鹿井铀矿床成矿规律

任 洁

(中核赣州金瑞铀业有限公司，江西 赣州 341000)

鹿井矿床自1959年发现至今，前人进行了很多探矿工作，同时也对矿床成矿地质特征及找矿方向进行了分析研究。鹿井矿田构造的基本形式是遂川与热水走滑断裂的叠接区—拉分盆地构造[1]，鹿井矿床隶属于鹿井矿田，产于花岗岩体中，发育多组断裂，其构造部位为热水走滑断层的最大拉张变形区。矿体主要受构造控制，形态较为复杂，多呈脉状、透镜状和团块状；矿石类型主要与断层带的结构特征有关。鹿井矿区后期经过多次地质活动，充填带内的块状石英多次破碎，并为不同的热液活动产物所充填。矿区的铀源主要有花岗岩(或岩浆)和寒武纪的浅变质岩。根据资料分析，矿区深部有深源铀成矿作用的参与，矿区内的富集矿化有可能赋存于矿床的较深部位，因此在矿床深部有可能形成成矿空间[2]。笔者通过分析前人的探矿地质资料并根据目前矿床探矿和开采状态，对矿床成矿规律进行了分析，并对矿床成矿区进行了预测。

1 地质构造背景

鹿井矿床位于万洋-诸广岩体中段最窄部位的内外接触带，由于受区域构造作用的影响，矿区构造十分发育。其构造主要有三组(图1)：一组近东西向(80°～90°)，如F5、F6；另一组为北东向(50°～70°)，如F2、QF2；第三组为北西向(320°～340°)，如F1、F12。

矿区铀矿化有赋存于外接触带浅变质岩系中，以铀-萤石型为主的矿化；也有赋存于内接触带花岗岩中，以脉状为主的铀-赤铁矿、铀-萤石、铀-微晶石型的矿化。它们所组成的矿体多数规模小，成群成带出现。

1—构造角砾岩；2—隐伏南北向构造；3—石英脉；4—矿体；5—钻孔及编号；6—主要剖面及编号；7—花岗斑岩。图1 鹿井矿床构造示意

2 成矿地质特征

2.1 岩性

2.2 构造

通过大量的探采工程，现已基本上揭开了矿区的改造全貌。QF2、F2、F1为矿区的主要断裂构造，构成了322矿床构造的基本骨架，形成了一种对矿化十分有利的构造格局。

QF2是一条规模较大、延伸较深的区域性石英断裂构造，它的产状变化较大，走向北东段50°，至西南段渐变为70°，侧向北东段，倾向北西；西南段由直立扭转反倾向南东，倾角85°左右。根据现有资料，QF2主要充填乳白色块状粗粒石英，不含矿；但它对本区的铀矿化有着明显的控制作用。322矿床赋存在它的上盘，但随着构造往西南延伸，矿化有逐渐向QF2靠拢的趋势。QF2的下盘现已揭露到工业矿体，所以认为它在本区控制矿床的一级构造成矿时起主导作用。

F2断裂角砾岩带，带长约2 km，厚1～4 m，走向70°，倾向北西，倾角70°左右，与QF2在区内北东角相交。构造带内充填围岩角砾，硅质、铁质胶结紧密。根据带内结构特征分析，F2曾发生过多次地质活动，也是控制矿床的一级构造，成矿时起导矿作用。同时，由于F2逆冲作用，使带内充填物泥化，特别是断裂带上盘断裂面常出现的断层泥，对成矿热液起着屏蔽作用。所以，区内大部分矿体都集中在它下盘的次级断裂构造中，上盘由于屏蔽作用未出现矿体。

F1断裂角砾岩带是本区北西向构造带中较大的代表。它通过矿区中部，被QF2与F2切割断开，对QF2、F2起到良好的联系沟通作用；走向320°，倾角陡，近于直立，具分枝，带内充填物以围岩角砾为主，泥质、硅质胶结，带中有铀矿化，但未见铀矿物。这也说明F1断裂角砾岩带曾发生多次地质活动，其中充填有成矿时期主要成矿阶段的热液产物。

QF2、F2所切割成的契形岩块由于受区域应力的长期作用，QF2、F2、F1多次复活，致使岩块中次级裂隙构造极其发育。在这些构造中基本上可以分为两组，一组走向大致与F2平行(50°～60°)，倾向南东的北东向构造带组；另一组为走向大致与F1平行的北西向构造带组，它们在空间上呈不明显的斜列分布，其规模和密度随着远离主构造带而变小变稀，是矿区控制矿体的三级控矿构造或溶矿构造。当两组构造相交时，是矿化富集的最有利部位。在这些部位往往形成一些柱状、团块状和不规则状矿体。

2.3 成矿后期的地质作用

矿区成矿期后的地质作用，可分为成矿期后构造热液活动及地表风化淋积作用。它们对本区已成矿体有一定的影响，但不大。

矿后构造活动表现的强度较弱，影响的范围小，仅局部应力造成早期构造的重新复活，一般以张为主，局部也有小规模的错动。伴随构造作用的矿后热液活动，以充填浅色萤石和梳状石英脉体为主。一般脉体中留有晶洞，无铀矿化现象。但萤石矿可供工业开采，已探明一定储量的萤石矿。

由于本区湿热多雨，植被繁茂，地表侵蚀切割较厉害。特别是浅变质岩系，因裂隙构造发育，矿床上部受到了较严重的风化剥蚀和淋积作用。侵蚀深度各地不一，随着断裂构造的发育程度而变化，最深可达到0 m标高附近。地表风化淋积对铀的赋存状态产生了一定的影响。东部外接触带的矿体，有的出露地表，上部被风化剥蚀，淋浸变贫；而局部又次生富集，改造了矿体的原貌，增加了矿化的复杂程度。

2.4 矿体特征

鹿井矿床东西长1 500 m、南北宽900 m。矿体主要受构造控制，规模不大，且成群或成组出现，矿体大致沿东西和南北两个方向分布，厚大矿体组近南北方向分布为主；各矿体品位，沿走向、倾向、厚度方向变化都无一定规律。矿体埋深150～450 m，主要赋存在100～200 m标高之间(埋深250～350 m)，其次为0～100 m标高之间(埋深350～450 m)。

2.5 矿床成因

1)工业矿体均分布在2号带下盘的内外接触带中，“三个结构层”内均具工业矿化。矿体产状和富集程度主要受不同方向的构造控制，与岩性关系不明显。矿体形态复杂，呈脉状、似层状、透镜状和团块状。

2)矿石的结构、构造、物质成分等特征，在水平和垂直方向上变化均不大，和东部比较也无明显差异。铀矿物呈浸染状、脉状、网脉状和胶结角砾状产出于矿石中。

3)矿石物质成分简单。矿床中唯一的工业矿物是沥青铀矿，伴生、共生的金属矿物有黄铁矿、方铅矿、赤铁矿；脉石矿物有萤石、石英、玉髓、水云母、方解石等。紫黑色萤石、黄铁矿和棕色玉髓与沥青铀矿密切共生，矿床属铀-萤石型构造。

4)铀矿化和Be、Pb、Ga、Cu等微量元素有一定关系，但无综合利用价值。

5)围岩蚀变有矽化、水云母化、绿泥石化、赤铁化等。

2.6 内外接触带矿化特点对比

到目前为止，对矿山大量的探采工程都在外接触带的变质岩中，内接触带仅揭露到小部分矿体。对这两类具有相同成因条件，产于不同岩性中的矿化现象，作了简要的对比，见表1。

表1 内外接触带矿化特点

内外接触带的矿化特点，由于有着共同的成因联系，所以控矿因素、矿石类型、结构构造都是大同小异。这将有益于利用外带已掌握的地质矿化特点来指导深部内带的探采工作[3]。

2.7 成矿机理讨论

寒武纪浅变质岩系，在中国南方是众所周知的富铀层位，其铀品位比一般的同类岩性高出几十至数百倍，如矿区的变质砂岩，其铀品位一般在0.004%～0.008%，并且铀主要是以吸附态和单独的铀矿物存在，极易被活化浸取，由稳定铀而变成活化铀，参与新的成矿作用。在天然矿物、岩石颗粒的表面往往带有一定数量的电荷，形成静电引力场，而水分子是一种偶极体，能被静电引力吸引。当水与矿物、岩石表面接触时，能被静电引力吸引而整齐、紧密的排列起来，形成结合水。这种水具有十分特殊的物理化学性质，与磷酸、碳酸、硅酸等的性质相接近，从而能从矿物和岩石中浸取铀及其他元素。若发生某一地质事件，当温度高于100 ℃时，这种结合水就会带着浸取的各种元素，从岩石中析出。对于10×108km3的岩石，若从中浸取0.001%的铀，就可提供2～3万 t的金属铀。这就是说，在构造作用和岩浆侵入的影响下，原来分散在岩石中大量的铀，将被活化浸取参与热液成矿作用。

铀在岩浆期后成矿溶液中的活动性状，可能有两种情况。一种是由于构造变动、岩浆侵入，上部围岩产生了大量的断裂裂隙和挤压碎裂带，造成压力和温度梯度，含铀热水溶液将向这些裂隙空间迁移，与遭受不同程度活化(物质的带出、带入)的岩石、矿物发生接触-交代、充填作用。在有利的地化部位，铀从溶液中沉淀析出。由于压力、温度梯度的长期存在，热水溶液源源不断的供给，铀不断的析出，所以在这些部位形成了铀的工业富集。另一种情况是由于热渗透作用，位于热渗透带的水溶液及溶解于其中的铀朝向岩体接触带的增温方向迁移。显然，随着温度的逐渐下降，岩体的热场退缩，必将出现温度、压力梯度。同时，热渗透带的岩石，因受热膨胀产生的大量微裂隙，也加速了相互之间的沟通；加上矿期构造运动在热渗滤带的速度和规模，为矿溶液的聚集和成矿物质的沉淀提供了适当的场所。这种成矿理论与传统概念相反，认为成矿溶液是从矿物粒间和岩石微裂隙中朝成矿断裂构造方向迁移聚集。不过，这种成矿理论却能比较满意地解释赋存在接触带附近的大量构造裂隙中的成矿现象[4]。

3 成矿规律及成矿预测区

3.1 成矿规律

鹿井矿床断裂构造主要有北东走向QF2和北北东走向F2断裂带，QF2与F2是控制矿床方向的主导构造，矿床赋存在QF2与F2切割成的契形岩块中。矿化层中的矿体，分为不同的群体，沿F2断续分布，距F2断裂带约20～80 m，矿体走向50°～60°，与F2有一小的交角，倾向南东。主要矿体的赋存标高，东区为380～240 m，西区为200～50 m。区内主要工业铀矿化为热液型，受北东60°～70°的大石英断裂带控制，其中又主要集中在QF2石英断裂带北西盘2 000 km破碎密集带内，矿体呈脉状、透镜状产于花岗岩体内部黄峰岭(325)矿床及外接触带龙山群中。北西向F1为构造带组，控制着五个大的矿体群组，但其主要矿化赋存于两侧围岩中，构造带脉壁弯曲，不平整，分枝复合，膨胀收缩现象明显，角砾具次棱角状，胶结物以泥质为主，属张性结构面[5]。

图2 控矿的组合形式

矿床主要以一、二、三号断层角砾岩带为骨架，QF1、F1、F2断裂和内外接触带控制了矿化带的分布，在F2与QF2夹持的楔形岩块中的次级断裂构造控制着矿体的分布，其更次级的断裂裂隙及破碎带控制着矿体的形态、规模。因此矿床断裂构造及其复杂性导致矿体形态复杂，无论在平面上或剖面上，均有分枝复合尖灭再现现象。常见的矿体形态有透镜状、团块状、炉渣状、树兜状、柱状、板柱状和不规则状。据东区的统计，其中柱状、板柱状矿体约占60%，透镜状、团块状占30%左右，它们赋存于不同的构造组合部位。其控矿的组合形式有(图2)：1)单组裂隙构造群控矿；2)两组构造交接的锐角夹持部位控矿；3)北东与北西向构造交接部位控矿；4)入字型次级裂隙群控矿；5)构造碎裂带控矿；6)断裂构造、裂隙群、脉岩组合控矿；7)羽状裂隙群控矿。

3.2 成矿预测区

鹿井矿田以鹿井矿床为中心，东面有黄峰岭和高昔矿床，西北面有沙坝子矿床和梨花开矿床，北面有牛尾岭矿床和大场平矿点，南面有羊角脑矿点和下古选矿点以及秀才洞矿点。根据矿床与构造带成矿的关系特点，矿床周边的矿点是个很有前景的成矿区[6]。

鹿井矿床南部属南岭纬向铀成矿带的西端，现已发现羊角脑至三江口近20 000 km的较高品位的铀成矿带，已找到和发现有十几处富小矿点出露地表，由于受当时找矿资金、地质规律认识和探矿方法等方面的限制，其深部找矿基本未进行，大多数专家都预测有找到大富矿的可能性[7]。

4 结论

鹿井铀矿床位于特定区域地质背景及特殊产铀花岗岩体中的独特构造环境中，其成矿物质来源具多元性。在F2与QF2夹持的楔形岩块中的次级断裂构造控制着矿体的分布，其更次级的断裂裂隙及破碎带控制着矿体的形态、规模。

目前，鹿井铀矿床大部分的探采工程都在外接触带的变质岩中，由于岩石易碎裂，给采矿带来一定的难度；但从内外接触带矿化特点对比以及现有资料分析，鹿井矿床深部及周边的成矿前景很有潜力。