相山火山盆地组间界面、基底界面特征及其对铀矿的控制作用

2014-11-12林锦荣胡志华谢国发黄净白戎嘉树王勇剑

铀矿地质 2014年3期

林锦荣，胡志华，谢国发，黄净白，戎嘉树，李芳，王勇剑

（1.核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京100029；2.江西省核工业地质局261大队，江西鹰潭335001）

相山火山盆地位于赣杭火山岩多金属成矿带西端，区域构造处于北东向遂川－抚州深断裂与北北东向宜黄－安远深断裂及北西向断裂带的交汇部位[1]。

该盆地的铀矿找矿工作始于上世纪50年代，经过近60年的找矿勘探，已发现一批大中型铀矿床。经长期开采，目前近地表可利用的铀资源量已大幅度减少。随着新一轮铀矿找矿工作的全面开展，区内找矿目标开始转向矿田深部和其外围。因此，加强相山火山盆地整体结构和深部构造、深部成矿环境的研究，对深化相山地区铀成矿规律的认识，以及资源量扩大，具有重要的现实意义。

1 火山盆地结构和火山作用

相山火山盆地总体上呈3层结构：基底为中元古界变质岩，部分为下石炭统、上三叠统砂岩；基底之上为上侏罗统火山杂岩－侵入岩。盆地北西侧火山岩被上白垩统红色碎屑沉积岩层（简称为红层）超覆。

火山活动可划分为第1旋回（打鼓顶组）和第2旋回（鹅湖岭组）[2]，两个旋回呈喷发假整合关系。第1旋回呈近东西向裂隙式、串珠状喷溢，形成灰流相流纹质弱熔结凝灰岩、空落相流纹质晶屑凝灰岩和溢流相流纹英安岩，厚度约860m；第2旋回呈中心式喷溢，为由喷发相向侵出相转变的过程，且以侵出相为主体，形成一套酸性火山熔岩——碎斑熔岩（流纹岩），厚度约1430m。随后火山盆地发生塌陷，多条滑塌面被石英二长斑岩、花岗斑岩等酸性脉岩侵位；晚期沿断裂有花岗斑岩、煌斑岩等脉岩侵入。

在两个火山旋回之间形成的假整合界面称为组间界面，火山岩与基底形成的不整合界面称为基底界面。

2 火山岩组间界面及基底界面特征

通过对相山盆地600多个钻孔资料的统计，结合地球物理资料（AMT、MT、重力及高精度磁测）解译成果，笔者编制了整个盆地的打鼓顶组与鹅湖岭组组间界面等高线图、基底（不整合）界面等高线图（图1、2）。

组间界面等高线图、基底不整合界面等高线图的编制，是该区深部构造界面三维立体编图的重要组成部分。相山火山盆地打鼓顶组与鹅湖岭组组间界面、基底界面特征分述如下：

2.1 组间界面

相山火山盆地鹅湖岭组、打鼓顶组组间界面等高线图（图1）显示，除局部鹅湖岭组厚度较大或可能存在的火山通道，相山火山盆地大部分地区组间界面埋深小于900m，总体为平缓变化，反映盆地中心埋深大，周边埋深小，局部（如盆地西南部、西北部、东北部和东南部）埋深较大，反映鹅湖岭组火山岩局部增厚。

组间界面还存在很多形态强烈变异部位，表现为褶皱或突然变陡，有的呈区域带状分布，有的为局部形态变异。连续带状的弧形变异（变陡）部位是未完全固结的火山岩在重力滑脱作用下形成的火山塌陷构造，线状强烈变异带为后期断裂作用所造成。盆地中不同部位的组间界面变异部位多为重力滑塌形成的火山塌陷构造。

图1 相山火山盆地组间界面等高线图Fig.1 Contour map of interface between formations in Xiangshan volcanic basin

火山盆地形成晚期，鹅湖岭组、打鼓顶组火山岩在没有完全固结时，上部厚度较大的鹅湖岭组因重力作用向组间界面下坡方向塑性流动，表现为组间界面上下或两侧火山岩层变形，组间界面变形但无断裂位错。重力滑脱塑变导致组间界面及两侧火山岩发生强烈滑脱、片理化，应力塑变还产生大量裂隙，为成矿期构造热液活动提供极有利条件。

盆地北部、西部火山岩重力滑脱作用造成的较大规模组间界面变异部位，大体沿北部、西部、西南部边缘呈带状分布，主要的一条是由上谙、云际、凉亭、横涧－岗上英、邹家山、居隆庵区块中北部、河元背区块北部等组成一环带状组间界面强变异带。其次，中南部书堂经平顶山至油溪，以及西南部东堆至石洞、书堂坪也存在组间界面强变异带。

根据组间界面特征，原有地质图上推测的相山铀矿田西部3条环状火山塌陷构造实际上并不存在，因为这些环状火山塌陷构造两侧组间界面没有发生明显变异，火山岩层也未发生明显错位。

盆地的中东部、东南部由于钻探资料和物探资料较少，组间界面等高线图难以完整反映出界面的真实形态。

2.2 基底界面

由于以往大部分钻孔深度不及火山盆地基底不整合界面，且可探测深部基底的物探方法也较少，对基底界面了解很有限。

相山火山盆地基底界面等高线图（图2）显示，除可能存在的火山通道，盆地大部分地区的基底界面埋深小于1400m。火山岩分布总体呈中部深、周边浅的特点，基本上反映了火山盆地为一不规则的、向火山活动中心倾斜的盆状体。

图2 相山盆地基底界面等高线图Fig.2 Contour map of basement interface in Xiangshan volcanic basin

盆地存在若干火山岩变厚、基底界面较深的圆形区域，围绕这些圆形区域基底界面等高线图呈同心环状。火山岩层变厚的圆形区域可能指示其为盆地火山活动中心、火山通道或火山口位置。

相山火山盆地规模最大的基底界面较深圆形地区在盆地中东部，盆地西南部、西部也存在若干规模较小的基底界面较深圆形地区。这与地质推测主火山口分布在中东部，而西南部和西部存在次级火山活动中心相吻合。盆地中东部、西南部存在火山口已为铀矿科学深钻项目（李子颖等，2013）完成的两条呈十字相交的物探（MT）剖面解译成果所证实。

由于相山火山盆地钻探及物探工作程度分布不均，特别是盆地中东部、东南部工作程度很低，无论是组间界面还是基底界面，均尚待进一步确认。

3 组间界面、基底界面对铀矿的控制作用

通过组间界面、基底界面、断裂带与已知铀矿化的空间关系研究，在垂向上可以把相山火山盆地铀矿赋存空间划分为上部组间界面控矿的第1成矿空间和下部基底界面控矿的第2成矿空间。

组间界面变异部位与断裂构造复合部位控制盆地内部（上部）铀矿床空间定位，基底界面既控制着晚期花岗斑岩、也控制着盆地底部（下部）铀矿的空间定位。

相山矿田目前已探明的北部成矿带铀矿床代表了下部基底界面控制的第2成矿空间，西部成矿带铀矿床代表了上部组间界面控制的第1成矿空间。

以往相山火山盆地找矿重点主要集中在上部组间界面控矿的第1成矿空间，对基底界面控制的第2成矿空间探索、了解较少。从组间界面、基底界面特征，以及断裂带、晚期花岗斑岩的分布，可以预测已知矿床深部及外围，无论是第1成矿空间还是第2成矿空间均具有很大的找矿潜力。

3.1 火山岩组间界面对铀矿的控制作用

打鼓顶组与鹅湖岭组组间界面（变异部位）控制着火山盆地上部铀矿的空间分布。盆地西部大部分已发现大矿、富矿，如邹家山矿床、居隆庵矿床北段、李家岭矿床北段、罗家山矿床北段、河元背矿床等均主要为组间界面控矿，组间界面附近是富大铀矿体集中产出的部位[1]。

组间界面变异部位与切盆断裂构造复合控制着火山盆地上部铀矿空间定位，相山矿田主要铀矿床都位于组间界面强变异带与断裂构造复合部位。西部河元背北部、居隆庵中北部组间界面变异带与北北东向断裂带、南北向断裂复合，控制了河元背、湖港、居隆庵、李家岭等矿床的定位；邹家山组间界面变异带与邹家山－石洞断裂带复合，成为良好的赋矿空间，控制邹家山、如意亭等矿床的产出；罗家山－书堂－小芙蓉组间界面变异带与北北东向断裂复合，控制了罗家山、龙巴岭、书堂、平顶山等矿床的定位。西南部东堆－石洞－书堂坪组间界面变异带与北东向邹家山－石洞断裂带、北西向河元背－小陂断裂带交汇部位控制石洞矿床的定位。北部东西向组间界面变异带与北北东向断裂复合，控制横涧－岗上英矿床、横排山矿床、凉亭、湖田等矿床的产出；云际－上谙存在近南北向组间界面强变异带，与南北向云际断裂带复合，控制云际矿床、上谙矿点的产出。

从组间界面等深图（图1）可见，相山火山盆地已知铀矿床外围存在很多组间界面变异带，说明矿田外围尚存在很大的找矿空间。

3.2 基底界面对铀矿的控制作用

基底界面既控制着相山火山盆地晚期花岗斑岩脉，也控制着盆地下部铀矿的空间分布、定位，基底界面为该区深部重要的成矿空间（第2成矿空间）。由于以前火山盆地中铀矿钻探深度过浅，多未及基底界面，矿床深部基底界面控制的铀矿发现较少。

相山火山盆地经历多期次构造岩浆活动，基底界面成为构造薄弱带，晚期深部上涌的花岗质岩浆可沿陡倾断裂构造垂向脉状充填（图3），也可沿基底界面附近层状侵位，形成产状平缓的花岗斑岩脉体（图4）。研究表明

图3 横涧铀矿床3号线剖面图（据华东地质勘探队608队，1980）Fig.3 Geologic section of line 3of Hengjian uranium deposit

基底界面控制着盆地晚期酸性脉岩的空间分布。在北部的勘查显示，花岗斑岩沿基底界面附近侵入，呈陡倾脉状、平卧状。在西部钻探中也普遍发现深部发育沿基底界面呈平卧状侵入的花岗斑岩。花岗斑岩均遭受较强的热液蚀变。

基底界面与断裂构造、花岗斑岩复合控制着下部第2成矿空间的铀矿定位，具有很大成矿潜力和找矿空间。

铀矿形成以后，区域断裂构造活动使相山矿田北部成矿带强烈抬升，西部成矿带下降。北部成矿带及花岗斑岩带剥蚀出露，组花岗斑岩与铀矿时空关系密切[3－6]，花岗斑岩及接触带中的构造破碎带、花岗斑岩脉附近的火山岩裂隙带及片理化带成为铀矿有利的容矿空间。间界面附近的矿体被剥蚀殆尽，基底附近铀矿体出露或埋深较浅；西部成矿带组间界面附近的矿体保存完好，基底界面铀矿埋深较大。第2成矿空间铀矿为已知矿床深部铀资源量扩大的主要来源。

图4 居隆庵铀矿床北段72线剖面图（据江西省核工业地质局261队，2005）Fig.4 Geologic section of northern line 72of Julong'an uranium deposit

根据相山火山盆地打鼓顶组与鹅湖岭组组间界面、基底界面、切盆断裂构造、花岗斑岩与铀成矿的关系，上部组间界面控制的第1成矿空间和下部基底界面控制的第2成矿空间赋矿特征，建立相山火山盆地铀成矿空间模式图（图5）。切盆断裂构造带为深部来源成矿热液的导矿和容矿构造，与其复合联通的组间界面（变异部位）、基底界面及花岗斑岩控制着相山火山盆地铀矿的空间定位。