王丹丹,劉建平
(1.廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九二大隊,廣東河源 517001;2.廣東省有色金屬地質(zhì)局九三八隊,廣東惠州 516023)
20世紀50年代至60年代,前人通過物探及淺部揭露工作在大塘畬地區(qū)白堊系晶屑凝灰?guī)r以及噴出巖集塊熔巖、球粒流紋巖中發(fā)現(xiàn)了鈾礦化。近些年來,通過槽探、鉆探揭露工作,發(fā)現(xiàn)了鈾工業(yè)礦體。本文對大塘畬地區(qū)的鈾礦的地質(zhì)特征和控礦因素進行了分析闡述,并分析了找礦前景,為下一步找礦工作提供一定的基礎工作和找礦方向。
研究區(qū)大地構(gòu)造處于西太平洋構(gòu)造區(qū)域的華南褶皺系與東南沿海褶皺系交接地帶,永安-梅縣海西印支坳陷邊緣,位于北東向河源-邵武深斷裂帶北端與北西向饒平-大埔大斷裂帶西北端交匯部位[1];同時位于北東向惠陽-蕉梅火山噴發(fā)帶,東西向和平-大埔火山噴發(fā)帶,北西向潮汕-蕉梅火山噴發(fā)帶的交匯部位,區(qū)內(nèi)構(gòu)造巖漿熱液長期活動,是礦源和熱液的富集場所,是理想的成礦大環(huán)境。
區(qū)內(nèi)出露的地層有寒武系、泥盆-石炭系、白堊系、古近系及第四系,以白堊系的火山巖地層分布最廣。地層總體產(chǎn)狀平緩,傾角10°~15°為開闊的箕狀向斜盆地。
區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育,主要表現(xiàn)為開闊的箕狀向斜盆地和一些開闊的向斜盆地。斷裂構(gòu)造發(fā)育,其中區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的北北東向構(gòu)造有鷓鴣隆斷裂、豬麻壩斷裂、咸水斷裂、鹿子坑斷裂等。仁差火山斷陷盆地南部鵝石山至北部差干3112一帶,顯示較完整的火山機構(gòu)形態(tài),噴發(fā)中心較完整。
區(qū)內(nèi)巖漿活動較頻繁且強烈,類型較多,與鈾礦化關系密切。早期大規(guī)?;◢弾r侵入,形成本區(qū)鷓鴣隆斷裂下盤的桂坑巖體和本區(qū)北東側(cè)的大神壩巖體,晚期火山活動強烈,形成厚度大于2 000余米的火山熔巖、火山碎屑巖以及次火山巖。
研究區(qū)及附近出露的地層有上白堊統(tǒng)葉塘組火山碎屑巖、古近系。上白堊統(tǒng)葉塘組上段(K32):為一套陸相酸性噴發(fā)巖,大面積分布于全區(qū),總厚度大于1 000 m,主要由流紋質(zhì)火山碎屑巖和熔巖組成,為工作區(qū)主要含礦巖系;上白堊統(tǒng)葉塘組中段(K22):下部為紫紅色砂礫巖、礫巖,礫石成分復雜,主要為變質(zhì)砂巖和千枚巖,泥質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié);上部為淺綠色花崗質(zhì)砂巖和紫紅色砂巖、細砂巖、粉砂巖,厚度40~100 m。與下伏寒武系呈角度不整合接觸。古近系不整合覆蓋在上白堊統(tǒng)之上。為一套內(nèi)陸河湖相沉積的淺色復理石建造和紅色磨拉石建造。區(qū)內(nèi)各種巖石底數(shù)為:鈾1.6×10-6g/L,氡111.0 Bq/L,鈾異常值大于2.0×10-6g/L,氡異常值大于259.0 Bq/L。
研究區(qū)出露的構(gòu)造主要分為褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造兩種。其中褶皺構(gòu)造不發(fā)育,主要為兩個開闊的箕狀向斜盆地—官屋盆地、潘屋盆地。
出露的構(gòu)造按斷裂的走向大致分為三組:北東向、北西西向和東西向斷裂構(gòu)造中,如圖1所示。北東向斷裂構(gòu)造是研究區(qū)主要構(gòu)造系,構(gòu)造規(guī)模大,基本貫穿整個工作區(qū),以其中鹿子坑斷裂是區(qū)域二級斷裂中最重要斷裂構(gòu)造,該斷裂貫穿整個仁差盆地,是仁差盆地重要的導礦構(gòu)造。北西西向斷裂構(gòu)造,以硅化破碎帶和輝綠巖充填的張性斷裂為主。層間破碎帶是由于構(gòu)造運動或巖層的弱變形導致巖層間滑動,產(chǎn)生低級別的層間裂隙。裂隙密集導致層間巖石破碎,形成層間破碎帶,與鈾多金屬礦關系密切。
圖1 大塘畬地區(qū)地質(zhì)簡圖
研究區(qū)內(nèi)裂隙式火山結(jié)構(gòu)主要分布在仁差盆地南部,主要受近東西向麻樓斷裂帶控制,呈長條狀分布,次火山巖漿及基性巖漿沿斷裂裂隙形成較大面積的次流紋斑巖體。
研究區(qū)內(nèi)中心式火山機構(gòu)多為中心式噴發(fā),以破火山機構(gòu)為主,在頂部或者中心具有較大規(guī)模的圓形或者近圓形破火口,熔結(jié)凝灰?guī)r大范圍分布,放射狀、環(huán)狀斷裂較發(fā)育。區(qū)內(nèi)多處地段存在中心式噴發(fā)口,目前已查明的火山口位于3112,位于差干多金屬礦東南部約3 km處,是含礦流紋巖的溢出口,晚期被輝綠巖巖株(筒狀)所堵塞。在北部3112、南部鵝石等火山口一帶已發(fā)現(xiàn)火山頸相鈾工業(yè)礦化。
火山構(gòu)造與區(qū)內(nèi)深斷裂(近EW 向麻樓斷裂構(gòu)造)交接復合,北部的差干一帶,火山構(gòu)造與切穿基底的深斷裂(NNE向鹿子坑斷裂)交接復合,使淺部(聚礦構(gòu)造)與深部(礦源場)得到溝通,淺部火山巖中的派生斷裂裂隙(尤其是張性或張扭性的破裂帶)成了良好的儲礦空間。
區(qū)內(nèi)中生代晚期發(fā)生大規(guī)?;鹕絿姲l(fā),切穿基底的深斷裂——鹿子坑斷裂導通地幔,火山噴發(fā)晚期地幔熱液流上侵,巖漿室上移,混染上地殼組分,形成富鈾巖漿體,并侵入?yún)^(qū)內(nèi),對成礦而言,既是物源又是熱源,為鈾成礦準備了豐富的礦源體。
區(qū)內(nèi)巖漿活動較為強烈,不僅分布廣泛、活動頻繁,而且類型較多,晚期火山活動強烈,晚白堊世早期達到了高峰,形成厚達兩千余米的火山堆積物,其巖性主要是以流紋質(zhì)酸性巖為主的火山雜巖建造,晚白堊世晚期火山活動已近尾聲,除小規(guī)模的火山活動噴發(fā)外,主要表現(xiàn)為輝綠巖侵入,研究區(qū)內(nèi)無花崗巖出露。
在研究區(qū)中部開展伽瑪能譜剖面測量,圈定了兩個鈾異常帶(U-1、U-2),其中U-1異常帶規(guī)模較大,鈾濃集中心異常值較高,異常受不整合接觸面控制明顯。通過在研究區(qū)中部附近施工的1條剝土進行查證,剝土處于古近系砂巖與白堊系晶屑凝灰?guī)r不整合接觸面附近,據(jù)槽探地質(zhì)物探編錄結(jié)果顯示,在剝土的5.25~6.25 m處見有累計厚度為0.75 m,加權品位為0.052%的鈾工業(yè)礦,該礦帶長約21 m,鈾品位為0.012%~0.067%,鈾礦化主要賦存于赤鐵礦化晶屑凝灰?guī)r中,礦化的富集受古近系砂巖、細砂巖與白堊系晶屑凝灰?guī)r不整合接觸面控制,下部的晶屑凝灰?guī)r,陡傾裂隙發(fā)育,其發(fā)育程度受界面影響,剖面上局限在晶屑凝灰?guī)r頂部。
地面伽瑪能譜異常分布與巖性、地層關系較為密切,尤其是異常展布與古近系砂巖、細砂巖及白堊系晶屑凝灰?guī)r不整合接觸面聯(lián)系密切,測量結(jié)果顯示在不整合接觸面附近伽瑪能譜異常明顯,與前人圈定的放射性水化學異常吻合程度相對較好,異常主要是受不整合接觸面控制,呈現(xiàn)較好的鈾礦化異常特征環(huán)境,且尋找到新的放射性異常點、帶,發(fā)現(xiàn)了較好的鈾礦化信息,為區(qū)內(nèi)尋找層控型鈾礦化提供了方向,為今后鈾礦找礦提供重要預測依據(jù)。成果圖如圖2所示。
圖2 伽瑪能譜測量成果圖
研究區(qū)鈾礦化主要富集在古近系與白堊系不整合接觸面附近,鈾礦化主要賦存在不整合接觸面下界面晚白堊世頂部的含碳質(zhì)晶屑凝灰?guī)r1~20 m范圍內(nèi)。鈾礦化與含碳質(zhì)物質(zhì)、瀝青質(zhì)物質(zhì)關系密切,與紫色螢石化也有關,瀝青質(zhì)物質(zhì)、紫色螢石化發(fā)育部位,鈾鉬礦化較好。由于不整合接觸界面上覆的古近紀細砂巖、泥質(zhì)粉砂巖,巖石致密,孔隙小,根據(jù)巖性的圈閉作用,有利于鈾元素在不整合接觸界面下界面的含碳質(zhì)晶屑凝灰?guī)r中進行富集成礦,形成礦體。
研究區(qū)內(nèi)的鈾礦化類型主要為層間破碎帶亞類,區(qū)內(nèi)賦存在層間破碎帶中的鈾礦化,一是礦化賦存在流紋巖舌狀體中,處于黃綠色集塊熔巖與紫紅色流紋巖的變異部位,礦化巖性主要為氣孔狀球粒流紋巖和灰綠色、肉紅色集塊熔巖,礦體產(chǎn)于兩種巖性接觸部位,裂隙發(fā)育,層間滑動易形成層間破碎帶,赤鐵礦化、褪色化熱液蝕變發(fā)育,網(wǎng)脈狀裂隙發(fā)育,少量晶洞中見黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等金屬礦物,該類型鈾礦化主要分布在研究區(qū)東南部文西地段;二是礦化賦存在靠近古近系與白堊系不整合面附近,條帶狀碳質(zhì)物質(zhì)發(fā)育,巖石破碎,裂隙發(fā)育,礦化與構(gòu)造裂隙、巖石破碎程度、熱液活動和圍巖蝕變有關,礦體似層狀,圍巖蝕變主要有紫色螢石化、高嶺土化等,碳質(zhì)物質(zhì)呈條帶狀、港灣狀、環(huán)狀分布,瀝青質(zhì)物質(zhì)呈條帶狀、透鏡狀分布;其中瀝青質(zhì)物質(zhì)、碳質(zhì)物質(zhì)與鈾礦化關系密切,該類型鈾礦化主要分布在研究區(qū)中北部潘屋盆地新屋地段;三是礦化賦存在綠色火山碎屑巖中,該層層位較多,結(jié)構(gòu)面復雜,各層巖石機械物理性質(zhì)差異大,易產(chǎn)生層間活動,造成巖石破碎,層間裂隙發(fā)育,有利于鈾礦化富集,礦體分布在各種界面或者是層間破碎帶中,鉀長石化、水云母化、絹云母化、赤鐵礦化、褪色化等熱液蝕變較發(fā)育,如圖3所示,該類型鈾礦化主要分布在研究區(qū)北部胡屋一帶。
圖3 L-02礦點工程平面示意圖
研究區(qū)位于仁差盆地,該盆地屬于華南加里東褶皺系,處永安-梅州晚古生代坳陷帶,邵武-河源深斷裂帶東北部,是南嶺成礦帶與武夷成礦帶的交匯部位,具有良好的區(qū)域成礦地質(zhì)條件[2]。其各類區(qū)域構(gòu)造與眾多類型火山構(gòu)造的發(fā)育,為成礦提供了多層位,多部位、多相位的成礦空間。仁差盆地地層較簡單,構(gòu)造較復雜,火山活動較強烈,本區(qū)具有較好的區(qū)域成礦背景。
研究區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育,主要為北北東向、北西西向兩組。古凹槽是控制鈾多金屬礦床定位的有利空間,古火山口是導礦的優(yōu)越渠道,斷裂構(gòu)造是控礦、導礦、儲礦的良好空間;東部北北東向切盆斷裂構(gòu)造-鹿子坑斷裂是區(qū)內(nèi)最主要控礦、導礦構(gòu)造,一方面北北東向鹿子坑斷裂作為導礦構(gòu)造,為含礦流體提供了良好的運移通道,深部含礦熱液沿鹿子坑斷裂向上進行遷移、流動;另一方面區(qū)內(nèi)不整合接觸面、侵入體接觸面以及巖性接觸面的層間破碎帶為含礦熱液的沉淀、富集提供了良好的容礦空間,含礦流體在層間破碎帶有限空間運移過程中,與圍巖發(fā)生交代反應而沉淀形成礦體。
研究區(qū)具有有利的火山巖系地層條件,火山旋回活動比較完整,火山巖系地層分布齊全,地層界面多,易于斷裂和裂隙發(fā)育,有利于鈾成礦。
研究區(qū)內(nèi)仁差盆地晚白堊世晚期第二火山旋回的葉塘組中段紫紅色砂巖、砂礫巖、花崗質(zhì)砂礫巖,上段火山碎屑巖、流紋巖、集塊熔巖和古近紀古新世-始新世第三火山旋回的凝灰質(zhì)砂巖以及輝綠巖的侵入。有利的礦化層位的流紋巖與灰綠色含礫凝灰?guī)r、火山角礫巖等在工作區(qū)中均有分布。研究區(qū)內(nèi)的鈾礦化主要賦存于流紋巖、含礫凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r以及輝綠巖中。區(qū)內(nèi)火山巖系地層發(fā)育齊全,地層界面多,巖石物性不均一性強,易于斷裂和裂隙發(fā)育,有利于成礦。
研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造和熱液活動具有多期次性質(zhì),區(qū)內(nèi)熱液蝕變類型分為堿性蝕變(鉀長石化)和弱酸性蝕變(水云母化)。鈾礦化主要圍巖蝕變?yōu)殁洠ㄢc)長石化、水云母化、赤鐵礦化、綠泥石化、螢石化、黃鐵礦化等。圍巖蝕變具有分帶性,圍巖蝕變分帶普遍外帶多為水云母化,中帶多為紅化(鉀長石化),內(nèi)帶則為赤鐵礦化或強赤鐵礦化。多期、多階段酸堿性蝕變和成礦作用有利于疊加形成了富鈾礦。
研究區(qū)處在華南加里東褶皺系與永安-梅縣古生代坳陷兩個一級大地構(gòu)造單元的銜接部位,贛杭構(gòu)造火山巖鈾成礦帶北東向次級構(gòu)造邵武-河源深大斷裂北段,區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁,從加里東期到海西印支、燕山期均有巖漿活動。在盆地內(nèi),陸殼重熔一方面導致花崗巖形成及火山斷陷盆地的形成;另一方面為鈾多金屬礦床的形成提供豐富的礦質(zhì)來源。盆地基底寒武系地層富含多種成礦元素,在發(fā)生重熔時能為鈾多金屬礦床形成提供豐富的礦質(zhì)來源,成礦地質(zhì)背景較好。
區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,地球物理特征明顯,顯示在剝土底部鈾異常品位(0.016%~0.022%)比上部(0.011%~0.015%)增高,往深部鈾品位有進一步增高趨勢,地表礦化較好,區(qū)內(nèi)外圍已發(fā)現(xiàn)多個鈾異常點(帶),具有較大的找礦空間和找礦潛力,是鈾富集成礦的重要地段。
類比工作區(qū)西北部外圍723礦點,研究區(qū)控礦因素、成礦地質(zhì)條件與其相似。723礦點見工業(yè)礦段,礦體受東西向的斷裂構(gòu)造控制,礦化富集在構(gòu)造下盤的裂隙褪色蝕變帶中,地表異常和礦化主要分布在凝灰質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖上下盤范圍內(nèi),深部礦化主要分布在下盤??氐V構(gòu)造主要表現(xiàn)為破碎帶或糜棱巖,向東延伸到工作區(qū)內(nèi)。
綜上所述,大塘畬地區(qū)區(qū)域地質(zhì)成礦背景好,鈾成礦期熱液活動明顯,具有有利的成礦地質(zhì)條件和較大的找礦潛力,鈾礦點、礦化點多,找礦空間回旋余地大,發(fā)展前景廣闊,找礦前景較好。