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浙江省大洲火山巖盆地深部鈾成礦模式研究

2018-05-15 10:57劉蓉蓉李子穎湯江偉徐小奇
關(guān)鍵詞:流紋巖大洲本區(qū)

劉蓉蓉, 李子穎, 湯江偉, 徐小奇

(1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院,北京 100029;2.浙江省核工業(yè)269大隊(duì),浙江 金華 321000;3.中國(guó)鋼鐵集團(tuán),北京 100080)

大洲火山巖盆地位于贛杭鈾成礦帶東段,經(jīng)過(guò)幾十年的找礦工作,在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了大洲鈾礦田(由大茶園(661)、王貴寺(664)、雷公殿(663)和白西坑(665)4個(gè)鈾礦床構(gòu)成)和一系列鈾礦點(diǎn)、鈾異常,顯示了良好的鈾成礦前景,使之成為贛杭鈾成礦帶上重要的產(chǎn)鈾區(qū)段。大洲鈾礦田主要產(chǎn)于九里坪組(J3j)層狀火山巖中,鈾礦體明顯受“綠色層”控制,呈似層狀緊鄰“綠色層”下部界面產(chǎn)出;綠色蝕變主要為水云母、蒙脫石化,且“綠色層”的層數(shù)較為嚴(yán)格地控制了礦體的層數(shù)(毛孟才,2001;雷遙鳴,2012),是本區(qū)重要的找礦標(biāo)志之一;根據(jù)最新的火山巖型鈾礦分類(lèi),將其劃分為火山巖型層間破碎(滲透)帶亞型(蔡煜琦等,2015)。區(qū)內(nèi)其它產(chǎn)于九里坪組的鈾礦點(diǎn)控礦特征與大洲鈾礦田相似,而產(chǎn)于其下部各組的鈾礦點(diǎn)礦體呈脈狀產(chǎn)出,受斷裂構(gòu)造控礦明顯。這些現(xiàn)象說(shuō)明本區(qū)淺部礦體以層狀或似層狀產(chǎn)出,深部礦體則為脈狀產(chǎn)出,控礦主要要素明顯不同,即淺部找礦標(biāo)志為“綠色層”,深部則主要為斷裂構(gòu)造,這為整體構(gòu)建大洲火山巖盆地鈾成礦模式提供了重要依據(jù)。

研究發(fā)現(xiàn)本區(qū)區(qū)域上主要“綠色層”可劃分為5層,即π1~5層,目前已基本查明了上部“綠色層” (π1~3)控制的鈾礦體,其為大洲鈾礦山開(kāi)采的主要鈾礦層,π4和π5 “綠色層”工作程度較低,其含礦性不明。區(qū)內(nèi)多期次、多方向斷裂構(gòu)造發(fā)育,是深部脈狀礦體的重要控礦構(gòu)造,其控礦機(jī)理又是什么?深部脈狀礦體與淺部層狀礦體是否受同一成礦體系控制?此外,長(zhǎng)期以來(lái)大洲火山巖盆地鈾礦找礦的重點(diǎn)多放在大洲鈾礦田小范圍之內(nèi),其余地區(qū)工作程度相對(duì)較低,其新區(qū)突破的重點(diǎn)地區(qū)在哪里?解決這些問(wèn)題有助于本區(qū)深部和新區(qū)鈾礦找礦。本文擬以大洲火山巖盆地為研究對(duì)象,通過(guò)區(qū)內(nèi)典型鈾礦床的解剖,深入研究區(qū)內(nèi)區(qū)域鈾成礦機(jī)理,構(gòu)建本區(qū)鈾成礦模式,并以模式為指導(dǎo)進(jìn)行區(qū)域鈾成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè),以期能為大洲地區(qū)深部和外圍鈾礦找礦提供借鑒作用。

圖1 大洲火山巖盆地鈾礦地質(zhì)圖Fig.1 Uranium geological map of Dazhou volcanic basin1.第四系;2.金華組;3.中戴組;4.祝村組;5.九里坪組;5.西山頭組;7.高塢組;8.大爽組;9.烏灶組;10.三疊系下統(tǒng);11.二疊系;12.石炭系;13.泥盆系上統(tǒng);14.陳蔡群;15.雙溪塢群;16.燕山晚期潛火山巖;17.燕山中期正長(zhǎng)巖;18.燕山中晚期花崗巖;19.燕山中晚期正長(zhǎng)巖;20.壓扭性斷裂及產(chǎn)狀;21.張扭性斷裂及產(chǎn)狀;22.力學(xué)性質(zhì)不明斷裂;23.壓性斷裂及產(chǎn)狀;24.礦床(礦點(diǎn))及編號(hào)

1 區(qū)域地質(zhì)概況

大洲火山巖盆地北界為江山—紹興深斷裂帶,大地構(gòu)造位置處于華夏地塊和楊子地塊增生碰撞帶(潘桂棠等,2009;萬(wàn)天豐,2013),構(gòu)造巖漿特征較為復(fù)雜。

區(qū)內(nèi)出露地層相對(duì)較全(圖1),基底地層由前震旦系陳蔡群(AnZch)、泥盆系、石炭系、二疊系和三疊系構(gòu)成。前震旦系陳蔡群主要出露在本區(qū)東北部,上三疊統(tǒng)的烏灶組(T3w)較大面積的出露在南部,其余基底地層則零星出露于江山-紹興斷裂帶內(nèi)。蓋層主要由上侏羅統(tǒng)火山巖和白堊系碎屑巖系組成,前者出露面積超過(guò)了工作區(qū)的80%以上,后者則主要出露于江山-紹興斷裂帶以北的金衢盆地內(nèi)。因上侏羅統(tǒng)火山巖是本區(qū)主要含礦巖系,對(duì)其特征做重點(diǎn)介紹。該套地層統(tǒng)稱(chēng)之為磨石山群(J3m),為一套陸相中酸性火山—沉積巖系,根據(jù)火山噴發(fā)階段又可劃分為4個(gè)巖性段,稱(chēng)之為磨石山群1~4段(J3m1~4)*北京第三研究所一室火山巖組.1982.660礦田綠色蝕變帶及其意義(內(nèi)部報(bào)告).② 北京第三研究所一室實(shí)驗(yàn)室.1983.六六〇礦田流紋巖中熔融包體特征研究(內(nèi)部報(bào)告).,相對(duì)應(yīng)又可自下而上劃分為4個(gè)組:(1)大爽組(J3d),巖性為凝灰質(zhì)砂巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r、英安質(zhì)凝灰?guī)r;(2)高塢組(J3g),巖性為厚層狀流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r夾少量凝灰質(zhì)粉砂巖;(3)西山頭組(J3x),巖性為流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖夾少量流紋質(zhì)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r;(4)九里坪組(J3j),巖性為多層流紋巖與薄層狀水云母化綠色蝕變帶組成,SHRIMP鋯石U-Pb年齡為(127.3±1.7)Ma(楊水源,2013),是本區(qū)主要的含礦層位。

區(qū)內(nèi)斷列構(gòu)造發(fā)育,但褶皺構(gòu)造不發(fā)育??貛r控盆斷層為NE向的江山-紹興斷裂帶,控礦斷層有NNE、NWW和NW向三組斷裂,各期次、不同方向的斷裂體系組成格子狀構(gòu)造骨架,直接控制了鈾礦床的空間定位。

研究區(qū)內(nèi)火山活動(dòng)強(qiáng)烈,火山巖系厚度巨大,連成一片,但由于后期剝蝕不強(qiáng)烈,可識(shí)別的火山構(gòu)造不多,目前僅發(fā)現(xiàn)一些晚期小的火山通道,常位于幾組斷裂的交匯部位,大體可分為溢流式火山通道(分布于中部及南部,有舊營(yíng)、大坑尾和龍井后三個(gè))和爆發(fā)式火山通道(有溪東和大尖山后兩個(gè))。

巖漿侵入活動(dòng)微弱,僅在前震旦系變質(zhì)巖中見(jiàn)有片麻狀花崗巖小巖株及侵入于三疊系中的印支期黑云母石英閃長(zhǎng)巖的巖枝。

圖2 大茶園礦床19號(hào)勘探剖面圖③Fig.2 NO.19 exploration profile of Dachayuan uranium deposit

2 礦體特征

2.1 礦體形態(tài)

大洲火山巖盆地內(nèi)產(chǎn)于九里坪組的鈾礦體主要呈層狀產(chǎn)出,代表性的有大茶園鈾礦床。由圖2可見(jiàn),層狀礦體主要產(chǎn)于第1、2、3層流紋巖頂板相的層間裂隙帶中,當(dāng)與穿層的構(gòu)造破碎帶或節(jié)理裂隙帶相架接時(shí),礦體局部膨大,呈脈狀穿過(guò)“綠色層”,并與層狀礦體相連接。

而產(chǎn)于該組之下其它火山巖地層的鈾礦體則呈脈狀產(chǎn)出,代表性的有朱家槽(362)礦點(diǎn)、大坑尾(694)礦點(diǎn)和漁倉(cāng)(643)礦點(diǎn)等,它們多定位于區(qū)域性斷裂上盤(pán)或斷裂交匯處,鈾礦體則位于與區(qū)域斷裂相連接的次級(jí)構(gòu)造裂隙帶中,斷裂控礦的特征非常明顯。

2.2 礦石類(lèi)型

礦床的礦石礦物主要為瀝青鈾礦,有少量的鈾石,在近地表見(jiàn)有水鈾礬、水硫鈾礦、鈾黑、硅鈣鈾礦和β-硅鈣鈾礦等次生鈾礦物。金屬礦物有赤鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦及少量方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、輝鉬礦等。脈石礦物有石英、螢石、方解石、水云母等。

主要礦石類(lèi)型有三種:鈾-赤鐵礦型(貧礦石),鈾-螢石型和鈾-硫化物型(富礦石)。礦床內(nèi)除地表鈾礦化偏鐳外,深部鈾礦化平衡系數(shù)為1.01~1.17,平均值為1.06,鈾鐳基本平衡。礦床的釷含量為0.001% ~0.005%,平均釷含量為0.002%,為單鈾型礦床*張金帶,戴民主,邵飛,等.2005.華東鈾礦地質(zhì)志[R].北京:中國(guó)核工業(yè)地質(zhì)局:731-987.。

2.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石有熔巖型和碎屑巖型兩種礦石,其中熔巖型礦石分為顯微浸染狀、浸染狀、細(xì)脈浸染狀、角礫狀和角礫細(xì)脈狀。而碎屑巖型礦石中以角礫狀為主,浸染狀較少。

呈顯微浸染狀構(gòu)造的鈾礦石,瀝青鈾礦物以細(xì)小尖點(diǎn)(圖3)或團(tuán)塊集合體(圖4)存在,其伴生礦物有水云母、赤鐵礦,分布廣,品位較低;呈細(xì)脈浸染狀構(gòu)造(包括細(xì)脈狀)的鈾礦石,瀝青鈾礦以細(xì)脈狀充填在裂隙中,往往與黑色螢石、黃鐵礦、燧石等共生,形成富礦石。

圖3 分散狀的鈾礦物Fig.3 Dispersed uranium minerals注:圖中小圓圈為鈾放射性徑跡

圖4 團(tuán)塊狀的鈾礦物Fig.4 Lump uranium minerals注:圖正中高亮度的為瀝青鈾礦

3 主要控礦因素

3.1 賦礦圍巖對(duì)成礦控制作用

礦體明顯受九里坪組(J3j)層狀流紋巖控制,層狀礦體有向深部變大變富的趨勢(shì),如大茶園礦體第一流紋巖層中的礦體規(guī)模最小(礦層厚3.81~16.69 m,平均厚8 m,平均品位0.154%),第二流紋巖層中的礦體規(guī)模次之(礦層厚3.03~20.63 m,平均8 m,平均品位0.080%),第三流紋巖層中的礦體規(guī)模最大(礦層厚1.45~33.34 m,平均厚13 m,平均品位0.112%),占礦床總儲(chǔ)量的80%。鈾礦化還與流紋巖厚度關(guān)系有關(guān),一般厚度大,鈾礦化好。

研究發(fā)現(xiàn),大洲地區(qū)九里坪組(J3j)在π1,π2,π3三層流紋巖之下還存在著第四(π4)與第五(π5)兩層流紋巖,已揭露的九里坪組上部3層流紋巖各自的含礦規(guī)模和品位有向深部變大變富的趨勢(shì)。據(jù)此推猜第四(π4)、第五流紋巖層(π5)也可能是重要的含礦層位,在下一步深部鈾礦找礦時(shí)要引起特別關(guān)注。

3.2 蝕變帶控礦

本區(qū)圍巖蝕變有水云母化、赤鐵礦化、螢石化、硅化、黃鐵礦化和碳酸鹽化等,主要蝕變與成礦的關(guān)系見(jiàn)表1。值得說(shuō)明的是“綠色層”與鈾礦化關(guān)系密切,其組成礦物主要是伊利石、水云母,是火山玻璃、長(zhǎng)石蝕變產(chǎn)物,是重要控礦要素之一。其控礦機(jī)理主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面:一是鈾礦體常產(chǎn)于綠色層之下,表明在含礦熱液上升過(guò)程中,該層成為其重要的屏蔽層;二是綠色層代表一種還原環(huán)境(朱三牛等,2016),流紋巖和其接觸部位,可能是氧化還原過(guò)渡帶,有利成礦物質(zhì)沉淀。

3.3 斷裂構(gòu)造控礦

基底斷裂控制了礦田的定位,礦床大多發(fā)育于距出露的基底斷裂3 km之內(nèi)(韓效忠等,2010;田建吉等,2010),這為本區(qū)初選遠(yuǎn)景區(qū)段提供了大致方向,成為遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)控礦要素之一。蓋層構(gòu)造控礦了礦床和礦體定位,構(gòu)造交匯部位是重要的產(chǎn)鈾區(qū)。如663礦床礦化受NE向構(gòu)造控制,產(chǎn)于F9上盤(pán);665礦床礦化受NNW向F2構(gòu)造控制,產(chǎn)于其上盤(pán);661礦床礦化產(chǎn)于兩條NW向構(gòu)造(大茶園斷裂和F1)所夾持的地壘式斷塊內(nèi)(圖5);664礦床礦化產(chǎn)于兩條NW向構(gòu)造(石塘和芝麻地?cái)嗔?所夾持的斷塊內(nèi)。具體來(lái)講,江山-紹興斷裂帶是控巖、控盆斷裂,同時(shí)也是重要的一級(jí)導(dǎo)礦構(gòu)造,NNE向區(qū)域斷裂構(gòu)成了本區(qū)二級(jí)導(dǎo)礦構(gòu)造,與之相切割的NW向或NWW向等次級(jí)斷裂則成為重要的儲(chǔ)礦構(gòu)造。此外,層間構(gòu)造帶也是重要的含礦構(gòu)造,主要有各層流紋巖的噴發(fā)間斷面,因其有利于礦液滲透交代和沉淀,當(dāng)斷裂體系與各層流紋巖層間破碎帶相配套,常形成層狀、似層狀礦體。

圖5 大茶園礦床鈾礦地質(zhì)圖③Fig.5 Geological map of Dachayuan uranium deposi1.第四系;2.B層流紋巖;3. B層綠色層;4. A層流紋巖5. A層綠色層;6.凝灰熔巖;7.霏細(xì)斑巖;8.第一綠色層;9.第一流紋巖;10.第二綠色層;11.第二流紋巖;12.第三綠色層;13.第三流紋巖;14.變質(zhì)巖;15.實(shí)測(cè)斷層及傾角;16.推測(cè)斷層;17.河流及流向;18.鈾礦床及編號(hào)

3.4 鈾礦物組合類(lèi)型劃分及成礦年齡

根據(jù)礦石礦物組合和生成順序,礦床可劃分為3個(gè)成礦類(lèi)型,即石英-赤鐵礦化、石英-瀝青鈾礦-硫化物和螢石-瀝青鈾礦類(lèi)型,以第一、二類(lèi)型為主(表1)。

核工業(yè)北京地質(zhì)研究院在大茶園礦床采用富礦石人工重砂分離出的瀝青鈾礦,進(jìn)行單礦物U-Pb法獲得的同位素年齡為(101Ma~97)Ma①②。田建吉等(2010)獲得的3個(gè)鈾礦體的U-Pb等時(shí)線年齡為(107.0±2.3)Ma,(109.3±2.7)Ma和(110.0±3.5)Ma。本次研究在大洲礦區(qū)共獲得3個(gè)瀝青鈾礦U-Pb年齡,年齡集中,在大茶園礦區(qū)206Pb/238U成礦年齡為(87.4±1.2)Ma和(85.8±1.2)Ma,在朱家槽礦點(diǎn)206Pb/238U成礦年齡為(67.1±0.9)Ma(表2),指示本區(qū)可能存在多期鈾礦化。

表1大洲火山巖盆地鈾成礦及礦物生成順序表

Table1MineralizationandmineralformationsequenceofuraniumdepositinDazhouvolcanicbasin

表2 大洲火山巖盆地瀝青鈾礦U-Pb年齡分析表Table 2 U-Pb age analysis of pitchblendein Dazhou volcanic basin

樣品地區(qū)U/%Pb/(μg·g-1)表觀年齡/Ma206Pb/238U207Pb/235U207Pb/206PbH-480H-479大茶園23.3430887.4±1.2113±1.568924.9591785.8±1.296.74±1.3375H-579朱家槽5.342931067.1±0.9242±3.52709

測(cè)試單位:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試中心。

3.5 礦化熱液特征

表3 大洲火山巖盆地硫同位素分析表

測(cè)試單位:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試中心。

依據(jù)本區(qū)硫同位素分析,34S‰值為2.6‰~5‰,平均為3.8‰,較為一致(表3),Taylor(1987)認(rèn)為巖漿硫平均值為4‰,指示本區(qū)硫來(lái)源于巖漿硫,表明本區(qū)火山巖漿應(yīng)來(lái)源于下地殼高溫熔融或?yàn)闅め;烊镜漠a(chǎn)物。

通過(guò)對(duì)大洲火山巖盆地各主要地層單元部分微量元素分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)(表4)發(fā)現(xiàn),Zr元素在火山巖地層中的含量由老到新逐漸升高,且噴發(fā)晚期的九里坪組其含量與火山噴發(fā)早期的大爽組相比較高出近2倍,同一地層單元其含量與鈾元素含量無(wú)明顯相關(guān)關(guān)系,這指示了火山巖漿結(jié)晶分異的漸變過(guò)程,表現(xiàn)為火山噴發(fā)晚期鋯石等重礦物明顯富集,楊水源(2013)將九里坪組高異常Zr歸結(jié)為軟流圈的上涌,指出地幔物質(zhì)上涌參與了該組流紋巖的形成。Mo元素與U元素含量有明顯的正相關(guān),鈾礦化富集地段Mo元素顯著增高,目前認(rèn)為 Mo元素來(lái)源于地幔(Solomon,1990;Sillitoe,1997;Mungall,2002;Robb,2005),反映鈾成礦流體具有深源特征,基性巖脈Mo含量與酸性巖相比較明顯偏低,說(shuō)明成礦流體是一個(gè)逐漸富集的過(guò)程,Mo為不相容元素,巖漿演化導(dǎo)致Mo在巖漿結(jié)晶的晚期富集(Candela et al.,1968),鈾成礦流體形成具有相似的特征。大爽組、高塢組、西山頭組、九里坪組和花崗巖非礦化樣品的Th / U值均大于5(正常Th / U值1~5),指示這些地層均有鈾元素的丟失,即為鈾源體,對(duì)于花崗巖為鈾源體已成為共識(shí),同時(shí)發(fā)現(xiàn)大爽組和高塢組鈾元素的丟失嚴(yán)重,且呈由新到老地層鈾元素丟失量逐漸增高,反映深部成礦流體逐漸不斷萃取圍巖中鈾元素過(guò)程,表現(xiàn)為作用時(shí)間越長(zhǎng),鈾被萃取的數(shù)量越多。

表4大洲火山巖盆地不同層位部分微量元素統(tǒng)計(jì)表

Table4StatisticaltableoftraceelementsindifferentlayersofDazhouvolcanicbasin

/10-6

測(cè)試單位:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試中心。Th/U比為算術(shù)平均值

綜上所述,本區(qū)鈾成礦流體可能來(lái)自深部,具體部位為下地殼或更深,深部成礦流體是伴隨著巖漿結(jié)晶分異過(guò)程中形成并不斷富集,加之在其由深部向淺部運(yùn)移過(guò)程中不斷萃取圍巖中的鈾元素,成礦流體進(jìn)一步富集,最終形成鈾的礦化劑。

4 區(qū)域鈾成礦模式

依據(jù)典型礦床解剖和區(qū)域鈾成礦規(guī)律研究、成礦機(jī)理分析,構(gòu)建了大洲地區(qū)鈾成礦模式,其鈾礦床成礦可分為三個(gè)階段(圖6)。

4.1 火山噴發(fā)階段(圖6A)

晚侏羅世末期,發(fā)生了由太平洋板塊俯沖引起的大陸弧向后造山弧后拉張的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換(汪建國(guó)等,2010;顧明光等,2011;Wu et al.,2012;謝玉玲等,2012;Li et al.,2014),造成本區(qū)構(gòu)造帶的活化和加強(qiáng),軟流圈地幔沿切殼深斷裂底侵,誘發(fā)該區(qū)發(fā)生了大規(guī)模的火山巖漿噴發(fā)作用,形成整個(gè)贛杭鈾成礦帶上普便發(fā)育的A型火山-侵入雜巖(張?jiān)罉虻龋?012;楊水源,2013)。由于本區(qū)火山活動(dòng)沒(méi)有一個(gè)明顯的塌陷期,盆地內(nèi)堆積了巨厚的火山巖系,也造就了區(qū)域特定的含礦圍巖(J3j),為成礦奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。此外,由火山噴發(fā)間斷期沉積的火山碎屑巖(凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖等)組成的夾持于流紋巖中的綠色層,在成礦過(guò)程中發(fā)揮了重要的屏蔽作用,為礦化創(chuàng)造了有利的還原環(huán)境,伴隨著火山噴發(fā)晚期巖漿結(jié)晶分異作用,深部成礦流體礦化度不斷增強(qiáng),為成礦創(chuàng)造了良好的成礦儲(chǔ)礦空間和熱液條件。

4.2 礦體形成階段(圖6B)

依據(jù)前文獲得的鈾成礦年齡,其成礦期大致可劃分為2個(gè),早期階段礦體以層狀產(chǎn)出為主,礦體品位相對(duì)較低,平均品位一般不大于0.15%,成礦時(shí)代約110~97 Ma,成礦類(lèi)型為石英-赤鐵礦化;晚期階段礦體以脈狀產(chǎn)出為主,礦體品位相對(duì)較高,平均品位一般大于0.2%,朱家槽礦點(diǎn)平均品位高達(dá)1%,成礦時(shí)代約87.4~67.1 Ma,成礦類(lèi)型為石英-赤鐵礦化疊加石英-瀝青鈾礦-硫化物和螢石-瀝青鈾礦。

韓效忠等(2016)認(rèn)為,鈾的富集沉淀需要一個(gè)相對(duì)適中的構(gòu)造開(kāi)啟階段,不開(kāi)啟或過(guò)于開(kāi)啟均不利于鈾的富集沉淀,且開(kāi)啟的次數(shù)決定了鈾的成礦期次。本區(qū)與鈾成期相關(guān)的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)大致可劃分三個(gè)階段,即磨石山晚期(相當(dāng)于九里坪晚期)最大主壓應(yīng)力方向?yàn)镹W-SE向,衢江期最大主壓應(yīng)力方向?yàn)镹E-SW向,始新世—漸新世期最大主壓應(yīng)力方向?yàn)镹W-SE向(惠小朝等,2012)。

圖6 大洲火山巖盆地鈾成礦模式圖Fig.6 Uranium metallogenic model in Dazhou volcanic basin1.第四紀(jì);2.淺表綠色層;3.凝灰熔巖;4.霏細(xì)斑巖;5.第一層流紋巖;6.第二層流紋巖;7.第三層流紋巖;8.第四層流紋巖;9.第五層流紋巖;10.磨石山群三段(即西山頭組)塊狀熔巖;11.前震旦陳蔡群;12.綠色蝕變層;13.礦體;14.斷層;15.流體移運(yùn)方向

九里坪晚期,受NW-SE向最大擠壓構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的作用, NE-SW向的拉張,形成了大洲火山巖盆地北側(cè)的金衢盆地,NW向、NWW向斷層張性開(kāi)啟,并導(dǎo)通九里坪組層間破碎帶,其規(guī)模適中,是良好的儲(chǔ)礦構(gòu)造。此時(shí)正處于火山噴發(fā)之后,深部成礦流體形成并逐漸富集成鈾的礦化劑,沿江山-紹興斷裂帶運(yùn)移至淺部,在NW向斷層及九里坪組內(nèi)形成圖2所示的層狀礦體和早期的脈狀礦體,成礦類(lèi)型以石英-赤鐵礦化為主,因其儲(chǔ)礦空間較大,礦體品位相對(duì)較貧,成礦年齡97~110 Ma。由于成礦流體是由深部向淺部運(yùn)移,下部層位成礦流體最先灌入,造成九里坪組自上而下鈾礦規(guī)模變大。

衢江晚期,受最大主壓應(yīng)力方向?yàn)镹E-SW向的作用,早期成礦的構(gòu)造裂隙關(guān)閉,其成礦作用結(jié)束,帶之而來(lái)的是NE向、NNE向斷層以張性活動(dòng)為主,形成了沿其分布的一系列大洲礦田外圍的鈾礦點(diǎn)、鈾異常。成礦年齡為87.4~67.1 Ma,礦體以脈狀產(chǎn)出,成礦類(lèi)型以石英-瀝青鈾礦-硫化物和螢石-瀝青鈾礦為主,當(dāng)與早期石英-赤鐵礦化礦體復(fù)合時(shí),礦體品位明顯變富,造成如朱家槽礦點(diǎn)平均品位高達(dá)1%的富礦體。該期構(gòu)造與九里坪晚期相比較,其規(guī)模明顯減弱,成礦作用也不如早期,但因儲(chǔ)礦空間相對(duì)集中,雖然成礦規(guī)模較小,但礦體品位較高,是本區(qū)除大洲礦田之外的另一重要找礦類(lèi)型。

4.3 礦體改造階段(圖6C)

始新世—漸新世時(shí)期,在近EW向擠壓應(yīng)力場(chǎng)作用下,NW向斷裂發(fā)生左行剪切平移,NE向斷裂發(fā)生右行剪切平移,造成NNE向斷裂產(chǎn)生逆沖運(yùn)動(dòng),使變質(zhì)巖基底(Pt2ch)被推覆于中生代火山巖之上(惠小朝等,2012)。鈾礦體(脈)也相應(yīng)地受到了擠壓破碎、剪切平移等一系列的改造作用。造成大茶園上盤(pán)礦體被剝蝕,區(qū)內(nèi)層狀礦體不連續(xù)分布。

5 找礦類(lèi)型與遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)

根據(jù)控礦因素和成礦規(guī)律分析,本區(qū)找礦類(lèi)型主要有產(chǎn)出各層間破碎帶之間的層狀礦體和受斷層裂隙控制的脈狀礦體,現(xiàn)分述如下:

層狀鈾礦體:已探明的此類(lèi)礦體主要分在九里坪組各流紋巖層頂板相中,呈多層狀分布,并與綠色層產(chǎn)狀基本一致,該類(lèi)礦體是目前大洲礦田開(kāi)采的主要礦石類(lèi)型。此外,筆者認(rèn)為在已知層狀礦體的深部第四(π4)與第五(π5)層流紋巖頂?shù)装逑嗟膶娱g構(gòu)造帶中也可能存在層狀礦體,且是下一步尋找層狀鈾礦體的重點(diǎn)部位。主要依據(jù)有:①成礦熱液來(lái)自深部,為深部成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ);②總結(jié)大茶園三層礦體規(guī)模特征(圖2),發(fā)現(xiàn)礦體有向深部變大變富的趨勢(shì),為深部找礦提供了理論依據(jù);③在研究區(qū)北側(cè)的白鶴巖鈾礦床火山角礫中發(fā)現(xiàn)了早于火山巖噴發(fā)的鈾礦石角礫,指示深部發(fā)育有鈾礦化(韓效忠等,2014)。

脈狀鈾礦體:脈狀礦體在現(xiàn)有探測(cè)深度(約300 m以淺)中不占主要地位,只在斷裂切層部位形成礦結(jié),即形成與層狀礦體斜交的脈狀礦體且礦體產(chǎn)狀嚴(yán)格受斷裂控制,但鑒于本區(qū)深源成礦機(jī)理,在深部地層中,脈狀礦體可能占主導(dǎo)地位。通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)重點(diǎn)礦床和礦點(diǎn)詳細(xì)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),產(chǎn)于九里坪組的鈾礦體主要為層狀產(chǎn)出,而產(chǎn)于其下伏地層中的鈾礦體均為脈狀產(chǎn)出。如朱家槽(362)礦點(diǎn)和漁倉(cāng)礦點(diǎn)(643)產(chǎn)于高塢組,礦體呈脈狀(圖1)。依據(jù)成礦序列分析認(rèn)為(陳毓川等,2006),在大洲礦田層狀礦體之下應(yīng)該發(fā)育有脈狀礦體,在今后的深部找礦過(guò)程中,此類(lèi)礦體將成為本區(qū)攻深找盲的重要類(lèi)型。

6 結(jié)論

(1)本區(qū)成礦期大致可劃分為2個(gè),早期階段礦體以層狀產(chǎn)出為主,礦體品位相對(duì)較低,平均品位一般不大于0.15%,成礦時(shí)代約109~ 97 Ma,成礦類(lèi)型為石英-赤鐵礦化;晚期階段礦體以脈狀產(chǎn)出為主,礦體品位相對(duì)較高,平均品位一般大于0.2%,朱家槽礦點(diǎn)平均品位高達(dá)1%,成礦時(shí)代約(87.4±1.2)~(67.1±0.9)Ma,成礦類(lèi)型為石英-赤鐵礦化疊加石英-瀝青鈾礦-硫化物和螢石-瀝青鈾礦。

(2)鈾礦床(體)明顯受構(gòu)造、地層、熱液蝕變聯(lián)合控制?;讛嗔芽刂屏说V田的定位,蓋層構(gòu)造控礦了礦床和礦體定位,構(gòu)造交匯部位是重要的產(chǎn)鈾區(qū);多期次火山噴發(fā)形成的層狀流紋巖為鈾成礦準(zhǔn)備了圍巖條件;熱液蝕變類(lèi)型多樣,成礦期蝕變主要有赤鐵礦化和螢石化,其中水云母化蝕變的“綠色層”與鈾礦體賦存關(guān)系密切,其一方面起到了成礦熱液上升的屏蔽層,同時(shí)也是重要氧化還原地球化轉(zhuǎn)化面,成礦熱源主要來(lái)源于深部下地殼。

(3)根據(jù)基底斷裂構(gòu)造、地層巖性、蓋層構(gòu)造、礦化熱液特征、蝕變帶等對(duì)鈾成礦的控制作用,構(gòu)建本區(qū)三個(gè)階段的鈾成礦模式。具體為:①晚侏羅世末期火山噴發(fā)階段,形成了多韻律火山巖系并廣泛發(fā)育似層狀綠色蝕變帶,為成礦奠定了物質(zhì)基礎(chǔ);②晚白堊世火山噴發(fā)晚期和礦體形成階段,形成了九里坪組層狀礦體、下伏層位中的深部脈狀礦體;③始新世—漸新世時(shí)期礦體改造階段,造成大茶園上盤(pán)礦體被剝蝕,區(qū)內(nèi)層狀礦體不連續(xù)分布。

(4)根據(jù)控礦因素和成礦規(guī)律分析,本區(qū)找礦類(lèi)型主要有產(chǎn)出各層間破碎帶之間的層狀礦體和受斷層裂隙控制的脈狀礦體。九里坪組第四(π4)與第五(π5)層流紋巖頂?shù)装逑嗍菍ふ疑畈繉訝畹V體的重點(diǎn)部位,其下部火山巖層則是尋找脈狀礦體的重點(diǎn)區(qū)段。

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