郴州—钦州铀成矿带南西段铀成矿基本规律
2013-04-08谢建新
谢建新
(广西壮族自治区307核地质大队,广西贵港 537130)
郴州—钦州铀成矿带南西段铀成矿基本规律
谢建新
(广西壮族自治区307核地质大队,广西贵港 537130)
郴州—钦州铀成矿带南西段铀矿化类型多而杂,成矿成岩时差大。在成矿时间和空间分布上,表现为区域成矿时间的集中性,与区内燕山晚期伸展拉张的断陷期相吻合,不同类型的铀矿床是受伸展拆离的深大断裂统一控制的中低温热液铀矿床。铀源具多源性。
郴州—钦州铀成矿带;铀成矿;基本规律
1 概述
郴州—钦州铀成矿带位于华南铀成矿省的西部[1],紧邻扬子板块,地跨湘南、桂东南,呈NE向展布,长660 km,宽100 km。成矿带内矿床受NE向郴州—梧州—北海及藤县—灵山—钦州深断裂控制,沿断裂带及其两侧呈NE向分布。成矿带的南西段分布有马鞍肚、伟扬、古僚、屯林和盐沙口铀矿床及周界垌、砂子岭、平安、蒙村和寨圩等矿点。其铀矿化类型繁多,有碳硅泥岩型(如马鞍肚、伟扬矿床及石沟矿点)、花岗岩型(古僚矿床、蒙村矿点);砂岩型(屯林、盐沙口矿床);火山岩型(砂子岭矿点);碱性岩型(平安矿点)等(图1)。大部分热液矿床(点)的矿区周围岩浆活动较弱,或者产于花岗岩体内、外带,成岩成矿时差大,无时间上的关系,矿化多属于中低品位,多数为断陷带深循环热水成矿体系的产物。
2 区域地质背景
郴州—钦州铀成矿带南西段属华夏褶皱系,跨越云开后加里东隆起区及钦州褶皱带,地处桂粤交界。云开大山呈NE向展布,以及呈EW向展布的大瑶山隆起,广泛分布Z—O变质岩系,岩石普遍产生混合岩化,加里东期的混合岩在云开山区分布广泛。钦州华力西褶皱带为华南加里东期前陆盆地,晚志留世和早泥盆世形成NE向褶皱带和花岗岩带。中泥盆统四排组、应堂组泥质灰岩、白云质灰岩,上泥盆统榴江组碳质泥岩夹硅质岩为赋矿层位,富含有机质的黏土或含碳灰泥,吸附了包括铀在内的各种微量元素;中侏罗统和下白垩统红色碎屑岩建造中的浅色层也是赋矿层位。
区内分布有藤县—灵山、六万大山—大容山、桂粤交界3条NE向花岗岩带。加里东花岗岩分布于桂粤交界,多数在云开隆起区与加里东混合岩、混合花岗岩相伴,呈岩株产出;华力西期—印支期花岗岩分布广泛,受藤县—灵山、博白—岑溪深断裂控制,处于钦州海槽褶皱带中,岩性多为黑云母花岗岩和堇青石黑云母花岗岩;燕山期花岗岩多呈岩株产出,有黑云母花岗岩、花岗闪长岩,也有浅成或超浅成的斑岩。
藤县—灵山、博白—岑溪深断裂呈NE向贯穿全区,早期为压扭性,晚期为伸展拉张,展现推覆、滑脱和拆离构造的特性,是区内最重要的控岩、控盆又控矿的深断裂。
3 成矿基本特点
3.1 成矿基本特点
3.1.1 矿化类型多而杂
目前探明矿床有碳酸盐岩型(2个)、砂岩型(2个)和花岗岩型(2个),均为小型矿床。此外,分布有火山岩、砂岩和花岗岩型等矿点近50个,矿化点约60个。区内铀矿化类型互有交叉,但成矿作用具有统一性,同属中低温热液成矿作用。
3.1.2 碳酸盐岩型铀矿床特点
碳酸盐岩型铀矿床具有层控性,赋矿岩层中有中泥盆统四排组、应堂组灰黑色生物碎屑泥质灰岩和白云岩,上泥盆统榴江组的炭质泥岩夹硅质岩,岩性特点是共富含炭、泥质及黄铁矿。泥盆系的赋矿层铀质量分数为3×10-6~6×10-6,生物碎屑、泥炭质、黄铁矿等还原剂或吸附剂含量丰富。马鞍肚和伟扬矿区紧邻印支期花岗岩,但成矿成岩时差大,铀成矿与岩浆作用没有明显的内在联系,印支期花岗岩铀质量分数为7×10-6~8× 10-6,局部为9.2×10-6~18×10-6,可成为淋滤汲取的铀源。断裂控矿明显,马鞍肚矿床是NE向的断裂片理化带、角砾岩带叠加在岩溶中成矿;伟扬矿床受断陷带负向单元中的层间破碎带控制,热改造性明显,围岩蚀变有硅化、黄铁矿化和赤铁矿化等。铀多以沥青铀矿和分散吸附态产出。伴生矿物有方铅矿、闪锌矿和黄铜矿等,其品位达到综合利用工业要求。
3.1.3 花岗岩型铀矿床特点
花岗岩型铀矿床产于华力西褶皱带印支期花岗岩体内,主体岩性为中粗粒黑云母花岗岩,铀丰度值为9.24×10-6,w(Th)/w(U)为3.92,属硅质脉型矿化。古僚矿床矿化产于碱交代岩中,受燕山期补体隆起构造控制,有钾化和硅化,矿石为碱交代-萤石、黄铁矿型,矿体多,规模小,品位较低;石榴顶(709)矿床产于正长岩中的粗晶氟磷灰石伟晶岩脉,受断裂控制,w(P2O5)为10%~24%,最高可达29%,铀品位低,矿体小,可能属于后期岩浆充填型铀矿床。
3.1.4 砂岩型铀矿床特点
砂岩型铀矿床产于中新代盆地,含矿层位为中侏罗统(J2n)、下白垩统(K1x),紧邻印支期花岗岩体,含矿层为红色碎屑岩中的浅色层,属河漫滩沼化洼地相,岩性为中-细粒长石石英砂岩,含炭化植物碎屑、黄铁矿等,矿化范围较宽,含矿砂岩层较薄,层数多,矿体规模不大,品位中等,探明的两个矿床均为小型矿床,属表生富集后期叠加改造成矿类型。
3.2 矿床实例
3.2.1 矿床实例1(马鞍肚铀矿床)[2]
矿床位于南华活动带湘桂褶皱带大瑶山隆起合浦—大容山NE向大水表—红粉塘复向斜东南翼、六陈岩体北东侧外接触带北市—大沙坪断裂带变异部位。出露地层为寒武系上统—奥陶系下统浅变质碎屑岩,其上覆为泥盆系下统碎屑岩、泥盆系中统碳酸盐岩、侏罗系下统、白垩系下统和古近系陆相碎屑岩。区内构造发育,岩浆活动频繁,断裂、褶皱和花岗岩体均呈近NE60°方向展布,灵山—藤县在断裂呈NNE向通过矿区北西侧(图2)。
赋矿层位为泥盆系中统四排组(D2s)富含有机质的泥质炭质灰岩、白云岩。自下而上的层序为:结晶灰岩夹泥质灰岩,泥质灰质白云岩、白云质灰岩,泥质灰岩、含碳泥质灰岩,灰质白云岩、含碳灰质白云岩,泥质灰岩,灰岩及大理岩化灰岩。
矿区位于六陈花岗岩体(印支期)北西侧外接触带,岩体化学成分为富钾、硅,贫钙、镁的硅、铝过饱和系列;岩体内花岗斑岩、闪长玢岩、石英斑岩和煌斑岩等岩脉发育。矿区构造主要由背斜和区域性的压扭性逆断层及其一系列次一级张扭性正断层组成。
含矿主岩为泥质灰岩;NNE向的F2和F1断裂控矿明显,断裂构造属层间-似层间破碎带,表现为片理化和挤压破碎。矿体呈透镜状、似层状和脉状,最大厚度达37 m,平均品位0.100%。矿体产状与接触带、断裂及地层产状基本一致,总体走向NE60°,倾向SE,倾角64°~72°(图3)。
围岩蚀变发育,主要有绿泥石化、绢云母化、角岩化、钾长石化及金属硫化物化。矿石呈浸染状、脉状、角砾状和细脉浸染状,铀主要呈沥青铀矿等矿物形式存在,少量呈吸附形式存在。主要伴生金属矿物有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿和砷黝铜矿,主要脉石矿物有方解石、白云石、水云母、伊利石和绿泥石。伴生有Pb、Zn、Cu和Ag等,其品位达到综合利用工业指标。
硫同位素特征:四排组黄铁矿δ34S为-8.05‰~-20.49‰,属于生物硫;六陈岩体δ34S为8.7‰~-13.1‰,平均为-11.22‰,具陆壳改造型花岗岩特征;矿石中黄铁矿δ34S为0.8‰~-39.8‰,平均为-13.06‰,表明硫主要源自围岩,为生物硫。成矿前至成矿后,黄铁矿δ34S值逐渐增高,可能是成矿溶液fO2降低所致。成矿年龄为59.2~65 Ma、30.7~39 Ma。
3.2.2 矿床实例2(屯林矿床)[3]
屯林矿区位于南华活动带钦州褶皱带钦州坳陷十万大山盆地东缘,盆地基底主要为古生界,部分为中下三叠统和华力西期花岗岩,盖层为上三叠统、侏罗系、白垩系—古近系。区内构造-岩浆活动较强烈,近EW、NE和NW向褶皱与断裂为矿区主要构造格架,盆地盖层中发育晚三叠世—白垩纪中酸性火山岩和少量辉绿岩、二长岩、石英斑岩。矿床类型属砂岩型、砂砾岩亚型铀矿床(图4)。
铀矿化受层位与岩性控制,矿化赋存于中侏罗统那荡组上段第3层下部浅灰绿色中厚层中细粒长石石英砂岩体中。主要含矿砂(岩)体呈似层状、透镜状,层位稳定,砂岩中花岗质碎屑物、泥质、碳质、铁质较多,铀质量分数较高(22.6×10-6),为富铀层,矿化与碳酸盐、黄铁矿、有机质、赤铁矿化及ΔEh、pH有关,当ΔEh=45~65 mV时,铀丰度最高,弱碱性氧化还原过渡环境对铀成矿有利。
铀矿化与地质构造有关,铀矿化主要赋存于“S”形褶皱上段轴部及其上、下翼附近,远离轴部则矿体变小以致尖灭。矿化与断裂构造关系虽不明显,但发育于盆地内近那荡组上段第3层(J2n3~3)含矿砂岩附近的区域性断裂,具有热水溶液多次活动的特点,对铀的富集有一定作用。
张云鹏 男,1992年出生于山东枣庄,国防科技大学电子对抗学院毕业硕士,研究方向为SAR信号处理与SAR对抗技术.
成矿温度:据18个方解石均一法包体测温结果,多为100℃以下,个别达217℃。
成矿年龄:据沥青铀矿同位素年龄测定为113、51和38 Ma。而矿区东南部出露的海西期那洞、台马和旧州花岗岩体的锆石年龄为288 Ma,矿岩年龄差为175~250 Ma。
4 成矿基本规律
4.1 成矿时间
在成矿时间上,铀成矿多属叠加再改造矿床,具有多期成矿特点,有较长时间的沉积预富集,早期、晚期的叠加成矿作用,后期有的还有表生淋积再富集,但存在明显的区域成矿时间的集中性,它表现出与一定的大地构造发展阶段的事件密切相关。区内主成矿期为60~90 Ma(表1),正与区内燕山晚期伸展拉张的断陷期相吻合,深断裂利于形成地下水深循环的断裂裂隙构造体系,红盆发育的干旱气候有利于含氧含铀水向下渗透,从而在地下水热循环体系中不断富集成矿。
4.2 空间分布
在空间分布上,矿床明显受博白—岑溪大断裂所控制,均分布在断裂两侧受次一级断裂控制,燕山晚期—喜山早期断裂具有伸展拆离构造特性,矿化多与断陷红盆相伴而生,或直接定位于断陷的负地形。不同类型的铀矿床实际上是受伸展拆离的深大断裂统一控制的中、低温热液铀矿床。
4.3 岩浆活动与铀成矿
东吴运动后地壳拉张,沿灵山—藤县断裂带有同熔型花岗岩上侵;印支期区内深部地壳重熔自南东向北西渐次形成六万大山—大容山、旧村和台马3个花岗岩带;印支期运动后进入滨太平洋陆缘活动阶段,沿灵山—藤县断裂带、博白—岑溪断裂带发育一系列断陷盆地,形成侏罗纪—白垩纪陆相火山岩和相关的花岗岩类。多数铀矿化产于花岗岩体内或外接触带,但仅是空间关系无内在成因联系(表1),表现为成矿成岩时差大,矿岩时差达100~200 Ma。
4.4 地层与铀成矿
中泥盆统四排组、应堂组、上泥盆统榴江组是赋矿层位,其铀含量属偏高层位,富含生物碎屑、炭泥质、黄铁矿,活性铀多,易于活化浸出,是区内矿源层。矿石的稀土元素、微量元素、硫、碳、铅同位素分析均表明源自成矿围岩(闵茂中,1998),说明铀成矿与含矿地层有成因联系。
5 结论和认识
郴州—钦州铀成矿带南西段铀成矿化类型多而杂,几个规模较大的矿床都产于内、外接触带的碳酸盐岩、含炭砂岩和角岩中,紧邻花岗岩体,但铀成矿年龄与成岩年龄时
差大,两者在成因上没有必然的联系,区内花岗岩体内没有发现有一定规模的铀矿床,只发现一些矿化点,在花岗岩体内发现铀矿床的可能性不大。该区主成矿期是60~90 Ma,相对比较集中,此期正与区内燕山晚期伸展拉张的断陷期相吻合,深断裂有利于形成地下水深循环的断裂裂隙构造体系,红盆发育的干旱古气候又有利于含氧含铀水的下渗,从而在地下水热循环体系中不断富集铀而成矿,但成矿作用具有统一性,同属中低温热液成矿作用;在空间分布上,铀矿床明显受郴州—北海深大断裂所控制,均分布在断裂的两侧并受次级断裂控制,可能与燕山晚期—喜马拉雅早期灵山—藤县大断裂的伸展拆离密切相关。
致谢:本文在成文过程中得到梁敏高级工程师、黎旭畅高级工程师(获得国家特殊贡献津贴)和邓伟强高级工程师的指导,特致以衷心的感谢。
[1]黄净白,黄世杰,张金带,等.中国铀成矿带概论[M].北京:中国核工业地质局,2005.
[2]铀矿地质编纂委员会.中南铀矿地质志[R].北京:中国核工业地质局,2005.
[3]韦联贵,罗寿文,梁敏,等.广西铀成矿规律与预测研究报告[R].贵港:广西壮族自治区307核地质大队,2008.
[4]广西壮族自治区307核地质大队.桂东南铀矿地质资料综合整理报告[R].贵港:广西壮族自治区307核地质大队,1994.
The basic pattern of the uranium m ineralization’s southwest segment of Chenzhou-Qinzhou uranium metallogenic belt
XIE Jian-xin
(Nuclear Geologic Party No.307,Guangxi Zhuangzu Autonomous Region,Guangxi,Guigang 537130,China)
Uranium mineralization types at the southwestern segment of Chenzhou-Qinzhou uranium metallogenic belt is various and complicated.Because the formation time of the mineralizaion and granite is quite different.The mineralization formed in a narrow time gap which coincides with the faulted down period of the regional extension in Later Yanshanian.Different types of uranium deposit are low temperature hydrothermal uranium depositwhich is controlled by the deep great fracture due to the spreading.There aremany sources for the uranium mineralization.
Chenzhou-Qinzhou uranium metallogenic belt;uranium mineralization;basic pattern
P614.19;P598
A
1672-0636(2013)03-0072-06
2013-03-10
谢建新(1966—)男,广西桂林人,主要从事铀矿地质勘查与找矿工作。E-mail:xiejianxin@163.com
10.3969/j.issn.1672-0636.2013.03.005