吉高萍， 龐文靜， 成 霖

(江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六一大隊，江西鷹潭 335001)

相山礦田是目前全國最大的火山巖型鈾礦田(范洪海等，2003)，經(jīng)幾十年的地質(zhì)勘查和科研工作，發(fā)現(xiàn)礦田內(nèi)礦床、礦點眾多，主要產(chǎn)于相山火山—侵入雜巖體的內(nèi)部及外側(cè)。礦床集中分布在相山的北部和西部，形成了2個礦集帶，在東部僅發(fā)現(xiàn)1個礦床(云際礦床)。筆者在整理相山礦田東部林頭-苔洲地區(qū)的地質(zhì)資料及近幾年江西省地勘基金在該地區(qū)工作成果的基礎(chǔ)上，對該地區(qū)成礦地質(zhì)條件及鈾礦找礦遠景進行了詳盡的分析，認為相山礦田東部礦床仍具有較好的找礦前景。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

相山礦田位于江西省樂安、崇仁兩縣交界處，欽杭成礦帶的北東段，揚子準地臺與華南褶皺系兩個一級大地構(gòu)造單元過渡部位(圖1)，處于我國東南部贛杭構(gòu)造火山巖成礦帶與大王山—于山都近南北向花崗巖成礦帶交匯部位(范洪海等，2005)。

相山火山盆地呈近東西向的橢圓形，面積約400 km2，呈中高周低的正地形，為一大型中心式塌陷破火山口(沈鋒等，1995;陳貴華等，1999)。盆地的基底為中元古界變質(zhì)巖系(胡恭任等，1999;蔣振頻等，2005)，其次是下石炭系華山嶺組石英砂巖、砂巖、粉砂巖，上三疊系安源組石英砂巖夾炭質(zhì)頁巖和煤線。盆地蓋層為上侏羅系打鼓頂組與鵝湖嶺組的中酸性、酸性火山熔巖、陸相沉積巖、火山碎屑巖?；鹕交顒泳哂袃蓚€明顯的旋回。在大規(guī)?；鹕交顒雍笃诎l(fā)生了中心式火山塌陷，次火山巖沿環(huán)狀斷裂及層間離張構(gòu)造充填。

盆地基底構(gòu)造格架由東西向、北東向、南北向及北西向四組構(gòu)造組成，以東西向構(gòu)造為主構(gòu)造線(魏詳榮，1998;周玉龍等，2011)。蓋層構(gòu)造以繼承式北東向構(gòu)造為主導，與火山構(gòu)造一同組成線環(huán)交織的構(gòu)造格架(章邦桐等，1997)。

2 地層特征

研究區(qū)巖石由基底和蓋層兩部分組成?；讕r石由中元古變質(zhì)巖、下石炭系華山嶺組和三疊系安源組的沉積巖組成，蓋層巖石主要由酸性火山熔巖及次火山巖組成(圖2)，自老至新分述如下:

圖1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造略圖Fig.1 The regional geological structure

(1)中元古界(Pt2)。在工作區(qū)東部河口排一帶出露，是相山火山斷陷盆地的基底地層，主要巖性為絹云母千枚巖、黑云母石英片巖，新鮮巖石一般為青灰色，風化后常變?yōu)楹贮S色，絹云母小鱗片小于0.1 mm，千枚理比較發(fā)育，略顯示出NNE與NE向的緊密褶曲形態(tài)。局部見有少量石英脈貫入。

(2)下石炭統(tǒng)華山嶺組(C1h1)。出露和分布在東部林頭、婁嶺懇植場以東一帶，是一套內(nèi)陸湖泊相沉積碎屑巖。巖性為石英砂礫巖、底礫巖，中粒石英砂巖、含礫石英砂巖。石英含量占80% ～90%，由于碎屑物質(zhì)經(jīng)過長期搬運，到濱湖地帶后又受到波浪反復沖刷磨蝕，不穩(wěn)定組分逐漸消失，最終剩下穩(wěn)定性高的石英組分。與下伏中元古變質(zhì)巖呈角度不整合接觸，局部斷層接觸。

(3)下石炭統(tǒng)華山嶺組(C1h2)。為粗—中粒石英砂巖與紫紅色細砂巖互層，以紫紅色細砂巖為主。巖石中含少量石英及千枚巖的礫石，磨圓度較好，分選性較差，見鱗片狀的白云母零星分布其中。

(4)上三疊統(tǒng)安源組(T3a)。出露在東部增坊、苔洲一帶，與華山嶺組地層呈沉積不整合接觸，主要是由炭質(zhì)頁巖、砂頁巖、含炭細砂巖以及中細粒到中?；野咨颇甘⑸暗[巖粗細相間，局部含煤線的湖泊-沼澤相沉積巖層組成。

(5)上侏羅統(tǒng)打鼓頂組下段(J3d1)。為一套陸相碎屑巖，局部夾火山碎屑巖，沿云際—林頭—浯漳弧形火山構(gòu)造內(nèi)外側(cè)，呈零星分布，與下覆地層上三疊系安源組呈不整合接觸或斷層接觸。巖性以紫紅色的粉砂巖，含礫砂巖為主。層理較清楚，礫石成分為長石、石英及少量變質(zhì)巖的礫石，磨圓度較好，但分選性稍差。局部含鈣質(zhì)結(jié)核，底部見底礫巖，局部露頭見流紋質(zhì)晶屑玻屑凝灰?guī)r，晶屑有長石、石英。漿屑發(fā)育并伴有綠色蝕變。

(6)上侏羅統(tǒng)鵝湖嶺組下段(J3e1)。以火山爆發(fā)或火山灰流成因的晶屑玻屑凝灰?guī)r、弱熔結(jié)凝灰?guī)r為主，正常沉積碎屑巖為輔的沉積-爆發(fā)亞相。主要有紫紅色為主的雜色砂巖，晶屑玻屑凝灰?guī)r、弱熔結(jié)凝灰?guī)r。

圖2 相山礦田東部林頭-苔洲地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological sketch map of Lintou-Taizhou area in eastern Xiangshan ore field

(7)上侏羅統(tǒng)鵝湖嶺組上段(J3e2)。該巖性是相山火山盆地的主體，與下覆地層總體呈火山噴溢覆蓋接觸，局部呈侵入接觸。接觸外側(cè)巖石有烘烤褪色現(xiàn)象，內(nèi)側(cè)常發(fā)育細凝灰?guī)r薄邊(厚度幾毫米至幾厘米)。巖石呈青灰色、淡肉紅色，風化后呈褐黃色。碎斑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，碎斑晶有長石、石英和黑云母;長石、石英大部分被震碎，構(gòu)成碎斑，基質(zhì)結(jié)晶程度較高，為微晶質(zhì)。

(8)上侏羅統(tǒng)打鼓頂組次花崗斑巖(γπJ3d1)。巖體出露于苔洲正東方向約1 200 m處，面積約0.22 km2，侵入在上三疊統(tǒng)安源組地層中，巖性為淺肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，見石英及磚紅色長石斑晶，含量25% ～30%，內(nèi)部比邊部斑晶含量多，結(jié)晶程度高。內(nèi)接觸帶可見幾十厘米到幾米寬的凝灰?guī)r、凝灰角礫巖、弱熔結(jié)凝灰?guī)r，四周產(chǎn)狀陡傾，傾向不定，傾角約55 ～80°。

(9)上侏羅統(tǒng)鵝湖嶺組次斑狀花崗巖(πγJ3e2)。主要沿云際—林頭—浯漳弧形火山構(gòu)造斷裂構(gòu)造帶出露，地表風化強烈，從風化產(chǎn)物看，斑晶主要為斜長石、鉀長石、石英及少量黑云母組成，斜長石粒徑一般2～3 cm，石英含量15% ～20%，粒徑5～6 mm，黑云母含量5% ～6%;基質(zhì)呈顯晶質(zhì)，成分與斑晶成分相同。

3 構(gòu)造地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)主要斷裂構(gòu)造有 F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5(圖2)。其中F1，F(xiàn)3，F(xiàn)4這三條斷裂，主要分布在南部林頭礦點附近，規(guī)模不大，地面出露約為100～500 m，斷裂產(chǎn)狀均為走向近南北向，傾向東，傾角60～68°，性質(zhì)為張扭性斷裂，斷裂中明顯的巖石破碎，斷裂面粗糙，與礦化關(guān)系不密切。F5斷裂構(gòu)造分布在林頭礦點北部的增坊—婁嶺墾殖場，出露在石炭系華山嶺組砂巖地層中，地表出露規(guī)模較大，呈破碎帶形式出現(xiàn)，局部見破碎幅度比較大，沿走向4 km左右，產(chǎn)狀北東走向，傾角55～70°，與礦化關(guān)系不密切，斷裂性質(zhì)跟F1，F(xiàn)3，F(xiàn)4一樣研究區(qū)的最主要的控礦斷裂為F2斷裂破碎帶，沿林頭—增坊—婁嶺墾殖場分布，走向為近南北向展布，至增坊向北逐漸轉(zhuǎn)為北東向30°延伸，長度約5 km，傾向向東或東南，傾角65～75°。斷裂早期活動，結(jié)構(gòu)面粗糙，母巖成分的構(gòu)造角礫，棱角清晰，大小相差懸殊，晚期斷裂活動時，形成的橢圓狀或扁豆狀形態(tài)的角礫中，部分包含著前期構(gòu)造角礫，這些橢圓狀或扁豆狀的角礫，雖大小懸殊，但基本沿斷裂面平行排列。角礫間具有片理化現(xiàn)象，充填物另見糜棱巖及構(gòu)造泥，該斷裂應為先張扭后壓扭性質(zhì)。經(jīng)過多次構(gòu)造活動，表現(xiàn)為斷裂破碎帶，寬度在3～10 m，斷裂破碎帶在南段主要沿碎斑熔巖與次斑狀花崗巖的接觸帶發(fā)育，在增坊以北均發(fā)育在三疊系安源組地層中。

研究區(qū)中經(jīng)槽探施工，F(xiàn)2斷裂構(gòu)造產(chǎn)狀較穩(wěn)定，但礦化分布零散，連續(xù)性差，僅在TC-3，TC-4見有礦化現(xiàn)象。從鉆孔揭露分析來看，礦化嚴格受斷裂構(gòu)造控制，工業(yè)礦體品位較高，規(guī)模不大。

該斷裂在南部林頭控制了鈾礦化分布，在婁嶺墾殖場附近又控制著高嶺土礦的產(chǎn)出。

4 礦體地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)現(xiàn)已控制10個工業(yè)礦體，分布在林頭礦點，主要產(chǎn)于F2斷裂及其上下盤次級裂隙帶內(nèi)(圖3)，礦體主要賦存在斑狀花崗巖及碎斑熔巖內(nèi)，礦體形態(tài)為脈狀、細脈狀。賦存標高為40～－40 m，且均為盲礦體，產(chǎn)狀與F2斷裂基本一致。鈾礦物主要有瀝青鈾礦、鈦鈾礦等，表生鈾礦物有鈣鈾云母，金屬礦物有赤鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦，脈石礦物常見有方解石、石英、水云母和綠泥石。

4.1 礦石物質(zhì)成分

(1)瀝青鈾礦。為黑色，瀝青光澤，膠狀結(jié)構(gòu)，細脈浸染構(gòu)造。主要充填在綠泥石細脈中成斷續(xù)分布的細脈狀(圖4a，b)，顯微細脈狀(圖4c，d)，細脈寬0.01～1 mm左右。浸染狀的瀝青鈾礦與綠泥石與綠泥石膠結(jié)物緊密共生(圖5)，與瀝青鈾礦共生的還有赤鐵礦、磷灰石，少量金屬硫化物黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等。

(2)黃鐵礦。成細小立方體及不規(guī)則細粒狀分布，與綠泥石、碳酸鹽、絹云母伴生，有的被瀝青鈾礦交代，粒徑0.01～0.5 mm，在區(qū)內(nèi)分布較廣。

(3)閃鋅礦。在區(qū)內(nèi)出現(xiàn)較少，主要成細粒狀分布，與黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦共生。

(4)方鉛礦。區(qū)內(nèi)量極少，為他形粒狀集合體，與閃鋅礦、黃鐵礦共生。

4.2 礦石化學成分

對正常的原巖(主要指斑狀花崗巖)和礦化斑狀花崗巖(包括富礦和低品位礦)取樣進行化學分析(表1)，化學成分有以下幾個特點:

(1)富礦石中的 CaF2，U，Th，P2O2，CaCO3含量及燒失量高于貧礦石及圍巖，這是由于富礦石經(jīng)多期次含礦熱液疊加而成，屬成礦過程中的帶入組分。

圖3 林頭-苔洲地區(qū)2-4線剖面圖Fig.3 Profile map of 2-4 Line in Lintou-Taizhou area

(2)富礦石中的 SiO2，K2O，Na2O，Na2O+K2O，F(xiàn)eO，MgO等組分含量低于貧礦石和圍巖，是成礦過程中帶出組分。

(3)貧礦石的化學成分與圍巖的化學成分變化不大，這是由于貧礦石交代蝕變不強。

(4)K/Na比值明顯變小，說明礦化是經(jīng)過鈉交代作用。

(5)P2O5與U呈正相關(guān)關(guān)系，SiO2，F(xiàn)e2O3與U呈負相關(guān)關(guān)系。

4.3 近礦圍巖蝕變與礦化關(guān)系

區(qū)內(nèi)由于構(gòu)造多次活動和巖漿巖的侵入，熱液沿構(gòu)造上升，使構(gòu)造帶的巖石及構(gòu)造帶的圍巖都受到不同程度的熱液蝕變作用，產(chǎn)生多種圍巖蝕變特征，它們沿著構(gòu)造破碎帶及靠近構(gòu)造帶的圍巖呈條帶狀分布，并與鈾礦化有著密切的聯(lián)系。蝕變帶的幅度由幾十厘米到一二十米寬。主要圍巖蝕變種類有鈉長石化、絹云母化、水云母化、赤鐵礦化、螢石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、綠泥石化、硅化、磷灰石化等。

絹云母化。分布較普遍，主要形成于自變質(zhì)期晚階段，表現(xiàn)為斜長石的絹云母化。

鈉長石化。形成于自變質(zhì)期及熱液礦化階段早期，表現(xiàn)為鈉長石交代斜長石，熱液礦化的鈉長石化，屬鈾成礦期鈾-赤鐵礦化階段的晚階段，它是富含鈉質(zhì)的熱液對圍巖進行交代而形成。

赤鐵礦化。是瀝青鈾礦-鈉長石-赤鐵礦-磷灰石礦化階段產(chǎn)物，以晚階段為最強，并伴有鈾礦化，是良好的找礦標志。

螢石化。形成于螢石-水云母-瀝青鈾礦化階段，呈紫黑色、黑色，與鈾礦化關(guān)系密切。瀝青鈾礦呈密集微粒浸染狀、膠狀及脈狀分布于黑色螢石中;在礦后熱液活動階段也有少量淺色螢石形成，與鈾礦化無關(guān)。

黃鐵礦化。形成于螢石-水云母-瀝青鈾礦化階段，呈不規(guī)則粒狀與瀝青鈾礦共存于螢石中。

水云母化。主要形成于螢石-水云母-瀝青鈾礦化階段，呈細小鱗片狀與紫黑色螢石共生，與鈾礦成礦關(guān)系密切。

綠泥石化。主要形成于礦后熱液活動階段，呈脈狀穿插鈾成礦各礦化階段所形成的脈體。

磷灰石化。形成于赤鐵礦-鈉長石-磷灰石-瀝青鈾礦化階段，它是深部富含鈉、鈾、磷的堿性熱液在運移過程中對圍巖進行交代而形成。

硅化。只發(fā)生于石英-黃鐵礦-瀝青鈾礦化階段。呈細脈狀、枝杈狀穿插于螢石、水云母、瀝青鈾礦化脈體中。

碳酸鹽化。發(fā)生于礦后熱液活動階段，呈方解石脈體形式存在于巖石的裂隙面上，在鈾礦化地段呈脈狀穿插各礦化脈體，在富礦地段，由于受放射性影響，方解石脈呈玫瑰紅色。

圖4 細脈狀瀝青鈾礦Fig.4 Fine vein-type pitchblende

圖5 浸染狀瀝青鈾礦Fig.5 Disseminated type pitchblende

5 礦床成因及遠景分析

5.1 礦床成因討論

(1)通過對該地區(qū)礦石物質(zhì)成分、礦物共生組合、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、圍巖蝕變等特征的研究，認為該地區(qū)鈾礦(化)屬于中低溫堿交代鈾綠泥石型，鈾礦(化)主要受南北向F2張扭性斷裂及次級構(gòu)造裂隙的控制;瀝青鈾礦主要沿綠泥石細脈、綠泥石膠結(jié)物充填成細脈狀、交代后呈浸染狀。

(2)該地區(qū)的鈾礦(化)嚴格受F2斷裂的控制。通過研究表明，鈾礦(化)主要產(chǎn)于受F2斷裂的控制的含鈉長石交代的碎裂斑狀花崗巖及碎斑熔巖中，其他巖性則不利于成礦;如增坊、婁嶺地區(qū)三疊系砂巖地層中的未見受F2斷裂控制的礦化。

(3)研究表明，該地區(qū)的鈾源主要來自巖漿分異，鈾礦(化)的富集亦受到淋濾作用。從地球化學演化來看，由于火山作用，源自巖漿室富含堿性陽離子Na+和弱酸性陰離子CO2－3，SO2－4的熱水溶液沿構(gòu)造上升，與圍巖發(fā)生物質(zhì)交換，就出現(xiàn)了強烈的鈉長石化、碳酸鹽化(杜樂天，1983，1986)。而經(jīng)過鈉長石化的巖石孔隙度將增大，提高了巖石的滲透性，使巖石容易發(fā)生破碎，為鈾的沉淀、富集提供有利場所。

(4)林頭地區(qū)見有一層厚度較大的石英砂巖層，該石英砂巖層下部為鈾礦(化)，并為鈾礦(化)的富集起到一個堅實的頂蓋作用;由于石英砂巖層抗風化性強，這也給成礦后形成了一個長期的保護作用，使該段礦體未能受到嚴重的氧化與剝蝕。

表1 樣品化學分析結(jié)果表Table 1 Chemical analysis result table of original rock and mineralized wall rock %

5.2 找礦遠景分析

(1)研究區(qū)北部苔洲地區(qū)工作程度較低，在出露三疊系砂巖地層，進行了地面放射性找礦工作，有較好的異常點;在槽探工作揭露的異常點中，也見較好的礦，以受層位控制為主。

研究區(qū)北部出露有大面積第一次火山旋回的次花崗斑巖，巖體范圍內(nèi)有大面積伽瑪高場和偏高場異常區(qū)，表明次花崗斑巖與鈾礦化關(guān)系密切。而且次花崗斑巖處于北東向硯元石斷裂(相山主干斷裂之一)和F2斷裂夾持地段，具有有利的成礦條件，值得進一步工作。

(2)研究區(qū)西部出露相山火山巖的主體巖性碎斑熔巖，沿火山巖層間離張構(gòu)造充填有斑狀花崗巖，是否存在一個陡傾界面，呈“7”形，類似相山北部賦礦部位(圖6)，加強對次火山巖內(nèi)外接觸帶和變異部位的找礦工作，尚有很大的找礦空間。

(3)從該地區(qū)的見礦情況來看，見礦的平均厚度為1.60 m，平均品位0.139%，礦化垂深180 m左右，F(xiàn)2斷裂南北長約4 km，多數(shù)地段沒有進行控制;對次火山巖以及一些礦化異常點等成礦有利地段進行工作，還具有非常大的找礦遠景。

圖6 次火山巖呈“7”形剖面圖Fig.6 Profile map of 7 shape sub-volcanics

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