陳 隨,劉建偉,邱日平
(核工業(yè)二三〇研究所,長沙 410011)
獨(dú)松地區(qū)位于南嶺山脈中段北緣的諸廣山南部, 城口鈾礦田西部。 區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)上獨(dú)松、 大水壩等鈾礦點(diǎn), 前人投入少量的槽探揭露, 發(fā)現(xiàn)了一些較好的鈾礦化線索。 “交點(diǎn)” 型鈾礦化是我國華南地區(qū)重要的鈾成礦類型, 鈾礦化主要受斷裂構(gòu)造帶和基性巖脈控制。 近些年來眾多學(xué)者分別從鈾成礦物質(zhì)來源、 成礦流體特征、 控礦特征等方面對“交點(diǎn)”型鈾礦類型進(jìn)行了總結(jié)和研究[1-5]。筆者通過分析獨(dú)松地區(qū)區(qū)域及鈾礦化地質(zhì)條件及與下莊地區(qū)進(jìn)行比較研究, 認(rèn)為該地區(qū)基本具備 “交點(diǎn)” 型鈾礦床成礦特征, 值得進(jìn)一步開展找礦工作。
獨(dú)松地區(qū)大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子地臺(tái)與華夏地臺(tái)間的南華活動(dòng)帶贛粵湘褶皺區(qū), 九峰—大余東西向隆起帶、 萬洋山—諸廣山南北向隆起帶和萬洋山北東向隆起帶復(fù)合交匯部位。 區(qū)域上曾經(jīng)歷中生代陸內(nèi)造山運(yùn)動(dòng)及地幔柱上升引發(fā)殼慢物質(zhì)交換[6],強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)形成全球著名的重熔、 同熔花崗巖帶,礦集區(qū)內(nèi)礦床具有多期多階段的成礦特點(diǎn),晚期熱液鈾礦化常疊加改造早期鈾礦化[7]。
區(qū)內(nèi)諸廣巖體為多階段的復(fù)式巖體(圖1),主體為燕山早期第一階段黑云母二長花崗巖和燕山早期第三階段中細(xì)粒二云母花崗巖。區(qū)內(nèi)附近地層出露較齊全, 西部為震旦紀(jì)至石炭紀(jì)砂泥質(zhì)巖石和碎屑巖類。
斷裂構(gòu)造發(fā)育, 可分為NE、 近SN 向兩組。NE 向構(gòu)造沿走向及傾向均呈波狀彎曲,具有膨脹收縮、分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)之特點(diǎn)。物質(zhì)成分較復(fù)雜, 主要有白色塊狀石英、 硅化碎裂巖、 硅化靡棱巖、 硅化角礫巖、 棕紅色微晶石英、 紫黑色螢石和花崗碎裂巖等。NE 向斷裂中出現(xiàn)典型的構(gòu)造透鏡體。斷裂早期表現(xiàn)為壓扭性, 構(gòu)造巖片理化, 后轉(zhuǎn)為張扭性, 由硅質(zhì)熱液疊加, 形成硅化靡棱巖,顯示構(gòu)造活動(dòng)的多期多階段性, 在區(qū)內(nèi)既是控礦構(gòu)造,又是含礦構(gòu)造。近SN 向構(gòu)造主要為白石洞斷裂,斷裂長大于7 km,走向5°~15°,傾向SE,傾角約80°,由多條硅化斷裂帶組成, 巖性為碎裂巖、 硅化花崗巖、 角礫巖, 有梳狀石英脈穿插。 諸廣巖體內(nèi)大量發(fā)育NE 向基性巖脈,脈體密集成群產(chǎn)出,均為陡傾角至直立狀, 規(guī)模變化較大, 巖性主要為云煌巖。主要蝕變類型為赤鐵礦化、硅化、褐鐵礦化、絹云母化、水云母化、綠泥石化。
圖1 獨(dú)松地區(qū)區(qū)域簡圖Fig.1 The regional geological sketch of Dusong area
獨(dú)松地區(qū)位于諸廣巖體南部,周邊發(fā)育有塘灣、黃沙坪、城口鈾礦床,木洞、九龍江等多個(gè)鈾礦點(diǎn)及大量鈾異常點(diǎn)。礦區(qū)出露巖體主要為燕山早期第一階段花崗巖(γ52-1)和燕山早期第三階段花崗巖(γ52-3)(圖2)。燕山早期第一階段花崗巖(γ52-1)為中粗粒似斑狀黑云母二長花崗巖,成巖年齡約為(160.0±2.0)Ma;燕山早期第三階段花崗巖(γ52-3)為中細(xì)粒二云母二長花崗巖,成巖年齡為(158.1±1.8)Ma。此外還有花崗斑巖及巖脈等, 前者主要為巖枝產(chǎn)出,后者主要為基性巖脈,巖性為云煌巖。
區(qū)內(nèi)發(fā)育兩組規(guī)模較大的斷裂, 主要為SN、NE 向, 即SN 向的F1、F6斷裂和NE 向的F9、F11斷裂。SN 向斷裂主要為區(qū)域上白石洞斷裂的組成部分,為區(qū)內(nèi)主干斷裂,F(xiàn)1、F6斷裂巖性主要為硅化碎裂花崗巖;NE 向斷裂充填物主要為基性巖, 在空間上呈等間距展布, 具有張扭性特征,F(xiàn)9、F11斷裂巖性主要為硅化碎裂云煌巖質(zhì)角礫巖。NE 向的基性巖脈與NE、SN 向的斷裂重接、截接部位是該區(qū)典型的鈾礦化賦存位置。
獨(dú)松地區(qū)云煌巖脈共4 條, 整體呈北東向平行展布, 傾向南東, 個(gè)別脈體受構(gòu)造作用而硅化破碎,蝕變主要有赤鐵礦化、硅化、褐鐵礦化, 脈體中可見雜色玉髓脈充填, 發(fā)育硅質(zhì)及云煌巖角礫, 角礫呈次棱角狀, 另可見發(fā)育由碳酸鹽礦物組成的眼球體。 云煌巖脈與花崗巖圍巖之間突變侵入接觸關(guān)系清晰,發(fā)育冷凝邊。
圖2 獨(dú)松地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 The geological sketch of Dusong area
云煌巖脈SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)46.89%~49.31%(平均48.37%),TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.93%~1.07%(平均0.99%), K2O 質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.93%~4.94%(平均3.85%)(表1), 固結(jié)指數(shù)SI 變化較小,變化范圍為38.6~43.2(平均41.21),反映基性巖漿的分異作用不明顯。 在SiO2-全堿圖(圖3)上,獨(dú)松地區(qū)云煌巖大多落于粗面玄武巖范圍, 少數(shù)落在玄武巖范圍; 下莊地區(qū)的輝綠巖落于玄武巖范圍。在SiO2-K2O 圖(圖3)上, 獨(dú)松地區(qū)云煌巖主要位于鉀玄巖和高鉀鈣-堿性系列;下莊地區(qū)的輝綠巖落于中鉀的鈣堿性系列范圍。在Zr-TiO2圖上,獨(dú)松地區(qū)云煌巖主要落在火山弧玄武巖范圍, 靠近板內(nèi)玄武巖范圍; 下莊地區(qū)基性巖主要落于板內(nèi)玄武巖范圍。在Ti-Zr-3Y 圖上,獨(dú)松地區(qū)云煌巖均落于鈣堿性玄武巖范圍; 下莊地區(qū)基性巖主要落于板內(nèi)玄武巖范圍[10]。
表1 獨(dú)松和下莊地區(qū)基性巖脈主量元素/%及部分微量元素/10-6 分析結(jié)果[8-9]Table 1 Main elements/%and some trace elements/%of mafic dikes in Dusong and Xiazhuang area
圖3 獨(dú)松和下莊地區(qū)基性巖脈圖解 (TAS,SiO2-K2O,Ti-Zr&Ti-Zr-3Y)Fig.3 Diagram of the mafic dikes in Dusong and Xiazhuang area(TAS,SiO2-K2O,Ti-Zr&Ti-Zr-3Y)
獨(dú)松地區(qū)鈾礦化主要產(chǎn)于燕山早期第三階段中細(xì)粒二云母花崗巖和基性巖脈中,賦存于硅化破碎帶與基性巖脈重接、截交部位。目前地表發(fā)現(xiàn)的礦化規(guī)模小,品位較低,礦化不連續(xù)。礦石礦物為瀝青鈾礦,脈石礦物為赤鐵礦、石英、方解石、玉髓、水云母等。礦物組合主要有瀝青鈾礦-赤鐵礦型; 瀝青鈾礦-微晶石英-赤鐵礦型。礦石多為花崗碎裂巖型、構(gòu)造角礫巖型和碎裂云煌巖型。 云煌巖角礫通常破碎較強(qiáng), 被硅質(zhì)脈充填膠結(jié)。 賦礦云煌巖多發(fā)育強(qiáng)烈的赤鐵礦化、 硅化等, 呈褐紅色, 與圍巖中細(xì)粒二云母花崗巖呈侵入接觸關(guān)系。
研究區(qū)出露的燕山期花崗巖平均鈾含量為17×10-6~19.8×10-6, 明顯高于中國東部上地殼 (1.55×10-6) 和全球上地殼的平均值(2.8×10-6),可認(rèn)為研究區(qū)為富鈾花崗巖,為區(qū)內(nèi)鈾成礦提供了豐富的鈾源。巖體形成后,受內(nèi)生和外生地質(zhì)作用的強(qiáng)烈改造, 巖石原始鈾活化程度高, 多處于易遷移活動(dòng)狀態(tài),為巖體內(nèi)熱液活動(dòng)過程中吸取鈾元素成礦提供了有利條件, 并且?guī)r體容易發(fā)育斷裂構(gòu)造帶和次級(jí)裂隙帶, 為熱液遷移、 富集提供有利成礦空間[11]。
獨(dú)松地區(qū)主要發(fā)育斷裂為SN、NE 向兩組。NE 向構(gòu)造主要巖性為硅化碎裂巖、硅化角礫巖、 碎裂云煌巖質(zhì)角礫巖。 礦化主要位于斷裂構(gòu)造與NE 向基性巖脈重接、 截接部位。NE 向構(gòu)造斷裂地表產(chǎn)狀變化較大,局部傾角變陡,走向穩(wěn)定,厚度變化較大,可見呈分叉復(fù)合、膨大分支現(xiàn)象,發(fā)育硅化、赤鐵礦化、褐鐵礦化,云煌巖角礫排列雜亂無序,圍巖破碎強(qiáng)烈,發(fā)育裂隙,沿裂隙面充填灰白色硅質(zhì)脈。成礦部位偶見一些次生鈾礦(鈣鈾云母、銅鈾云母),原生鈾礦以瀝青鈾礦為主。
獨(dú)松地區(qū)基性巖脈主要沿NE 向壓張性斷裂發(fā)育, 與圍巖中細(xì)粒二云母花崗巖呈侵入接觸關(guān)系, 區(qū)內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的鈾礦化主要賦存在基性巖脈中。 獨(dú)松地區(qū)發(fā)育的鈾礦化可分為兩種形式:1)上獨(dú)松地段出露云煌巖脈與NE 向斷裂帶重接,云煌巖脈破碎較強(qiáng),發(fā)育強(qiáng)硅化和赤鐵礦化, 在地表可見工業(yè)礦體和礦化段;2)大水壩地段出露的云煌巖與構(gòu)造帶F6走向上近于垂直,兩者截接交匯形成交點(diǎn),地表發(fā)育工業(yè)礦體。
SN、NE 向斷裂構(gòu)造與NE 向基性巖脈在空間上的重接、 截接所引起的產(chǎn)狀變異、 構(gòu)造破碎和巖脈膨大處均為鈾富集成礦的有利部位。 特別的是基性巖脈與構(gòu)造帶重接時(shí),鈾礦體產(chǎn)狀延伸穩(wěn)定, 礦化相對均勻, 而且越靠近基性巖脈,礦化越好,厚度越大。
工作區(qū)圍巖蝕變發(fā)育, 主要有高溫和中低溫蝕變類型。 高溫?zé)嵋何g變類型為云英巖化, 發(fā)育較弱; 中低溫?zé)嵋何g變發(fā)育較強(qiáng),主要有赤鐵礦化、 硅化、 褐鐵礦化、 水云母化、 碳酸鹽化及高嶺土化等。 與鈾礦化密切相關(guān)的蝕變主要為赤鐵礦化、 硅化: 赤鐵礦多發(fā)育在碎裂巖、 碎裂花崗巖內(nèi), 多呈浸染狀、 星點(diǎn)狀或細(xì)脈狀分布于微裂隙內(nèi), 鈾礦化富集部位蝕變越強(qiáng); 硅化主要表現(xiàn)為紅色玉髓脈、 微晶石英脈、 硅質(zhì)角礫等, 鈾礦化與硅化關(guān)系密切, 鈾礦化中心部位往往發(fā)育黑色或紫紅色微晶石英脈。
下莊鈾礦田內(nèi)發(fā)現(xiàn)多個(gè)大、 中、 小型礦床,與基性巖脈有關(guān)的鈾礦床占有重要位置,通過對獨(dú)松地區(qū)成礦地質(zhì)條件與下莊地區(qū)“交點(diǎn)” 型鈾礦地質(zhì)特征進(jìn)行成礦要素對比(表2)表明,獨(dú)松地區(qū)具有與下莊地區(qū)相似的“交點(diǎn)”型鈾成礦地質(zhì)條件。
表2 獨(dú)松地區(qū)鈾成礦地質(zhì)條件與下莊地區(qū) “交點(diǎn)”型鈾礦對比Table 2 Comparison of the metallogenic geology conditions of intersection type uranium deposits between Dusong and Xiazhuang area
獨(dú)松地區(qū)巖體為燕山早期富鈾花崗巖體,目前發(fā)現(xiàn)的鈾礦(異常)點(diǎn)分布在中細(xì)粒二云母花崗巖體中, 區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動(dòng)具有多階段的特征,有利于巖體中的鈾活化富集成礦。后期的基性巖脈上侵, 為鈾成礦提供深源熱能、 流體及揮發(fā)性成礦組分, 云煌巖的抗壓抗剪強(qiáng)度低于花崗巖的強(qiáng)度, 巖石易破碎和產(chǎn)生裂隙,且破碎的巖石中可使孔隙度增大,提供鈾液沉淀場所, 利于鈾礦富集, 它的侵入為成礦作用提供了導(dǎo)礦和儲(chǔ)礦構(gòu)造。 基性巖脈侵入部位也是成礦活動(dòng)集中, 鈾礦化富集部位。
獨(dú)松地區(qū)主要發(fā)育NE、SN 向斷裂,云煌巖脈主要呈NE 向展布, 鈾礦化主要賦存在NE 向云煌巖與SN、NE 向斷裂重接、截接部位,主要控礦因素為NE 向斷裂帶。NE 向斷裂帶為巖體中成礦流體提供通道, 且為基性巖脈侵入部位。 受應(yīng)力拉張作用, 云煌巖與斷裂構(gòu)造帶交匯部位巖石破碎, 而且兩者交匯部位向深部延伸, 成為成礦熱液的通道。斷裂的多次活動(dòng)促使鈾成礦流體和豐富揮發(fā)性組分的還原物質(zhì)溶液交匯,進(jìn)而富集成礦[12]。
獨(dú)松地區(qū)熱液蝕變強(qiáng)烈, 鈾礦化與熱液蝕變關(guān)系密切。 礦前期主要有云英巖化, 成礦期主要發(fā)育赤鐵礦化、 硅化、 碳酸鹽化和水云母化, 礦后期主要有碳酸鹽化、 高嶺土化等。 赤鐵礦化、 硅化與鈾礦化密切相關(guān),當(dāng)蝕變有兩種或兩種以上疊加時(shí)對鈾礦化較為有利。 鈾礦化情況明顯受蝕變強(qiáng)烈影響,蝕變越強(qiáng), 礦化越好。 獨(dú)松地區(qū)地表鈾礦化規(guī)模小, 品位相對低, 深部鈾礦化情況尚未揭露,為下一步工作重點(diǎn)找礦方向。
1)獨(dú)松地區(qū)鈾礦化主要賦存于NE 向云煌巖脈與NE、SE 向斷裂帶重接、截接部位。通過下莊地區(qū) “交點(diǎn)” 型鈾礦床對比分析,兩者區(qū)域地質(zhì)背景和成礦要素具有一定的相似性, 區(qū)內(nèi)有較好的 “交點(diǎn)” 型鈾成礦地質(zhì)條件,成礦潛力較大。
2)區(qū)內(nèi)主要賦礦圍巖是燕山早期中細(xì)粒二云母花崗巖, 后期的云煌巖脈是主要的賦礦部位。 基性巖脈、 斷裂構(gòu)造、 熱液蝕變是“交點(diǎn)”型鈾礦化的主要控礦因素,構(gòu)造部位發(fā)育赤鐵礦化、 硅化等蝕變帶是良好的找礦標(biāo)志,NE 向基性巖脈與NE、SN 向斷裂帶重接、截接部位是該區(qū)鈾礦找礦方向。