楊 彪,王正其,韓長青,李懷淵,陳國勝,劉惠華

(1. 安徽省核工業(yè)勘查技術(shù)總院，安徽蕪湖 241000；2. 東華理工大學(xué)放射性地質(zhì)與勘探技術(shù)國防重點學(xué)科實驗室，江西南昌 330013；3. 石家莊核工業(yè)航測遙感中心，河北石家莊 050000；4. 中核集團地質(zhì)礦產(chǎn)事業(yè)部，北京 100013)

江西相山地區(qū)航空放射性鉀增量異常特征及其地質(zhì)成因探討

楊 彪1,王正其2,韓長青3,李懷淵3,陳國勝4,劉惠華1

(1. 安徽省核工業(yè)勘查技術(shù)總院，安徽蕪湖 241000；2. 東華理工大學(xué)放射性地質(zhì)與勘探技術(shù)國防重點學(xué)科實驗室，江西南昌 330013；3. 石家莊核工業(yè)航測遙感中心，河北石家莊 050000；4. 中核集團地質(zhì)礦產(chǎn)事業(yè)部，北京 100013)

本文基于航空放射性K能譜數(shù)據(jù)再開發(fā)，結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查、顯微巖石學(xué)、元素地球化學(xué)等手段，分析并探討了相山火山盆地航空放射性鉀增量異常特征及其地質(zhì)成因。研究表明，相山地區(qū)鉀增量正值域與負(fù)值域呈NE帶狀相間分布，其空間延伸方位與地層的走向不一致，表現(xiàn)出跨地質(zhì)單元現(xiàn)象，反映了增量場受斷裂構(gòu)造控制以及成巖后熱液改造的基本屬性。不同地質(zhì)體鉀含量存在差異，然而與正常未蝕變巖石比較，與鈾成礦作用相關(guān)的水云母化蝕變巖石中的鉀增量值表現(xiàn)出相對降低的趨勢。鉀增量虧損場(帶)的形成與成礦流體在蝕變過程中具有“去鉀”作用相關(guān)，是水云母交代鉀長石作用的結(jié)果。鈾礦床的定位與鉀增量相對虧損場(帶)具有良好的對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)鉀增量相對虧損場可以大致圈定水云母化蝕變場，進而確定成礦流體活動范圍，為鈾成礦遠(yuǎn)景預(yù)測提供較為可靠的信息。

相山地區(qū) 航空放射性 鉀增量場 地質(zhì)場 地質(zhì)成因

Yang Biao, Wang Zheng-qi, Han Chang-qing, Li Huai-yuan, Chen Guo-sheng, Liu Hui-hua. Potassium incremental anomalies from airborne radioactivity survey in the Xiangshan area, Jiangxi Province and their geologic genesis[J]. Geology and Exploration, 2014, 50(6):1061-1069.

隨著我國鈾資源需求量逐年增長，帶動了新一輪的鈾資源開發(fā)熱潮，鈾礦勘查也面臨一個全新的發(fā)展階段。然而由于找礦方向由初期找露頭、淺部和易識別礦轉(zhuǎn)為找深部、隱伏和難識別礦，找礦難度日益加大，找礦方法期待與時俱進。如何對現(xiàn)有資料進行再開發(fā)獲取“隱伏礦”的找礦信息，實現(xiàn)最小程度的勘查投入和最大程度的找礦突破，已成為當(dāng)前鈾礦地質(zhì)工作者急需解決和面臨的問題。本文基于航空放射性K能譜數(shù)據(jù)再開發(fā)，闡述了相山地區(qū)鉀增量場的空間分布特點與分布規(guī)律，并對相山礦田礦石、蝕變巖石、未蝕變巖石進行詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查以及其顯微巖石學(xué)和元素地球化學(xué)對比研究，旨在探討鉀增量虧損場(帶)的地質(zhì)成因及其與鈾成礦的關(guān)系，為航空放射性資料的再開發(fā)成果在相山地區(qū)、乃至火山巖型鈾礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測與找礦提供識別依據(jù)和理論方法。

1 地質(zhì)概況

相山鈾礦田處于揚子準(zhǔn)地臺與華南褶皺系兩個一級大地構(gòu)造單元相接壤的部位，同時又位于總體呈北東向的贛杭火山巖鈾成礦帶與呈北北東向展布的大王山—于山花崗巖鈾成礦帶的交接部位(圖1)(邱愛金等，1999；胡瑞忠等，2004；黃錫強等，2008；陳正樂等，2011)。區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，其中以燕山晚期火山活動最為強烈，發(fā)生了高強度、大規(guī)模的鈾成礦作用，形成了相山鈾礦田。

相山礦田的地層主要包括變質(zhì)巖系、火山巖系和紅色沉積巖系三大部分，分別構(gòu)成相山火山盆地基底、火山盆地蓋層和“紅盆”蓋層。其賦礦圍巖是一套火山-侵入雜巖，形成于早白堊世(楊水源等，2010)主要是由碎斑熔巖、流紋英安巖(包括流紋英安斑巖)和晚期的花崗斑巖組成(圖1)。礦田圍巖蝕變普遍發(fā)育，主要有：水云母化、綠泥石化、長石化、碳酸鹽化、螢石化、赤鐵礦化。鈾礦化主要與水云母化、赤鐵礦化、螢石化和綠泥石化有關(guān)。成礦前蝕變以面式蝕變?yōu)樘卣鳎罕辈亢蜄|部主要為鈉長石化，西部則為水云母化；成礦期蝕變以赤鐵礦化、螢石化、水云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化為特征，具有分帶和空間疊加現(xiàn)象；成礦后期蝕變包括硅化、螢石化、碳酸鹽化等，顯脈狀充填于裂隙中。

已探明的鈾礦床主要分布在火山盆地的北部和西部，其中北部的鈾礦床多定位于NE向、EW向構(gòu)造、推覆構(gòu)造和環(huán)狀火山塌陷構(gòu)造復(fù)合部位，西部的鈾礦床受NE向、NW向、EW向、近NS向構(gòu)造及火山塌陷構(gòu)造控制。礦化體直接發(fā)育于主斷裂帶或者緊靠主斷裂的破碎帶內(nèi)及其旁側(cè)的次級裂隙構(gòu)造內(nèi)，礦化對巖性沒有選擇性(邵飛等2008)，與斷裂構(gòu)造的發(fā)育程度有關(guān)。鈾成礦年齡主要集中在120 Ma和80～100 Ma兩個時間區(qū)段(巫建華等，2011)，與賦礦圍巖存在礦巖時差(邵飛等，2007)。

2 研究方法與樣品分析

首先對航放能譜K測量數(shù)據(jù)進行處理，編制航放鉀增量等值圖，分析航空放射性增量異常場的空間分布特征與規(guī)律，開展地質(zhì)資料與鉀增量場的疊合分析。在此基礎(chǔ)上，開展對應(yīng)于鉀增量異常場的地質(zhì)特征野外調(diào)查，系統(tǒng)采集了油家山-鄒家山剖面、居隆庵地區(qū)、浯漳-云際-沙洲礦床熱液蝕變剖面的礦石、蝕變巖石及正常圍巖樣品，采集的主要巖石單元為碎斑熔巖和花崗斑巖，并對樣品開展了顯微巖石學(xué)、常量元素和微量U、Th測試與研究。硅酸鹽全分析由核工業(yè)290研究所完成，采用X射線熒光光譜法進行測定，相對誤差<5%，儀器型號為飛利浦PW2404X射線熒光光譜儀；微量U、Th分析由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試中心完成，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)方法進行測定，所用電感耦合等離子質(zhì)譜儀為Finnigan-MAT公司產(chǎn)ElementⅠ型，檢測能力小于1×10-9，RSD<2%(1h)，靈敏度：1000 cps/1×10-12Rh(R=300)。樣品的分析測試結(jié)果列于表1。

圖1 相山地區(qū)地質(zhì)略圖Fig .1 Geological sketeh map of Xiang shan area1-砂礫巖；2-鵝湖嶺組碎斑熔巖；3-打鼓頂組流紋英安巖；4-安源組砂巖、砂礫巖及煤線；5-變質(zhì)巖；6-印支期花崗巖；7-加里東期花崗巖；8-花崗斑巖；9-斷裂；10-火山頸(推測)1-sandy conglomerate；2-porphyroclastic lava of the Rhuling Formation；3-rhyodacite of the Daguding Formation；4-sandstone，sandy conglomerate and coal line of the Anyuan Formation；5-metamorphic rock；6-Indo-chinese epoch granite；7-Caledonian granite；8-granite porphyry；9-fault；10-volcanic neck(inferred)

鉀增量值是在計算某地層(或巖石)單元的航空伽瑪測量獲得的鉀平均值作為單元背景值的基礎(chǔ)上確定，是指航放測量點的鉀含量與其所在地層(或巖石)單元鉀背景值之差，用符號△K表示。測量單位用ppm表示。

3 鉀增量場及與地質(zhì)場疊合特征

以鉀增量值(△K)小于0 ppm、0～0.2 ppm、0.2～0.4 ppm、0.4～0.6 ppm、大于0.6ppm為值域，將相山地區(qū)鉀增量場進行數(shù)據(jù)投影并作等值線圖，得到相山地區(qū)鉀增量場空間分布圖(圖2)。圖中顯示相山火山盆地鉀增量場表現(xiàn)出以下特征：

在相山火山盆地區(qū)，鉀增量值域存在較大的不均勻性，并顯現(xiàn)出正值域與負(fù)值域呈相間帶狀展布特點，帶狀展布為NE向。由火山盆地SE側(cè)往NW側(cè)，分別發(fā)育5條△K正值帶和4條△K負(fù)值帶。5條正值帶依次是苔州-6129-浯漳、云際-相山-芙蓉山、沙洲-鄒家山、窯上-6136-6124、400-621-同富。負(fù)值帶是6119-上南、6115-6123、橫澗-6122-居隆庵、蕪頭-王家邊。NE向△K正值域帶內(nèi)，除云際-相山-芙蓉山增量帶空間連續(xù)性較好外，其余正值帶并不連續(xù)，呈孤島狀NE向斷續(xù)延伸。△K正值域帶寬度變化較大，介于5 km～1 km之間。

鉀增量場與斷裂構(gòu)造空間對應(yīng)性：將相山盆地鉀增量場與地質(zhì)場疊加分析可見(圖2)，鉀增量帶表現(xiàn)出的NE向空間延伸趨勢方位與區(qū)內(nèi)主要斷裂構(gòu)造的展布方位(NE向)是一致的，且NE向鉀增量負(fù)值帶與NE向斷裂空間位置上兩者表現(xiàn)出較好的吻合性。由NW側(cè)向SE側(cè)，鉀增量負(fù)值帶依次與NE向展布的F2、F3、F4、F5、F6斷裂相對應(yīng)。此外，相山西部NW向Fb斷裂、北部SN向Fa斷裂與局部鉀增量負(fù)值區(qū)在空間位置上也表現(xiàn)出較好的吻合性。依據(jù)上述現(xiàn)象，推測相山火山盆地內(nèi)鉀增量場空間分布受NE向斷裂構(gòu)造的制約，兩者之間存在內(nèi)在的成因關(guān)系，NE向斷裂構(gòu)造控制了鉀增量負(fù)值帶的發(fā)育位置和空間展布趨勢。

鉀增量場與巖石單元的空間對應(yīng)關(guān)系：研究發(fā)現(xiàn)，同為鵝湖嶺組，或打鼓頂組、或花崗斑巖巖石單元，既有對應(yīng)于鉀增量正值域區(qū)，也可見負(fù)值域?qū)?yīng)其中，說明鉀增量場與相山火山盆地發(fā)育的火山巖地層之間沒有專屬的對應(yīng)關(guān)系，說明現(xiàn)今發(fā)育的K增量場是原生鉀含量場疊加后期K再分配或K增量事件的產(chǎn)物。具體到某一火山巖地層單元，一方面，鉀增量場分布范圍與地層分布范圍表現(xiàn)出不一致性，即某一巖層的部分位置表現(xiàn)為鉀增量正值區(qū)，而其它范圍則表現(xiàn)為鉀增量負(fù)值區(qū)。另一方面，鉀增量正值帶(NE向)的空間延伸方位與地層的走向也未表現(xiàn)出一致性，且NE向鉀增量正值帶的分布范圍往往跨越了不同的巖石或地層單元。

已知鈾礦床(點)與鉀增量場的對應(yīng)關(guān)系：相山火山盆地內(nèi)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的鈾礦床或礦點，絕大部分分布低鉀增量值帶或負(fù)鉀增量值帶(△K小于0.2 ppm或為負(fù)值區(qū))，其它鈾礦床或礦點產(chǎn)出基本位于大致與鉀增量低值帶與高值帶兩者的遞變部位對應(yīng)。其中浯漳、上南、6129、615、6110、6122-14、6134-34等鈾礦床位于鉀增量值為0.2～0.4 ppm的邊緣地帶；323鈾礦床位于鉀增量值為0.4～0.6 ppm的邊緣地帶；6113鈾礦床位于鉀增量值為大于0.6 ppm的邊緣地帶。該現(xiàn)象似乎給予以下啟示：相山火山盆地內(nèi)鈾礦床的定位與鉀增量相對虧損場(帶)具有良好的對應(yīng)關(guān)系，鈾成礦作用發(fā)生及其礦床的形成，應(yīng)與區(qū)內(nèi)低或負(fù)鉀增量帶具有成因聯(lián)系，成礦流體可能具有相對貧鉀或蝕變過程具有“去鉀”作用。

4 鉀增量異常場地質(zhì)地球化學(xué)特征

4.1 蝕變巖石學(xué)特征

野外地質(zhì)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，相山礦田發(fā)育的鈾礦床具有明顯的蝕變分帶特征，區(qū)內(nèi)與鉀增量虧損場(帶)大致對應(yīng)的地質(zhì)場表現(xiàn)特征為“灰綠色”蝕變帶，“灰綠色”蝕變帶沿斷裂構(gòu)造或構(gòu)造裂隙帶走向呈網(wǎng)狀、脈狀、帶狀等不規(guī)則形態(tài)。蝕變帶與鈾礦體的發(fā)育表現(xiàn)出密切的空間對應(yīng)關(guān)系，表現(xiàn)形式一般為：中心是鈾礦脈(螢石型礦石+紅化型礦石)，兩側(cè)為寬度較大的水云母化帶，水云母化蝕變強度從礦脈中心往兩側(cè)逐漸變?nèi)酰敝吝^渡為正常巖石。鈾礦體形態(tài)主要呈脈狀、細(xì)脈狀和透鏡狀產(chǎn)于“灰綠色”蝕變層，斷裂構(gòu)造或裂隙帶、蝕變帶及鈾礦體三者產(chǎn)狀基本吻合，暗示相山火山盆地蝕變帶及與之有密切成因聯(lián)系的鈾礦體發(fā)育、展布，受斷裂構(gòu)造或裂隙帶控制。

表1 相山火山盆地巖石主量元素(w(B)/%)與微量鈾釷(w(B)/×10-6)分析結(jié)果Table 1 The analysis results of major element (w(B)/%) and trace U-Th (w(B)/×10-6) of rocks in Xiangshan volcanic basin

注：主量元素測試單位為核工業(yè)290研究所；微量鈾釷測試單位為核工業(yè)北京地質(zhì)研究院；*數(shù)據(jù)來源(夏林圻等，1992)；其余數(shù)據(jù)來自本課題。

圖2 相山地區(qū)鉀增量場與地質(zhì)場的空間對應(yīng)關(guān)系Fig.2 The spatial relation between potassium increment field and geological field in Xiangshan area1-鉀增量<0；2-鉀增量0～0.2ppm；3-鉀增量0.2～0.4 ppm；4-鉀增量0.4～0.6 ppm；5-鉀增量>0.6ppm；6-鈾礦床(點)1-potassium incremental <0；2-potassium incremental between 0 to 0.2 ppm；3-potassium incremental between 0.2 to 0.4 ppm；4-potassium incremental between 0.4 to 0.6 ppm；5-potassium incremental >0；6-uranium deposits (occurrences)

本次研究以相山盆地碎斑熔巖和花崗斑巖及其對應(yīng)的蝕變巖石為代表，開展顯微蝕變巖石學(xué)研究工作。宏觀上，相山火山盆地正常(未蝕變)碎斑熔巖顏色通常為灰白色、灰色、灰紅色和灰黑色。花崗斑巖多顯淺灰色、灰白色，兩者巖石均顯塊狀構(gòu)造、斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要成份為長石和石英。遭受熱液蝕變后碎斑熔巖和花崗斑巖顏色發(fā)生了顯著的變化，蝕變較弱者巖石顏色一般呈現(xiàn)為不均勻斑點狀綠色，蝕變強者巖石顏色通常為灰綠色、淺綠色。

顯微研究顯示，灰或淺綠色碎斑熔巖和花崗斑巖的蝕變類型主要包括水云母化、綠泥石化，其次是碳酸鹽化和螢石化，其中水云母化主要以鱗片狀交代鉀長石和基質(zhì)，呈不均勻狀分布。強水云母化碎斑熔巖斑晶礦物相對破碎，裂隙發(fā)育，可見破碎的石英斑晶，凸顯出典型的碎斑特點；黑云母均遭受不同程度的綠泥石化，且綠泥石呈撓曲狀或片狀，并保留黑云母的“假象”?；◢彴邘r受到不同程度的蝕變，蝕變較強的花崗斑巖，遭受了強烈的水云母化，基本看不到完整的長石，石英鉀長石保留了一定的文象結(jié)構(gòu)，可見黑云母的白云母化；蝕變較弱的花崗斑巖，鉀長石斑晶遭受蝕變很弱，裂隙帶有絹云母化發(fā)育，可見明顯的石英鉀長石文象結(jié)構(gòu)。紅化型鈾礦石中可見長石斑晶，但均發(fā)生蝕變，主要蝕變有赤鐵礦化、鈉長石化、水云母化。螢石型鈾礦石中長石、黑云母和石英斑晶面目全非，很難辨別出礦物性質(zhì)。

綜上所述，巖石在遭受后期熱液蝕變后，其巖石學(xué)特征上發(fā)生了顯著的變化。不僅在宏觀上顏色存在明顯的區(qū)別，其中顯微結(jié)構(gòu)以及礦物組成也發(fā)生了不同程度的變化。特別值得注意的是鉀長石和基質(zhì)廣泛被水云母、綠泥石、碳酸鹽和螢石交代，暗示強烈的交代蝕變作用可能導(dǎo)致巖石中K質(zhì)含量呈現(xiàn)降低的趨勢。

4.2 地球化學(xué)特征

相山火山盆地巖石(碎斑熔巖、花崗斑巖)及其相對應(yīng)的蝕變巖石主量元素的分析結(jié)果列于表1。數(shù)據(jù)結(jié)果及相關(guān)圖解顯示：

(1) 正常(未蝕變)碎斑熔巖K2O含量比較穩(wěn)定，介于5.03%～5.28%，平均含量值為5.17%。遭受水云母化蝕變后的碎斑熔巖K2O含量較未蝕變碎斑熔巖變化幅度增大，介于3.03%～5.29%，平均含量則降至為4.66%?；◢彴邘r的K2O含量明顯高于碎斑熔巖，主要介于5.46%～7.27%區(qū)間，平均含量為6.13%。遭受水云母化蝕變后的花崗斑巖K2O含量變化區(qū)間則為1.55%～5.97%，平均含量降至為4.83%。該結(jié)果暗示巖石遭受蝕變后，其中鉀質(zhì)含量遞降，蝕變場可能對應(yīng)于航空放射性鉀增量場中的相對“虧損場”。上述數(shù)據(jù)變化特點與蝕變巖石學(xué)顯微研究得到的“蝕變帶巖石中鉀長石和基質(zhì)廣泛被水云母交代”認(rèn)識是相吻合的。

(2) Na2O表現(xiàn)出與K2O類似的變化特點：碎斑熔巖與蝕變碎斑熔巖Na2O平均含量分別為2.83%、2.55%。花崗斑巖與蝕變花崗斑巖平均含量分別為2.89%、1.93%。圖3顯示，蝕變巖石Na2O含量投影點較未蝕變巖石Na2O含量投影點呈現(xiàn)出向“下移”的趨勢。上述表明蝕變后巖石中的Na2O含量顯示出明顯降低的變化趨勢。結(jié)合前述K質(zhì)含量變化特點，說明相山地區(qū)熱液蝕變過程，是一個K、Na同步遷出的過程。

(3) 圖3顯示，與蝕變碎斑熔巖比較，碎斑熔巖礦石中K2O含量投影點表現(xiàn)出向“左移”的趨勢，Na2O含量投影點則呈現(xiàn)出向“上移”的趨勢，且K2O與Na2O顯現(xiàn)出良好的負(fù)相關(guān)性。該現(xiàn)象暗示礦化作用會導(dǎo)致巖石中K質(zhì)含量較蝕變帶更低，Na含量更高，這與蝕變巖石學(xué)顯微研究得到的礦化帶巖石中鉀長石被鈉長石、螢石、水云母交代的認(rèn)識基本吻合。

圖3 相山火山盆地巖石中的K2O-Na2O相關(guān)性Fig.3 K2O-Na2O correlation of rock in Xiangshan volcanic basin

圖4 蝕變碎斑熔巖與碎斑熔巖中的U、Th含量變化圖Fig.4 The change maps of U、Th in alteration porphyroclastic lava and porphyroclastic lava

(4) 表1顯示，碎斑熔巖中U、Th和U/Th平均值分別為9.41×10-6[變化范圍(7.84～13.1)×10-6]、25.6×10-6[變化范圍(21.1～28.3)×10-6]和0.36 [變化范圍(0.28～0.49)]；蝕變碎斑熔巖中U、Th和U/Th平均值分別為11.41×10-6[變化范圍(6.58～14.6)×10-6]、26.4×10-6[變化范圍(20.5～28.9)×10-6]和0.43 [變化范圍(0.32～0.49)]；碎斑熔巖礦石中U、Th和U/Th平均值分別為350×10-6[變化范圍(107～739)×10-6]、82.2×10-6[變化范圍(35.6～174)×10-6]和4.36 [變化范圍(2.27～9.41)]。以上數(shù)據(jù)顯示，從礦石帶-蝕變帶-正常巖石帶U、Th和U/Th值均表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢。結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，圍巖蝕變總是發(fā)育在已知鈾礦體的四周，鈾礦體與蝕變圍巖之間、蝕變圍巖與正常圍巖之間呈現(xiàn)出漸變的過渡型關(guān)系。說明流體作用過程，導(dǎo)致元素活化，使得U、Th元素向礦石帶逐漸遷移富集成礦。

(5) 圖4顯示，除個別點外，蝕變碎斑熔巖U、Th曲線變化趨勢基本一致。與正常碎斑熔巖相比，蝕變帶碎斑熔巖U曲線呈現(xiàn)“上移”的趨勢，Th曲線也呈現(xiàn)“上移”的趨勢，但Th曲線“上移”幅度相對較小。碎斑熔巖和蝕變碎斑熔巖U與U/Th均呈良好的正相關(guān)性。結(jié)合前述U、Th和U/Th含量變化特征，說明成礦流體在蝕變過程中伴隨著U、Th元素同步遷移富集，然而由于Th元素地球化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，不易活化遷移，致使蝕變帶較正常巖石帶Th含量增加較小。

綜上所述，不同地質(zhì)體鉀含量存在差異，然與正常未蝕變巖石比較，水云母化蝕變后巖石的鉀增量值呈現(xiàn)出相對降低的趨勢，鉀增量虧損帶(場)的形成是流體與圍巖發(fā)生交代作用導(dǎo)致的結(jié)果，即鉀虧損帶(場)是流體導(dǎo)致的“灰綠色”蝕變作用結(jié)果的響應(yīng)。正常巖石帶遭受熱液蝕變作用的過程，伴隨著鈾、釷的同步帶入，鉀元素的帶出，說明熱液蝕變過程與鈾成礦作用存在內(nèi)在的成因聯(lián)系。蝕變過程導(dǎo)致K2O、U、Th發(fā)生的系列變化，為鉀增量場信息指導(dǎo)蝕變帶識別提供了前提依據(jù)。

5 鉀增量異常場地質(zhì)成因探討

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，碎斑熔巖和花崗斑巖K2O含量均值分別為5.17%、6.13%，說明不同巖石單元K豐度值是有明顯差異，花崗斑巖體具有較高的K本底值。與相應(yīng)單元正常(未蝕變)巖石比較，遭受熱液作用后呈帶狀展布的“灰綠色”蝕變帶巖石中K2O含量明顯下降，且蝕變巖石之間K2O平均含量相差較小，碎斑熔巖礦石K2O含量(平均值為2.24%)也呈現(xiàn)出明顯下降的特點。

綜合以上發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為相山火山盆地K增量場的發(fā)育可能至少受到以下三個方面因素的影響：一是不同單元火山巖巖性及其K本底差異所致；二是晚期花崗斑巖的鉀本底值在一定程度上影響了鉀增量場分布及其形態(tài)特征；三是受斷裂構(gòu)造或裂隙帶制約的成礦流體導(dǎo)致的熱液蝕變作用。

根據(jù)鉀增量場圖解，鉀增量正值帶與負(fù)值帶或虧損帶呈相間的帶狀展布，且具有跨地質(zhì)單元現(xiàn)象。如果鉀增量場的發(fā)育與分布主要是由于不同單元火山巖巖性及其K本底差異所致，那么在晚期花崗斑巖或次花崗斑巖發(fā)育區(qū)應(yīng)普遍表現(xiàn)為鉀增量高值區(qū)，事實情況是在相山火山盆地花崗斑巖體中既有鉀增量正值區(qū)，也發(fā)育負(fù)值區(qū)或虧損區(qū)。其次，由相山火山盆地出露的巖石單元可知，自火山盆地中心向四周凸顯出一定的差異，盆地中部以碎斑熔巖為主，出露面積占盆地內(nèi)火山巖的75%左右，為相山火山盆地的主體巖性。流紋英安巖主要分布在西北部，花崗斑巖主要分布在南部和東部，規(guī)模不大，結(jié)合航空放射性測量精度，其相對高的K2O含量不可能引起區(qū)域性的影響，鉀增量正值帶與虧損帶分布范圍往往跨越不同的巖石單元。綜合以上可以排除鉀增量場特征是巖性差異及其K本底差異所致的可能性。

理論上講，一次巖漿作用形成的巖漿巖，由于來自同一個巖漿房，其物質(zhì)組成是相對均一的，同一個巖體或地質(zhì)體元素含量的變化是后期相關(guān)熱液作用所致。野外調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，鄒家山鉀增量低值區(qū)水云母化普遍發(fā)育，形成的灰綠色蝕變帶明顯受NE向鄒家山-石洞斷裂構(gòu)造控制及后期熱液疊加的影響，然而在相山和芙蓉山鉀增量高值區(qū)卻沒有出現(xiàn)明顯的熱液蝕變現(xiàn)象，說明鉀增量負(fù)值區(qū)的形成與巖石遭受后期熱液蝕變作用密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，蝕變巖石與正常未蝕變巖石之間并非以斷裂構(gòu)造為界，而是以漸變式過渡，斷裂構(gòu)造或裂隙帶作為成礦流體的運移通道，鉀增量虧損場(帶)的形成與巖石成巖后成礦流體在蝕變過程中對圍巖發(fā)生鉀質(zhì)交代有關(guān)。結(jié)合前述鉀增量場特征，NE向鉀增量負(fù)值帶或虧損帶與NE向斷裂空間位置上兩者表現(xiàn)出較好的吻合性，鉀增量負(fù)值帶或虧損帶內(nèi)基本有斷裂構(gòu)造分布。以上地質(zhì)事實，總體反映了鉀增量場受斷裂構(gòu)造控制以及成巖后熱液改造的基本屬性。

需要說明的是，相山盆地?zé)嵋何g變帶巖石表現(xiàn)為相對鉀虧損帶，并不是說明導(dǎo)致蝕變的流體性質(zhì)是貧鉀的。比較相山地區(qū)與下莊花崗巖地區(qū)的蝕變場特征(王如意等，2010)，兩者有共同之處，均表現(xiàn)相對強烈的水云母化。區(qū)別在于下莊地區(qū)水云母化主要交代斜長石，而相山地區(qū)水云母化則主要交代鉀長石以及隱晶質(zhì)基質(zhì)，其次相山盆地蝕變的蝕變類型還包括綠泥石化、螢石化、碳酸鹽化。

由于交代對象不同，導(dǎo)致蝕變產(chǎn)物總K含量變化結(jié)果截然不同。原因如下：鉀長石的分子式為KAlSi3O8，其中K離子占總礦物的百分比約為14.03%；水云母雖然是含鉀礦物，其分子式為(K,Na,H3O)Al2(AlSi3)O10[(OH)2,H2O]，不考慮其中Na、H、O離子的占比，其中K最大占比約為10.7%，相比其交代對象鉀長石中的K占比顯著下降；綠泥石則是一種含(OH)的Fe、Mg、Al的層狀硅酸鹽，鈉長石化的產(chǎn)物是NaAlSi3O8，螢石的主要成分是CaF2，以上三種礦物均為不含鉀礦物。顯然，上述蝕變作用的結(jié)果是導(dǎo)致巖石總鉀含量下降，這是相山盆地鉀增量場中鉀相對虧損帶形成的主要原因所在。而斜長石是鈣長石(分子式：CaAl2Si2O8)和鈉長石(分子式：NaAlSi3O8)所構(gòu)成的固溶體系列，其中基本不含或少含鉀長石分子(通常約為5～10%)，其遭受水云母交代后，K質(zhì)是增加的。

綜上所述，相山火山盆地鉀增量虧損場(帶)的形成是巖石成巖后成礦流體對圍巖發(fā)生鉀質(zhì)交代作用的結(jié)果，總體反映了增量場受斷裂構(gòu)造控制以及成巖后熱液改造的基本屬性。結(jié)合蝕變巖石特點，鉀虧損帶大致對應(yīng)于流體蝕變作用形成的“灰綠色”蝕變帶，表示鉀增量相對虧損場(帶)可以大致圈定水云母化蝕變場，從而確定成礦流體活動范圍，為鈾成礦遠(yuǎn)景預(yù)測提供較為可靠的信息。相似的流體性質(zhì)或蝕變產(chǎn)物，由于蝕變交代對象不同，也會形成截然不同的地質(zhì)化學(xué)響應(yīng)，進而反映為不同特征的增量異常特征，其增量異常信息的找礦意義也可能不同。

6 結(jié)論

(1) 相山地區(qū)鉀增量正值域與負(fù)值域顯帶狀相間分布，走向基本為NE向，其空間延伸方位與地層的走向不一致，且表現(xiàn)出跨地質(zhì)單元現(xiàn)象，總體反映了增量場受斷裂構(gòu)造控制以及成巖后熱液改造的基本屬性。

(2) 不同地質(zhì)體鉀含量存在差異，然而與正常未蝕變巖石比較，與鈾成礦作用相關(guān)的水云母化蝕變場巖石中的鉀增量值表現(xiàn)出相對降低的趨勢。鉀增量相對虧損場(帶)的形成與成礦流體在蝕變過程中具有“去鉀”作用相關(guān)，是水云母交代鉀長石作用結(jié)果的響應(yīng)。鈾礦床的定位與鉀增量相對虧損場(帶)具有良好的對應(yīng)關(guān)系。

(3) 蝕變過程導(dǎo)致K2O、U、Th發(fā)生的系列變化，為鉀增量場信息指導(dǎo)蝕變帶識別提供了前提依據(jù)。根據(jù)鉀增量相對虧損場(帶)可以大致圈定水云母化蝕變場，進而確定成礦流體活動范圍，為鈾成礦遠(yuǎn)景預(yù)測提供較為可靠的信息。

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Potassium Incremental Anomalies from Airborne Radioactivity Survey in the Xiangshan Area,Jiangxi Province and their Geologic Genesis

YANG Biao1，WANG Zheng-qi2，HAN Chang-qing3，LI Huai-yuan3，CHEN Guo-sheng4，LIU Hui-hua1

(1.Anhuinuclearexplorationtechnologycentralinstitute,Wuhu,Anhui241000;2.FundamentalScienceonRadioactiveGeologyandExplorationTechnologyLaboratory,EastChinaInstituteofTechnology,Nanchang,Jiangxi330013;3.AirborneSurveyandRemoteSensingCenterofNuclearIndustry,Shijiazhuang,Hebei050000;4.DepartmentofGeology&MiningCNNC,Beijing100013)

This work is based on the redevelopment of K spectrometer data of airborne radioactivity, combination with field geological surveys, microscopic petrography, elemental geochemistry and isotope geochemistry and other means. The purpose is to analyze the incremental anomaly characteristics of airborne radioactivity in the Xiangshan area, Jiangxi Province and their geologic genesis. Research shows that positive and negative values of potassium increments show a NE trending belt-like pattern. Its strike is inconsistent with the formation trend, showing a phenomenon of crossing-geologic units, generally reflecting the basic attribute of the incremental field controlled by fault structure and post-diagenesis hydrothermal reformation. There are differences of potassium content in varied geologic bodies. However, compared with the normal unaltered rock, the potassium incremental values in the hydromicatizational altered rock, which is associated with the uranium mineralization, exhibit a relatively lowering tendency. The formation of the potassium incremental field is associated with the role of de-potassium ore-forming fluids in the process of alteration, which is the result of hydromica replacing K-feldspar. There is a good corresponding relationship between the location of the uranium deposit and the relative depleted field(zone)of potassium incremental values. According to this field, the hydromicatizational altered field can be roughly delineated, and the scope of the ore-forming fluid activity can be further determined, which provide more reliable information for prediction of uranium metallogenic prospect.

Xiangshan area, airborne radioactivity, potassium increment field, geologic genesis

2014-06-14；[修改日期]2014-10-18；[責(zé)任編輯]郝情情。

核工業(yè)地質(zhì)局科學(xué)研究基金和國家自然科學(xué)基金(編號：41040019)資助。

楊彪(1988年- )，男，助理工程師，2013年畢業(yè)于東華理工大學(xué)，獲碩士學(xué)位，主要從事礦產(chǎn)勘查工作。E-mail:yangjiapai@163.com。

[通迅作者]王正其(1964年-)，男，教授，長期從事鈾礦地質(zhì)科學(xué)研究及教學(xué)工作。E-mail: zhqwang@ecit.cn。

P618.65

A

0495-5331(2014)06-1061-09