第26卷 第5期 地 质 Vo1.26 No.5 201 0年 9月 Geology Sep. 2010 鹿井矿田铀成矿地质特征及找矿潜力分析 邵 飞 一,朱永刚。,郭湖生 ,何晓梅 ,邵 上 (1.核工业270研究所,江西南昌 330200;2.南昌工业学校,江西南昌 330200;3.江西省 核工业地质局261大队,江西鹰潭335001;4.江西省核工业地质调查院,江西南昌330038; 5.东华理工大学地球科学与测绘工程学院,江西抚州 344000) [摘要]对鹿井矿田以往的勘查成果进行了系统梳理,认为鹿井矿田是构造一岩浆作用导致的铀成 矿物质汇聚区,燕山晚期岩浆热液及基性脉体热液促成了汇聚区内成矿物质的再迁移及成矿作用的发 生;矿田内现有矿床的空间分布特征是剥蚀作用的结果;控矿因素本质上是地球化学障;铀成矿壳层 分析表明矿田仍具较大的找矿潜力,现有矿床的近外围地区、以酸性矿石为主的矿床深部及红层覆盖 区均值得开展新一轮勘查工作。 [关键词]鹿井矿田;铀矿化特征;成矿机理;成矿壳层;找矿潜力 [文章编号]1000—0658(2010)05—0295—06 [中图分类号]P612 [文献标识码]A 矿田断裂构造发育,以NE向断裂为主, 1矿田地质概况 次为NW及NNE向断裂。矿田内分布有 鹿井矿田位于南华活动带华夏褶皱带武 QF 、QF:、QF。、QF 及QF 5条以白色块 功一诸广断隆区,受遂JIf断裂及热水断裂组成 状石英为主组成的NE向断裂带,它们亦是遂 的地堑式断陷带控制,矿田面积132 kmzL 。 川、热水断裂的组成部分,遂川断裂(QF ) 矿田内出露有寒武系、白垩系及第四系, 是矿田内控(红)盆断裂,NE向断裂自加里 寒武系香楠组( x)、茶园头组( t cy)是 东期至燕山晚期均有活动[2],断裂带内有多期 重要的含矿围岩,香楠组主要由黑色碳质板 次脉体充填;NNE向断裂成群成组出现,规 岩组成,茶园头组岩性以砂岩为主体,次为 模较小,属NE向断裂派生断裂;Nw向断裂 碳质板岩,寒武系碳质板岩含星点状黄铁矿。 仅在矿田西部发育,与轴向呈NW向的加里 岩浆岩以印支期第二阶段中粗粒似斑状黑云 东期褶皱具成生联系(图1)。 母二长花岗岩( } )为主,次为燕山早期第 鹿井矿田铀矿化主要赋存于印支期及燕 二、三阶段花岗岩( ;_。、yi )及燕山晚期 山期花岗岩中,矿田西部铀矿化主要赋存于 花岗岩、石英斑岩、花岗斑岩、辉绿岩、煌 寒武系碳质板岩中,前人据赋矿围岩及岩石 斑岩脉等。印支、燕山期花岗岩亦是重要的 物质成分及结构构造特点将已发现的铀矿床 含矿围岩。 分为:花岗岩外接触带型、碎裂蚀变花岗岩 [收稿日期]2009—05—07 [改回日期]2009—08—24 [作者简介]邵飞(1963一),男,高级工程师(研究员级),2007年获中国地质大学(武汉)博士学 位,长期从事铀矿地质科研、勘查工作。E—mail:sf270@163.tom ・296・ 铀矿地质 第26卷 图1鹿井铀矿田地质略图 Fig.1 Sketch geological map of Lujing uranium orefield 1——第四系;2——上白垩统;3——中寒武统;4—— 下寒武统;5——震旦系;6——燕山期花岗岩;7——印 支期二长花岗岩;8——断裂;9——铀矿床及矿点。 型及花岗岩硅质脉型。事实上,矿田内同一 个矿床铀矿化可以赋存于不同岩性中,如鹿 井矿床东部矿体主要赋存于寒武系香楠组中, 而西部矿体(甚至同一矿体)赋存于印支、 燕山期花岗岩及香楠组中。可见,这种铀矿 床的分类停留于简单的以客观现象归纳的唯 象学层面,没有充分考虑铀成矿作用机理。 2铀成矿地质特征 2.1铀矿空间分布特征 鹿井矿田业已探明一批铀矿床及铀矿点。 矿床平面分布多环绕丰洲盆地边缘(图1), 矿田南东部的铀矿床及众多矿点距现今红层 相对较远。在垂向上,5条NE向断裂带次级 断裂及与褶皱伴生的断裂是矿化集中产出部 位,尤其是不同时代地层(体)界面或不同 岩性界面附近是铀矿化产出的有利部位。 现有勘查成果揭示的矿田铀矿体空间分 布特征,是成矿后剥蚀作用所导致的结果, 即矿田南东部剥蚀作用较强,部分浅表矿体 已被剥蚀,而北西部剥蚀较弱或适中,由此 圆囡 见到多数矿床环绕丰洲红盆分布。矿田南东、囡团 北西部现有勘查深度内揭见的矿化类型不同, 这亦是剥蚀作用所导致的。 2.2囡囫 铀矿化特征 2.2.1根据围岩蚀变对矿石类型进行划分。矿 固团 矿石类型 田内与碱性长石化、绿泥石化、水云母化、 赤铁矿化等碱性蚀变关系密切的铀一绿泥石一黄 囡 铁矿型、铀一赤铁矿型等矿石类型主要分布于 矿田南东部;而大致以QFz断裂为界的北西 部,与矿化关系密切的蚀变主要为硅化、萤 石化、黄铁矿化、水云母化、粘土化等酸性 蚀变,相应的矿石类型为:铀一玉髓一黄铁矿 型、铀一萤石型、铀一黏土型等。 不同矿石类型表明其成矿流体性质之间 存在差异,矿田南东部成矿流体为碱性溶液, 而北西部目前所揭见的铀矿化其成矿流体为 酸性溶液。此外,不同矿石类型的成矿温度、 压力也存在差异,与碱性流体有关的铀矿化 成矿温度、压值较高,其成矿温度约为100~ 290℃、成矿压力约为(152~507)×10 Pa; 而与酸性流体有关的铀矿化成矿温度约为90 ~27O℃,成矿压力亦低,如洞房子矿床,成 矿压力仅为220~390 Pa。 2.2.2岩(矿)石年龄 据铀矿床的空问分布、围岩蚀变及成矿 温度等特征,鹿井矿田内铀矿床属花岗岩型 热液铀矿床,其成因应与花岗岩类岩石密切 相关。岩(矿)石年龄研究对其成因联系具 直接指示意义。 前人在鹿井矿田开展了众多的U—Pb同 位素年龄测试[1],自印支期以来侵入岩(脉) 年龄及矿石年龄整理于表1、图2。 鹿井矿田铀成矿年龄介于51~105 Ma 间,由图2可见,50余Ma成矿时间跨度相 对连续,但两个成矿高峰期为80~90 Ma及 5O~60 Ma,且早阶段成矿多位于QF 断裂带 第5期 邵飞,等:鹿井矿田铀成矿地质特征及找矿潜力分析 ・297‘ 表1鹿井矿田侵入岩(脉)同位素年龄 Table 1 Isotopic ages of intrusive rocks (dykes)in Lnjing orefield 主要岩石名称 代号 年龄(Ma) 中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩 7; 228~206 细粒少斑黑云母二长花岗岩 7; 145~140 中细粒二云母二长花岗岩 7; l74~106 细粒二云母花岗岩 7i 128~105 辉绿岩脉 1 165.4 石英斑岩 140.2~91.8 煌斑岩 X 82~51 碱交代岩 1OO 注:据中南铀矿地质志(2005)资料整理。 频数(个) t(Ma) 图2鹿井矿田铀成矿年龄直方图 Fig.2 Histogram of uranium minera¨zati0n age in Lujing orefield 南东侧、以碱性矿石为主的成矿年龄。显然, 矿田内碱性矿石形成时间相对较早。与含矿 围岩年龄相比较,成矿晚数十至百余万年, 含矿围岩形成之后矿田内发生了多期次脉体 热液活动,但成矿年龄与燕山晚期花岗岩、 碱交代岩及煌斑岩年龄接近。可以推认,燕 山晚期岩浆热液演化为成矿流体,煌斑岩脉 体热液也为铀成矿作出了重要贡献,它们共 同促成了矿田铀成矿作用的发生。 2.2.3控矿因素 遂川断裂及热水断裂组成的地堑式断陷 带,自加里东期以来构造一岩浆活动频繁,燕 山期活动尤为强烈。为此,矿田定位受制于 地堑式断陷带,带内断裂构造及碎裂带为成 矿期矿质淀积提供了空间场所。 据铀矿化的空间产出位置,前人已认识 到断裂构造、碱交代岩、不同期次花岗岩接 触带、不同岩性界面等是重要的控矿因素。 笔者以为,仅从铀淀积的“终态”空间去认 识控矿因素,没有抓住控矿因素的本质—— 地球化学障。 .显然,不同期次侵入岩的接触带、碱交 代岩体及边界、成矿期热液活动范围内含黄 铁矿的碳质板岩、碎裂花岗岩、断裂构造等, 构成了有利于铀富集的地球化学障。 2.2.4铀成矿机理 2.2.4.1 区域地层(体)铀含量及其对成矿 物质来源的指示 铀成矿物质来源的正确判别对成矿作用 机理研究具有重要意义,区域地层(体)铀 含量的分布特征,对铀源分析具指示作用 ]。 矿田内寒武系中下统浅变质碳硅泥岩系及印 支、燕山期花岗岩铀含量见表2。 由表2可见,寒武系岩石铀含量总体较 高,尤其是碳质板岩,铀含量为华南地壳沉 积岩平均铀含量的1.6~2.3倍L4];不同期次 花岗岩铀含量均大于15×10 ,是花岗岩平 均铀含量的4~5倍,属富铀花岗岩 ]。矿田 内富铀层(体)成岩时代早于矿床的形成, 可以推认其为矿床的形成提供了铀源,内生 岩浆作用熔融了富铀层(体),铀物质融入岩 浆,随着岩浆分异演化铀物质不断富集,由 此导致遂川I、热水断裂组成的地堑断陷带构 成了铀的汇聚区,成矿期热液活动促使铀汇 聚区内铀再迁移,并最终发生成矿作用。 2.2.4.2铀成矿机理浅析 高铀含量的寒武系地层构成了区域铀源 层,加里东一燕山期的构造一岩浆活动是区域铀 成矿物质不断富集的过程,由此导致鹿井矿 田构成了成矿物质的汇聚区。熔融了富铀地 层(体)的燕山晚期岩浆热液的演化,不相 容元素U、Be、Pb等选择性的富集于液相, 岩浆热液向成矿流体演化,地球化学障导致 铀卸载、沉淀,促成了矿田早阶段成矿作用 的发生。矿田内绝大多数矿床矿石中,u与 ・298・ 铀矿地质 第26卷 表2鹿井矿田花岗岩及寒武系岩石铀含量 Table 2 Uranium contents of granites and Cambrian rocks in Lujing orefield 岩性 代号 铀含量 样品数 (×10 ) (个) 细粒二云母 花岗岩 15.6 5 细粒少斑黑云母 二长花岗岩 7: 19.0 23 中细粒二云母 二长花岗岩 71 15.6 13 中粗粒似斑状黑云母 16.二长花岗岩 6 1O7 砂岩、板岩 5.1 53 e1 cy 碳质板岩 7.8 75 砂岩、板岩 7.6 47 elx 碳质板岩 11.5 63 注:据核工业302大队(1988)、核工业北京地质研究 院(1991)、核工业306大队(1993)、核工业230研究所 (1998)资料整理。 Be、Pb呈正相关,表明矿田燕山晚期岩浆热 液成矿作用发生广泛[6]。 随着燕山晚期岩浆热液成矿能量(温度、 压力、矿质)降低,拉张背景下发生的 基性脉岩(煌斑岩)侵入带来的高热、富含 幔源CO。的脉体热液L7.8],为已演化为以大气 降水成分为主的酸性流体的早期成矿热液补 充能量,并且脉体热液在热驱动下沿断裂构 造、水力压裂破碎带[9 及岩性界面等向上运移 时,不断活化、汲取成矿物质汇聚区内的铀, 其与早期流体混合时,由于温、压差异,富 铀脉体热液运动形式发生改变,促使矿质沉 淀,这种晚阶段的成矿作用在时间跨度上总 体与早阶段成矿时间连续[1 。晚阶段成矿可 叠加于早阶段矿化之上形成富矿,矿田内富 矿石中Co、Ni、Cr、V含量较一般矿石高出 ~n×1O倍[1]。富矿石微量元素特征为与基 性脉体热液有关的成矿作用提供了佐证。 当基性脉体热液成矿能量不足以支撑成 矿作用发生时,鹿井矿田热液成矿作用随之 终lE。 3矿田深入找矿方向 3.1铀成矿壳层分析 在同一矿田,工业铀矿体在垂向分布上总 处于某一上限和下限的高度范围内,这个具一 定厚度的层带被称之为铀“成矿壳层” ̄11,12]。 表3示出了目前勘探深度内鹿井矿田各矿 床的赋矿标高及矿化垂幅,值得指出的是目 前仅洞房子矿床揭见的矿化垂幅为700 m,多 数矿床矿化垂幅不足400 m。此外,黄峰岭、 高昔、下洞子等以碱性矿石为主的矿床,其 赋矿标高下限介于O~一180 m之间,而以酸 性矿石为主的矿床的赋矿标高下限介于300~ 一200 m之间,且多数矿床在0 m以上。 表3鹿井矿田部分矿床赋矿标高 Table 3 Occorrence elevations of SOme deposits in L哪ing orefield 矿床 名称 标高主要赋矿 矿化垂幅 (m) (m) 主要矿石类型 铀一硫化物一绿泥石型、铀一 洞房子 500~——2O0 700 赤铁矿一萤石型、铀一萤石 型、铀一粘土型 铀一硫化物一绿泥石型、铀一 枫树下 45O~3O0 l5O 玉髓一硫化物型、铀一萤石 型、铀一水云母型 铀一硫化物一绿泥石型、铀一 牛尾岭 48O~250 230 硫化物一玉髓型、铀一萤石 型、铀一粘土型 梨花开 565~71 494 铀一玉髓型、铀一萤石型 沙坝子 250~——100 35O 铀一玉髓一微晶石英型、铀一 黄铁矿型、铀一萤石型 鹿井 400~——125 525 铀一硅质脉型、铀一萤石型 铀一玉髓一微晶石英型、铀一 黄峰岭 290~O 290 绿泥石一黄铁矿型、铀一赤铁 矿型 高昔 43O~5O 380 铀一赤铁矿型、铀一绿泥石 型、铀一黄铁矿型 下洞子 40O~一18O 580 铀一绿泥石一黄铁矿型、铀一 粘土型 羊角脑 43O~130 300 铀一微晶石英一黄铁矿型、铀 一粘土型 注:据中南铀矿地质志(2005)资料整理。 第5期 邵飞,等:鹿井矿田铀成矿地质特征及找矿潜力分析 ・299・ 铀的地球化学性质_】。。和成矿流体演 化口 。],促成了铀成矿壳层的形成,并导致内 矿田内现有矿床的近外围及深部尚具找 矿潜力。近外围要以寻找新的赋矿空间为突 破口,以往认识到5条NE向断裂带是主要导 矿构造,与之斜接的次级断裂是主要赋矿空 生热液铀矿床铀矿化呈现“上酸下碱”规律。 据此,理论上鹿井矿田深部仍具较大的找矿 囡潜力。 3.2 找矿潜力 受传统成矿理论及以往勘查深度的制约, 加之自上世纪末至今10年未开展勘查工作, 目前对矿田的认识还停留在“矿床规模不大、 品位相对较低”这一层面上。正因为如此, 矿田的找矿潜力研究有助于勘查工作的突破。 I..................I..........__J 圃2囵s圈 困 囹, 8 图3牛尾岭矿床南西侧蕉叶垅地区 16线剖面示意图 (据核工业302队资料整理,2008) Fig.3 Geological section of line 16 in Jiaoyelong area at SW side of Niuweiling deposit 1——白垩系红色砂砾岩;2——燕山期晚期第一阶段 花岗岩;3——燕山期第三阶段花岗岩;4——印支期 第二阶段花岗岩;5——寒武系中统茶园头组碳泥质板 岩;6——碱交代岩;7——石英硅化断裂带及编号; 8——工业矿体。 间,事实上,各种界面均可能是成矿流体运 移过程中的卸载区,不必过于拘泥于对某一 方向构造赋矿空间的勘查。 深部勘查应以QF。断裂带北西侧矿床为 突破口,尤其是目前以酸性矿石为主的矿床 深部值得探索,以深部碱性矿石为主攻目标, 并且其品位由于成矿叠加可能会更富。近年 对牛尾岭矿床南西侧的勘查已发现一200 m标 高以下赋存于碱交代岩内的铀一赤铁矿及铀一绿 泥石型矿化(图3)。 此外,矿田内现有多数矿床围绕红盆边 缘分布。这一客观事实是剥蚀作用的结果, 也表明了红层的保矿作用。因此,红层覆盖 下的隐伏铀矿化应引起重视,物化探技术先 行,巧破覆盖,选择靶区大胆勘查。 [参考文献] [1]张金带,刘翔,李友良,等.中南铀矿地质志 Ec].中国核工业地质局,2005. 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[11]余达淦,吴仁贵.铀“成矿壳层”与“热隆构 Analysis on geological characteristics of uranium metallization and prospecting potential in Luj ing orefield SHAO Fei ,ZHU Yong—gang。,GUO Hu—sheng , HE Xiao-mei ,SHAO Shang (1_Research Institute No.270,CNNC,Nanchang,Jiangxi 330200,China;2.Nanchang Industry School, Nanchang,Jiangxi 330200,China;3.Geological Party No.261 of Jiangxi Geology Bureau for Nuclear Industry,Yingtan,Jiangxi 335001,China;4.Nuclear Geological Survey Team of Jiangxi Province, Nanchang,Jiangxi 330038,China;5.School of Earth Scienees and Surveying Engineering,East China Institue of Technology,Fuzhou,Jiangxi 344000,China) Abstract:The exploration results in the past are systematically analyzed in this paper and it is believed that Lujing orefield is an accumulative area for uranium metallogenic materials controlled by tectono- magmatism.Hydrothermal solution from Late Yanshanian magma and basic dikes resulted in the Remigration of metallogenic materials in the accumulative area and uranium mineralization.Spatial distribution characteristics of deposits in the orefield are the outcome of denudation.CIre-controlling factors are basically geochemical barrier.Analysis of uranium metallogenic lithospheric layer shows that there are more prospecting potential in the orefield.A new round of exploration can be conducted in the periphery of the deposits,in the depth beneath deposits of acidic ore,and in area covered by red beds. Key words:Lujing orefield;uranium mineralization characteristics;metallogenic mechanism;metallogenic lithospheric layer;prospecting potential