伏廖古巖溶體地質(zhì)特征及鈾成礦遠(yuǎn)景分析

鄧春源，盧林斌，畢先才

（1.廣西305核地質(zhì)大隊，廣西柳州 545005；2.廣西307核地質(zhì)大隊，廣西貴港 537100）

伏廖古巖溶體地質(zhì)特征及鈾成礦遠(yuǎn)景分析

鄧春源1，盧林斌2，畢先才1

（1.廣西305核地質(zhì)大隊，廣西柳州 545005；2.廣西307核地質(zhì)大隊，廣西貴港 537100）

古巖溶理論找礦方法是一種新的找礦方法。廣西壯族自治區(qū)古巖溶成礦條件優(yōu)越。伏廖地區(qū)古巖溶體發(fā)育范圍大、古巖溶堆積物有一定規(guī)模，鈾成礦地質(zhì)條件良好，目前已有較好的鈾礦化顯示。作為桂西南尋找碳硅泥巖型鈾礦床的重點區(qū)域，伏廖Ⅱ號古巖溶體所在區(qū)域為鈾的成礦遠(yuǎn)景區(qū)域，值得進(jìn)一步工作。

古巖溶體；地質(zhì)特征；鈾成礦；遠(yuǎn)景認(rèn)識

古巖溶鈾礦床成礦理論和找礦方法是20世紀(jì)80年代以來，主要由南京大學(xué)、核工業(yè)230研究所、廣西305核地質(zhì)大隊致力研究取得的一系列重大科研成果，是對華南湘桂地區(qū)具有典型代表意義的387、373和3701等古巖溶鈾礦床特征進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)歸納，根據(jù)其形態(tài)產(chǎn)出特征、礦物、巖石學(xué)特征、鈾礦物存在形式、成礦圍巖條件顯示出的獨特組合形式，從而建立這一特殊的鈾成礦新類型［1-2］。同時指出，我國地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地殼運動強烈，地貌反差大，古巖溶發(fā)育，尋找古巖溶礦床有著廣闊的前景。特別是廣西古巖溶成礦條件優(yōu)越，已經(jīng)找到了如373、3701等多個大中型鈾礦床。

伏廖地區(qū)位于廣西崇左市東部一帶。本研究區(qū)西距373鈾礦床幾十千米，北距那渠鈾礦床僅數(shù)千米。大新—那渠一帶共發(fā)現(xiàn)古巖溶體27個，其中規(guī)模較大，二期沉積旋回4層巖性特征分帶明顯，基底面傾斜且形態(tài)復(fù)雜，靠近含泥碎屑巖鈾源層，斷裂構(gòu)造發(fā)育且具多期次活動，鈾成礦地質(zhì)條件較好的古巖溶體有4處，其中兩處分別發(fā)現(xiàn)了373中型鈾礦床和那渠小型鈾礦床［3-4］。伏廖古巖溶體是這4處古巖溶體中規(guī)模較大的一個，為廣西305核地質(zhì)大隊于20世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)，研究認(rèn)為該古巖溶體是尋找古巖溶鈾礦床較為理想的場所，當(dāng)時因核地質(zhì)工作戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移對該點只投入了極少量的工作就草草下馬。在實施地質(zhì)找礦“358”戰(zhàn)略突破行動的新形勢下，該點值得研究和重視。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本研究區(qū)位于華南板塊的南華活動帶右江褶皺系西大明山凸起的南部。西大明山復(fù)式背斜軸部的構(gòu)造線走向EW，而南翼因受NE向斷裂構(gòu)造的影響，出現(xiàn)次級的NE向背、向斜或穹隆構(gòu)造。伏廖古巖溶體發(fā)育于岜模背斜之北傾末端附近的那渠穹隆構(gòu)造的旁側(cè)。

復(fù)背斜軸部地層為寒武系（∈）砂、頁巖，翼部為泥盆系（D）和石炭系（C）。泥盆系中統(tǒng)下部為碎屑巖組成，中統(tǒng)上部巖石以碳酸鹽巖為主，夾含少量硅質(zhì)巖。區(qū)域內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，僅在復(fù)背斜軸部見到石英斑巖脈。

2 古巖溶體地質(zhì)特征

2.1 古巖溶體地表形態(tài)特征

伏廖古巖溶體被伏廖斷層一分為二，北面的Ⅰ號古巖溶體出露良好，走向由NW轉(zhuǎn)為近EW，巖溶角礫巖帶長達(dá)3.6 km，寬0.1～0.6 km，面積約1.72 km2。該古巖溶體北西端狹窄，形似長柄葫蘆狀。南面的伏廖Ⅱ號古巖溶體屬于現(xiàn)代地形低洼部位，多被第四系覆蓋，為大片耕作區(qū)。經(jīng)對航片遙感地質(zhì)解釋，發(fā)現(xiàn)在該部位存在明顯的環(huán)洼影象，形似次圓狀或四邊形。在野外觀察，于環(huán)洼范圍內(nèi)多處見到巖溶角礫巖露頭，東南側(cè)與北西角出露較好。電測剖面的電阻率和極化率測量也證實該古巖溶體的存在，面積約2.50 km2（圖1）。

2.2 古巖溶體受斷裂構(gòu)造控制

伏廖地區(qū)范圍內(nèi)僅有NW向斷裂發(fā)育，其中的主干斷裂稱為伏廖斷裂，沿走向長6.5 km，寬2～5 m，產(chǎn)狀：傾向30°～40°，傾角45°～75°。充填構(gòu)造角礫巖、方解石脈，局部見細(xì)微晶石英脈和黃鐵礦化。該斷層的北西端作為那渠穹隆構(gòu)造北面的分界線，并延伸至區(qū)域性的那渠斷裂交匯。那渠穹隆構(gòu)造南面的弄活斷裂由走向EW轉(zhuǎn)為NW，并在伏廖地區(qū)與伏廖斷裂交匯復(fù)合。伏廖古巖溶體正是發(fā)育在兩斷裂復(fù)合部位。很明顯，伏廖地區(qū)古巖溶體受NW向斷裂控制。

2.3 古巖溶體巖性特征

伏廖Ⅰ、Ⅱ號古巖溶體均發(fā)育在泥盆系唐家灣組（D2t）灰?guī)r內(nèi)。古巖溶體由一套特殊的混雜陸源相巖石組成。巖石由粒級懸殊、分選差、成分多變的礫、砂礫、砂、泥質(zhì)并含炭、鈣、鐵等混合堆積而成。據(jù)鉆探揭露資料，這套巖溶角礫巖自下而上大體分為4層。

第1層為暗色層（yL1）：地表一般不出露，巖性為古巖溶發(fā)育過程中最先沉積的灰黑至黑色含炭質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，含礫泥巖等，具粒狀結(jié)構(gòu)的黃鐵礦化。主要特點是物質(zhì)顆粒較細(xì)，成巖度較低，顏色較深。該層厚度變化大，厚度為2～19m，為鈾礦化層。

第2層為淺色層（yL2）：灰至灰白色。該層在成巖階段除外面繼續(xù)有搬運物進(jìn)入之外，洞壁也有塌下來的巖石碎塊（角礫），主要形成鈣泥質(zhì)膠結(jié)的角礫巖層，角礫大小不一，形狀很不規(guī)則，尖棱至次圓狀，混雜堆積，局部形成含礫泥巖、粉砂巖、洞穴灰?guī)r和鈣屑礫巖等。膠結(jié)物主要為鈣質(zhì)，具方解石脈并多次充填，成巖度高，具落石穿層構(gòu)造，該層厚度50m左右，局部有伽瑪異常，亦為鈾礦化層。

第3層為紫色層（yL3）：該層巖石地表廣泛出露，直觀易見。巖石物質(zhì)成分以原地或附近塌落下來的巖石角礫為主。少量外面搬運來的泥、鐵、砂礫物質(zhì)，形成鈣、鐵、泥、砂質(zhì)膠結(jié)的巨厚層巖溶角礫巖，局部有含礫粗砂巖，含礫泥巖透鏡體。礫石直徑一般為10～50 cm，成巖度較高。該層巖石膠結(jié)物中含鐵質(zhì)較多，呈現(xiàn)紫紅色。該層巖石厚度達(dá)50～100m，不具鈾礦化。

第4層為塌陷層（yL4）：由紊亂灰?guī)r巖塊夾礫巖組成，為原地塌落下來的巨大巖塊形成的堆積體，蓋在yL3之上，幾乎無外地搬運來的物質(zhì)。該層巖石方解石化強烈，局部形成由方解石團(tuán)塊充填和膠結(jié)的塌陷角礫巖帶。該層巖石厚度變化大，幾十至幾百米，不具鈾礦化。

上述各層巖性彼此差異較大，從早期到晚期的堆積物存在如下變化規(guī)律：物質(zhì)來源由以異地搬運來的碎屑為主變成由附近圍巖塌落的碎屑為主；巖石顏色變化：黑—灰—紅；物質(zhì)成分由泥、砂質(zhì)為主變成由鈣質(zhì)為主，早期巖石含炭質(zhì)并具有黃鐵礦化，晚期的則無；碎屑粒度由微粒、細(xì)粒變?yōu)榇至Ｒ灾疗[、巨礫巖塊等；巖石成熟度中間高、兩頭低；沉積環(huán)境由還原變?yōu)檠趸?。鈾礦化僅與古巖溶體底部的暗色堆積層有關(guān)［5］。

2.4 古巖溶體基底形態(tài)特征

伏廖Ⅰ號古巖溶體北緣及其北西端所見巖溶巖石直接堆積于泥盆系平恩組（D1-2p）泥巖、粉砂巖、硅質(zhì)巖之上，故推測所有基底巖石為平恩組的碎屑巖。基底巖石產(chǎn)狀除在靠近那渠穹隆構(gòu)造部位巖層因斷裂影響而傾向N或NNE外，平恩組、唐家灣組作為西大明山復(fù)背斜南翼的正常巖層，在區(qū)內(nèi)呈向往南傾斜，為緩傾角的單斜形態(tài)。由此得知，古巖溶堆積體基底形態(tài)簡單，起伏不大，基底界面總的是呈緩坡狀往南傾斜，所以，古巖溶體傾向南，傾角緩。

伏廖Ⅱ號古巖溶體位于Ⅰ號古巖溶體南面，處于現(xiàn)代地形低洼部位。按區(qū)域地層往南傾斜的產(chǎn)狀，同是發(fā)育于唐家灣組灰?guī)r內(nèi)的伏廖Ⅰ、Ⅱ號古巖溶體也同樣是往南傾斜。Ⅱ號古巖溶體底界面比Ⅰ號古巖溶體的標(biāo)高低，埋藏深度大。據(jù)電測深資料表明，Ⅰ號古巖溶體的埋深約40～200m；Ⅱ號古巖溶體的埋深在100～400m，最深達(dá)500m以上，而且底部起伏不平，有隆起與凹陷，總體向南傾斜。

3 古巖溶體鈾礦化地質(zhì)特征

施工少量鉆探工程對其深部進(jìn)行揭露驗證，已發(fā)現(xiàn)兩個古巖溶體均存在鈾礦化，其中Ⅱ號古巖溶體存在較好的礦化層，基本特征如下：

①礦化產(chǎn)出在古隆起剝蝕區(qū)至巖溶沉積中心之間的緩坡狀基底界面之上的巖溶巖石中，一般距界面1～5 m。礦化受古巖溶體底部暗色堆積層控制。

②礦化主要在第1層的炭質(zhì)泥巖、含礫泥巖中產(chǎn)出，其次在第2層的炭質(zhì)礫巖中產(chǎn)出。鈾元素多賦存在巖石的膠結(jié)物中，主要以浸染分散的游離吸附狀態(tài)存在于巖石裂隙中，未見鈾的原生或次生礦物。

③礦化受斷層構(gòu)造控制，尤其是發(fā)育在古巖溶體基底灰?guī)r與碎屑巖接觸帶的層間斷層是主要的成礦與控礦構(gòu)造。礦化受后期構(gòu)造作用改造與疊加，其中以方解石化至方解石重結(jié)晶作用較明顯，造成鈾元素的進(jìn)一步疊加富集。

④礦化與泥質(zhì)、炭質(zhì)、鐵質(zhì)（黃鐵礦）含量有關(guān)，尤其與炭質(zhì)、粉末狀黃鐵礦關(guān)系密切。與鈾礦化有關(guān)的蝕變有硅化、黃鐵礦化、赤褐鐵礦化和方解石化。

⑤與U伴生的元素有多種，其中Mo、Ni、V、As、Zn、Ga和Sr等元素的含量隨U的含量增高而增高。

4 物探伽瑪測量數(shù)據(jù)資料分析

對發(fā)現(xiàn)的27個環(huán)洼（古巖溶體）選擇其中的14個進(jìn)行地表伽瑪測量，其數(shù)據(jù)統(tǒng)計情況見表1。9號環(huán)洼為那渠古巖溶體，12、13號分別為伏廖Ⅰ、Ⅱ號古巖溶體，很明顯，它們的“均值”和“均方差”與其他環(huán)洼（古巖溶體）相比數(shù)值偏大。

5 伏廖古巖溶體與那渠含礦古巖溶體的鈾成礦條件比較

伏廖古巖溶體與華南典型的373礦床和3701（那渠）礦床處在同一地質(zhì)構(gòu)造單元內(nèi)，特別是伏廖古巖溶體與那渠含礦古巖溶體相距較近，兩者的地質(zhì)礦化特征與鈾成礦地質(zhì)條件相比較，存在很多相似之處：

①古巖溶體均發(fā)育在泥盆系下、中統(tǒng)之碎屑巖與中、上統(tǒng)之碳酸鹽巖接觸帶且有斷裂構(gòu)造通過附近的灰?guī)r內(nèi)。

②古巖溶體均位于那渠穹隆構(gòu)造旁側(cè)，那渠古巖溶體位于穹隆構(gòu)造的北西側(cè)，伏廖古巖溶體位于穹隆構(gòu)造的南東側(cè)。

③古巖溶體的形成和發(fā)展變化均受斷裂構(gòu)造控制，那渠古巖溶體受NE向斷裂構(gòu)造控制，伏廖古巖溶體受NW向斷裂構(gòu)造控制。

④古巖溶體發(fā)育充分、完整，均為從印支期到燕山期堆積的疊置式古巖溶體。巖溶巖石由一套特殊的混集陸源相巖石組成，而且從早期到晚期的堆積巖石變化規(guī)律一致，巖石特征相同。早期堆積的巖石均屬還原環(huán)境，晚期堆積的巖石均屬氧化環(huán)境。

⑤古巖溶體堆積基底巖石均為泥盆系平恩組泥巖、粉砂巖或硅質(zhì)巖。

⑥含礦巖性均為早期堆積的含炭質(zhì)、黃鐵礦的泥巖、含砂礫質(zhì)泥巖、砂礫巖。

⑦鈾源相同，均來自隆起剝蝕區(qū)的鈾源層——碎屑巖，尤其來自泥盆系郁江組（D1y）和平恩組（D1-2p）的富鈾層。

兩者的不同之處在于：那渠古巖溶體早期巖溶巖石厚度較大，基底起伏不平，隆起區(qū)和凹陷區(qū)明顯，對鈾成礦有利。伏廖Ⅰ號古巖溶體堆積基底形態(tài)簡單，總的形態(tài)是呈緩坡狀往南傾斜，相對隆起和凹陷部位不明顯。

6 伏廖古巖溶體鈾成礦遠(yuǎn)景初步認(rèn)識

伏廖Ⅱ號古巖溶體與Ⅰ號古巖溶體相距很近，推測其深部是連通的，Ⅰ號古巖溶體底界面往Ⅱ號古巖溶體傾斜，由此可以推測Ⅰ號古巖溶體內(nèi)的泥質(zhì)、炭質(zhì)、鐵質(zhì)以及鈾元素等容易搬運的物質(zhì)大多已經(jīng)轉(zhuǎn)移到Ⅱ號古巖溶體內(nèi)。電測資料表明Ⅱ號古巖溶體底部形態(tài)相對復(fù)雜，有隆起與凹陷，存在較好的儲礦空間。

深部驗證工程已經(jīng)在Ⅱ號古巖溶體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了較好的鈾礦化層，并且，在大片第四系覆蓋的范圍內(nèi)能夠見到多處零星出露的早期巖溶堆積的鐵錳質(zhì)和泥砂質(zhì)膠結(jié)的礫巖，也反映了Ⅱ號古巖溶體內(nèi)不乏早期還原環(huán)境下的堆積物。據(jù)電測資料，在伏廖—那蕩一帶，深部存在較高的極化率體，推測這是早期巖溶層富含黃鐵礦的反映。核工業(yè)230研究所與廣西305核地質(zhì)大隊在該地區(qū)開展鈾礦地質(zhì)科研工作中，均在Ⅱ號古巖溶體南部圈出了偏高場和異常場，指明Ⅱ號古巖溶體的成礦遠(yuǎn)景值得重視。

7 結(jié)語

伏廖地區(qū)古巖溶發(fā)育，但整體工作程度低。前期各種找礦工作和綜合研究分析表明，伏廖Ⅰ、Ⅱ號古巖溶體深部存在連通的可能，伏廖Ⅱ號古巖溶體鈾成礦地質(zhì)條件較好，物化探異常明顯，礦化層位清楚，符合古巖溶控礦特征，為鈾富集成礦遠(yuǎn)景區(qū)域，尤其是其南部為鈾的成礦有利地段，值得進(jìn)一步工作，建議列為古巖溶找礦突破的工作靶區(qū)。

［1］閔茂中，沈保培．華南古巖溶型鈾礦床礦物學(xué)及其礦床成因意義［J］．中國巖溶，1997，15（3）：251-258.

［2］劉立鈞，王清河，侯運秋．地洼型古巖溶成礦模式及應(yīng)用研究［J］．中國核科技報告，1990，12.

［3］閔茂中．華南鈾的古巖溶直接成礦現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)［J］．科學(xué)通報，1994，39（12）:1 152-1 152.

［4］閔茂中.某大型鈾礦床的典型古巖溶地質(zhì)特征［J］．中國巖溶，1995，13（4）:289-294.

［5］鄢文學(xué)，賴伏良，鄧春源．桂西南地區(qū)泥盆系含鈾層位及成礦遠(yuǎn)景［R］．柳州，廣西305核地質(zhì)大隊，1986.

Geological features of palaeokarst and prospective analysis on uranium ore formation in Fuliao

DENG Chun-yuan1，LU Lin-bin2，BIXian-cai1
（1.Nuclear Geologic Party No.305，Guangxi Zhuang Automonous Region，Liuzhou，Guangxi 545005，China；2.Nuclear Geologic Party No.307，Guangxi Zhuang Automonous Region，Guigang，Guangxi 537100，China）

Prospecting methods of palaeokarst theory is a new kind of prospecting method.The oreforming condition on palaeokarst in Guangxi Zhuang Automonous Region is believed to be very good. Palaeokarst in Fuliao area has large development range，high rock maturities and good uranium oreforming geological condition.Favorable uranium mineralization has already been discovered.As an important region for exploring carbonate-silicous-pelitic rock uranium deposit in the westsouth of Guangxi Zhuang Automonous Region，the region where Fuliao palaeokarst No.II located is believed to be the besturanium prospective region，which deserves furtherwork.

palaeokarst；geological feature；uranium ore-formation；prospective recognition

P614.19；P598

A

1672-0636（2013）03-0143-05

2013-04-26；

2013-05-03

鄧春源（1964—），男，湖南東安人，工程師，主要從事鈾礦地質(zhì)工作。

10.3969/j.issn.1672-0636.2013.03.004