江西广丰县石人底地区铀成矿作用特征及找矿方向

方启春， 黄 振， 陈 欣， 石 平

(1.核工业270 研究所，江西 南昌 330200;2.东华理工大学地球科学学院，江西 抚州 344000)

横跨江西和浙江中部的赣杭构造火山岩铀成矿带是我国重要的火山岩型铀成矿带(刘飞宇等，2009;邵飞等，2012;戴民主，2006)，它孕育了相山、盛源、大洲三个铀矿田及芙蓉山、双桥新路、芳村、鹅公山、马荃、鲍家及玉华山等多个铀矿化集中区，显示该带铀成矿条件好，铀资源潜力大①张金带，戴民主，邵飞，等.2005.华东铀矿地质志(下卷)［R］.北京:中国核工业地局:356-358.。然而处于赣杭带中段的广丰 江山地区铀矿找矿工作始终未取得较大突破，石人底矿床是该地区发现的3个矿床其中之一，因此对石人底地区的研究具有较重要的意义。本文通过总结分析前人资料，结合野外实地调查，分析认为石人底地区矿化主要受北西向构造、燕山晚期浅成侵入体、不整合面以及岩性等联合控制，并且探讨性提出了几处铀成矿有利区段的找矿方向。

1 成矿地质背景

石人底地区位于扬子板块与华夏板块接壤区，赣杭构造火山岩铀成矿带中段与武夷山成矿带北段交汇部位的广渡―横溪中生代火山沉陷盆地中东部。火山盆地由萍乡―广丰、河源―邵武大断裂共同控制，区内构造发育，岩浆活动频繁，成矿作用强烈。

盆地基底由前震旦系片岩、片麻岩，石炭系砂岩、页岩、灰岩，二叠系沉积碎屑岩夹煤层和三叠系沉积碎屑岩以及燕山早期花岗岩组成。盖层为一套中生代巨厚的中、酸性火山碎屑岩、熔岩，其上发育上白垩统伸展断陷红层。盆地构造发育，以北东向、北西向断裂构造为主。岩浆活动期次多，以燕山早期最为强烈，燕山晚期主要以脉体活动为主，呈北西方向展布，受北西向构造控制。

1.1 地层

区内出露地层简单(图1)，主要有上侏罗统鹅湖岭组第四段第三层(J3e4-3)凝灰熔岩，第四层(J3e4-4)英安流纹岩;下白垩统石溪组下段(K1s1)紫红色凝灰质砂岩、砂砾岩、页岩，底部普遍有一层硅质岩，与下伏地层呈角度不整合接触;下白垩统石溪组上段火山碎屑岩;上白垩统南雄组紫红色砂砾岩。地层呈单斜岩层产出，总体走向北西，倾向北东，倾角20° ～50°。

鹅湖岭组第四段第三层(J3e4-3)凝灰熔岩是工作区主要的含矿主岩，岩石呈青灰色，不等粒碎斑结构，块状构造。矿物成分以钾长石为主，其次为斜长石、石英、黑云母。斑晶粗大，由钾长石(粒径7 ～13 mm)，斜长石(粒径2 ～3 mm)、石英(粒径2 ～4 mm)组成。长石斑晶总量约占全岩的35%，石英斑晶含量占7% ～15%。黑云母呈片状或鳞片状集合体，常被挤压弯曲变形，分布不均匀，含量5% ～10%。火山碎屑与熔岩物质比约2∶1 ～3∶1。基质为隐晶质，具显微包含结构，成分为长英质。该层顶部局部见块熔岩。凝灰熔岩物质结构决定了其具有刚性的机械物理性质，高火山碎屑含量使其更容易发生蚀变，成为铀矿化富集的理想场所。

图1 石人底地区铀矿地质图Fig.1 The geological sketch map of Shirendi section

1.2 侵入岩

区内侵入岩主要是燕山晚期的浅成侵入体，较早形成的是中酸性岩类，如花岗斑岩、花岗闪长岩、石英斑岩、霏细岩及细晶岩等，成岩年龄(98.8 ±2.5)Ma(余达淦等，2001;刘平华等，2007)，较晚的是煌斑岩，见其穿插于花岗斑岩中。其中花岗斑岩规模较大，主要分布于F1 断裂的两侧，呈岩墙、岩枝、岩株状侵入于凝灰熔岩中。这些中酸性浅成侵入岩、脉岩与铀矿体在空间上有密切的关系。

1.3 构造

区内褶皱构造不发育，以断裂构造为主，并有一小型火山通道和隐爆角砾岩筒火山构造。

(1)断裂构造。主要有北东、北西、近东西向三组，以北西向为主，与铀矿化关系密切的有F1，F2，F3三条断裂。

F1断裂沿北西走向贯穿全区，断裂内见糜棱岩、角砾岩及硅质脉、霏细斑岩脉、花岗斑岩脉、煌斑岩脉等充填。两侧挤压片理发育，岩石破碎，并见有绿泥石化、水云母化、绢云母化、黄铁矿化等，断裂长大于10 km，宽几米至58 m，走向330°，倾向北东，倾角57° ～74°。该断裂经历了多次活动，具有先压后张的性质，是区内重要导矿、储矿构造。

F2断裂分布在矿床南部。走向260° ～280°，倾向南，西部转为北倾，倾角80° ～87°。断裂表现为破碎带，长约1 800 m，宽约20 m，破碎带内见有构造角砾岩、构造透镜体，角砾岩成分主要为凝灰熔岩、红化凝灰熔岩等，胶结物为凝灰熔岩碎屑、萤石等，断裂具有压扭性质;断裂两侧羽状裂隙发育，断裂内及南侧的裂隙附近蚀变强烈，主要有绿泥石化、水云母化、萤石化、叶腊石化、绢云母化、硅化及碳酸盐化等，断裂北侧的裂隙附近英安流纹岩内只要有硅化、碳酸盐化、黄铁矿化等矿后蚀变。202矿点即赋存于该断裂南侧裂隙中。

F3断裂分布在矿床北西部，长1. 3 km，走向330°，倾向南西，倾角62° ～75°。断裂内见角砾岩、红色玉髓及煌斑岩等。F3断裂对201 矿点有控制作用。

(2)火山构造。区内发现一火山通道相火山构造和隐爆角砾岩筒火山构造，201 矿点即受此岩筒和F3断裂共同控制。

2 铀成矿地质特征

工作区有202 矿床和275 矿化点、501 矿化点以及I-40 矿化点。202 矿床由201、202 矿点组成。

(1)201 矿点。该矿点位于F1断裂与F3断裂交汇部位，受F3断裂和隐爆角砾岩控制。主矿体产于F3断裂上、下盘，石溪组底部不整合面之下上侏罗统鹅湖岭组第四段第三层(J3e4-3)凝灰熔岩隐爆角砾岩中(图2)。该矿点共有6 层工业矿，9个矿体。矿体产状平缓，走向与F3断裂近于平行，倾向南西，倾角32°左右。矿体呈似层状、透镜状或扁豆状，一般长20 ～47 m，最长82 m;厚一般为1.07 ～1.82 m，最厚2.39 m;品位一般为0.050%～0.082%，最高0.204%;矿体埋深0 ～62 m。矿前期面式蚀变主要有水云母化，近矿蚀变主要有赤铁矿化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、萤石化和碳酸盐化等。

(2)202 矿点。202 矿点位于F1断裂与F2断裂夹持部位，受F2断裂构造控制，在F1与F2夹持部位的“人”字型复合部位矿化最好，沿断裂向东矿化变差至尖灭。矿体产于F2断裂下盘的凝灰熔岩中(图3)，在F1断裂上下盘花岗斑岩外接触带也揭见铀矿体(图4)，花岗斑岩与铀矿体在空间上关系密切。矿体产状与F2断裂基本一致，走向近东西，地表倾向南，深部倾向北，倾角78° ～89°，矿体呈脉状、透镜状，沿走向长一般31 ～145 m，厚0.85 ～1.52 m，品位0.051% ～0.160%。矿体仅见于断裂下盘(南盘)，且矿体由于后期构造活动破坏，矿石角砾构成断裂中部分构造角砾。矿前期面式蚀变主要有水云母化，近矿蚀变主要有赤铁矿化、硅化、萤石化、绢云母化和碳酸盐化等。

(3)275、501、I-40 矿化点。275、501 矿化点位于F1断裂和北东向断裂交汇部位，矿化受北东向断裂控制，I-40 矿化点与202 矿点类似，严格受北西向断裂控制，矿化赋存于断裂下盘破碎带中(南西盘)。蚀变与202 矿点类似。

图2 201 矿点地质剖面简图Fig.2 Geological profile map of the 201 deposit

图3 202 矿点勘探线剖面图Fig.3 Geological section along exploratory line of the 202 deposit

3 控矿因素分析

(1)晚白垩纪红盆形成期的伸展拉张大地构造背景是铀成矿的重要控制因素。燕山晚期，太平洋板块俯冲带向东南方向迁移，研究区由强烈挤压变为拉张(余达淦等，2001)，在此环境下形成一系列呈北西展布的断陷红盆，强烈的拉张构造活动背景为深部含矿热液上升、汇聚和沉淀创造了条件，是铀矿形成的重要控制因素。

(2)北西向F1断裂构造是区内主要的导矿和储矿构造。F1断裂经历了多次活动，具有先压后张的性质，形成的破碎蚀变带宽度大;沿断裂分布或充填有燕山晚期的浅成中酸性、基性侵入体，是热液导通和矿液运移的重要通道。

该地区矿床、矿化点在空间位置上分布在F1断裂附近，直接或间接受F1断裂控制或其旁侧次级断裂控制，202、201 矿点在远离F1断裂方向矿化变差、尖灭。202 矿点“人”字形构造附近勘探剖面中矿体直接产于F1断裂上下盘花岗斑岩体外接触带(图4)。

图4 202 矿点勘探线剖面图Fig.4 Geological section along exploratory line of the 202 deposit

(3)燕山晚期浅成侵入体对铀矿化具有控制作用。202 矿点靠近F1断裂构造附近矿体直接产于F1断裂上下盘花岗斑岩体外接触带(图4)，或产于离侵入体不远的赋矿有利空间中。另外，201 矿点隐爆岩筒矿体产出部位见大量细脉状煌斑岩、正长斑岩，它们与矿化的关系非常密切。工作区燕山晚期侵入体形成于晚白垩世红盆期间伸展构造背景下，主要有花岗斑岩、煌斑岩、辉绿岩等，成岩年龄(98.8 ±2.5)Ma，这个时间段落入燕山晚期华南大规模铀成矿作用爆发时期，且与石人底矿床铀成矿年龄值(90 ～120 Ma)相近①。岩浆侵入活动从深部带来大量的还原性超临界气体(幔汁)，这种还原性超临界气体具有很强的萃取围岩中矿质的能力(杜乐天等，1996)，萃取矿质的同时使岩石发生强烈蚀变，使岩石中铀元素更容易迁出、运移，且在物化场改变时，蚀变后的岩石也是赋矿的有利岩性。

综上所述，铀矿体与浅成侵入体在时空尺度上联系紧密，因此，燕山晚期侵入岩体与铀成矿的关系十分密切，它对铀成矿具有较强的控制作用。

(4)铀矿化受不整合界面控制。铀矿化都赋存于K1s1不整合界面之下的上侏罗统鹅湖岭组顶部。下白垩统石溪组下段(K1s1)底部发育有一层含炭页岩、凝灰质粉砂岩以及硅质岩，该层在矿液上升时起屏蔽作用，形成地球化学障，环境改变可能促成矿质沉淀，形成矿体。另外，当热液在该屏蔽层下聚集，达到一定压力或应力场改变时易于产生隐爆作用，形成隐爆角砾岩，为铀成矿提供良好的储矿空间。因此该地区不整合面对铀成矿具有一定的控制作用。

(5)鹅湖岭组第四段第三层凝灰熔岩对铀矿的控制作用。石人底地区铀矿体100%产于凝灰熔岩中，这和岩石本身的性质有关。凝灰熔岩分类属于熔岩与凝灰岩过渡类型，熔岩胶结作用形成的含火山碎屑的火山岩，火山碎屑和熔岩物质比约2∶1 ～3∶1，基质为隐晶质。凝灰熔岩不均一的物质结构决定了其具有刚性易碎的机械物理性质，高火山碎屑含量使其更容易发生蚀变，成为铀矿化富集的理想场所。矿质的富集对地层具有很强的选择性。

4 找矿方向探讨

(1)202 矿点找矿方向。202 矿点矿体产于F2断裂下盘，F2断裂后期活动具正断层性质，对矿体产生了破坏作用，导致矿体被错开(图3)，目前揭露到的只是矿体的一部分。因此需查清F2断裂构造空间形态，厘定断层断距，寻找被断层错开的矿体，扩大202 矿点规模;另外，由于受当时勘探技术条件限制，矿体沿断裂向深部延伸并没有得到很好的控制，因此需加大勘探深度，探索深部铀矿体。

(2)202 矿点至501 矿化点区段找矿方向。202 矿点至501 矿化点一线沿F1断裂分布有花岗斑岩、大量中酸性、基性脉体，多组断裂在此范围交叉复合，沿F1断裂蚀变发育，热液活动强烈。该地段剥蚀程度低，保矿条件好。下一步应从已有的矿化点或地质条件较好的地段入手，积极探索501 矿化点201矿点202 矿化点之间紧靠F1断裂一侧，产于F1断裂上盘破碎带、裂隙带控制的铀矿化。

(3)275 至I-40 矿化点区段找矿方向。275 矿化点位于F1断裂与北东向断裂交汇部位，从现有的矿化信息入手，分析F1断裂以及隐伏浅成侵入体对铀矿的控制作用。I-40 矿化点具有202 矿点相类似的铀成矿地质条件，应寻找受构造破碎带控制的铀矿化，仔细研究构造活动对铀矿体的影响以及深部隐伏的浅成侵入体对矿化的控制作用。

5 结论

区内铀矿化主要形成在红盆形成期的伸展构造背景下，受北西向F1断裂构造，燕山晚期浅成侵入体，不整合界面，鹅湖岭组凝灰熔岩联合控制。其中F1断裂构造为热液的运移及铀的富集提供了良好的场所，是区内主要的导矿容矿构造;燕山晚期的岩浆侵入活动从深部带来的超临界流体萃取围岩中的矿质并使铀发生活化，迁移，因此燕山晚期侵入岩体对铀成矿也有一定的控制作用;矿体的定位和形态也一定程度上受不整合面控制，同时在矿液上升时起屏蔽作用，形成地球化学障;由于成矿元素的富集对地层有很强的选择性，而凝灰熔岩具有刚性易碎的物理性质，并且含大量火山碎屑，易于发生蚀变，也为铀矿化提供了理想场所。

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