿条件比较

伏廖古岩溶体与华南典型的373矿床和3701（那渠）矿床处在同一地质构造单元内，特别是伏廖古岩溶体与那渠含矿古岩溶体相距较近，两者的地质矿化特征与铀成矿地质条件相比较，存在很多相似之处：

①古岩溶体均发育在泥盆系下、中统之碎屑岩与中、上统之碳酸盐岩接触带且有断裂构造通过附近的灰岩内。

②古岩溶体均位于那渠穹隆构造旁侧，那渠古岩溶体位于穹隆构造的北西侧，伏廖古岩溶体位于穹隆构造的南东侧。

③古岩溶体的形成和发展变化均受断裂构造控制，那渠古岩溶体受NE向断裂构造控制，伏廖古岩溶体受NW向断裂构造控制。

④古岩溶体发育充分、完整，均为从印支期到燕山期堆积的叠置式古岩溶体。岩溶岩石由一套特殊的混集陆源相岩石组成，而且从早期到晚期的堆积岩石变化规律一致，岩石特征相同。早期堆积的岩石均属还原环境，晚期堆积的岩石均属氧化环境。

⑤古岩溶体堆积基底岩石均为泥盆系平恩组泥岩、粉砂岩或硅质岩。

⑥含矿岩性均为早期堆积的含炭质、黄铁矿的泥岩、含砂砾质泥岩、砂砾岩。

⑦铀源相同，均来自隆起剥蚀区的铀源层——碎屑岩，尤其来自泥盆系郁江组（D1y）和平恩组（D1-2p）的富铀层。

两者的不同之处在于：那渠古岩溶体早期岩溶岩石厚度较大，基底起伏不平，隆起区和凹陷区明显，对铀成矿有利。伏廖Ⅰ号古岩溶体堆积基底形态简单，总的形态是呈缓坡状往南倾斜，相对隆起和凹陷部位不明显。

6 伏廖古岩溶体铀成矿远景初步认识

伏廖Ⅱ号古岩溶体与Ⅰ号古岩溶体相距很近，推测其深部是连通的，Ⅰ号古岩溶体底界面往Ⅱ号古岩溶体倾斜，由此可以推测Ⅰ号古岩溶体内的泥质、炭质、铁质以及铀元素等容易搬运的物质大多已经转移到Ⅱ号古岩溶体内。电测资料表明Ⅱ号古岩溶体底部形态相对复杂，有隆起与凹陷，存在较好的储矿空间。

深部验证工程已经在Ⅱ号古岩溶体内发现了较好的铀矿化层，并且，在大片第四系覆盖的范围内能够见到多处零星出露的早期岩溶堆积的铁锰质和泥砂质胶结的砾岩，也反映了Ⅱ号古岩溶体内不乏早期还原环境下的堆积物。据电测资料，在伏廖—那荡一带，深部存在较高的极化率体，推测这是早期岩溶层富含黄铁矿的反映。核工业230研究所与广西305核地质大队在该地区开展铀矿地质科研工作中，均在Ⅱ号古岩溶体南部圈出了偏高场和异常场，指明Ⅱ号古岩溶体的成矿远景值得重视。

7 结语

伏廖地区古岩溶发育，但整体工作程度低。前期各种找矿工作和综合研究分析表明，伏廖Ⅰ、Ⅱ号古岩溶体深部存在连通的可能，伏廖Ⅱ号古岩溶体铀成矿地质条件较好，物化探异常明显，矿化层位清楚，符合古岩溶控矿特征，为铀富集成矿远景区域，尤其是其南部为铀的成矿有利地段，值得进一步工作，建议列为古岩溶找矿突破的工作靶区。

［1］闵茂中，沈保培．华南古岩溶型铀矿床矿物学及其矿床成因意义［J］．中国岩溶，1997，15（3）：251-258.

［2］刘立钧，王清河，侯运秋．地洼型古岩溶成矿模式及应用研究［J］．中国核科技报告，1990，12.

［3］闵茂中．华南铀的古岩溶直接成矿现象的发现［J］．科学通报，1994，39（12）:1 152-1 152.

［4］闵茂中.某大型铀矿床的典型古岩溶地质特征［J］．中国岩溶，1995，13（4）:289-294.

［5］鄢文学，赖伏良，邓春源．桂西南地区泥盆系含铀层位及成矿远景［R］．柳州，广西305核地质大队，1986.

Geological features of palaeokarst and prospective analysis on uranium ore formation in Fuliao

DENG Chun-yuan1，LU Lin-bin2，BIXian-cai1
（1.Nuclear Geologic Party No.305，Guangxi Zhuang Automonous Region，Liuzhou，Guangxi 545005，China；2.Nuclear Geologic Party No.307，Guangxi Zhuang Automonous Region，Guigang，Guangxi 537100，China）

Prospecting methods of palaeokarst theory is a new kind of prospecting method.The oreforming condition on palaeokarst in Guangxi Zhuang Automonous Region is believed to be very good. Palaeokarst in Fuliao area has large development range，high rock maturities and good uranium oreforming geological condition.Favorable uranium mineralization has already been discovered.As an important region for exploring carbonate-silicous-pelitic rock uranium deposit in the westsouth of Guangxi Zhuang Automonous Region，the region where Fuliao palaeokarst No.II located is believed to be the besturanium prospective region，which deserves furtherwork.

palaeokarst；geological feature；uranium ore-formation；prospective recognition

P614.19；P598

A

1672-0636（2013）03-0143-05

2013-04-26；

2013-05-03

邓春源（1964—），男，湖南东安人，工程师，主要从事铀矿地质工作。

10.3969/j.issn.1672-0636.2013.03.004