大塘畲地区铀矿矿化特征及找矿潜力分析

2021-06-23王丹丹刘建平

湖南有色金属 2021年3期

王丹丹，刘建平

（1.广东省核工业地质局二九二大队，广东河源 517001；2.广东省有色金属地质局九三八队，广东惠州 516023）

20世纪50年代至60年代，前人通过物探及浅部揭露工作在大塘畲地区白垩系晶屑凝灰岩以及喷出岩集块熔岩、球粒流纹岩中发现了铀矿化。近些年来，通过槽探、钻探揭露工作，发现了铀工业矿体。本文对大塘畲地区的铀矿的地质特征和控矿因素进行了分析阐述，并分析了找矿前景，为下一步找矿工作提供一定的基础工作和找矿方向。

1 区域地质背景

研究区大地构造处于西太平洋构造区域的华南褶皱系与东南沿海褶皱系交接地带，永安-梅县海西印支坳陷边缘，位于北东向河源-邵武深断裂带北端与北西向饶平-大埔大断裂带西北端交汇部位［1］；同时位于北东向惠阳-蕉梅火山喷发带，东西向和平-大埔火山喷发带，北西向潮汕-蕉梅火山喷发带的交汇部位，区内构造岩浆热液长期活动，是矿源和热液的富集场所，是理想的成矿大环境。

区内出露的地层有寒武系、泥盆-石炭系、白垩系、古近系及第四系，以白垩系的火山岩地层分布最广。地层总体产状平缓，倾角10°～15°为开阔的箕状向斜盆地。

区内褶皱构造不发育，主要表现为开阔的箕状向斜盆地和一些开阔的向斜盆地。断裂构造发育，其中区内规模较大的北北东向构造有鹧鸪隆断裂、猪麻坝断裂、咸水断裂、鹿子坑断裂等。仁差火山断陷盆地南部鹅石山至北部差干3112一带，显示较完整的火山机构形态，喷发中心较完整。

区内岩浆活动较频繁且强烈，类型较多，与铀矿化关系密切。早期大规模花岗岩侵入，形成本区鹧鸪隆断裂下盘的桂坑岩体和本区北东侧的大神坝岩体，晚期火山活动强烈，形成厚度大于2 000余米的火山熔岩、火山碎屑岩以及次火山岩。

2 矿区地质特征

2.1 地层

研究区及附近出露的地层有上白垩统叶塘组火山碎屑岩、古近系。上白垩统叶塘组上段（K32）：为一套陆相酸性喷发岩，大面积分布于全区，总厚度大于1 000 m，主要由流纹质火山碎屑岩和熔岩组成，为工作区主要含矿岩系；上白垩统叶塘组中段（K22）：下部为紫红色砂砾岩、砾岩，砾石成分复杂，主要为变质砂岩和千枚岩，泥质、铁质胶结；上部为浅绿色花岗质砂岩和紫红色砂岩、细砂岩、粉砂岩，厚度40～100 m。与下伏寒武系呈角度不整合接触。古近系不整合覆盖在上白垩统之上。为一套内陆河湖相沉积的浅色复理石建造和红色磨拉石建造。区内各种岩石底数为：铀1.6×10-6g/L，氡111.0 Bq/L，铀异常值大于2.0×10-6g/L，氡异常值大于259.0 Bq/L。

2.2 构造

研究区出露的构造主要分为褶皱构造和断裂构造两种。其中褶皱构造不发育，主要为两个开阔的箕状向斜盆地—官屋盆地、潘屋盆地。

出露的构造按断裂的走向大致分为三组：北东向、北西西向和东西向断裂构造中，如图1所示。北东向断裂构造是研究区主要构造系，构造规模大，基本贯穿整个工作区，以其中鹿子坑断裂是区域二级断裂中最重要断裂构造，该断裂贯穿整个仁差盆地，是仁差盆地重要的导矿构造。北西西向断裂构造，以硅化破碎带和辉绿岩充填的张性断裂为主。层间破碎带是由于构造运动或岩层的弱变形导致岩层间滑动，产生低级别的层间裂隙。裂隙密集导致层间岩石破碎，形成层间破碎带，与铀多金属矿关系密切。

图1 大塘畲地区地质简图

2.3 火山机构

研究区内裂隙式火山结构主要分布在仁差盆地南部，主要受近东西向麻楼断裂带控制，呈长条状分布，次火山岩浆及基性岩浆沿断裂裂隙形成较大面积的次流纹斑岩体。

研究区内中心式火山机构多为中心式喷发，以破火山机构为主，在顶部或者中心具有较大规模的圆形或者近圆形破火口，熔结凝灰岩大范围分布，放射状、环状断裂较发育。区内多处地段存在中心式喷发口，目前已查明的火山口位于3112，位于差干多金属矿东南部约3 km处，是含矿流纹岩的溢出口，晚期被辉绿岩岩株（筒状）所堵塞。在北部3112、南部鹅石等火山口一带已发现火山颈相铀工业矿化。

火山构造与区内深断裂（近EW 向麻楼断裂构造）交接复合，北部的差干一带，火山构造与切穿基底的深断裂（NNE向鹿子坑断裂）交接复合，使浅部（聚矿构造）与深部（矿源场）得到沟通，浅部火山岩中的派生断裂裂隙（尤其是张性或张扭性的破裂带）成了良好的储矿空间。

区内中生代晚期发生大规模火山喷发，切穿基底的深断裂——鹿子坑断裂导通地幔，火山喷发晚期地幔热液流上侵，岩浆室上移，混染上地壳组分，形成富铀岩浆体，并侵入区内，对成矿而言，既是物源又是热源，为铀成矿准备了丰富的矿源体。

2.4 岩浆岩

区内岩浆活动较为强烈，不仅分布广泛、活动频繁，而且类型较多，晚期火山活动强烈，晚白垩世早期达到了高峰，形成厚达两千余米的火山堆积物，其岩性主要是以流纹质酸性岩为主的火山杂岩建造，晚白垩世晚期火山活动已近尾声，除小规模的火山活动喷发外，主要表现为辉绿岩侵入，研究区内无花岗岩出露。

2.5 地球物理特征

在研究区中部开展伽玛能谱剖面测量，圈定了两个铀异常带（U-1、U-2），其中U-1异常带规模较大，铀浓集中心异常值较高，异常受不整合接触面控制明显。通过在研究区中部附近施工的1条剥土进行查证，剥土处于古近系砂岩与白垩系晶屑凝灰岩不整合接触面附近，据槽探地质物探编录结果显示，在剥土的5.25～6.25 m处见有累计厚度为0.75 m，加权品位为0.052%的铀工业矿，该矿带长约21 m，铀品位为0.012%～0.067%，铀矿化主要赋存于赤铁矿化晶屑凝灰岩中，矿化的富集受古近系砂岩、细砂岩与白垩系晶屑凝灰岩不整合接触面控制，下部的晶屑凝灰岩，陡倾裂隙发育，其发育程度受界面影响，剖面上局限在晶屑凝灰岩顶部。

地面伽玛能谱异常分布与岩性、地层关系较为密切，尤其是异常展布与古近系砂岩、细砂岩及白垩系晶屑凝灰岩不整合接触面联系密切，测量结果显示在不整合接触面附近伽玛能谱异常明显，与前人圈定的放射性水化学异常吻合程度相对较好，异常主要是受不整合接触面控制，呈现较好的铀矿化异常特征环境，且寻找到新的放射性异常点、带，发现了较好的铀矿化信息，为区内寻找层控型铀矿化提供了方向，为今后铀矿找矿提供重要预测依据。成果图如图2所示。

图2 伽玛能谱测量成果图

3 铀矿化特征

研究区铀矿化主要富集在古近系与白垩系不整合接触面附近，铀矿化主要赋存在不整合接触面下界面晚白垩世顶部的含碳质晶屑凝灰岩1～20 m范围内。铀矿化与含碳质物质、沥青质物质关系密切，与紫色萤石化也有关，沥青质物质、紫色萤石化发育部位，铀钼矿化较好。由于不整合接触界面上覆的古近纪细砂岩、泥质粉砂岩，岩石致密，孔隙小，根据岩性的圈闭作用，有利于铀元素在不整合接触界面下界面的含碳质晶屑凝灰岩中进行富集成矿，形成矿体。

研究区内的铀矿化类型主要为层间破碎带亚类，区内赋存在层间破碎带中的铀矿化，一是矿化赋存在流纹岩舌状体中，处于黄绿色集块熔岩与紫红色流纹岩的变异部位，矿化岩性主要为气孔状球粒流纹岩和灰绿色、肉红色集块熔岩，矿体产于两种岩性接触部位，裂隙发育，层间滑动易形成层间破碎带，赤铁矿化、褪色化热液蚀变发育，网脉状裂隙发育，少量晶洞中见黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等金属矿物，该类型铀矿化主要分布在研究区东南部文西地段；二是矿化赋存在靠近古近系与白垩系不整合面附近，条带状碳质物质发育，岩石破碎，裂隙发育，矿化与构造裂隙、岩石破碎程度、热液活动和围岩蚀变有关，矿体似层状，围岩蚀变主要有紫色萤石化、高岭土化等，碳质物质呈条带状、港湾状、环状分布，沥青质物质呈条带状、透镜状分布；其中沥青质物质、碳质物质与铀矿化关系密切，该类型铀矿化主要分布在研究区中北部潘屋盆地新屋地段；三是矿化赋存在绿色火山碎屑岩中，该层层位较多，结构面复杂，各层岩石机械物理性质差异大，易产生层间活动，造成岩石破碎，层间裂隙发育，有利于铀矿化富集，矿体分布在各种界面或者是层间破碎带中，钾长石化、水云母化、绢云母化、赤铁矿化、褪色化等热液蚀变较发育，如图3所示，该类型铀矿化主要分布在研究区北部胡屋一带。

图3 L-02矿点工程平面示意图

4 研究区铀成矿有利地质条件分析

研究区位于仁差盆地，该盆地属于华南加里东褶皱系，处永安-梅州晚古生代坳陷带，邵武-河源深断裂带东北部，是南岭成矿带与武夷成矿带的交汇部位，具有良好的区域成矿地质条件［2］。其各类区域构造与众多类型火山构造的发育，为成矿提供了多层位，多部位、多相位的成矿空间。仁差盆地地层较简单，构造较复杂，火山活动较强烈，本区具有较好的区域成矿背景。

4.1 控矿构造条件

研究区断裂构造发育，主要为北北东向、北西西向两组。古凹槽是控制铀多金属矿床定位的有利空间，古火山口是导矿的优越渠道，断裂构造是控矿、导矿、储矿的良好空间；东部北北东向切盆断裂构造-鹿子坑断裂是区内最主要控矿、导矿构造，一方面北北东向鹿子坑断裂作为导矿构造，为含矿流体提供了良好的运移通道，深部含矿热液沿鹿子坑断裂向上进行迁移、流动；另一方面区内不整合接触面、侵入体接触面以及岩性接触面的层间破碎带为含矿热液的沉淀、富集提供了良好的容矿空间，含矿流体在层间破碎带有限空间运移过程中，与围岩发生交代反应而沉淀形成矿体。

4.2 岩性条件

研究区具有有利的火山岩系地层条件，火山旋回活动比较完整，火山岩系地层分布齐全，地层界面多，易于断裂和裂隙发育，有利于铀成矿。

研究区内仁差盆地晚白垩世晚期第二火山旋回的叶塘组中段紫红色砂岩、砂砾岩、花岗质砂砾岩，上段火山碎屑岩、流纹岩、集块熔岩和古近纪古新世-始新世第三火山旋回的凝灰质砂岩以及辉绿岩的侵入。有利的矿化层位的流纹岩与灰绿色含砾凝灰岩、火山角砾岩等在工作区中均有分布。研究区内的铀矿化主要赋存于流纹岩、含砾凝灰岩、晶屑凝灰岩以及辉绿岩中。区内火山岩系地层发育齐全，地层界面多，岩石物性不均一性强，易于断裂和裂隙发育，有利于成矿。

4.3 热液蚀变条件

研究区内构造和热液活动具有多期次性质，区内热液蚀变类型分为碱性蚀变（钾长石化）和弱酸性蚀变（水云母化）。铀矿化主要围岩蚀变为钾（钠）长石化、水云母化、赤铁矿化、绿泥石化、萤石化、黄铁矿化等。围岩蚀变具有分带性，围岩蚀变分带普遍外带多为水云母化，中带多为红化（钾长石化），内带则为赤铁矿化或强赤铁矿化。多期、多阶段酸碱性蚀变和成矿作用有利于叠加形成了富铀矿。

5 研究区铀矿找矿潜力分析

5.1 成矿背景

研究区处在华南加里东褶皱系与永安-梅县古生代坳陷两个一级大地构造单元的衔接部位，赣杭构造火山岩铀成矿带北东向次级构造邵武-河源深大断裂北段，区内岩浆活动频繁，从加里东期到海西印支、燕山期均有岩浆活动。在盆地内，陆壳重熔一方面导致花岗岩形成及火山断陷盆地的形成；另一方面为铀多金属矿床的形成提供丰富的矿质来源。盆地基底寒武系地层富含多种成矿元素，在发生重熔时能为铀多金属矿床形成提供丰富的矿质来源，成矿地质背景较好。