赣南白面石地区铀资源潜力分析

2014-11-12王启滨童日发张运涛

铀矿地质 2014年2期

王启滨，童日发，张运涛，2

（1.江西省核工业地质局264大队，江西赣州341000；2.中国地质科学院研究生部，北京100037）

白面石地区位于南岭铀－多金属成矿带东端，全南－寻乌深断裂带与鹰潭－安远、邵武－河源深断裂带及北西向断裂交汇处。

区域上分布着中－上元古界地层，为一套巨厚的海相泥砂质、细砂质为主的富铀复理石建造。经晋宁运动，该套岩系强烈褶皱抬升，在岩浆－构造长期活动影响下形成了寻乌组千枚岩、片岩、变粒岩、片麻岩和混合岩，构成本区最古老的结晶基底[1]。该地层的演变使铀元素活化迁移，为区内铀成矿创造了良好的前提条件。

中生代强烈的基性－酸性双峰式火山岩浆喷溢活动，形成了白面石、菖蒲火山盆地及其所属的中侏罗统菖蒲组旋回（179～160Ma），是该区铀富集成矿的关键。

近年来，通过对区内黄泥湖铀矿点的矿山地质工作，以及前人资料的综合整理分析，强化了对该区成岩成矿（同生沉积）作用和火山热盖与铀矿化作用的认识，确认该地区仍有较大的铀资源潜力。

1 区域地质

白面石地区受东西向桂竹帽－足洞断裂、菖蒲－定南断裂和北西向菖蒲－柱石断裂控制。白面石火山盆地为一个总体呈北西向的残留盆地，面积约22km2，基底为白面石花岗岩体，盖层为中侏罗统陆相沉积碎屑岩和火山岩，由南到北分布有多个铀矿床和矿点（图1）。

图1 白面石地区铀矿地质略图Fig.1 Uranium geology sketch of Baimianshi area

1.1 基底花岗岩

白面石花岗岩体由早禾岩体及柱石岩体组成，为一大致呈北西向展布的复式岩体，出露面积约270km2，侵入于寻乌组和下古生界浅变质岩系中，Rb－Sm 等时线年龄249.9Ma，为海西晚期岩浆作用产物。岩体内有片麻岩、变粒岩和混合岩捕获体。岩性为白云母花岗岩、二云母花岗岩和黑云母花岗岩，三者呈渐变过渡关系。岩石铀含量（9.70～12.5）×10－6，属铀含量极为丰富的陆壳重熔型花岗岩，是区内铀成矿的主要供源体[2]。

1.2 盆地盖层

白面石盆地盖层为中侏罗统陆相沉积碎屑岩、火山岩系，厚度300m左右。盖层底部的花岗质砂岩与基底花岗岩无明显界线，常见分散的炭质物和碳酸盐细脉，平均厚约3～5m，最厚达十几米；其上为碎屑沉积岩及玄武岩建造，共有5个沉积－喷溢韵律；最顶部为流纹斑岩、石英斑岩覆盖。其中，第1层砂岩是该区最主要的含矿层位，分布面广，成层状产出，厚度明显受基底古地形控制，最厚可达40m，最薄几十厘米以至尖灭，反映其形成于河床、河网（古河道）沉积环境中。

1.3 构造

（1）东西向桂竹帽－足洞断裂带呈左行侧列出现，长达100km，宽10～20m，是控岩、控盆、控矿构造。在桂竹帽地段形成了一个相对独立的花岗岩型铀矿成矿区。

（2）北西向菖蒲－柱石断裂带，长达30km，宽3～5km，具有长期活动特征，控制着菖蒲和白面石双峰式火山盆地以及众多的火山口、次火山脉岩带的产出，而且控制着区内各个铀矿床、矿点、矿化点的分布，对该区铀矿化的形成起着极为重要的作用。

（3）北北东向断裂带位于盆地东西两侧，以硅化破碎或碎裂岩带形式产出，并以断陷形式保留着白面石残留盆地。其北北西向次级构造常切割 “槽状”构造，加富了铀矿化。

（4）层间构造不同程度发育，在第1层玄武岩与第1层砂岩接触界面形成的层间破碎带成为铀的富矿地段。

（5）火山构造：白面石盆地呈北西向展布，为一残留的火山盆地。火山活动早期以裂隙式间歇喷发为主；后期以中心式为主，岩性为玄武岩、凝灰岩、流纹岩，具有典型的玄武岩－流纹斑岩双峰式火山岩建造。白面石盆地由桐梓嶂、桂竹帽、桐子岽，菖蒲等盆地构成，发育有老虎石、杨公帽、林山坳、峦山嶂等一系列火山口群，火山口多被晚期流纹斑岩所充填，呈锥状、陡立穹状山峰。

2 铀矿化特征

白面石地区铀矿化赋存的岩性较多，主要分布于第1层砂岩、第1层砂岩与玄武岩接触带、花岗质砂岩及贯入其中的玄武岩中，其次是第1层玄武岩和花岗岩中。第2、3层砂岩和第2、3层玄武岩仅出现一些矿化，未能形成工业铀矿体。花岗质砂岩和花岗岩中的铀矿化与构造、裂隙及脉岩有关。

2.1 砂岩中铀矿化的分布特征

矿化主要赋存于古河道 “槽状”构造的中心部位和 “槽”较缓一侧的斜坡上；铀矿在砂岩层中（包括花岗质砂岩）成带状和面状集中分布。这种集中分布区是古河道形成的河漫滩相堆积区，或者河网汇集区形成的大洼地。铀矿化主要赋存于砂岩层位下部和上部；矿化与砂岩厚度关系密切。经统计，砂岩厚度＞20m，见矿率在53.7%；介于10～20m见矿率为44.4%，＜10m见矿率为15.1%，无砂岩者仅为6.3%。

2.2 玄武岩中铀矿化的分布特征

玄武岩中的铀矿化是区内铀矿床的重要组成部分，矿化部位均赋存于玄武岩与第1层砂岩接触面形成的层间破碎带或靠近玄武岩一侧。矿体形态复杂，多呈细脉状、网脉状、透镜状、团块状和不规则囊状产出。矿化品位高，一般在0.3%～1%，最高达6.796%。产于层间破碎带中的玄武岩内的铀矿体多以缓倾角出现，与砂岩矿化合并，常形成富大矿体。

2.3 花岗岩中铀矿化的分布特征

目前所探明的花岗岩型铀矿化规模较小，呈窄小的脉状零星出现，个别地段有连续4个工业矿化孔，呈东西向展布。工业铀矿体多为单个矿体，个别孔见两个以上矿体。经钻孔资料统计，区内多为贫矿化，所见的工业矿化品位一般为0.05%～0.12%，最高为1.799%，厚度一般为0.2～0.63m，最厚1.99m。其中，龙坑铀矿床76号剖面7633、7634号孔均见有较好的花岗岩型铀矿化产出（图2）。

2.4 花岗质砂岩中铀矿化的分布特征

花岗质砂岩的铀矿化主要产于该层的顶部，且矿化规模较小，往下矿化强度有逐渐减弱的趋势，矿化与构造裂隙有关，产在微细裂隙或网脉状裂隙中。单个矿体长10m左右，多呈透镜状、扁豆状或团块状，与第1层含矿砂岩中的矿化合二为一，成为一个矿体。

2.5 铀矿物特征

2.5.1 矿石矿物类型

（1）沥青铀矿－赤铁矿型：是区内最主要的矿石类型，沥青铀矿－赤铁矿（水针铁矿）组合呈球形、蠕虫状和细粒集合体，以浸染状或微脉状充填于砂岩胶结物、花岗岩的云母解理和绿泥石中；

（2）沥青铀矿－绿泥石型：沥青铀矿以吸附状产于绿泥石、水云母中，以分散状或细脉状分布于砂岩和花岗岩中；

图2 龙坑铀矿床7633、7634号钻孔剖面示意图Fig.2 Geologic section of borehole 7633，7634of Longkeng uranium deposit

（3）沥青铀矿－硫化物型：以沥青铀矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等为组合，沥青铀矿常以胶状交代粒状、蠕虫状、乳滴状的金属硫化物，以浸染状、细网脉状分布于砂岩和玄武岩中；

（4）沥青铀矿－碳酸盐型：沥青铀矿呈粒状、团块状、浸染状产在红色方解石中或脉壁上，分布于玄武岩和花岗岩中；

（5）沥青铀矿－萤石型：沥青铀矿以胶状产于紫黑色萤石中或脉壁上，以团块状、细脉状、浸染状分布于砂岩、花岗岩和玄武岩中。

2.5.2 矿石结构、构造

矿石中常见絮状、巢状、球粒状集合体结构，以及不均匀的浸染状、脉状和细脉浸染状构造。在玄武岩中常见带状、角砾状及环状构造。

3 铀矿化成因

3.1 铀源

白面石岩体属陆壳重熔型花岗岩，是富铀岩体，其铀含量达（9.70～12.57）×10－6。岩体的自变质作用，大面积的白云母化、水云母化使花岗岩造岩矿物中，特别是云母、长石类矿物中的铀活化迁移。经水冶实验，花岗岩的铀浸出率高达95%。岩体经长期隆起风化、剥蚀，形成几米至十几米的古风化壳，成为本区碎屑物和铀的供源区。因此，本区的铀源主要来自基底花岗岩。

3.2 双峰式火山作用是该区铀成矿的关键

双峰式火山岩浆喷溢并覆盖在含矿砂岩之上，使砂岩成岩的原生水不断增温增压，大量的CO2、HCl、H2S等火山气体使水质具有酸性特征。在热盖和强大的压力作用下，加速了地下水循环和成岩水的释放，使地下水成为混合热液，沉积物发生蚀变。绿泥石大量生成，造岩矿物发生重结晶，绢云母变为白云母，石英再生增长等，形成了以铁绿泥石吸附型为主的铀矿化（笔者称之为灰色矿石），其成矿年龄大致在156～130Ma[3]。

3.3 次火山岩对该区铀矿化富集起着重要的作用

次火山岩的侵入，从深部带来了丰富的地幔热能和铀源，而且还带来了一些亲铜元素[4]，热液沿层间构造和陡倾角裂隙迁移、沉淀，叠加在灰色矿石之上，在各类岩性中形成多种类型的铀矿化，加强了该区铀的矿化富集，其成矿年龄为103～86Ma。揭露工程中常见在贯入玄武岩的上下接触面、石英斑岩和辉绿岩脉的一侧出现富铀矿体，反映了次火山岩对铀矿化的富集作用。伽玛能谱测量结果显示，石英斑岩铀含量9.0×10－6，辉绿岩铀含量6.70×10－6，均为富铀的脉岩体。

总之，白面石地区铀矿化是在富铀的海西期花岗岩基础之上，由古河床、河网相同生沉积形成铀矿化，为后生富集创造了良好的物质基础；双峰式火山－次火山作用又为铀的富集提供了铀源、热能等有利成矿条件，并叠加改造了早期形成的同生沉积铀矿化，充分展示了火山活动对区内铀富集所起的主导作用。因此，区内铀矿床成因可概括为“同生沉积是基础、火山热覆盖是关键”的多期次、多因素复合成矿，应归属于火山岩型的火山热盖亚类型。