湖南宁乡县芙蓉地区铀成矿条件分析

石建平，吴承东，李兴斌，占莎莎

(1.湖南省核工业地质局304地质大队，湖南 长沙 410002；2.东华理工大学 地球科学学院，江西 南昌 330013)

芙蓉地区位于湖南省中偏北部，涉及宁乡县西南部、韶山市西部、娄底市北东部、湘潭市北西部。该区隶属于雪峰山-摩天岭铀成矿带雪峰山亚带；已探明黄材碳硅泥岩型铀矿床(中型)、小梅溪和新建桥两处花岗岩型铀矿床(小型)、以及一系列铀矿化-异常点带；此外，区内存在大量放射性物探与水文异常。

但是，该地区未做专门的铀矿产资源远景调查评价，铀矿地质工作程度较低，进一步开展铀矿调查与评价，发现和探寻新的铀矿资源，符合国家及湖南省的产业政策，有利于该地区的经济发展。本文针对该地区铀成矿地质条件进行分析，以确定其铀矿找矿潜力。

1 铀成矿区域地质背景

芙蓉地区位于扬子准地台东南缘与华南褶皱系接触部位，雪峰山弧形隆起带东端转折部位南侧的次一级沩山隆起带中段南部，隶属于雪峰山-摩天岭铀成矿带雪峰山铀成矿亚带(图1)。

图1 中南地区铀成矿区带划分示意图(中国核工业地质局，2005)Fig.1 Sketch of uranium metallogenic belt in central south China1.一级构造单元界线；2.二级构造单元界线；3.三级构造单元界线；4.铀成矿带(区)界线；5.铀成矿亚带(区)界线；6.工作区位置；Ⅲ.扬子准地台(Ⅲ-1.扬子台褶皱；Ⅲ-2.江汉断陷；Ⅲ-3.下扬子台褶皱；Ⅲ-4.江南台隆；Ⅲ-4-1.湘南—桂北断隆；Ⅲ-4-2.湘西-湘东北断隆；Ⅲ-4-3.湘东断隆；Ⅲ-4-4.湘中褶皱区);Ⅳ.南华活动带(Ⅳ-1.湘桂褶皱带；Ⅳ-1-1.湘南-湘中褶皱区；Ⅳ-1-2.耒-临(印支)褶皱区；Ⅳ-2.华夏褶皱带；Ⅳ-2-1.武功-诸广断隆)；①雪峰山—摩天岭铀成矿带雪峰铀成矿亚带

雪峰山-摩天岭铀成矿带是我国一条重要的铀成矿带，产有资源、全州等大型铀矿田，矿床类型主要为花岗岩型，次为碳硅泥岩型。雪峰山铀成矿亚带目前已查明的铀矿床主要为碳硅泥岩型，次为花岗岩型；矿源层(体)以震旦-寒武系含铀岩系、印支-燕山期侵入的花岗岩为主；已发现有黄材碳硅泥岩型中型铀矿床，小梅溪、新建桥等花岗岩型小型铀矿床。碳硅泥岩型铀矿床与磷、硫、钒、钼、镍、锰等矿种共生，花岗岩型铀矿床与钨矿床共生。

2 铀矿化特征

芙蓉地区已探明黄材碳硅泥岩型铀矿床(中型)、小梅溪和新建桥两处花岗岩型铀矿床(小型)，发现了一系列铀矿化-异常点带。本次研究的主要目标是花岗岩型铀矿。

小梅溪铀矿床共圈定23个小矿体，矿体标高160～475 m，垂幅315 m，埋深40～300 m。矿体多呈透镜状，不规则状，产状与断裂近一致，一般为350°∠70°，碱交代岩中矿体产状为350°∠40°；矿体规模较小，一般长30～40 m，最长>100 m，走向延长约等于倾向延深，少数矿体走向，倾向为1∶2～1∶5。矿体厚度一般为1～2 m，个别厚度达10.36 m，品位较低，一般为0.050%～0.097%，矿体平均品位0.072%。矿化类型为微晶石英脉型和碱交代型两种。

微晶石英脉型铀矿化产于构造碎裂蚀变岩带中或其上下盘5 m范围内，前者与棕色硅质脉有关，控制矿体宽度一般1～2 m；后者发育绢云母化，或者棕色硅质胶结角砾岩，与主带呈斜接复合地段，可形成厚度较大的矿体，视厚度可达25 m。

碱交代岩型铀矿化一般产于构造带上盘15 m范围内碱交代岩中。这些碱交代岩铀含量本底数高，有些可达表外矿化；其孔隙度也大，是成矿的有利围岩。碱交代岩距构造带越近，构造裂隙越发育，造成了有利的导矿通道和容矿空间。铀矿化与含黄铁矿棕色硅质脉关系密切。

新建桥铀矿床圈定了两个矿体。I号矿体长75 m，斜深100 m，水平视厚度5.10 m；Ⅱ号矿体长40 m，斜深100 m，水平视厚度l.75 m，未出露地表，可能属I号矿体的分支。该矿床平均品位0.155%，杜乐天(2011)认为凡品位大于0.1%者，其中必有早期绢英岩化成矿阶段的贡献，过去不认识，全都归到硅化带成矿，另外硅化带切过早期绢英岩化带所成的矿体总是倾向长大于走向长。

矿石类型有3类：①角砾状矿石。沥青铀矿、黄铁矿、微晶石英-玉髓等充填胶结硅化碎裂岩等岩石裂隙和角砾。②团块状矿石。沥青铀矿常围绕胶状黄铁矿周边生长，为富矿石。③脉状浸染状矿石。沥青铀矿与细脉浸染状、分散状、胶状黄铁矿、赤铁矿密切共生，为中、贫矿石。

矿石矿物为沥青铀矿、黄铁矿、赤铁矿等，脉石矿物为微晶石英、萤石。次生铀矿物主要为钙铀云母、铜铀云母、铁铀云母、铀黑等。沥青铀矿呈胶状、不规则皮壳状、脉状及微粒状(显微、超显微状)等形式存在。

铀矿床受断裂构造控制，位于大张、何旷两条断裂带夹持区的两组次级断裂交叉部位，铀矿体呈透镜状产出，铀矿化赋存于次级断裂构造下盘次级羽状裂隙中。

3 产铀与富铀层位

该区域属东南地层区湘中地层小区，冷家溪群零星出露，为含砾砂岩、变沉积火山角砾岩、钙质板岩、大理岩、碳质板岩、凝灰岩等，为次深海-深海沉积，其上被青白口系板溪群和高涧群不整合覆盖。板溪群由砾岩、砂岩、板岩、钙质板岩、凝灰岩、变火山岩等组成；高涧群由含砾砂岩、变沉积火山角砾岩、钙质板岩、大理岩、碳质板岩、凝灰岩等构成。震旦系为一套含砾泥岩、含砾砂岩、砂岩、泥岩、板岩、冰积砾岩等，为滨-浅海、河流、冰川-泥石流沉积；上震旦统为硅质板岩、泥灰岩夹白云岩及薄层硅质岩，上部为厚层硅质岩。寒武系-下志留统以碳质板岩为主，上部夹白云质灰岩、泥质灰岩、泥-灰质白云岩、板状页岩、浅变质长石石英砂岩、砂岩、粉砂岩等，属封闭-半封闭滞流浅海-深海盆地连续沉积。中泥盆世至中三叠世随着海水自西南向北东侵入，湘中、湘南成为稳定的浅海，沉积了碎屑岩与碳酸盐岩组成的一套连续沉积，属广海陆架、碳酸盐台地及部分滨海-沼泽相沉积。晚三叠世至中侏罗世以印支隆起带重新沉降而形成新生沉积盆地为特征，地层发育较全，以淡化泻湖型碎屑岩含煤建造为特征。白垩纪至第三纪在一系列伸展性堑垒式断陷盆地沉积了一套厚度巨大的红色复陆屑建造(图2)。

对中南地区部分有关岩层的铀含量统计表明(表1)，震旦系、寒武系、二叠系地层中的黑色岩系、碳酸盐岩、硅质岩及砂岩等岩石组合具有较高的铀含量，是中南地区最重要的富铀层位，可以为铀成矿提供充足的物质来源。

芙蓉地区出露的地层主要为震旦系和寒武系，沿沩山隆起带的北翼呈北西西向280°～300°展布，分布在沩水南侧的山前地带，黄材铀矿床铀矿化主要产于震旦系留茶坡组和寒武系牛蹄塘组层位中。

4 多期次富铀岩浆活动

芙蓉地区出露的岩体主体是沩山岩体，该复式岩体具有多期多次侵入特征。除主体外，岩脉发育，以花岗伟晶岩脉、花岗细晶岩脉及细粒花岗岩脉、煌斑岩脉、辉绿岩脉等常见；岩体西北及东南外侧，尚有少量石英闪长岩小岩体或岩脉。花岗岩成因属壳源物质熔融型，并可能有少量幔源物质加入。燕山早期岩体内蚀变较发育，常见的有钠长石化、云英岩化等；受岩体侵入影响，围岩产生200～2 000 m宽接触蚀变带，蚀变以角岩化为主，局部有矽卡岩化和大理岩化。

岩体侵入主要分为两期，即印支晚期(211±1.6)，(215.7±1.9) Ma和燕山早期 (187.4±3.5)，(184.5±5.1) Ma，以印支晚期为主体(丁兴等，2005)；在小梅溪一带发育一系列近EW走向的韧脆性剪切带，在其带内或两侧，存在燕山晚期小岩体。燕山期岩体在岩石化学成分上表现为高硅、富碱和富铀的特点(表2)。

将沩山岩体与华南产铀岩体特征进行对比分析(表3)，显示出一系列共性特征：①围岩地层为富铀层位；②岩体规模大、具多期次演化特征、趋向于钾质富集、白云母化较发育；③岩体铀含量高；④受一定规模的构造控制，构造活动持续较长时间、具多方向性；⑤低序次低级别构造发育，并具张扭性特点；⑥矿化类型和成矿特征相似。

5 构造与围岩蚀变

5.1 断裂构造

芙蓉地区断裂构造发育，新宁—宁乡(灰汤)区域深断裂带从区内东部通过，该断裂带南西起于广西资源县，经湖南新宁—邵阳—宁乡灰汤，北东端延至湖北祟阳，全长大于500 km，走向NE30°～40°，倾向NW，倾角30°～57°，属平推正断层性质，为一条基底大断层。

图2 芙蓉地区区域地质矿产图Fig.2 Regional geology and mineral resources of Furong area1.第四系；2.古近系；3.白垩系；4.侏罗系；5.三叠系；6.二叠系；7.石炭系；8.泥盆系；9.志留系；10.奥陶系；11.寒武系；12.震旦系；13.南华系；14.青白口系；15.燕山晚期中细粒-细粒二云母及黑云母二长花岗岩；16.燕山早期二阶段中细粒-细粒黑云母二云母二长花岗岩；17.燕山早期一阶段中粒黑云母二长花岗岩；18.印支期中粗粒黑云母闪长花岗岩；19.印支期中粗粒斑状黑云母二长(闪长)花岗岩；20.加里东期二阶段一次花岗闪长岩；21.铀矿；22.钨矿；23.锡多金属矿；24.锑矿；25.锑金矿；26.钨钼多金属矿；27.钨锡钼铋多金属矿；28.砂锡矿；29.钨锑矿；30.钨锑金矿

区域上,该断裂具有控岩、控盆和控矿作用。沿其产有花岗斑岩脉；在湖南省境内控制了宁乡盆地与灰汤盆地；其低序次断裂构造控制了一系列铀矿化产出，如黄材中型铀矿床、小梅溪小型铀矿床以及大量航空、地面伽玛、水化学异常点带；在区域上该断裂还控制着中低温锑金、金—中温锑—中高温铅锌铜钨矿的产出；也控制温泉的产出，灰汤温泉水温达90 ℃以上。

区内断裂构造按走向分为五组：北东东-近东西向组和北东向组最为发育，其次为北北东组、北西向组、北北西组。

(1)北东东-近东西向断裂构造。本组断裂构造位于区内西部的小梅溪一带，主要有狮子山(MF1)、大仑山(MF2)、奇观水库(MF3)三条碎裂蚀变岩带。

狮子山构造带(MF1)：由多条近东西向挤压带组成。带内成分较简单，主要为碎裂花岗岩及硅化石英脉，糜棱岩；长度超2 000 m，宽度10～30 m，与围岩界线不清；压扭性特征。见控制铀矿化产出，余家庄铀矿点位于构造带中段，草冲铀矿点位于构造带东段。

大仑山构造带(MF2)：由多条近东西向挤压带组成。全长约2 600 m，总体产状355°∠70°±，多条构造后期转压，产状具波状起伏现象。该构造有四个主要的活动阶段。

表1 中南地区部分有关岩层的铀含量①

早期压扭阶段：构造产物为青灰色、灰黑色硅化糜棱岩，形成构造带基本轮廓，无铀矿化。

压性活动阶段：由肉红色灰黑色硅质胶结的糜棱质角砾岩，含角砾糜棱岩组成，呈透镜状产出，伴随该阶段的构造活动产生含黄铁矿黑色硅质脉，与铀矿化有关。

张性活动阶段(主要成矿阶段)：局部地段发育，构造产物有棕色硅质和棕黑色碳酸盐胶结的角砾岩，呈透镜体产出。伴随该阶段构造活动的热液有棕色硅质、棕色方解石、白色隐晶质碳酸盐，其中棕色硅质与铀矿化关系密切。

晚期压扭性阶段：构造物质成分为断层泥，硅化糜棱岩角砾，花岗碎裂岩碎块、岩屑、岩粉等。胶结松散，热液活动不明显。

本构造带规模大，活动时间长，复活次数多，热液活动和围岩蚀变强。控制小梅溪、杜石冲铀矿点产出。

奇观水库构造带(MF3)：由多条近东西向挤压带组成。带内成分较简单，主要为碎裂花岗岩及硅化石英脉，碎裂岩(局部糜棱岩)带；长度超2 000 m，宽度10～30 m，与围岩界线不清。压扭性特征，控制干溪冲、奇观水库铀矿点产出。

(2)北东-北东东向断裂构造。该组断裂构造位于工作区东南部月山一带，新宁—宁乡(灰汤)深断裂带沿盆地东南边界通过，其次级断裂带在远景区以密集的带组形式产出，影响宽度达十余千米，长达30余千米，主要由碎裂蚀变岩、硅化破碎带所组成，沿该带见有航放、地面伽玛、水化学异常点带密集分布。

(3)北北东向断裂构造。该组断裂构造主要位于区内新建桥一带，以挤压破碎带形式产出，总体走向20°，北西倾，倾角60°～70°，单体呈右行雁列展布，具逆冲断裂面，两侧为花岗岩碎裂岩和碎裂花岗岩，构造宽度1～10 m。充填物有白色石英脉，局部地段见有含黄铁矿硅质脉。控制尚元团、大屋里、心田等铀矿点产出。

表2 小梅溪矿床花岗岩岩石化学成分

5.2 围岩蚀变

区内围岩蚀变强烈且复杂，主要有碱性长石化、硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化、方解石化等。按杜乐天(2011)的研究成果显示，本区完全存在早期的高温绢英岩化蚀变，只是被后期的蚀变叠加改造，不易识别而已。

(1)碱性长石化。发生在含矿硅质脉之前，常出现在碎裂岩带上盘，硅化及绢云母化带之外的裂隙及小构造带两侧。如在小梅溪矿床碱交代岩总体呈近EW向展布于大仑山构造带上下盘，在断裂带上盘呈近EW向-NWW向透镜状群体产出。单个碱交代体长100～300 m，宽20～30 m，最宽为100 m。岩石呈鲜红色，石英含量减少甚至消失，钾长石和Fe3+含量增加，黑云母绿泥石化，铀含量增高，为矿化前热液蚀变。岩石在碱交代过程中，SiO2大量带出，其它成分均有增加，特别是Al2O3，K2O，Na2O大量带入，是钾化。

(2)硅化。活动较长，大致分为三期。①矿前期：为主要硅化期，与铀矿化无关，分为三个阶段，一是白色粗中晶块状石英阶段，伴有少量绢云母，规模大；二是灰(黑)色、青灰色细晶石英阶段，生成灰色细晶石英及少量绢云母，局部发育成矿期微晶石英穿插其中而出现铀异常；三是灰色粗晶石英阶段，生成灰色粗晶石英脉，伴有少量微晶石英、绢云母、赤铁矿、黄铁矿。②成矿期：分为三个阶段，一是棕红色赤铁矿-微(细)晶石英阶段，伴有少量黄铁矿及铀矿化；二是灰至灰黑色黄铁矿-微晶石英阶段，生成玉髓及大量黄铁矿和沥青铀矿，并见隐晶质方解石，早阶段黄铁矿以团块为主，晚阶段黄铁矿为胶状，为主要铀成矿阶段；三是紫黑色萤石-微晶石英阶段，伴有少量黄铁矿及铀矿化。③矿后期：分为四个阶段，一是草绿色绿泥石-微晶石英玉髓阶段，常呈细脉产出；二是梳状石英阶段，伴有少量黄铁矿；三是白色方解石阶段，方解石呈细脉状产出，见有少量隐晶质玉髓和沥青铀矿；四是血丝状赤铁矿-玉髓阶段，常呈微细脉；还有沸石。

(3)绢云母化。可分两种：①动力变质形成的绢云母化，它产于碎裂岩带中，颜色鲜艳，分布范围广；②热液蚀变形成的绢云母化，一般在碎裂岩带上盘，以交代斜长石为主，也有呈胶结物和脉状充填物出现，绢云母化使岩石变成浅黄绿色，岩石孔隙度增大，为后期含矿热液的渗透造成有利条件，有利于铀矿化形成。

(4)绿泥石化。分为区域性蚀变和构造热液蚀变两种，多为黑云母蚀变而来，热液绿泥石化主要产于断裂带附近，绿泥石化和早期高温绢英岩化共生。

(5)黄铁矿化。早期黄铁矿化多为自形-半自形粒状集合体、团块或细脉，与矿化无关；成矿期黄铁矿化为胶状、烟灰状，与铀矿化关系密切。

表3 沩山岩体与华南产铀岩体特征对比

(6)方解石化。脉状及团块状显晶质白色方解石与矿化无关；成矿期见有隐晶质方解石，呈细脉状或角砾岩胶结物产出，与铀矿化有关。

6 与鹿井铀矿田对比分析

鹿井铀矿田是我国南方重要的铀资源基地之一，矿床类型为花岗岩型和花岗岩外带型。铀矿化赋存于印支-燕山期不同期次岩体接触界面附近及岩体与沉积变质岩之间的内外接触带中(张万良等，2011；周肖华等，2014)。基于相似类比的原则，将本区与与鹿井铀矿田区域地质背景与铀成矿地质条件进行比对(表4)，发现两者之间具有很大程度的相似性，表明该地区具有形成中大型铀矿产地的找矿潜力，为南方18个花岗岩体内带和外带找硬岩型铀矿希望区之一(1)杜乐天，王文广，刘正义.2004.中国铀矿床研究评价(第一卷)：花风岩型铀矿床[R].北京：中国核工业地质局核工业北京地质研究院.。

7 结论

芙蓉地区位于扬子准地台东南缘与华南褶皱系接触部位，雪峰山弧形隆起带东端转折部位南侧的次一级沩山隆起带中段南部，隶属于雪峰山-摩天岭铀成矿带雪峰山铀成矿亚带；发育震旦系、寒武系、二叠系黑色岩系、碳酸盐岩、硅质岩及砂岩等富铀岩石组合，是中南地区最重要的富铀层位；该区印支晚期-燕山期多期次岩浆活动强烈，趋向于钾质富集、白云母化较发育，岩体铀含量高；存在大规模的基底断裂构造，具有控岩、控盆和控矿作用，构造活动持续较长时间、具多方向性，低序次低级别构造发育；以往铀矿地质勘查工作中，探明了一些铀矿产，发现了大量铀矿化(异常)点带，放射性物探和水化学异常发育。该地区与鹿井铀矿田在区域地质背景、铀成矿地质条件方面具有很大程度的相似性。因此，笔者认为其具有良好的铀矿成矿条件和找矿潜力。