鞠 鵬

（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西南昌330013）

碳硅泥巖型鈾礦床是指產(chǎn)于未變質(zhì)或弱變質(zhì)海相碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、泥巖及其過渡類型中的鈾礦床。碳硅泥巖厚度巨大，層位較穩(wěn)定，富含有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦、泥質(zhì)、硅質(zhì)和磷質(zhì)，能大量富集鈾。鈾礦化主要受斷層、層間破碎帶的控制，遇密集的切層裂隙帶交匯時(shí)礦化變富、變厚。因此，對(duì)于成礦作用這2種破碎都是有利的。通過對(duì)修水地區(qū)碳硅泥巖型鈾成礦區(qū)資料的分析，系統(tǒng)收集、整理調(diào)查區(qū)地質(zhì)、礦產(chǎn)、物化探、遙感、前期鈾礦勘查成果資料及相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)告基礎(chǔ)上，進(jìn)一步綜合分析鈾成礦地質(zhì)條件，對(duì)典型礦床研究和礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)、異常點(diǎn)揭露，總結(jié)鈾礦化特征、成礦規(guī)律和控礦因素，最終確定修水桂坳礦化點(diǎn)為預(yù)測(cè)成礦靶區(qū)，進(jìn)一步開展桂坳地區(qū)8km2能譜測(cè)量，分析能譜異常與地層、斷裂構(gòu)造以及層間破碎帶的潛在關(guān)系。

（1）該區(qū)鈾礦地質(zhì)工作和科研工作程度較低，對(duì)區(qū)內(nèi)礦（化）點(diǎn)、異常點(diǎn)的評(píng)價(jià)、已發(fā)現(xiàn)礦床的解剖不夠系統(tǒng)深入。

（2）對(duì)該區(qū)碳硅泥巖型鈾礦成礦條件分析、成礦地質(zhì)環(huán)境、控礦要素和成礦規(guī)律的研究不夠深入。

（3）過去勘探工作以鈾為主，對(duì)其他礦產(chǎn)重視不夠，其實(shí)該層位也是Au-V-PGE等多金屬礦（化）層，下一步應(yīng)注重多金屬的找礦工作。

在收集、歸納、分析總結(jié)修水地區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景和成礦地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，結(jié)合碳硅泥巖型鈾礦成礦理論確定桂坳地區(qū)為放射性異常重點(diǎn)工作區(qū)。通過系統(tǒng)測(cè)量桂坳靶區(qū)8km2內(nèi)各地質(zhì)體巖石U、Th、K含量和伽馬總量，尋找異常點(diǎn)帶、異常暈，將物探與地質(zhì)構(gòu)造研有機(jī)結(jié)合，研究放射性異常分布特征及其與地層、構(gòu)造的內(nèi)在關(guān)系。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

工作區(qū)位于修水—寧國(guó)成礦帶西端，西起湘東北岳陽，向東經(jīng)通城縣、修水縣、武寧縣至九江市，北部以陽新縣為界，向南至安義縣。

1.1 地層特征

桂坳地區(qū)內(nèi)主要發(fā)育震旦系上統(tǒng)陡山沱組、燈影組和寒武系下統(tǒng)王音鋪組、觀音堂組、寒武系中統(tǒng)楊柳崗組。

本區(qū)鈾礦化主要產(chǎn)在陡山沱組中部富含黃鐵礦的白云質(zhì)泥巖及含硅泥白云巖，燈影組中上部，王音鋪組的炭質(zhì)泥巖與含炭硅質(zhì)巖互層，以及觀音堂組下部炭質(zhì)泥巖。

1.2 斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，根據(jù)斷裂分布特征可分為3種類型。一是區(qū)域性深大斷裂，控制著區(qū)內(nèi)多數(shù)地層和其它斷裂的分布，也是區(qū)內(nèi)的控盆構(gòu)造，走向北北東向，傾向南西，傾角70°左右，具有張扭性特征。二是一組北東向大致平行的斷層構(gòu)造，其走向北東15°～30°，傾向南東，傾角70°～85°。構(gòu)造規(guī)模不大，一般延伸幾十米至幾百米，走向上往往斷續(xù)出現(xiàn)或尖滅再現(xiàn)帶寬數(shù)米，斷層內(nèi)原巖破碎，呈構(gòu)造破碎角礫巖帶，局部有密集的陡裂隙組出現(xiàn)，地層位移不明顯，破碎帶內(nèi)物質(zhì)成分與圍巖基本一致。三是由于古地理環(huán)境的差距，使得區(qū)內(nèi)巖石的物理性能差距較大，在成巖期和后期的構(gòu)造作用下，層間破碎帶多形成在不同的巖性接觸部位，主要分布于王音鋪組底部與燈影組上部、燈影組底部與陡山沱組頂部等。層間破碎帶發(fā)育部位，也是區(qū)內(nèi)鈾礦體富集的場(chǎng)所。

2 能譜數(shù)據(jù)處理與分析

2.1 能譜測(cè)量數(shù)據(jù)

能譜測(cè)量數(shù)據(jù)匯總見表1。

表1 能譜原始測(cè)量數(shù)據(jù)（部分）

2.2 能譜數(shù)據(jù)地理編碼

在ArcGis中對(duì)能譜數(shù)據(jù)進(jìn)行地理編碼處理，分析能譜數(shù)據(jù)中各放射性元素空間展布情況以及分布比例，鈾、釷、鉀數(shù)據(jù)處理結(jié)果。

2.3 能譜數(shù)據(jù)網(wǎng)格化插值處理

在ArcMap中，運(yùn)用反向距離權(quán)重插值法對(duì)能譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到桂坳地區(qū)能譜異常分布圖。根據(jù)野外測(cè)量線距100m，點(diǎn)距20m以及搜索范圍至少跨越3條側(cè)線，確定插值網(wǎng)格距離10m，插點(diǎn)數(shù)32，最遠(yuǎn)距離150m，運(yùn)算階次2。

3 放射性異常淺析

3.1 鈾異常分析

3.1.1 鈾異常分布與地層的關(guān)系

鈾異常高值區(qū)主要分布在測(cè)區(qū)內(nèi)的王音鋪組和觀音堂組中。根據(jù)桂坳地區(qū)地質(zhì)資料了解到，鈾的礦化與富集主要在王音鋪組第二段、第四段以及觀音堂組下部的炭質(zhì)泥巖層位中。

王音鋪組二段以炭質(zhì)泥巖為主，含大量磷結(jié)核，夾含炭白云巖、泥灰?guī)r及石煤層，部分鈾礦體亦賦存于這樣的層位中。第四段主要為黑色炭質(zhì)板巖，含炭質(zhì)泥質(zhì)板巖，硅質(zhì)板巖互層，硅質(zhì)板巖層厚7～10mm±，該層為劃分層位的標(biāo)準(zhǔn)之一。

觀音堂組以薄層炭質(zhì)板巖為主，風(fēng)化后為灰白色，頁片狀砂泥質(zhì)頁巖以及頁片巖，局部夾有含炭質(zhì)灰?guī)r。

3.1.2 鈾異常分布與構(gòu)造的關(guān)系

鈾異常高值區(qū)主要分布在斷層F1東北部、F2北部，其規(guī)模、延伸方向受斷層影響。F1是區(qū)域性斷裂，它控制著區(qū)內(nèi)其它斷裂的展布，F(xiàn)2是一條NNE-NE向的斷層構(gòu)造，其走向NE15°～30°，傾向SE，傾角70°～85°。表現(xiàn)為原巖破碎為主，呈構(gòu)造破碎角礫巖帶，局部為片理化帶和密集的陡裂隙組出現(xiàn)，地層位移不明顯，帶內(nèi)物質(zhì)成分與圍巖基本一致。鈾異常高值區(qū)整體形態(tài)似塊狀，沿?cái)鄬幼呦蜓由?，受測(cè)量基線方向的影響，垂直斷層走向方向，異常也具有一定的延伸性；部分高值區(qū)形態(tài)似串珠狀，受基線方向影響，近北西向展布。低值區(qū)分布在測(cè)區(qū)西部、南部、東南部，遠(yuǎn)離斷層位置，整體形態(tài)為長(zhǎng)條狀、塊狀，部分為乳滴狀嵌在高值區(qū)、偏高值區(qū)內(nèi)。

綜上所述：炭質(zhì)泥巖與含炭硅質(zhì)巖互層以及觀音堂組下部炭質(zhì)泥巖是本區(qū)重要產(chǎn)鈾層位，是鈾異常的主要分布位置。區(qū)內(nèi)鈾異常分布受地層和斷裂構(gòu)造的共同影響。

3.2 釷異常分析

3.2.1 釷異常分布與地層的關(guān)系

釷異常高值區(qū)主要分布在陡山沱組、燈影組和王音鋪組交界部位，位于測(cè)區(qū)南部。部分高值區(qū)位于王音鋪組地層中，位于測(cè)區(qū)中部和中西部。

陡山沱組頂部發(fā)育薄層黑色炭質(zhì)板巖，上部條文狀微層理發(fā)育的硅質(zhì)白云巖，以及黑色炭質(zhì)板巖，屬頻繁震蕩背景下含泥硅碎屑沉積與化學(xué)沉積摻雜過渡的沉積產(chǎn)物。鈾礦化主要產(chǎn)在中部富含黃鐵礦的白云質(zhì)泥巖及含硅泥白云巖。燈影組上、下部均為脆性的硅質(zhì)巖，中部為柔性的泥質(zhì)巖。上部為黑白相間條帶狀灰黑的硅石層，下部為黑色硅石層，在上下部都夾有薄層狀黑色炭質(zhì)板巖，含炭泥板巖，以及含炭灰?guī)r，鈾礦化產(chǎn)于中上部。

3.2.2 釷異常分布與構(gòu)造的關(guān)系

根據(jù)釷分布圖可以看出，高值區(qū)主要呈塊狀分布在西南角，斷層F1的西南端，沿?cái)鄬幼呦蜓由觳⑶液坑羞f減趨勢(shì)。部分高值區(qū)呈串珠狀分布三組斷層的中部，低值區(qū)主要分布在中北部、東南部，形態(tài)似長(zhǎng)條狀、串珠狀、乳滴狀，北西向展布。

層間破碎帶主要分布在斷裂構(gòu)造的兩側(cè)，是主要賦礦構(gòu)造。由于巖石機(jī)械物理性質(zhì)的差異，陡山佗組常形成成層間破碎帶，當(dāng)脆性巖石產(chǎn)生密集的層間裂隙時(shí)，礦化主要發(fā)育在裂隙中。

綜上所述：鈾礦化主要產(chǎn)在中部富含黃鐵礦的白云質(zhì)泥巖及含硅泥白云巖中，區(qū)內(nèi)釷異常分布受地層、層間破碎帶和斷裂構(gòu)造的共同影響。

3.3 鉀異常分析

3.3.1 鉀異常分布與地層的關(guān)系

鉀異常分布特征與鈾異常分布特征相似，主要分布在測(cè)區(qū)內(nèi)的王音鋪組和觀音堂組中。高值區(qū)分布在中部、中西部、西南部、北西部。整體形態(tài)似塊狀、長(zhǎng)條狀，部分形態(tài)似串珠狀，北東向展布，受測(cè)量基線影響，沿北西向也有一定的延伸。低值區(qū)分布在測(cè)區(qū)北西部、南部、東南部。整體形態(tài)為塊狀，部分為乳滴狀、串珠狀嵌在高值區(qū)、偏高值區(qū)內(nèi)。

3.3.2 鉀異常分布與構(gòu)造的關(guān)系

鉀異常分布特征與鈾異常相似，高值區(qū)主要分布在斷層F1東北部、F2北部以及2條斷裂之間，延伸方向受斷裂構(gòu)造影響。異常高值區(qū)整體形態(tài)似片狀，沿?cái)鄬幼呦蜓由欤怪睌鄬幼呦蚍较?，異常也具有一定的延伸性；部分高值區(qū)形態(tài)似串珠狀，受基線方向影響，近北西向展布。低值區(qū)分布在測(cè)區(qū)西部、南部、東南部，遠(yuǎn)離斷層位置，整體形態(tài)為長(zhǎng)條狀、塊狀，部分為乳滴狀嵌在高值區(qū)、偏高值區(qū)內(nèi)。

綜上所述：炭質(zhì)泥巖與含炭硅質(zhì)巖互層以及觀音堂組下部炭質(zhì)泥巖是本區(qū)重要產(chǎn)鈾層位，是鉀異常的主要分布位置。區(qū)內(nèi)鉀異常分布受地層和斷裂構(gòu)造的共同影響。

3.4 總量分析

3.4.1 能譜總量分布與地層的關(guān)系

能譜總量分布特征與鈾、鉀分布特征相似。高值區(qū)主要分布在王音鋪組和觀音堂組中。王音鋪組巖性主要以炭質(zhì)泥巖為主，含大量磷結(jié)核、炭質(zhì)板巖、夾含炭白云巖、泥灰?guī)r及石煤層，觀音堂組巖性主要為薄層炭質(zhì)板巖為主，局部夾有含炭質(zhì)灰?guī)r。王音鋪組第二段、第四段以及觀音堂組的下部為鈾成礦提供了有利部位，為鈾的礦化和儲(chǔ)存提供了有利條件。

3.4.2 能譜總量分布與構(gòu)造的關(guān)系

能譜總量異常高值區(qū)主要分布在斷層F1、F2的東北部和北部，沿?cái)鄬幼呦蛴幸欢ǖ难由?，垂直斷層走向延伸較明顯。次級(jí)斷層以及層間破碎帶分布斷層兩側(cè)，主要富集在斷裂構(gòu)造F1收斂部位，也就是該斷層的弧形轉(zhuǎn)折處，是區(qū)內(nèi)的主要賦礦構(gòu)造，控制鈾的富集與成礦。當(dāng)該斷裂構(gòu)造斜切有利層位時(shí)，礦化更加富集。

綜上所述：桂坳地區(qū)能譜分布主要受到巖性、斷層構(gòu)造、斷層裂隙以及層間破碎帶共同的影響。

4 成礦作用及找礦方向預(yù)測(cè)

4.1 成礦作用

碳硅泥巖型鈾礦床的成礦是多種成礦作用疊加的結(jié)果，認(rèn)真分析桂坳地區(qū)的鈾成礦地質(zhì)特征、放射性異常分布特征，確定該地區(qū)成礦是一個(gè)復(fù)雜的過程，是多種成礦作用疊加的過程，既有沉積成巖成礦作用的預(yù)富集、又有地下熱液改造成礦作用的疊加。

4.2 找礦方向預(yù)測(cè)

認(rèn)真總結(jié)該地區(qū)的地質(zhì)資料以及該地區(qū)的放射性異常分布特征，分析鈾成礦特征，研究鈾成礦規(guī)律，認(rèn)為修水桂坳具有較好的找礦遠(yuǎn)景，具備大中型鈾礦床的成礦條件，下步的找礦應(yīng)注重以下3個(gè)方面：

（1）上震旦下寒武系王音鋪組和觀音堂組是該類型鈾礦床的“鈾源層”和賦鈾層，其分布地區(qū)是尋找該類型鈾礦床的有利地區(qū)。

（2）在平行展布的北北東向斷裂構(gòu)造發(fā)育的地段，是尋找該類型鈾礦體的有利地段。

（3）斷層裂隙和層間破碎帶發(fā)育部位，為該類鈾礦床礦體富集的有利空間。

5 結(jié)論

（1）修水桂坳地區(qū)處于區(qū)域鈾成礦構(gòu)造帶內(nèi)，經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，發(fā)育一條走向北北東，傾向南西的深大斷裂構(gòu)造，傾角70°左右；一組走向北東平行展布的斷層，傾向南東，傾角70°～80°；層間破碎帶、節(jié)理、裂隙帶發(fā)育。

（2）王音鋪組和觀音堂組黑色炭質(zhì)泥巖、含碳質(zhì)硅質(zhì)巖、炭質(zhì)板巖為鈾成礦提供鈾來源。深大斷裂帶控制該地區(qū)含鈾沉積建造，是深部熱液上升的通道，對(duì)碳硅泥巖型鈾礦成礦和鈾礦床的產(chǎn)出有重要作用。密集的斷裂裂隙和層間破碎帶為鈾的活化、淋濾、遷移、再富集提供了有利場(chǎng)所。

（3）通過對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)能譜異常分布特征分析，異常髙值區(qū)多位于有機(jī)質(zhì)較高的王音鋪組和觀音堂組地層中、深大斷裂處、密集的斷裂裂隙附近、斷層交匯處以及層間破碎帶附近，表明該地區(qū)鈾成礦受以上所有因素共同的影響。推斷修水桂坳地區(qū)成礦模式為“深大斷裂、斷裂裂隙以及層間破碎帶三位一體成礦模式”。

（3）修水桂坳地區(qū)具有工業(yè)鈾礦體賦存的各種有利條件，是下步找礦工作的首選區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該區(qū)段的基礎(chǔ)地質(zhì)研究和深部找礦揭露工