粤东北仁差盆地南部某矿床地球化学特征及成因分析

（广东省核工业地质局二九二大队，广东 河源 517001）

1 地质背景

仁差盆地地层分为二套。基底由寒武系、泥盆系、石炭系浅变质岩地层组成，主要出露在盆地的南部和东部，构成南北向黄田复背斜。盖层主要由上白垩统火山岩组成，其次为古近系沉积岩。地层产状平缓，倾角10～15°，为开阔的箕状向斜盆地（图1）。

中生代以来，岩浆活动频繁，早期大规模花岗岩侵入，形成盆地东部的武平花岗岩岩体（γ52）及盆地西部的桂坑花岗岩岩体（γ53-γ52）。晚期火山活动强烈，形成厚达二千余米的火山熔岩、火山碎屑岩，晚白垩纪末期火山活动已进入尾声，主要表现为次流纹斑岩、花岗斑岩、辉绿岩及闪长岩的侵入。

断裂构造十分发育，以NNE向断裂为主，其次为EW向和NWW向构造。盆地西边为Ⅰ级构造NNE向鹧鸪隆断裂（河源深断裂），东边为Ⅱ级构造NE向猪麻坝断裂,南边为Ⅱ级构造EW向麻楼断裂,盆内为Ⅲ、Ⅳ级构造NNE向正断层及Ⅴ级构造NWW向、NW向正断层和中基性岩脉。

图1 仁差盆地地质略图

2 矿床地质特征

仁差盆地南部矿床位于仁差火山断陷盆地的南缘，黄田复背斜北端，麻楼断裂的东段，次流纹斑岩体的中段[1]。次流纹斑岩体呈狭长的带状、岩墙状产出，延伸长5.5km，宽度一般80m～100m，最宽270m，最窄36m，走向变化较大。近东西向的次流纹岩脉，普遍受到隐爆作用形成隐爆角砾岩或隐爆凝灰岩。当离爆炸中心较远时，可形成震碎角砾岩或震碎集块岩，再远时仅岩石裂纹发育与原岩无大的差别。

矿床工业矿化范围长460m～800m，宽约300～600m，于麻楼断裂构造上盘近东西向展布。从剖面上工业矿体基本沿F1断裂构造及次流纹斑岩上界内带斜裂产出。沿外带F1断裂构造产出的矿体小而薄、规模不大，一般呈脉状[2,3]。沿内带产出的矿体多，有的矿体规模大、厚而富，多呈不规则透镜状、透镜状。主要矿体位于内接触带细斑状次流纹斑岩（边缘相）0～25m内，中斑状次流纹斑岩（过渡相）次之，粗斑状次流纹斑岩（中间相）较差。矿体走向一般285～305°，倾向南西[4]。

研究区内的矿石的分布状态可分为细脉型、细脉浸染型、浸染型和混合型四种。研究区矿石矿物主要为沥青铀矿、铀石和铀钍石等，伴生矿物为赤铁矿、软锰矿、硬锰矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、锐钛矿、金红石、辉钼矿等。脉石矿物主要为石英、玉髓、方解石、水云母、萤石等。研究区内铀的赋矿主岩为次流纹岩，加之后期隐爆作用对原岩结构构造的强烈改造，使矿区隐爆角砾岩、隐爆凝灰岩中也赋存铀矿物[5]。矿石构造：由于铀矿物在矿石中成微粒浸染状分布，极个别为脉状分布，因此矿石构造应属于浸染状构造。矿石结构：铀矿物交代围岩或硫化物成浸染状分布，因此矿石结构应有浸（溶）蚀结构，少数交代港湾或交代残余结构，极个别交代网状结构[6]。

3 元素地球化学特征

3.1 常量元素地球化学特征

（1）采用国际地科联推荐的岩石分类图解（TAS）划分的碱性系列和亚碱性系列分界线，在TAS图解上（图2），矿床火成岩样品全部数落入亚碱性系列范围，次火山岩与火山熔岩、火山碎屑岩紧聚于一定位置，表明来自同一岩浆源。

图2 矿床火成岩TAS图解

（2）SiO2含量范围为72.36%～77.98%，位于酸性岩的范围内；全碱（Na2O+K2O）的含量高，变化范围为6.39%～9.11%，均大于6%，表现出富碱的特征；高K2O/Na2O比 值，K2O/Na2O的 变 化 范 围 为0.91～19.58，均大于0.9，明显富钾；铁含量较低，TFeO含量范围为0.4%～4.11%，但是具有高的Fe2O3/FeO比值，变化范围为0.62～29.37；CaO含量范围为0.13%～2.78%。碱金属总值偏高，其中钾比钠高，表明岩浆源少钠富钾。K2O与Na2O总量变化小，表明从成岩期到成矿期岩浆酸碱度十分稳定。Fe2O3分布不均匀，是蚀变多次迭加的结果，一般含矿岩石高于正常岩石。矿石中SiO2的标准差及变化系数甚大，但总量减少，表明成矿时硅化作用极弱。

（3）Mg*特征值常作为岩浆结晶分异的粗略指标，因为在结晶作用的早期，镁-铁比值变化十分显著，随着结晶分异作用的进行而减小，Mg*值变化于28.62～87.94，平均68.63，也表明矿区岩浆存在结晶分异作用。

综合可得，研究区火成岩在地球化学判别图解中显示出硅、铝过饱和的钾玄岩系列或高钾钙碱性系列的花岗岩特征。

3.2 同位素地球化学特征

对矿床矿区出露的变质细砂岩、流纹岩、次流纹斑岩、矿石样品中的全岩、长石、硫化物矿物（主要是黄铁矿、方铅矿）进行了硫、铅同位素组成测定。

（1）硫同位素特征

①硫同位素同位素组成。矿床铀矿石中黄铁矿的δ34S（CDT）值为13.17‰～13.88‰，平均值为13.55‰，次流纹斑岩全岩δ34S（CDT）值为12.77‰～13.10‰，平均值为13.00‰，与铀矿石中的δ34S（CDT）值十分接近。流纹岩全岩δ34S（CDT）值为10.92‰～11.43‰，平均值为11.18‰，变质细砂岩全岩δ34S（CDT）值为7.87‰～9.15‰，平均值为8.52‰。

②硫同位素来源。矿床铀矿石中黄铁矿的δ34S（CDT）值与次流纹斑岩全岩δ34S（CDT）值十分接近，而该区基地变质细砂岩δ34S（CDT）值有较大差异，表明铀矿石中的硫源自赋矿主岩—次流纹斑岩，进而推测矿床成矿物质的来源与次流纹斑岩密切相关。

（2）铅同位素特征

①铅同位素同位素组成。矿床赋矿主岩为次流纹斑岩，其铅同位素组成为208Pb/204Pb变化范围为38.42～38.60，207Pb/204Pb变化范围为15.39～15.69，206Pb/204Pb变化范围为18.31～18.50；铀矿石铅同位素组成为208Pb/204Pb变化范围为38.31～38.52，207Pb/204Pb变化范围为15.49～15.57，206Pb/204Pb变化范围为18.29～18.52。

②铅同位素来源。将上述铅同位素组成数值投影至在铅构造模式图（Zartman，1981）中，可见次流纹斑岩、矿石的铅同位素组成有大致相同的铅同位素分布区，均沿造山带铅演化线分布，从铅构造演化图解中可见次流纹斑岩、矿石的铅同位素组成主要分布在造山带演化线和上地壳演化线之间。据此，认为次流纹斑岩、矿石的铅同位素组成具有同源性，矿床成矿物质的来源与次流纹斑岩有关。

4 成矿机制

（1）铀的来源

根据矿区岩体岩石地球化学特征、稀土元素和微量元素地球化学特征，围岩和矿石之间无显著差异，暗示成矿物质来源的亲缘性，说明铀矿床金属元素的主要来源围岩，又有少量深部岩浆来源。

（2）成矿溶液的来源

含矿流体主要来自大气降水，即地下水。地下冷水变成热水主要是深循环的大气降水经热源即岩层埋深增温、辉绿岩浸入，构造增温，火山喷气作用加温而成，特别是火山喷气作用，因为火山活动的特点是又喷又冒，又闷又泡，加上长期火山喷气活动，足以使地下水变为热水，使之成为具有成矿溶液性质的复杂溶液，从火山喷气本身来说，一部分气体到达地表开始液化，形成热液，另一方面气体溶解于地下水，这样就改变地下水的性质，使之成为能溶解更多金属元素的复杂溶液，这种混合液就是该矿床成矿溶液来源之实质所在[2]。

（3）矿石的运移与沉淀

矿液搬运——热液（水）阶段：从喷气阶段转为热液（水）阶段，在火山热液、火山热水和地下水的长期地质作用过程中，逐渐淋蚀出岩石中的铀和金属阳离子。U+6通过静止流动，沿断裂——裂隙构造、岩层岩性界面、颗粒界面、裂缝、裂纹等迁移而来，铀再在有利部位。如裂隙构造、层间破碎带等部位进行强烈的聚合，形成矿体。

矿质沉淀阶段：不同方向的各种矿液相遇，因化学平衡破坏和地球化学条件（Eh、PH）改变，引起矿质沉淀；外界压力的降低，促使矿液的过饱和或去气作用，使其络合物迅速分解沉淀；长期喷气活动，不断补充H2S。H2S和早期黄铁矿中的中的Fe++都可使其U+6还原U+4而沉淀；褐铁矿、铁质、粘土、有机炭等吸附作用。

（4）成矿温度

研究区内的萤石脉包裹体总体上均一温度变化范围为117.0℃～317.9℃，平均208.0℃。萤石脉中包裹体均一温度变化规律直方图表现出塔式形态，分布区间较大。均一温度范围为111℃～317.9℃，由图可以看出成矿流体可以划分为三个阶段：中低温（170℃～210℃），中温（230℃～250℃），接近高温（270℃～290℃）。由此可以推断，成矿流体属于中低温热液范畴。

（5）铀的叠加再造富集作用及富矿体特征

在含矿层内，经后期火山喷气，辉绿岩浸入，地下水作用，氧化——还原作用，吸附作用，构造蚀变，脱玻化，酸性淋滤，表生等作用，使原含矿层中的铀活化转移。在层界面附近，层间破碎带、裂隙构造中重新富集，使其矿石品位增高，矿体形态改变。富矿体多沿层界面分布，规模较大，呈似层状，透镜状，贫矿体多离开层界面，规模较小，呈似脉状，巢状。叠加再造的富矿体主要受层界面、不整合面、层间裂隙等控制，当断列构造通过含矿层的层间构造、不整合面世，往往形成较好的铀矿化，富矿体主要由铀钼黑（黑色物质）组成，它是由硫钼矿、兰钼矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、沥青铀矿、铀黑以及石英、长石、水云母、石膏、四水白铁钒等共同组成黑色含钼胶结集合体，这种复成分的极细混合物，与火山喷气、火山热水、火山热液混合有关。

综合上述，该区铀源、热源、水源丰富。成矿物质和水体来源具有明显的双重性，其矿床成因应属于与火山作用有关的，有火山热液、火山热水和地下水联合作用叠加再造富集而成的复成因（构造+岩性+热液蚀变）矿床，它具有内生与外生的双重性，经历了内生——外生——表生作用的复杂过程 (图 3)[3-6]。

图3 仁差盆地南部铀矿成矿模式

5 结论

仁差盆地位于华南加里东褶皱系，永安—梅县晚古生代坳陷，河源深断裂东北部，仁差断陷火山岩盆地 ，处于东西向南岭多金属成矿带东端与北东向武夷多金属成矿带南西端的交汇部位。仁差盆地铀矿床主要分布在火山喷发颈构造部位及其边缘，矿床定位于不同方向断裂构造交汇部位（特别是NE向和NW向构造交汇部位），火山构造或次火山岩体与区域性断裂构造（导矿构造）的交汇部位。

铀矿体的产出具有多层位性和多部位性的规律。矿体赋存在岩性岩层的接触界面、层间破碎带、不整合面、裂隙构造带、断裂构造及构造下降盘、基底凹陷部位，凹槽中洼地，矿体呈层状、似层状、层脉状、脉状。

南部矿床为次火山岩型铀矿床，含矿岩性主要为次流纹斑岩，矿体呈脉状、透镜状，矿床达中型规模。矿石物质成分较简单，主要金属矿物有沥青铀矿、铀石、铀钍石。围岩蚀变主要有红化、碳酸盐化、水云母化、萤石化、黄铁矿化、绿泥石化、绢云母化、硅化、多种金属硫化物化和高岭土化，属于复成因矿床。

通过成矿机制分析，认为仁差地区铀成矿物质和水体来源具有明显的双重性，其矿床成因应属于与火山作用有关的，有火山热液、火山热水和地下水联合作用叠加再造富集而成的复成因（构造+岩性+热液蚀变）矿床，它具有内生与外生的双重性，经历了内生——外生——表生作用的复杂过程。

[1]宋仕珠，赵巍，郑明良，等.粤东北仁差盆地麻楼逆冲推覆构造特征与成矿作用[J].铀矿地质，2010.26（5）：283～287.

[2]万水云.碳酸水与铀成矿关系的探讨[R].河源:广东省核工业地质局292大队，1985.

[3]余端珍.粤东北仁差盆地北部某矿床地质特征及矿床成因分析[J].地球，2013(5):243～245.

[4]余端珍.粤东北仁差盆地南部铀矿床地质特征及成矿条件分析[J].中国科技博览，2011(35):451～452.

[5]余达淦.华南花岗岩型、火山岩型、外接触带型铀矿找矿思路(Ⅰ)[J].铀矿地质,2001a,17(5):257～265.

[6]余达淦.华南花岗岩型、火山岩型、外接触带型铀矿找矿思路(Ⅱ)[J].铀矿地质,2001b,17(5):257～265.