胡志華，林錦榮，陳柏林，陶意，王勇劍

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081；3.中廣核鈾業(yè)發(fā)展有限公司，北京 100029）

華南陸塊在中生代出現(xiàn)了大規(guī)模成礦作用［1-3］，成為W、Sn、Cu、Pb、Zn、Au、Sb、REE、U等多金屬重要礦產(chǎn)地［4-7］，是我國(guó)重要的熱液型鈾礦產(chǎn)區(qū)，熱液鈾礦床類型主要為花崗巖型、火山巖型和碳硅泥巖型［8］。華南陸塊以秦嶺-大別造山帶、松馬縫合帶和龍門(mén)山斷裂帶為界，分別與華北地塊、印支地塊和青藏高原相連接［9-11］。華南陸塊在白堊紀(jì)—古近紀(jì)時(shí)期形成一系列呈北東向展布的、由陸相紅色碎屑巖構(gòu)成的沉積盆地，即中-新生代紅盆。這些盆地在華南陸塊廣泛發(fā)育，經(jīng)喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)后，現(xiàn)今多數(shù)為殘留盆，局部地區(qū)只殘留紅層［12］。中-新生代紅盆附近常發(fā)育熱液型鈾礦，少數(shù)盆地的地層中也發(fā)育鈾礦，顯示了中-新生代紅盆與熱液型鈾礦存在密切關(guān)系。前人對(duì)華南中-新生代紅盆與鈾礦關(guān)系開(kāi)展了大量研究，主要觀點(diǎn)可總結(jié)為：1）紅盆形成時(shí)的拉張斷陷和伸展作用是鈾礦的成礦構(gòu)造背景［8，12-17］；2）紅盆形成所需的干旱-半干旱氣候環(huán)境對(duì)鈾成礦作用有重要影響，鈾在淺部強(qiáng)氧化環(huán)境下的風(fēng)化剝蝕作用中被活化、遷移并形成鈾成礦流體［12，18-19］；3）華南區(qū)域鈾礦化在成因上是深部和表生地質(zhì)作用對(duì)經(jīng)過(guò)褶皺而增厚的硅鋁殼進(jìn)行改造的結(jié)果，其成礦時(shí)間是陸殼裂陷作用與紅層發(fā)育在時(shí)間上的重合，成礦空間則是富鈾地質(zhì)體與斷裂-紅盆系的迭置區(qū)［20-21］；4）紅盆與熱液鈾礦關(guān)系的實(shí)質(zhì)是紅盆控盆深源斷裂構(gòu)造與鈾礦的關(guān)系，控盆深斷裂與富鈾巖漿中心復(fù)合控制了熱液鈾礦田的空間定位［22］。本文從紅盆沉積演化特征開(kāi)展研究，并將其與熱液鈾礦的空間分布、形成時(shí)代和成因等方面的關(guān)系進(jìn)行梳理，總結(jié)華南中-新生代斷陷紅盆與熱液鈾礦關(guān)系，探討熱液鈾成礦的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。

1 中-新生代紅盆分布特征

華南地區(qū)中-新生代紅盆分布較廣，主要呈北東-北北東向展布，常呈串珠狀排列（圖1），紅盆規(guī)模變化很大，大者達(dá)上千平方千米的中型盆地，小者只殘留紅層頂蓋，總體主要以中小型規(guī)模居多［12］。

圖1 華南中-新生代紅盆與鈾礦分布示意圖［15］Fig.1 The distribution sketch of the Meso-Cenozoic red basins and hydrothermal uranium deposits in South China［15］

區(qū)域斷裂帶控制了紅盆的展布，斷裂帶走向與紅盆延伸方向一致。控制盆地的斷層多為伸展正斷層，沿?cái)鄬影l(fā)育角礫巖，在某些較大斷陷帶附近還有玄武巖和橄欖玄武巖噴溢，如洞庭湖盆地、衡陽(yáng)盆地［23］。

2 紅盆沉積-構(gòu)造演化特征

2.1 巖層特征

紅盆巖層主要是一套陸相紅色碎屑沉積巖，部分盆地中發(fā)育火山碎屑巖和玄武巖夾層。紅層基底主要為早白堊世火山巖系、前白堊紀(jì)變質(zhì)巖、沉積巖和巖漿巖［12］。紅層多屬于上白堊統(tǒng)，而下白堊統(tǒng)、古近系紅層分布較局限，下白堊統(tǒng)紅層與其下伏巖層、上覆地層均為角度不整合接觸，上白堊統(tǒng)與古新統(tǒng)之間為整合接觸［12］。以贛杭紅盆帶為例，紅盆地層主要?dú)w屬于下白堊統(tǒng)火把山群（K1H）、上白堊統(tǒng)贛州群（K2G）和圭峰群（K2GF）等3 個(gè)群，火把山群（K1H）與下伏武夷群（K1W）及上覆贛州群（K2G）均為角度不整合接觸［19］。

火把山群（K1H）由下部石溪組（K1s）和上部冷水塢組（K1l）構(gòu)成［19］，石溪組巖性以火山碎屑巖為主，見(jiàn)凝灰質(zhì)砂巖、泥巖夾層，厚度為274～2 355 m；冷水塢組為河、湖相沉積，以雜色含礫砂巖、砂巖、粉砂巖、泥巖組成的韻律復(fù)層為主，厚度變化在550～1 500 m 之間［19］。

贛州群（K2G）由下部茅店組（K2m）和上部周田組（K2z）組成，為一套紅色碎屑巖，其角度不整合于火把山群或更老地層之上、平行不整合于圭峰群之下［19］。茅店組主要為粗粒紅色碎屑巖，夾有少量玄武巖或中酸性火山碎屑巖，厚度為600～1 960 m［19］；周田組則為湖盆相紫紅色薄層狀含鈣粉砂巖、含鈣泥巖，夾有石膏層、鹽巖層，厚度為425～2 069 m 之間，在貴溪等地廣泛分布［19］。

圭峰群（K2GF）在華南不同的紅色盆地中普遍出露，自下而上構(gòu)成一個(gè)洪沖積扇、辮狀河-河流、湖泊-辮狀河、洪沖積扇相組成的“粗-細(xì)-粗”近似對(duì)稱的沉積旋回，反映出紅盆從初生—穩(wěn)定—封閉發(fā)展演化歷程［19，24-25］。該群由下而上分為河口組（K2h）、塘邊組（K2t）和蓮荷組（K2l）［19］。河口組以紫紅、磚紅色厚層-巨厚層狀復(fù)成分礫巖、中厚層狀砂礫巖及含礫中細(xì)砂巖為主，厚度為1 100～2 000 m；塘邊組主要由紫紅色中厚層狀粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及含礫細(xì)砂巖組成，厚度為300～1 700 m；蓮荷組為紫紅色厚層狀礫巖、復(fù)成分礫巖、含礫中細(xì)砂巖以及條帶狀粉砂巖，厚度為1 600～2 700 m之間［19，24-25］。

2.2 形成條件

中-新生代紅盆的形成主要受當(dāng)時(shí)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、氣候環(huán)境和物質(zhì)來(lái)源聯(lián)合控制，其中最主要的控制因素是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)［24-25］。

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)區(qū)域內(nèi)地層的分布、沉積相的組合產(chǎn)生了最直接的影響，控制了盆地由拉張伸展形成到擠壓封閉的整個(gè)演化過(guò)程［24-25］。華南陸塊深部構(gòu)造活動(dòng)致使地殼發(fā)生拉張裂陷作用［20］，區(qū)域性深斷裂帶強(qiáng)烈拉張、斷陷，控制了紅盆的形成與演化，紅盆控盆斷裂常成為盆地的邊界斷裂。

紅層的形成需要干旱-半干旱的氣候條件，主要依據(jù)為：1）紅層區(qū)常有以麻黃等荒漠植物群為主的植物群；2）紅層中常伴有膏鹽、天青石等典型干旱氣候型礦床；3）黏土成分以干旱氣候標(biāo)志礦物蒙脫石-水云母組合為主；4）紅層沉積物的磨圓度、分選度不高且不穩(wěn)定，表明蝕源區(qū)較近且搬運(yùn)條件不穩(wěn)定；5）古地磁及古地理的研究顯示紅層區(qū)均位于當(dāng)時(shí)的全球性副熱帶-干旱帶上或其附近［12，26］。

陸相斷陷盆地周圍物質(zhì)來(lái)源直接影響盆地內(nèi)各地層單元的巖性特征［24-25］。在構(gòu)造強(qiáng)烈活動(dòng)下，盆地下陷、兩側(cè)基底相對(duì)顯著抬升，兩者之間強(qiáng)烈的高差致使基底巖石遭受強(qiáng)烈風(fēng)化、剝蝕作用，為紅盆沉積提供豐富的物源。物源區(qū)的巖性影響紅層的巖性，如永豐-崇仁盆地河口組物源主要來(lái)自盆地兩側(cè)的前寒武紀(jì)變質(zhì)巖、早白堊世火山巖，導(dǎo)致礫石成分以變質(zhì)巖、火山巖為主［24-25］。物源區(qū)的距離、巖性控制了沉積巖層的粒度、磨圓度和分選度，距物源近的地方以礫巖、砂礫巖為主，粒度大、磨圓度差、分選差；距物源遠(yuǎn)的地方沉積成砂巖、粉砂巖，粒度小、磨圓度高、分選較好。

2.3 形成時(shí)代

紅盆形成的時(shí)代總體為白堊紀(jì)—古近紀(jì)，其中晚白堊世為紅盆的主要成盆時(shí)期。界定紅盆接受沉積的起始時(shí)間，對(duì)研究其與熱液鈾礦時(shí)間關(guān)系具有關(guān)鍵意義。紅盆控盆斷裂帶的變形時(shí)代、紅層中的玄武巖夾層年齡和紅盆巖層中的化石等可以限定紅盆形成時(shí)代，而紅盆基底的巖漿巖、紅層中的礫石可以約束紅盆形成時(shí)代的下限。綜合前人研究資料，紅盆強(qiáng)烈斷陷、接受沉積的起始時(shí)間為早白堊世晚期。

多數(shù)紅盆基底都為早白堊世巖漿巖，尤其贛杭紅盆帶基底基本都發(fā)育早白堊世火山巖。前人對(duì)贛杭帶火山巖進(jìn)行了大量測(cè)年工作，總體顯示出火山巖的主體活動(dòng)時(shí)代為145～132 Ma［27-30］。紅盆中的礫石成分基本都含有基底火山巖（碎斑流紋巖、流紋英安巖和花崗斑巖等）［24-25］。因此，紅盆接受沉積的起始時(shí)間不早于132 Ma。

控盆斷裂帶一般為區(qū)域性的深斷裂帶，具有多期活動(dòng)性，其在晚白堊世-古近紀(jì)的活動(dòng)控制著紅盆的發(fā)展演化。南雄盆地周邊是我國(guó)重要的花崗巖型鈾礦產(chǎn)地，作為其邊界斷裂的南雄斷裂帶是粵北地區(qū)重要的北東向斷裂構(gòu)造，既控制了南雄盆地的形成演化，也是南雄-始興地區(qū)重要的成礦構(gòu)造帶［31］。南雄斷裂帶中的變形白云母40Ar-39Ar 坪年齡為（94.6±0.4）Ma、等時(shí)線年齡為（94.75±0.43）Ma［31］，其代表了斷裂構(gòu)造活動(dòng)所致的溫度冷卻至白云母40Ar-39Ar 體系封閉溫度（350～450 ℃）時(shí)的冷卻年齡，指示南雄斷裂帶活動(dòng)不晚于94.6 Ma，即南雄盆地接受沉積的時(shí)代也不晚于94.6 Ma。李建華識(shí)別出控制衡陽(yáng)盆地的橫山斷裂帶為韌性剪切帶，并測(cè)得該韌性剪切帶白云母40Ar-39Ar 年齡為108～97 Ma，其代表了韌性剪切帶抬升冷卻至白云母40Ar-39Ar 體系封閉溫度（350～450 ℃）時(shí)的冷卻年齡，該年齡約束了剪切帶伸展變形時(shí)代上限；測(cè)得代表同構(gòu)造期流體的鈉長(zhǎng)巖脈SHRIMP 鋯石U-Pb 年齡為（136±1.0）Ma，該年齡可代表橫山地區(qū)伸展剪切變形的起始時(shí)代；認(rèn)為橫山低角度伸展剪切變形起始于136 Ma，并持續(xù)至97 Ma［32］。衡陽(yáng)紅盆控盆斷裂帶40Ar-39Ar 年齡與南雄盆斷裂帶一致，指示兩個(gè)紅盆接受沉積的起始時(shí)間范圍為136～94.6 Ma 之間。

不少紅盆中都發(fā)育玄武巖夾層。玄武巖的年齡限定了紅盆接受沉積的起始時(shí)間的上限。欽-杭反“S”狀紅盆帶中的金衢盆地底部的玄武巖夾層全巖K-Ar 法年齡值為105 Ma［33］，上饒董團(tuán)矛店組橄欖玄武巖K-Ar 法年齡為（96.9±0.5）Ma［34］，信江盆地廣豐一帶堿性玄武巖KAr 法年齡值為98～102 Ma［35］、下段玄武巖SHRIMP 鋯石U-Pb 年齡為（99±0.7）Ma［36］、上段玄武巖為（93±1）Ma［37］，廣豐二渡關(guān)玄武質(zhì)粗面安山巖LA-ICP-MS 年齡值為（105±2）Ma［38］，余江縣東部呈巖瘤產(chǎn)于紅層中的基性巖體SHRIMP 鋯石U-Pb 年齡為（91±3）Ma［39］，望江-三水北北東向紅盆帶中的贛州紅盆矛店組伊丁橄欖玄武巖K-Ar 法年齡為85.9 Ma［40］，南雄盆地當(dāng)?shù)跖判鋷r鋯石SHRIMP U-Pb 年齡為（95.9±0.8）Ma［41］。上述紅盆中基性巖夾層的成巖年齡范圍為105～85.9 Ma，指示紅盆接受沉積的起始時(shí)間應(yīng)早于105 Ma，且由于玄武巖噴溢覆蓋于早白堊世晚期紅層上之，表明在105～85.9 Ma 期間紅層可能已抬升至地表遭受剝蝕。

紅盆地層中化石對(duì)比研究也可界定紅盆接受沉積的時(shí)代。紅盆沉積物中常見(jiàn)的化石組合帶包括植物Onychiopsis-Klukia browniana組合、雙殼類Nakamaranaia-Trigonioiples kodairai-Sphaerium組合、葉肢介Yanjiestheria-Orthestheria組合和介形類Cypridea-Darwinula-Mangolianella-Domonella組合等，表明紅層沉積時(shí)代為早白堊世［42］。

紅盆底部火把山群成巖年齡可以提供更加直接的證據(jù)。火把山群（K1H）中的流紋巖、粗面英安巖等成巖年齡范圍為132～101 Ma［19］，火把山群開(kāi)始沉積的時(shí)間為132 Ma 左右。

綜合上述研究成果，華南中-新生代紅盆自早白堊世晚期就已開(kāi)始沉積，其開(kāi)始接受沉積的時(shí)間約為132 Ma。

2.4 演化特征

紅盆的演化總體經(jīng)歷了多旋回、多階段的斷陷—盆地?cái)U(kuò)張—盆地萎縮的過(guò)程［43］，不同階段在縱向上復(fù)合而形成復(fù)合盆地［44］。華南中-新生代紅盆演化過(guò)程總體可劃分為早白堊世晚期伸展斷陷沉積階段、早白堊世晚期-晚白堊世早期抬升剝蝕階段、晚白堊世早期伸展斷陷沉積階段、晚白堊世中期抬升剝蝕階段、晚白堊世晚期-古近紀(jì)伸展坳陷沉積階段和古近紀(jì)末萎縮封閉階段等，其中3 個(gè)為伸展斷（坳）陷沉積階段。

早白堊世晚期伸展斷陷沉積階段：進(jìn)入燕山造山旋回的后造山階段，伴隨火山活動(dòng)，控盆斷裂帶強(qiáng)烈拉張，盆地下沉接受火山碎屑沉積和陸相沉積，形成以火把山群石溪組（K1s）和冷水塢組（K1l）為代表的早白堊世紅層，并角度不整合覆蓋于早白堊世武夷山群（K1W）和前白堊紀(jì)巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖之上。

早白堊世晚期-晚白堊世早期隆升剝蝕階段：華南構(gòu)造反轉(zhuǎn)，盆地抬升遭受剝蝕，形成上下白堊統(tǒng)之間的角度不整合面；與此同時(shí)，玄武巖巖漿噴溢、覆蓋于早白堊世紅層之上，形成玄武巖夾層。

晚白堊世早期伸展斷陷沉積階段：華南進(jìn)入伸展期，區(qū)域大斷裂活動(dòng)，控盆斷裂形成，在盆緣斷裂拉張下滑塌陷作用下，盆地下沉，沉積了一套以復(fù)成分礫巖夾砂礫巖為主的粗碎屑巖［45］，角度不整合于冷水塢組之上［45］。該地層以贛州群茅店組（K2m）、周田組（K2z）為代表。

晚白堊世中期抬升剝蝕階段：受古太平洋板塊沿臺(tái)灣玉里帶俯沖構(gòu)造熱事件的影響（（79±7）Ma），華南出現(xiàn)一次短暫抬升，使大陸向西掀斜，紅盆自東向西逐漸萎縮，盆地接受侵蝕作用［45］。

晚白堊世晚期-古近紀(jì)伸展坳陷沉積階段：盆地再次下沉擴(kuò)張，由斷陷盆地轉(zhuǎn)為坳陷盆地，湖盆范圍擴(kuò)大，出現(xiàn)了大規(guī)模的沖積扇體，沉積了以復(fù)成分礫巖夾砂礫巖為主的粗碎屑巖，呈平行不整合覆蓋于周田組之上［45］。在永豐-崇仁紅盆上白堊統(tǒng)自下而上構(gòu)成一個(gè)洪沖積扇、辮狀河-河流、湖泊-辮狀河、洪沖積扇相組成的“粗-細(xì)-粗”近似對(duì)稱的沉積旋回，即圭峰群河口組、塘邊組和蓮荷組［24-25］。

古近紀(jì)末萎縮封閉階段：受區(qū)域構(gòu)造擠壓，紅盆逐漸萎縮，最終封閉。

紅盆總體演化劃分為：早白堊世晚期（132～96 Ma）在控盆斷裂帶強(qiáng)烈拉張作用下，盆地下沉接受火山碎屑沉積和陸相沉積階段，以火把山群為代表；早白堊世晚期—晚白堊世早期（96～86 Ma），盆地抬升遭受剝蝕，形成上下白堊統(tǒng)之間的角度不整合，玄武巖噴溢覆蓋；晚白堊世早期（86～79 Ma），在控盆斷裂拉張斷陷作用下，盆地下沉接受以復(fù)成分礫巖夾砂礫巖為主的粗碎屑巖階段，以贛州群為代表；晚白堊世中期（79 Ma 左右），受古太平洋板塊俯沖影響，盆地短暫抬升接受侵蝕作用階段［45］；晚白堊世晚期—古近紀(jì)（79～50 Ma），盆地由斷陷盆地轉(zhuǎn)化為坳陷盆地，接受以復(fù)成分礫巖夾砂礫巖為主的粗碎屑巖沉積階段，以圭峰群為代表；古近紀(jì)末，盆地萎縮封閉階段。中生代斷陷紅盆在發(fā)育時(shí)間上具有從內(nèi)陸逐漸向沿海變晚的特點(diǎn)，但從伸展率分析，晚白堊世時(shí)期的伸展作用要強(qiáng)于早白堊世的伸展作用［46］。

3 中-新生代紅盆與熱液鈾成礦關(guān)系

3.1 空間關(guān)系

華南中-新生代紅盆與熱液鈾礦具有空間重疊性。從華南中-新生代紅盆分布圖可見(jiàn)（圖2），鈾礦區(qū)都有中-新生代紅盆伴生，鈾礦床在空間上都緊靠紅盆邊緣，在盆地基底中也發(fā)育鈾礦脈，甚至直接產(chǎn)在紅盆地層中，如南雄紅盆中的中村東、暖水塘鈾礦床，河源紅盆中的黃子洞、牛牯寨鈾礦床以及寧都紅盆中的三槽嶺、天子地鈾礦床［47］。平面上距紅盆的最大距離只有10～20 km，一般都在0～3.5 km［12，15］，常見(jiàn)不同類型鈾礦化沿同一條斷裂-紅盆帶或圍繞同一個(gè)紅盆發(fā)育［20］。

圖2 華南中-新生代主要熱液型鈾礦床成礦階段劃分圖Fig.2 Metallogenic stages of major Meso-Cenozoic hydrothermal uranium deposits in South China

不同類型的鈾礦床實(shí)際上是受伸展拆離的深大斷裂統(tǒng)一控制的熱液鈾礦床［48］。華南熱液型鈾礦田均分布在紅盆控盆斷裂帶及附近次級(jí)構(gòu)造帶中（圖1）?；鹕綆r型鈾礦田分布于紅盆附近的火山盆地中，礦體受控盆斷裂的次級(jí)斷裂及其裂隙帶控制，以贛杭火山巖型鈾成礦帶為例，沿贛杭構(gòu)造帶形成狹長(zhǎng)的北東走向的中-新生代斷陷紅盆，一系列火山巖型鈾礦床就分布于紅盆附近的火山盆地中?；◢弾r型鈾礦床也分布于紅盆附近，以粵北諸廣-貴東地區(qū)的花崗巖型鈾礦集中區(qū)為例，靠近控（紅）盆深大斷裂帶的花崗巖體發(fā)育成群的基性巖脈（煌斑巖脈、輝綠巖脈等），鈾礦床就位于靠近控盆深大斷裂帶的次級(jí)斷裂及其裂隙帶中。在垂向空間上，紅盆基底不整合面與深源斷裂、晚期巖脈復(fù)合部位為鈾成礦有利部位［22］，基底不整合面拉張構(gòu)造破碎帶可形成產(chǎn)狀平緩板狀礦體［22］，不整合面之下基底中則形成陡傾脈狀礦體，紅層中也形成受斷裂控制的陡傾脈狀礦體。

3.2 時(shí)間關(guān)系

3.2.1 華南中-新生代熱液型鈾成礦時(shí)代

華南中-新生代熱液型鈾礦成礦時(shí)代可劃分為7 個(gè)階段：194～153 Ma、138～135 Ma、127～118 Ma、113～92 Ma、87～80 Ma、75～52 Ma、47～38 Ma，其中113～92 Ma、87～80 Ma、75～52 Ma 3 個(gè)階段為主成礦階段，期間成礦強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。這3 個(gè)熱液鈾礦主成礦階段正好與華南紅盆3 個(gè)拉張斷陷、接受沉積的階段（132～96 Ma、85～79 Ma、79～50 Ma）相對(duì)應(yīng)，在時(shí)間上高度重疊。

前人在華南熱液型鈾礦成礦時(shí)代方面取得了大量測(cè)年資料，多數(shù)年齡為鈾礦物U-Pb同位素表觀年齡。由于受扣除初始鉛的影響等，鈾礦物U-Pb 表觀年齡存在不確定性，對(duì)于顯生宙以來(lái)的樣品，U-Pb 等時(shí)線方法是比較可靠的［49］。華南主要熱液型鈾礦成礦時(shí)代隨著近年來(lái)礦物微區(qū)測(cè)年技術(shù)的進(jìn)步而取得新進(jìn)展，得到了更加可信、精確的年齡。將華南主要熱液型鈾礦（花崗巖型、火山巖型、部分碳硅泥巖型）ID-TIMS U-Pb 等時(shí)線年齡、微區(qū)原位電子探針化學(xué)年齡（EPMA）、微區(qū)原位LAICP-MS U-Pb 年齡統(tǒng)計(jì)于表1。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，華南中-新生代熱液型鈾礦年齡分布范圍廣，年齡范圍為194～38 Ma，就整個(gè)華南而言，熱液鈾成礦時(shí)代是相對(duì)連續(xù)的，但同一鈾成礦帶內(nèi)鈾成礦時(shí)代具明顯階段性。

表1 華南主要熱液型鈾礦成礦時(shí)代統(tǒng)計(jì)表Table 1 The mineralization ages of the main hydrothermal uranium deposit in South China

表1 （續(xù)）

3.2.2 華南中-新生代紅盆與熱液鈾成礦時(shí)間關(guān)系

華南紅盆于早白堊世晚期發(fā)生斷陷作用并開(kāi)始接受沉積，經(jīng)多次下沉接受沉積、抬升遭受剝蝕等作用階段，最終于古近紀(jì)末完全封閉。其中早白堊世晚期開(kāi)始斷陷接受沉積、晚白堊世早期強(qiáng)烈斷陷形成斷陷盆地、晚白堊世晚期開(kāi)始再次斷陷形成坳陷盆地等3 個(gè)階段為盆地主要成盆期，也是盆地3 個(gè)強(qiáng)烈拉張伸展期。而華南熱液鈾成礦的3 個(gè)主成礦期正好與紅盆3 個(gè)強(qiáng)烈拉張伸展、成盆期相對(duì)應(yīng)，兩者在時(shí)間上高度重合［50-51］，具有時(shí)間重疊性。

我國(guó)典型火山巖型熱液鈾礦田——相山礦田鈾成礦階段與贛杭紅盆帶拉張-成盆時(shí)間基本一致，相山礦田早期堿性鈾礦化（125.6～119.8 Ma［69］）與早期斷陷紅盆階段、晚期酸性鈾礦化（100.0～86.7 Ma［69］）與中期斷陷盆地階段時(shí)間相吻合［70］，最新發(fā)現(xiàn)的79.6～66.4 Ma 的酸性硅化型鈾礦化階段［69］與晚期坳陷階段重疊。

3.3 成因關(guān)系

3.3.1 熱液鈾成礦具有深源性

熱液鈾礦床多種地質(zhì)特征和系列同位素特征顯示幔源物質(zhì)參與了鈾成礦作用。熱液型鈾礦成礦流體具有幔源組分參與，部分成礦物質(zhì)來(lái)源于地幔。

熱液型鈾礦多種地質(zhì)特征顯示地幔物質(zhì)參與鈾成礦作用，如鈾成礦時(shí)代接近或略晚于礦區(qū)發(fā)育的基性巖脈（輝綠巖、煌斑巖）成巖年齡，礦化蝕變巖石稀土元素特征指示成礦熱液具有深源性［71］。在花崗巖型鈾礦床中發(fā)現(xiàn)零價(jià)態(tài)鈾［72］，鈦鈾礦稀土元素特征指示鈾來(lái)自深部（幔源）［73］。

一系列同位素地球化學(xué)特征也指示華南熱液鈾成礦有地幔物質(zhì)參與。He-Ar 同位素特征顯示相山礦田、河草坑礦田、白面石礦田、下莊礦田成礦流體中存在大量幔源稀有氣體，指示鈾成礦流體為殼?；旌蟻?lái)源［16，22，74-76］；與鈾礦共生脈體包裹體碳同位素組成范圍為－8.6‰～－3.3‰，指示成礦流體中的碳具幔源碳特征［22］。幔源物質(zhì)參與鈾成礦作用，需要以深部幔源巖漿作用為動(dòng)力、以區(qū)域性控盆斷裂帶為上升通道。

3.3.2 紅盆與熱液鈾礦成因聯(lián)系

華南熱液鈾礦與中-新生代紅盆具有時(shí)空雙重疊特征，顯示兩者存在密切的成因聯(lián)系。紅盆和熱液鈾礦都是在拉張或巖石圈減薄的構(gòu)造背景下形成的［16］，巖石圈減薄事件致使控盆深斷裂帶發(fā)生斷陷作用，從而導(dǎo)致紅盆的形成，同時(shí)該事件誘發(fā)了深部基性巖漿、深源（堿性、酸性）流體上升、侵位，致使深部幔源物質(zhì)與淺部地殼溝通。幔源流體攜帶深部物質(zhì)和能量沿深斷裂帶上升，導(dǎo)致紅盆及其周邊較廣泛的熱液成礦活動(dòng)，形成了熱液型鈾礦及其伴生的螢石、重晶石等礦產(chǎn)［77］。深部幔源巖漿作用致使巖石圈伸展減薄，誘發(fā)了斷陷紅盆的加劇擴(kuò)張和流體活動(dòng)，控盆深源斷裂的斷陷作用溝通了深部熱液、礦化劑和鈾源，最終成礦物質(zhì)上升至淺部地殼有利部位析出、富集成礦。

紅盆參與了熱液鈾成礦作用［18-19，78-79］。來(lái)自紅層的堿性強(qiáng)氧化性鹵水溶液淋濾富鈾巖石形成富氧富鈾溶液［67］，當(dāng)這種溶液沿控盆深斷裂下滲過(guò)程中遇到上升巖漿水或者來(lái)自深部的高溫還原性流體匯合時(shí)［19］，或與基性巖脈相遇時(shí)，鈾被還原、析出成礦［67-68］。

華南中-新生代紅盆與熱液鈾礦是在巖石圈減薄事件的構(gòu)造背景下形成的，紅盆參與了熱液鈾成礦作用，控盆深斷裂帶溝通了深部與淺地表，成為深部高溫還原性含鈾熱液向上運(yùn)移、淺部紅層堿性強(qiáng)氧化性富鈾鹵水溶液向下運(yùn)移的通道，兩者混合，在流體物理化學(xué)條件急劇變化過(guò)程中，鈾被析出、富集成礦。

4 華南中-新生代紅盆與熱液鈾礦時(shí)空重疊性的動(dòng)力學(xué)機(jī)制探討

紅盆是深部地質(zhì)作用在淺地表的表現(xiàn)形式之一，是深部地質(zhì)作用的結(jié)果，完整記錄了華南大陸白堊紀(jì)以來(lái)的構(gòu)造演化特征［80-81］。紅盆中的不整合面、正斷層、盆內(nèi)盆緣基性巖、雙峰式火山巖和布格重力異常、地震層析資料等特征可以反推紅盆形成的動(dòng)力學(xué)特征。陳祖伊等、祖輔平等認(rèn)為紅盆所處的構(gòu)造環(huán)境屬于宏觀的水平與垂直雙向力學(xué)體系［20，82］。

紅盆不整合面：華南紅盆一般存在兩個(gè)不整合構(gòu)造面，一是早白堊世武夷群（K1W）與火把山巖群（K1H）之間的角度不整合接觸［19］，指示存在一期構(gòu)造擠壓事件，熱液鈾礦的重要運(yùn)礦、賦礦構(gòu)造于此時(shí)形成、活動(dòng)，斷裂主要為呈北東、北西向展布的壓扭性斷裂和南北向的張性斷裂［19］；二是上白堊統(tǒng)贛州群茅店組與下白堊統(tǒng)火把山群冷水塢組之間的角度不整合接觸在華南大陸廣泛發(fā)育［32，80，83-84］，暗示華南大陸可能在早白堊世晚期發(fā)生了一次以區(qū)域性擠壓剝蝕為主的構(gòu)造反轉(zhuǎn)事件［32］。除上述兩個(gè)普遍存在的不整合面之外，在局部地區(qū)存在上白堊統(tǒng)圭峰群河口組與贛州群周田組之間的平行不整合接觸，指示在晚白堊世中期發(fā)生抬升剝蝕事件［45］。

正斷層：紅盆在接受沉積的同時(shí)受到橫向拉張應(yīng)力機(jī)制的制約，導(dǎo)致盆內(nèi)較普遍地發(fā)育正斷層［32，82］。華南下白堊統(tǒng)的斷陷沉積主要被兩類正斷層控制，即北北東-北東向走向的高角度正斷層和低角度正斷層［32，85-86］。高角度正斷層大部分為同沉積生長(zhǎng)斷層，形成“半地塹”或“東（西）斷西（東）超”型盆地（吉安-泰和盆地、贛州盆地和版石盆地）、地塹盆地（溆浦地塹）和“中斷邊超”型盆地（沅麻盆地）等［32，87］；低角度正斷層一般為伸展穹窿構(gòu)造或低角度拆離系的主拆離斷層，沿?cái)鄬拥纳煺共痣x作用導(dǎo)致了上盤(pán)盆地的斷陷沉積和下盤(pán)韌性剪切帶伸展剪切［32，85-86］，如橫山主拆離斷裂和伸展穹窿構(gòu)造［31］。正斷層總體反應(yīng)了淺部地殼橫向拉張伸展的背景［32］。

盆內(nèi)盆緣基性巖：紅盆中夾有基性熔巖的類磨拉石沉積巖石組合是在陸殼受拉張裂陷后地表的快速剝蝕堆積和深部巖漿作用的綜合結(jié)果［20］，指示了早白堊世縱向上幔源物質(zhì)上涌導(dǎo)致盆地邊緣隆升擠壓，從而使得盆地邊緣出現(xiàn)垮塌甚至伴隨縱向應(yīng)力引起的局部拉張作用［82］。紅盆中的鎂鐵質(zhì)基性巖夾層和基性巖脈為紅盆形成的深部動(dòng)力學(xué)研究提供了依據(jù)。前人研究成果顯示，華南西部中生代基性巖則普遍反映富集地幔的特征，而東部新生代玄武巖具有虧損的軟流圈的貢獻(xiàn)［37］。廬縱火山盆地早白堊世早期火山巖的Pb同位素特征顯示具有EMⅠ型富集地幔特征，在上升過(guò)程中混染了一定量的揚(yáng)子下地殼物質(zhì)［88］。Sr-Nd-Pb 同位素特征顯示，華夏地塊內(nèi)的粵北下莊與諸廣鈾礦田晚白堊世基性脈巖、贛南會(huì)昌盆地東緣中生代橄欖玄粗巖、贛南早侏羅世早期余田群玄武巖、盛源盆地早白堊世早期橄欖玄粗巖系火山巖、廣豐-玉山盆地橄欖玄粗巖均具有EMⅡ型富集地幔的特征，均有虧損地幔（DMM）的參與，地殼物質(zhì)的加入是源區(qū)混合的結(jié)果［37，89-94］。深部幔源基性巖漿作用反映了幔源垂向力學(xué)體系。

雙峰式火山巖（流紋巖和玄武巖的共生組合）：由于在應(yīng)力松弛條件下地殼破裂而產(chǎn)生的，表明雙峰式火山巖發(fā)育區(qū)處于地殼伸展環(huán)境［82］。盆內(nèi)地層特征及接觸關(guān)系反映了橫向上表層構(gòu)造-沉積環(huán)境的演化，而火成巖類特征則反映了垂向幔源動(dòng)力機(jī)制［82］。雙峰式火山巖組合反映了拉張的構(gòu)造環(huán)境，該環(huán)境有利于斷陷盆地的形成［82］。盆地所處構(gòu)造環(huán)境屬于宏觀的水平與垂直雙向力學(xué)體系［82］。

布格重力異常：華南中-新生代紅盆在布格重力圖上表現(xiàn)為正異常，構(gòu)成陸內(nèi)地殼減薄帶的一個(gè)個(gè)核心［77］。楊明桂等研究顯示，鄱陽(yáng)盆地地殼厚30 km，宣城盆地為31 km，蘇中盆地為30 km，衡陽(yáng)、吉泰盆地為29～30 km，麻陽(yáng)盆地地殼由周邊的42 km減薄為39 km，江漢盆地僅為30～31 km，由江漢—衡陽(yáng)、望江—鄱陽(yáng)—吉泰—贛州以及東南沿海構(gòu)成了東南陸區(qū)3 條比較顯著的次-中強(qiáng)地殼減薄帶或幔隆帶［77］。楊明桂等研究還顯示，坳（斷）陷帶上地殼厚度大于隆起帶上地殼厚度，中下地殼厚度較隆起帶要小得多，坳陷帶為“雙凹型”殼體，加上上地殼較厚，坳陷帶的中下地殼為強(qiáng)減薄帶；中地殼一般為5～10 km，有可能是地殼壓縮加厚或伸展減薄時(shí)形成的韌性剪切帶或融熔層；（斷）陷帶下地殼厚度一般為6～10 km［77］。

寬頻帶地震層析成像：王曉冉對(duì)華南寬頻地震數(shù)據(jù)開(kāi)展的層析成像研究結(jié)果顯示，東南沿海大陸架下方地幔轉(zhuǎn)換帶內(nèi)存在215～225 km 厚的高速異常體，為古太平洋高角度俯沖板片的殘留或失穩(wěn)的華南巖石圈墜入地幔過(guò)渡帶中形成的，認(rèn)為地幔對(duì)流重建-軟流圈物質(zhì)的上涌填充是華南大陸由主動(dòng)大陸邊緣變?yōu)楸粍?dòng)大陸邊緣的動(dòng)力學(xué)機(jī)制［95］。

綜上所述，紅盆與熱液鈾礦是在巖石圈減薄事件的構(gòu)造背景下形成的，兩者形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制是：受古太平洋俯沖作用變化的影響，地幔對(duì)流重建-軟流圈物質(zhì)的上涌填充，致使華南陸塊巖石圈發(fā)生減薄事件；地殼淺部受深部巖石圈減薄事件影響，區(qū)域斷裂帶發(fā)生多次強(qiáng)烈斷陷作用，盆地多次下沉接受沉積，來(lái)自紅層的堿性強(qiáng)氧化性鹵水溶液淋濾富鈾巖石形成富氧富鈾溶液，并沿?cái)嗔褞聺B；同時(shí)，軟流圈物質(zhì)上涌誘發(fā)了深部基性巖漿活動(dòng)、深部熱流體作用，深部流體萃取富鈾地質(zhì)體中的鈾形成高溫還原性含鈾流體，并沿區(qū)域性控盆深斷裂帶上升，在淺部地殼的次級(jí)斷裂、裂隙帶中兩種流體匯合，鈾被析出、富集成礦。

5 結(jié)論

1）華南中-新生代紅盆演化可劃分為6 個(gè)階段：早白堊世晚期斷陷沉積階段、早白堊世晚期-晚白堊世早期抬升剝蝕階段、晚白堊世早期斷陷沉積階段、晚白堊世中期抬升剝蝕階段和晚白堊世晚期-古近紀(jì)坳陷沉積階段、古近紀(jì)末萎縮封閉階段。

2）紅盆與中-新生代熱液型鈾礦具有時(shí)空雙重疊特征，兩者在空間上共（伴）生、時(shí)間上重疊，其中早白堊世晚期斷陷沉積階段（132～96 Ma）、晚白堊世早期斷陷沉積階段（85.0～79 Ma）和晚白堊世晚期-古近紀(jì)坳陷沉積階段（79～50 Ma）3個(gè)拉張下陷沉積階段與熱液鈾成礦3個(gè)主成礦期（113～92 Ma、87～80 Ma、75～52 Ma）高度重合。

3）紅盆與熱液型鈾礦都受區(qū)域控盆斷裂帶控制，都是在巖石圈減薄事件的構(gòu)造背景下形成的。紅盆參與了熱液鈾成礦作用，控盆深斷裂帶成為深部高溫還原性含鈾熱液向上運(yùn)移、淺部紅層含鈾淋濾流體向下運(yùn)移的通道，兩種流體在斷裂帶中混合，在物理化學(xué)條件急劇變化過(guò)程中，鈾析出、富集成礦。

4）華南中-新生代紅盆與熱液型鈾礦是巖石圈伸展減薄事件作用于淺部地殼的兩種地質(zhì)作用形式，其共同的動(dòng)力學(xué)機(jī)制為：受古太平洋俯沖作用變化的影響，地幔對(duì)流重建-軟流圈物質(zhì)的上涌填充，致使華南陸塊發(fā)生巖石圈減薄事件。