江西桃山铀矿成矿作用及找矿方向研究

夏应冰

(江西省核工业地质地调院，江西 南昌 330038)

1 区域地质背景

桃山复式岩体地处江西省宁都县境内，面积约1100 km2，构造上位于华南活动带武功山-诸广山褶皱造山带内。岩体岩浆活动可分为四期九阶段，桃山岩体主要经历了加里东期、印支期、燕山期三个大构造旋回。加里东期处于挤压造山构造环境，加里东运动使震旦-寒武地层遭受轻度区域变质，并使本区长期隆起，缺失上古生界和三叠系的沉积，同时，NNE向断裂带发育，近断裂带发生局部混合岩化、花岗岩化，形成加里东期混合花岗岩体。印支期处于碰撞挤压造山阶段，形成了多期多阶段岩浆侵入不同岩性系列所组成的诸广山、贵东等复式岩体的主体。该期主要以蔡江岩体为代表，为硅铝质地壳半原地花岗岩，岩体中变质岩残留体较多，分相不清楚，与变质岩呈渐变或突变接触关系。燕山运动开始，本区发生强烈的块断运动和岩浆活动。燕山运动早期，沿深断裂形成重熔花岗岩，以打古寨岩体为代表，岩体成岩温度较高(590～727 ℃)，矿物中熔融包体常见，岩浆结晶分异演化程度高，分相清楚。燕山晚期，上地幔分异出的酸性岩浆沿断裂带向上活动，引起流纹岩类喷发和花岗岩浆侵入，并与下古生界地层和先存的花岗岩发生同熔，以罗布里岩体为代表，其花岗岩的成岩温度高(695～835 ℃)，岩体中暗色同源包体常见，矿物中熔融包体和气液包体发育，岩浆分异演化充分，为深源浅成型混熔花岗岩[1～9]。

2 铀成矿作用

桃山铀矿田区铀矿大部分赋存在打鼓寨岩体与罗布里岩体的接触带内，尤其在打鼓寨岩体一侧较为富集，表明与打鼓寨岩体和罗布里岩体具有密切的关系。桃山铀矿的铀量大部分为晶质铀矿所提供，晶质铀矿多数呈星散状被黑云母包裹或分布于矿物粒间裂隙和石英中[10]。

打鼓寨岩体的原岩为中粒黑云母花岗岩，是陆壳改造型花岗岩成因的特征，具有富矿的特征，岩体平均铀含量可达14×10-6[1，2]，铀的浸取率较高(平均可达到39.3%)，可作为铀成矿的直接铀源[6，12]。岩石广泛发育碱交代、云英岩化、白云母化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化及可见硅线石、红柱石等变质矿物[1，7，12]，岩石经历了十分强烈的后期改造作用。罗布里岩体以岩株的形式侵位于打鼓寨岩体的下部，是岩基中部NE向断裂构造带NW-SE向伸展机制下幔源岩浆与壳源岩浆混合后上侵的产物，这次侵入活动导致打鼓寨岩体广泛发育白云母化和碱交代。白云母化和钾长石化花岗岩的铀浸出率可达到40%～50%[9]，白云母化花岗岩(二云母花岗岩)是铀矿田的主要围岩。白云母化是一种普遍发育的自交代作用，它沿矿物的解理纹、粒间、裂隙间进行，被交代的矿物有黑云母、斜长石等，形成枝杈状、碎片状白云母。当白云母交代黑云母后，原来寄存于黑云母中的高放射性包裹体(晶质铀矿、独居石、锆石等)大量消失，固定铀活化成为活性铀[2，10]。据龚温书等研究，黑云母的铀含量可达6.98×10-6，而白云母的铀含量为1.14×10-6，如果按1 km3花岗岩计算，白云母化以后将有444.5 t铀被活化转移。因此罗布里岩体侵入到打鼓寨岩体形成广泛的白云母化的侵入作用对铀在矿物中的迁移和分配有极大的影响。岩石经碱交代后，斜长石转为钠长石，石英、黑云母被溶蚀，这个过程就伴随着铀矿物、含铀矿物的减少或消失，并且岩石疏松多孔，岩石机械强度比原花岗岩降低一半以上，碎裂构造极为发育，微裂隙纵横交错，加之碱交代岩三价铁增高，有利于铀沉淀，所以碱交代为后期含铀热液运移和矿质沉淀的良好空间[10]。碱交代并没有像白云母化使铀元素可以大量迁移，碱交代岩也并非都是矿石，但是，铀矿化基本产于碱交代岩中，碱交代是本区铀成矿的必要条件而非充分条件。郑永飞等通过对桃山铀矿田不同成矿阶段的氧同位素进行研究，认为成矿热液的来源并不是单一的，而是深部的岩浆热液与大气降水混合热液，与罗布里岩体有关。因此，罗布里岩体作为壳幔岩浆混合形成的花岗岩，不仅给该地区铀成矿提供部分铀源和热源，而且带来了大量矿化剂(F、C1、CO2、H2S、P2O5、CH4、H2)，岩浆在向地壳上部移动时，活化和浸取了所经历的岩石中的铀，特别是活化了打鼓寨岩体中的铀，以致富集成矿。总之，罗布里岩体对打古寨岩体成矿的影响起着举足轻重的作用，它不仅提供热源，使打古寨岩体岩石破碎变质，使其中的铀活化转移出与罗布里的岩浆残余热液混合，通过地下热水循环而进入打古寨岩体成矿，同时，罗布里岩体本身同化混染打古寨岩体，它的铀含量也为成矿提供了一部分铀源，它的侵入使打古寨岩体成为了一个顶重体，使铀的迁移、沉淀、富集成矿，提供了空间及物化条件。

桃山地区在燕山晚期发育各类脉岩，如花岗斑岩、 煌斑岩等。脉岩与主体岩石有较大的时差，本区花岗斑岩的同位素年龄为81 Ma， 而沥青铀矿同位素年龄值为72、65 Ma和41 Ma[11]。脉岩与铀矿化空间上一致、 时间上相近， 脉岩-构造带是桃山矿田铀矿定位的重要要素之一。

3 结论

罗布里岩体是有一定规模的大隐伏岩体，在深部可连成一片呈隐伏状态与打古寨岩体侵入接触，好似一个“托起”打古寨岩体的较大“岩基”。罗布里岩体在铀成矿作用有着举足轻重的作用，其侵入到打鼓寨岩体下部，使打鼓寨岩体发育大量白云母化和碱交代，这个过程罗布里岩体给铀成矿提供了部分铀源和热源，罗布里岩体及后期脉岩的活动活化打鼓寨岩体的铀，使铀重新迁移、富集、沉淀，为桃山铀成矿提供了条件。综合各种信息，我们有理由认为罗布里岩体为桃山铀矿田铀成矿的成矿地质体。桃山地区找深部大矿、富矿，首要任务是进一步查明罗布里岩体中粒斑状黑云母二长花岗岩的分布情况。