許譜林 唐湘生 郭福生 呂 川 熊 建 黎廣榮 聶 濤 鐘鵬飛
(1.東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 南昌 330013;2.核工業(yè)二七〇研究所,江西 南昌 330200)
贛杭構(gòu)造帶位于揚(yáng)子板塊與華夏板塊拼接帶,自晉寧運(yùn)動以來長期處于活動大陸邊緣,存在多次構(gòu)造—巖漿作用,成礦作用強(qiáng)烈[1-4]。在燕山晚期的伸展拉張過程中,形成了規(guī)模較大以火山巖型鈾礦為主的鈾成礦帶[5-7]。在該成礦帶已探明數(shù)十個(gè)火山巖型鈾礦床及數(shù)百個(gè)火山巖型鈾礦(化)點(diǎn),也發(fā)現(xiàn)少量花崗巖型、碳硅泥巖型鈾礦床,礦化規(guī)模不大[8-10],并且花崗巖型、火山巖型、碳硅泥巖型鈾礦化都與火山—巖漿活動,尤其是燕山期的火山—巖漿和構(gòu)造活動有著直接或者間接的關(guān)系[11-15],鈾成礦機(jī)理具有統(tǒng)一性特征[16]。
天臺山火山盆地位于贛杭成礦帶中段北緣,處于廣豐—東鄉(xiāng)斷裂與贛東北深大斷裂相夾持地帶。20世紀(jì)七八十年代,該盆地地表已探明有10余個(gè)鈾礦(化)點(diǎn),類型包括火山巖型、花崗巖型和碳硅泥巖型鈾礦化。20世紀(jì)90年代之后,鈾礦調(diào)查由地表逐漸轉(zhuǎn)向深部,然而經(jīng)過多年工作,在深部很少有新的突破。該地區(qū)礦化類型較多,且控礦因素比較復(fù)雜,致使找礦難度增大。本研究在綜合分析前人資料的基礎(chǔ)上,通過地表地質(zhì)調(diào)查初步查明了該盆地地質(zhì)特征以及各個(gè)鈾礦(化)點(diǎn)礦化特征,總結(jié)該盆地鈾礦控礦因素,為區(qū)內(nèi)鈾礦地質(zhì)找礦工作提供新的思路和方向。
天臺山火山盆地位于贛杭火山巖鈾成礦帶中段北緣,地處萍鄉(xiāng)—廣豐近EW向超殼斷裂與贛東北深大斷裂相夾持地帶,為繼承式火山沉陷盆地。
該盆地地層較為復(fù)雜,包括基底地層、火山巖層和紅色碎屑沉積巖蓋層(圖1)?;椎貙哟竺娣e出露于盆地最北部,底部多為前寒武系變質(zhì)巖,巖性主要為含碳板巖、變質(zhì)砂巖、千枚巖、云母片巖等。早二疊世—早侏羅世淺?!恿飨嗵妓猁}巖—碎屑沉積巖建造不整合覆蓋其上,分布于中部,巖性主要為粉砂巖、砂巖、灰?guī)r等?;鹕綆r層不整合覆蓋于基底地層之上,火山活動分為3個(gè)旋回,即打鼓頂、鵝湖嶺和石溪火山旋回。打鼓頂旋回火山活動較弱,僅分布在研究區(qū)北部,以紫紅色流紋巖、砂巖、砂礫巖為主;鵝湖嶺火山旋回是火山活動的高峰期,火山巖厚度大,分布廣;石溪旋回火山活動又逐漸減弱,是本區(qū)火山活動的尾聲。蓋層多分布于盆地南側(cè),為一套河湖相紅色碎屑沉積巖。
圖1 贛杭帶中段天臺山火山盆地鈾礦地質(zhì)特征Fig.1 Geology characteristics of Tiantaishan volcanic basin,Middle Gan-Hang belt
盆地構(gòu)造較為發(fā)育,主要發(fā)育斷裂以及火山機(jī)構(gòu)。盆地北部構(gòu)造以NE向斷裂為主,也斷續(xù)見有規(guī)模相對較小的NW向斷裂,多為贛東北NE向深大斷裂的次級斷裂;南部多發(fā)育有近EW向斷裂。
NE向斷裂以F4、F5斷裂為主,F4斷裂帶內(nèi)巖石強(qiáng)烈破碎,破碎帶寬度為3~15 m,兩側(cè)圍巖常見碎裂、揉皺現(xiàn)象。F5斷裂為區(qū)域性貫通斷裂,控制了二疊系、三疊系及侵入巖呈NE向分布,帶內(nèi)巖石強(qiáng)烈擠壓破碎,構(gòu)造角礫巖中角礫多呈透鏡狀。NW向斷裂規(guī)模相對較小,其走向多為320°左右,該斷裂破碎角礫發(fā)育,蝕變強(qiáng)烈,有硅化、褐鐵礦化、碳酸鹽化、赤鐵礦化,兩側(cè)圍巖發(fā)生位移。
盆地南部主要發(fā)育近EW向斷裂,以F1斷裂帶為主,其破碎強(qiáng)烈,主要表現(xiàn)為構(gòu)造角礫巖及碎裂巖,并伴隨有強(qiáng)烈的硅化現(xiàn)象。火山機(jī)構(gòu)主要發(fā)育于斷裂附近或者斷裂交匯處,其中在北部姜家附近發(fā)育的隱爆角礫巖筒位于F5斷裂南西段F9斷裂附近;天臺山火山機(jī)構(gòu)處于F1斷裂北側(cè),顯示火山機(jī)構(gòu)與斷裂存在密切聯(lián)系。
區(qū)內(nèi)巖漿巖以石英正長巖、花崗閃長巖為主。石英正長巖分布于研究區(qū)中部,花崗閃長巖主要分布于NE向F4、F5斷裂夾持區(qū)域,與震旦系、二疊系呈侵入接觸,由于構(gòu)造與熱液作用,該巖體普遍遭受蝕變,形成不同程度的綠泥石化、水云母化、硅化等。晚期次火山巖、煌斑巖、輝綠巖呈脈狀侵入于地層及巖體中。
在天臺山火山盆地先后探明有155#、364#、113#等5個(gè)礦點(diǎn)以及6#、23#、365#等9個(gè)礦化點(diǎn)(表1)。鈾礦化按其賦礦圍巖,可分為火山巖型、花崗巖型以及碳硅泥巖型鈾礦化;根據(jù)其賦存部位,又可以細(xì)分為不同的亞類,以下將對每一類礦化特征進(jìn)行詳細(xì)分析。
表1 天臺山火山盆地鈾礦化特征Table 1 Uranium mineralization characteristics of Tiantaishan volcanic basin
賦存于火山巖中的鈾礦化在整個(gè)研究區(qū)均有發(fā)育,根據(jù)其賦礦火山巖中各個(gè)不同巖性圍巖以及控礦因素可進(jìn)一步劃分為密集裂隙帶亞型、火山碎屑沉積巖亞型、隱爆角礫巖亞型以及次火山巖亞型鈾礦化。密集裂隙帶亞型和火山碎屑沉積巖亞型多分布于研究區(qū)南部,密集裂隙帶亞型主要賦存于火山碎屑巖中,受近EW向斷裂控制較為明顯,鈾礦體多分布于斷裂旁側(cè)裂隙帶中,多呈脈狀發(fā)育,以6#礦化點(diǎn)最為典型;火山碎屑沉積巖亞型多呈層狀發(fā)育,分布于斷裂附近火山碎屑沉積巖的層理面或者層理面發(fā)生破碎形成的層間破碎帶中;隱爆角礫巖亞型以及次火山巖亞型鈾礦化多分布于研究區(qū)北部,多發(fā)育于火山口附近,賦存于次火山巖以及隱爆角礫巖中,如238#、113#礦點(diǎn)均賦存于次流紋巖中,207#礦化點(diǎn)主要發(fā)育于姜家火山口附近的隱爆角礫巖中。
6#鈾礦化點(diǎn)主要賦存于暗紫紅色角礫凝灰?guī)r中,部分產(chǎn)于沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖中,處于兩條近EW向次級構(gòu)造的夾持區(qū),礦體整體受近EW向斷裂旁側(cè)次級NE向斷裂控制,礦體主要產(chǎn)于NE向硅化破碎帶中(圖2),賦存于沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖中的鈾礦體多受層間破碎帶及裂隙密集帶聯(lián)合控制。礦體整體呈NE向50°~60°展布,傾向NW,呈透鏡狀或似層狀,圍巖蝕變主要為赤鐵礦化、硅化、水云母化,局部發(fā)育黃鐵礦化、螢石化。
圖2 6#礦化點(diǎn)地質(zhì)剖面示意Fig.2 Schematic of the geological profile of No.6 uranium mineralization point
花崗巖型鈾礦化分布于研究區(qū)北東部,包括155#、364#礦點(diǎn)和 365#礦化點(diǎn),礦化主要分布于 F4、F5斷裂中以及其夾持區(qū)域,賦存于花崗閃長巖與泥質(zhì)頁巖、石英砂巖的接觸帶附近。
155#鈾礦點(diǎn)賦存于花崗閃長巖與砂巖、砂礫巖接觸帶附近,分布于NE向F4斷裂破碎帶內(nèi),受NE向F4斷裂與花崗閃長巖與砂巖、砂礫巖接觸帶聯(lián)合控制(圖3),礦體一般呈透鏡狀,產(chǎn)狀與F4斷裂破碎帶產(chǎn)狀一致,走向 NE,傾向 SE,傾角為50°~60°,礦化蝕變?yōu)楣杌?、黃鐵礦化、綠泥石化、水云母化等。
圖3 155#鈾礦點(diǎn)勘探線剖面Fig.3 Exploration line profile of No.155 uranium point
碳硅泥巖型鈾礦化主要分布于研究區(qū)北部,個(gè)別分布于研究區(qū)南部,已探明有328#、431#、11#礦化點(diǎn),在研究區(qū)的外圍北部變質(zhì)巖中還發(fā)育有數(shù)個(gè)礦化點(diǎn),主要賦存于前寒武系碳質(zhì)板巖、千枚巖以及變質(zhì)砂巖中,在寒武系含碳板巖中見有大批異常點(diǎn)發(fā)育。
328#礦化點(diǎn)分布于NE向F7斷裂北側(cè),主要賦存于下寒武統(tǒng)碳質(zhì)板巖當(dāng)中,礦體形態(tài)呈透鏡狀、團(tuán)塊狀,主要賦存于近SN層間破碎帶中,走向?yàn)榻黃N向,傾向E,受NE向F7斷裂活動產(chǎn)生的沿著層理面形成的近SN向?qū)娱g破碎帶控制(圖4),發(fā)育褐鐵礦化和方解石蝕變。
圖4 天臺山火山盆地328#鈾礦點(diǎn)地質(zhì)特征Fig.4 Geological characteristics of the No.328 uranium spot,Tiantaishan volcanic basin
區(qū)內(nèi)礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)(帶)豐富,以熱液型鈾礦化為主。由于該盆地巖性復(fù)雜,且各個(gè)時(shí)期構(gòu)造均異常活動,因此每個(gè)礦(化)點(diǎn)控制因素均有所不同。綜合分析認(rèn)為:鈾礦化主要受地層、巖體、斷裂、火山機(jī)構(gòu)、層間破碎帶等多種條件綜合控制。地層以及巖體是基礎(chǔ),為鈾礦形成提供了重要來源,是重要的礦源層;構(gòu)造是主導(dǎo),為熱液活動及運(yùn)移提供了有利空間;三者有機(jī)結(jié)合塑造了該地區(qū)良好的鈾成礦地質(zhì)環(huán)境。
從整個(gè)天臺山火山盆地的鈾礦化分布情況來看,多種巖性均有鈾礦化現(xiàn)象發(fā)育,表明鈾礦化對巖性并無明顯的選擇性,但鈾礦化集中程度在不同巖體、巖層差別較大,鈾礦化主要集中在中生代火山巖中,其次為花崗閃長巖和前寒武系含碳變質(zhì)巖。
中生代火山巖中鈾含量較高((3.8~5.5)×10-6),為富鈾巖層,能為鈾成礦提供豐富的鈾源[17](表2)。該套火山巖為鈣堿性系列,分異程度高,熱液作用能將鈾從巖石中有效活化遷移,易于富集成礦,并且火山巖多為火山碎屑—沉積巖相,在火山碎屑巖中多夾有薄層狀碎屑沉積巖,一方面火山碎屑巖與碎屑沉積巖接觸界面為構(gòu)造應(yīng)力薄弱面,并且兩者物理性質(zhì)相差較大,在受到應(yīng)力活動時(shí)易于形成層間破碎帶;同時(shí),碎屑沉積巖為一套屏蔽層,能阻擋含礦熱液往上運(yùn)移,使得其沉淀于碎屑沉積巖下部的火山碎屑巖中富集成礦。
表2 天臺山火山盆地巖石中鈾含量Table 2 Uranium contents of rocks in Tiantaishan volcanic basin (×10-6)
前寒武系變質(zhì)巖中鈾含量偏高,尤其是寒武系荷塘組碳質(zhì)頁巖中鈾含量高達(dá)9.6×10-6,在后期的構(gòu)造活動過程中鈾元素易于在變質(zhì)巖中發(fā)生活化遷移[19],而部分變質(zhì)巖的碳質(zhì)含量較高,碳質(zhì)會吸附活性鈾,使得碳質(zhì)變質(zhì)巖中的鈾含量明顯變高;另一方面,變質(zhì)巖比較容易破碎,在應(yīng)力作用下易于形成斷裂破碎帶,同時(shí)變質(zhì)巖層理、片麻理較為發(fā)育易于形成層間破碎帶,上述斷裂、構(gòu)造破碎帶以及層間破碎帶容易形成一套導(dǎo)礦、控礦、賦礦的運(yùn)移系統(tǒng),為鈾礦化提供有利的空間,在變質(zhì)巖中易于形成碳硅泥巖型鈾礦化[20]。
花崗閃長巖中鈾含量相對偏高(4.0×10-6),并且處于斷裂夾持位置,由于構(gòu)造活動與熱液交代作用,該巖體普遍遭受蝕變,形成不同程度的綠泥石化、水云母化、硅化等。在發(fā)生熱液蝕變過程的花崗閃長巖巖體中惰性鈾逐漸轉(zhuǎn)化為活性鈾,并發(fā)生了活化遷移,花崗閃長巖與圍巖接觸帶附近多為應(yīng)力薄弱面,使得活性鈾容易在接觸界面及其附近發(fā)生聚集成礦(圖 3)。
鈾礦化形成需要多方面有利地質(zhì)因素的耦合,構(gòu)造是其中最主要的因素,在具有成礦物質(zhì)和含礦流體前提下,構(gòu)造對礦化富集起著主導(dǎo)作用[21]。天臺山地區(qū)構(gòu)造較為發(fā)育,在研究區(qū)南部以近EW向斷裂為主,北部以NE向斷裂為主,在斷裂附近也發(fā)育有火山機(jī)構(gòu),沿著巖性界面或者層理、片理面易于形成層間破碎帶。鈾礦(化)點(diǎn)主要受NE向斷裂、近EW向斷裂、火山機(jī)構(gòu)以及層間破碎帶控制。
3.3.1 NE向斷裂
研究區(qū)北部發(fā)育的NE向F4、F5斷裂為重要的導(dǎo)礦導(dǎo)巖構(gòu)造,控制了區(qū)內(nèi)巖層、巖體的展布,如區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖的片理產(chǎn)狀與斷裂走向相似,花崗閃長巖則位于NE向F4、F5斷裂的夾持區(qū)域,明顯受該組斷裂控制,而上述地層、巖體均為賦礦圍巖,因此NE向斷裂控制了賦鈾巖層、巖體產(chǎn)出。另一方面,NE向斷裂具有多期次活動,多次由擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘埗纬傻臄嗔哑扑閹?為巖漿活動、礦質(zhì)沉淀提供了有利的空間。北部的鈾礦(化)點(diǎn)整體沿著F4、F5斷裂呈NE向串珠狀分布,鈾礦化也主要發(fā)育于NE向F4、F5斷裂附近,礦體主要沿著NE向主斷裂旁側(cè)次級斷裂或者NW向張性斷裂分布。前人在區(qū)內(nèi)圈定的鈾異常暈也主要沿著NE向斷裂分布,因此NE向斷裂控制了北部鈾礦化的展布。當(dāng)斷裂穿過不同圍巖時(shí)發(fā)育有不同類型鈾礦化,當(dāng)斷裂穿過花崗閃長巖中見有花崗巖型鈾礦化發(fā)育,如364#礦點(diǎn)主要分布于F5斷裂附近,155#礦點(diǎn)以及365#礦化點(diǎn)主要分布于F4斷裂附近。當(dāng)斷裂切穿前寒武系變質(zhì)巖時(shí)發(fā)育有碳硅泥巖型鈾礦化,如328#礦化點(diǎn)主要發(fā)育于F7斷裂旁側(cè)的層間破碎帶中,431#礦化點(diǎn)分布于F7斷裂旁側(cè)的次級NE向斷裂中。當(dāng)斷裂經(jīng)過火山巖附近時(shí),也發(fā)育賦存于次火山巖、隱爆角礫巖中的火山巖型鈾礦化,如238#、113#礦點(diǎn)發(fā)育于次火山巖中,207#礦化點(diǎn)發(fā)育于姜家隱爆角礫巖中。
3.3.2 近EW向斷裂
盆地南部發(fā)育以近EW向斷裂為主,火山作用主要沿著近EW向斷裂發(fā)生噴發(fā),火山巖在地表出露形態(tài)呈近EW向展布,火山巖中鈾含量較高,是主要的富鈾巖層,并且南部大部分鈾礦(化)點(diǎn)賦存于火山碎屑巖中,因此近EW向斷裂也制約著南部火山巖型鈾礦的空間分布。另一方面,近EW向基底F1斷裂后期發(fā)生長期活化,控制了深部含礦熱液上升的通道,從而控制了南部鈾礦化發(fā)育,如6#、23#、36#礦化點(diǎn)主要分布于該斷裂附近,在6#、23#、36#礦化點(diǎn)西側(cè)數(shù)千米處也發(fā)育有 52#、1204#礦化點(diǎn),其與 6#、23#、36#礦化點(diǎn)近乎處于同一近EW向水平上,暗示近EW向F1斷裂控制了南部鈾礦化的展布,上述礦(化)點(diǎn)也可能受同一條近EW向斷裂控制。
3.3.3 火山機(jī)構(gòu)
研究區(qū)火山構(gòu)造較為發(fā)育,其多與主干斷裂聯(lián)合控礦。首先火山機(jī)構(gòu)多受斷裂控制,主要是在主干深斷裂旁側(cè)或者斷裂交匯處發(fā)育,火山機(jī)構(gòu)往往是基底主干斷裂溝通深部與淺地表的通道,也是主干斷裂在淺地表的一種表現(xiàn)形式。姜家隱爆角礫巖以及王石山崗火山機(jī)構(gòu)主要分布于NE向F5、F9斷裂中,天臺山火山機(jī)構(gòu)位于近EW向F1斷裂附近,上述火山機(jī)構(gòu)分布于斷裂中顯示出火山機(jī)構(gòu)與主干斷裂存在密切關(guān)系?;鹕綑C(jī)構(gòu)對鈾礦化控制也較為明顯,首先多期次的火山作用為鈾成礦提供了熱源、鈾源及大量的礦化劑;其次,火山機(jī)構(gòu)附近也是溫度、壓力劇變形成的一個(gè)物理化學(xué)環(huán)境陡變部位,環(huán)境突然改變易使含礦熱液中的鈾迅速沉淀富集;同時(shí)在火山噴發(fā)過程中,火山機(jī)構(gòu)附近受到火山作用形成的一系列環(huán)狀、半環(huán)狀、放射狀的火山構(gòu)造及次火山巖、隱爆角礫巖等是鈾成礦十分有利的場所,且鈾礦化可以賦存在不同火山巖的巖相中。如北部207#礦化點(diǎn)主要產(chǎn)于隱爆角礫巖附近,礦體主要賦存于旁側(cè)的近EW向裂隙中;238#、113#鈾礦點(diǎn)主要賦存于次流紋巖內(nèi)的NE向和NW向硅化破碎帶中(圖5)。在南部天臺山火山機(jī)構(gòu)附近也發(fā)育有36#、23#、6#礦化點(diǎn)。
圖5 238號礦點(diǎn)地質(zhì)及放射性物探剖面示意Fig.5 Schematic of the geological and radiometric geophysical exploration profile of No.238 uranium point
3.3.4 層間破碎帶
該盆地巖性分界面以及層理、片理較為發(fā)育的地層多為應(yīng)力薄弱面。熔結(jié)凝灰?guī)r主要為脆性變形,上部凝灰質(zhì)粉砂巖、頁巖等多介于韌—脆性之間,兩者物理性質(zhì)相差較大,在應(yīng)力作用下容易沿著巖性界面發(fā)生破碎形成層間破碎帶;火山碎屑沉積巖以及基底碳質(zhì)板巖、片巖巖層的層理、片理化較為發(fā)育,在擠壓過程中容易沿著層理、片理面發(fā)生破碎形成層間破碎帶,為鈾元素的富集、沉淀提供了有利場所,是重要的控礦、容礦構(gòu)造。火山碎屑沉積巖亞型鈾礦化主要賦存于凝灰質(zhì)砂巖層理面破碎形成的層間破碎帶中,碳硅泥巖型鈾礦化主要賦存于片巖、板巖片理面發(fā)生破碎形成的層間破碎帶中(圖4)。
通過對天臺山盆地地質(zhì)背景、礦化特征以及控礦因素進(jìn)行詳細(xì)分析,認(rèn)為區(qū)內(nèi)鈾礦化主要受幾條主要的斷裂控制,如沿著NE向F4、F5斷裂北東側(cè)發(fā)育有花崗巖型鈾礦化,在其次級斷裂中見有碳硅泥巖型鈾礦化發(fā)育,在斷裂中部以及南西部見有火山巖型鈾礦化發(fā)育。在南部F1斷裂附近以發(fā)育火山巖型鈾礦化為主,在其往東側(cè)延伸段前震旦系千枚巖中見有11#碳硅泥巖型鈾礦化點(diǎn)發(fā)育,顯示鈾礦化類型之間存在密切關(guān)系。賦存于不同圍巖中的鈾礦化可能是深部含礦熱液沿著斷裂遷移至不同圍巖富集成礦的產(chǎn)物,本研究據(jù)此建立的成礦模式如圖6所示。
圖6 天臺山火山盆地鈾成礦模式Fig.6 Uranium metallogenic model of Tiantaishan volcanic basin
在燕山晚期,太平洋板塊向歐亞板塊俯沖速率減慢且俯沖帶向大洋方向遷移,區(qū)域上揚(yáng)子板塊與華夏板塊開始拉張,在北部深部巖漿沿著NE向F4、F5斷裂噴出地表,在南部沿著近EW向F1斷裂帶發(fā)育有火山噴發(fā)活動,形成了天臺山火山盆地,主要形成了富鈾的打鼓嶺組、鵝湖嶺組以及石溪組火山巖。隨著進(jìn)一步拉張裂陷,在拉張?bào)w制下活化了F4、F5NE向斷裂以及F1近EW向斷裂,深部熱流體及礦化劑向淺部運(yùn)移,早期形成的富鈾巖漿房伴隨巖漿噴發(fā),不斷萃取圍巖中的U、P等元素,形成酸性成礦熱液,酸性成礦熱液沿基底斷裂上侵運(yùn)移,當(dāng)運(yùn)移至前寒武系變質(zhì)巖地層時(shí),萃取圍巖中的鈾,含礦熱液沿著前寒武系變質(zhì)巖的層理、片理等構(gòu)造薄弱面繼續(xù)運(yùn)移,在含碳變質(zhì)巖附近碳質(zhì)對鈾元素具有吸附性,使得在其附近發(fā)生富集沉淀形成了碳硅泥巖型鈾礦化,如328#、431#、11#礦化點(diǎn)。
含礦熱液繼續(xù)從深部沿著NE向和近EW向斷裂上升,當(dāng)運(yùn)移至花崗閃長巖附近時(shí),巖體與圍巖的接觸帶為構(gòu)造薄弱面,其多沿著該薄弱面往上運(yùn)移,在往上運(yùn)移過程中不斷萃取富鈾花崗閃長巖中的鈾源,并進(jìn)一步沿著花崗閃長巖以及附近長石石英砂巖圍巖中的小斷裂、裂隙進(jìn)行富集沉淀,形成花崗巖型鈾礦化。與此同時(shí),含礦熱液沿著基底斷裂進(jìn)一步上升進(jìn)入火山通道附近,部分含礦熱液沿著前期火山噴發(fā)過程中形成的斷裂、裂隙進(jìn)一步運(yùn)移,由于火山通道附近壓力、溫度以及物理化學(xué)條件發(fā)生劇變,導(dǎo)致含礦熱液在斷裂、裂隙中發(fā)生快速沉淀富集,形成隱爆角礫巖型鈾礦化,如207#礦化點(diǎn)產(chǎn)于姜家火山口附近。次火山巖巖體也能為鈾礦化提供豐富的鈾源,當(dāng)含礦熱液沿著富鈾次火山巖中的斷裂、裂隙運(yùn)移時(shí),熱液能萃取圍巖中的鈾,并進(jìn)一步富集沉淀形成次火山巖型鈾礦化,如113#和238#礦化點(diǎn)均為次火山巖型鈾礦化(圖5)。
當(dāng)含礦熱液進(jìn)一步上升至火山碎屑巖層中時(shí),會萃取富鈾火山巖中的鈾進(jìn)一步富集形成鈾礦化,當(dāng)熱液沿著斷裂、裂隙運(yùn)移至火山碎屑巖中時(shí),會形成密集的裂隙帶亞型鈾礦化;當(dāng)運(yùn)移至火山碎屑沉積巖時(shí),該沉積巖多為屏蔽層,阻止含礦熱液進(jìn)一步往上運(yùn)移,并且沉積巖中層理較為發(fā)育,含礦熱液易沿著層理面運(yùn)移沉淀,形成火山碎屑沉積巖亞型鈾礦化。
喜山期天臺山火山盆地南部發(fā)生了沉降,北部發(fā)生了抬升(圖6),因此在南部火山巖剝蝕程度較低,出露地層主要為一套火山碎屑巖夾火山碎屑沉積巖,在更南部沉積了一套紅色火山碎屑巖,在該巖層中發(fā)育有火山碎屑沉積巖型和密集裂隙帶型鈾礦化。往北方向剝蝕程度較強(qiáng),研究區(qū)中北部火山巖的上部地層被剝蝕殆盡,層間破碎帶型和密集裂隙帶型鈾礦化隨著火山碎屑巖夾碎屑沉積巖剝蝕完成也被剝蝕掉,僅?;鹕綆r底部發(fā)育的次火山巖以及火山口,因此見有隱爆角礫巖亞型以及次火山巖亞型鈾礦化發(fā)育。在北東部花崗閃長巖出露區(qū)見有花崗巖型鈾礦化發(fā)育。在研究區(qū)最北側(cè)剝蝕程度更強(qiáng),只出露前寒武系變質(zhì)巖,發(fā)育碳硅泥巖型鈾礦化。
該盆地從南往北逐步剝蝕之后,平面上的巖性結(jié)構(gòu)特征也可以反映該盆地垂向上的巖性結(jié)構(gòu),從上往下巖性依次為晚白堊世紅色碎屑沉積巖、早白堊世火山巖、早二疊世—早侏羅世淺?!恿飨嗵妓猁}巖—碎屑沉積巖,最底部發(fā)育有前寒武系基底變質(zhì)巖,部分發(fā)育有侵入巖,如花崗閃長巖沿著斷裂侵入。根據(jù)該盆地平面上的鈾礦化特征,推測其往深部鈾礦化特征具有密集裂隙帶火山巖型、火山碎屑沉積巖型→隱爆角礫巖型、次火山巖亞類、花崗巖型→碳硅泥巖型鈾礦化的變化趨勢,當(dāng)然可能出現(xiàn)深部由于不同巖層發(fā)生缺失或者沒有侵入體發(fā)育導(dǎo)致缺少花崗巖型或者其他類型鈾礦化的情況。
盆地南部鈾礦化信息較為豐富,沿著近EW向F1斷裂發(fā)育有1個(gè)礦點(diǎn),5個(gè)礦化點(diǎn),礦化類型以密集裂隙帶火山巖亞類、火山碎屑沉積巖亞類鈾礦化為主,鈾礦化多分布于天臺山地段,并且該地段還發(fā)育有火山機(jī)構(gòu),深部可能會發(fā)育與火山機(jī)構(gòu)相關(guān)的次火山巖,是成礦熱液活動的中心,根據(jù)鈾礦化在垂向上的分布規(guī)律,認(rèn)為其深部可能還具有次火山巖亞型、隱爆角礫巖亞型鈾礦化的潛力。因此建議下一步一方面繼續(xù)沿著F1斷裂進(jìn)行追索尋找鈾礦化信息,另一方面在天臺山火山機(jī)構(gòu)周圍加強(qiáng)深部鈾礦化的探索,尋找隱爆角礫巖型、次火山巖亞型鈾礦化。
盆地北部剝蝕程度較強(qiáng),沿著NE向F4、F5斷裂發(fā)育有3個(gè)礦點(diǎn),5個(gè)礦化點(diǎn),具有較好的成礦潛力。在北部發(fā)育有大片前寒武系基底變質(zhì)巖,而前人在基底變質(zhì)巖中工作程度較低,因此建議沿著F4、F5斷裂進(jìn)行追索,加強(qiáng)對基底變質(zhì)巖中碳硅泥巖型鈾礦化的探索。在F4、F5斷裂南西段、中段見有姜家、王石山崗火山機(jī)構(gòu)發(fā)育,火山機(jī)構(gòu)形態(tài)較為復(fù)雜,深部構(gòu)造特征不明,建議加強(qiáng)對火山機(jī)構(gòu)深部特征及其活動過程中產(chǎn)生的次級斷裂的研究,探索火山機(jī)構(gòu)附近隱爆角礫巖型、次火山巖型鈾礦化的潛力?;◢弾r型鈾礦化多沿著花崗閃長巖與圍巖界面分布,而巖體的侵入形態(tài)變化較大,查明深部花崗閃長巖侵入圍巖的界面是尋找深部花崗巖型鈾礦化的關(guān)鍵。NE向斷裂為深部熱液提供了通道,花崗閃長巖侵入界面與NE向斷裂交匯部位是下一步尋找花崗巖型鈾礦的重點(diǎn)地段。
前人工作多集中于贛杭帶火山巖中尋找鈾礦,并且取得較好的找礦效果,而在其他巖層中找礦效果不太理想,往往認(rèn)為鈾礦化主要賦存于火山巖地層中。在進(jìn)行鈾礦資源評價(jià)時(shí),往往將盆地內(nèi)火山巖剝蝕程度作為一個(gè)很重要的指標(biāo)。剝蝕程度較深的盆地,區(qū)內(nèi)火山巖規(guī)模出露較少,多認(rèn)為該地區(qū)鈾成礦條件較差,找礦潛力較小。該盆地北部剝蝕程度稍強(qiáng)于南部,而北部地表已探明的鈾礦(化)點(diǎn)信息稍優(yōu)于南部,顯示鈾成礦潛力與盆地剝蝕程度沒有直接聯(lián)系。該盆地已發(fā)現(xiàn)的鈾礦化不僅僅局限于火山巖中,也在花崗閃長巖以及基底變質(zhì)巖中均見有鈾礦化發(fā)育,因此在以后工作中不僅著重在火山巖中或者淺部尋找鈾礦化,還要考慮盆地深部及外圍其他地層中形成鈾礦化的潛力。在贛杭火山巖帶,有很多盆地在地表及淺部發(fā)現(xiàn)的鈾礦化類型往往是密集裂隙帶型、火山碎屑沉積巖型鈾礦化,其深部或者外圍是否還有其他類型的鈾礦化還不明晰。雖然前人將鈾礦化劃分為火山巖型、花崗巖型以及碳硅泥巖型鈾礦化,在贛杭帶鈾礦化主要是后期熱液活動的產(chǎn)物,只是賦礦圍巖不同,因此鈾礦化受構(gòu)造控制非常明顯。贛杭帶各個(gè)火山盆地的工作程度均較高,但在盆地外圍以及深部工作程度較低。前人在該成礦帶火山盆地外圍的二疊系碳質(zhì)砂巖、石炭系灰?guī)r、前寒武系變質(zhì)巖以及巖體中均探明有鈾礦床、礦(化)點(diǎn),顯示盆地外圍具有找礦潛力。因此建議加強(qiáng)對導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造沿走向和傾向的追索,尤其是導(dǎo)礦、控礦斷裂的深部及沿走向延伸至火山盆地的外圍前人工作程度較低的地區(qū)值得進(jìn)一步探索。
(1)天臺山火山盆地鈾礦化主要受巖層、巖體、斷裂、火山機(jī)構(gòu)、層間破碎帶等控制。下白堊統(tǒng)火山巖、前寒武系基底變質(zhì)巖以及花崗閃長巖是主要的賦礦巖層;NE向、近EW向斷裂是導(dǎo)礦斷裂,NE向斷裂控制了盆地北部鈾礦化展布,近EW向斷裂控制了南部鈾礦化分布;火山機(jī)構(gòu)和層間破碎帶是重要的控礦、含礦構(gòu)造。
(2)在盆地南部繼續(xù)沿著F1斷裂尋找鈾礦化信息,同時(shí)在天臺山火山機(jī)構(gòu)周圍加強(qiáng)深部鈾礦化的探索,尋找隱爆角礫巖型、次火山巖亞型鈾礦化。
(3)在盆地北部建議沿著F4、F5斷裂探索基底變質(zhì)巖中碳硅泥巖型鈾礦化;加強(qiáng)姜家、王石山崗火山機(jī)構(gòu)深部構(gòu)造特征研究,探索深部次火山巖亞型、隱爆角礫巖亞型鈾礦化;查明花崗閃長巖深部侵入界面是尋找花崗巖型鈾礦化的關(guān)鍵,NE向斷裂為深部熱液提供了通道,花崗閃長巖侵入界面與NE向斷裂交匯部位是下一步重點(diǎn)尋找花崗巖型鈾礦的地段。
(4)贛杭帶火山盆地工作程度均較高,盆地外圍以及深部工作程度較低,建議加強(qiáng)對導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造沿走向和傾向的追索,尤其是導(dǎo)礦、控礦斷裂的深部及沿走向延伸至盆地外圍前人工作程度較低的地區(qū)值得進(jìn)一步探索。
致 謝
在論文撰寫過程中得到了核工業(yè)二七〇研究所張萬良研究員、張鴻研究員和徐勛勝高級工程師的悉心指導(dǎo),在此一并表示感謝!