相山火山盆地組間界面、基底界面特征及其對(duì)鈾礦的控制作用

林錦榮，胡志華，謝國發(fā)，黃凈白，戎嘉樹，李 芳，王勇劍

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029；2.江西省核工業(yè)地質(zhì)局261大隊(duì)，江西 鷹潭335001）

相山火山盆地位于贛杭火山巖多金屬成礦帶西端，區(qū)域構(gòu)造處于北東向遂川－撫州深斷裂與北北東向宜黃－安遠(yuǎn)深斷裂及北西向斷裂帶的交匯部位[1]。

該盆地的鈾礦找礦工作始于上世紀(jì)50年代，經(jīng)過近60年的找礦勘探，已發(fā)現(xiàn)一批大中型鈾礦床。經(jīng)長期開采，目前近地表可利用的鈾資源量已大幅度減少。隨著新一輪鈾礦找礦工作的全面開展，區(qū)內(nèi)找礦目標(biāo)開始轉(zhuǎn)向礦田深部和其外圍。因此，加強(qiáng)相山火山盆地整體結(jié)構(gòu)和深部構(gòu)造、深部成礦環(huán)境的研究，對(duì)深化相山地區(qū)鈾成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)，以及資源量擴(kuò)大，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 火山盆地結(jié)構(gòu)和火山作用

相山火山盆地總體上呈3層結(jié)構(gòu)：基底為中元古界變質(zhì)巖，部分為下石炭統(tǒng)、上三疊統(tǒng)砂巖；基底之上為上侏羅統(tǒng)火山雜巖－侵入巖。盆地北西側(cè)火山巖被上白堊統(tǒng)紅色碎屑沉積巖層 （簡稱為紅層）超覆。

火山活動(dòng)可劃分為第1旋回 （打鼓頂組）和第2旋回 （鵝湖嶺組）[2]，兩個(gè)旋回呈噴發(fā)假整合關(guān)系。第1旋回呈近東西向裂隙式、串珠狀噴溢，形成灰流相流紋質(zhì)弱熔結(jié)凝灰?guī)r、空落相流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r和溢流相流紋英安巖，厚度約860m；第2旋回呈中心式噴溢，為由噴發(fā)相向侵出相轉(zhuǎn)變的過程，且以侵出相為主體，形成一套酸性火山熔巖——碎斑熔巖 （流紋巖），厚度約1430m。隨后火山盆地發(fā)生塌陷，多條滑塌面被石英二長斑巖、花崗斑巖等酸性脈巖侵位；晚期沿?cái)嗔延谢◢彴邘r、煌斑巖等脈巖侵入。

在兩個(gè)火山旋回之間形成的假整合界面稱為組間界面，火山巖與基底形成的不整合界面稱為基底界面。

2 火山巖組間界面及基底界面特征

通過對(duì)相山盆地600多個(gè)鉆孔資料的統(tǒng)計(jì)，結(jié)合地球物理資料 （AMT、MT、重力及高精度磁測）解譯成果，筆者編制了整個(gè)盆地的打鼓頂組與鵝湖嶺組組間界面等高線圖、基底（不整合）界面等高線圖 （圖1、2）。

組間界面等高線圖、基底不整合界面等高線圖的編制，是該區(qū)深部構(gòu)造界面三維立體編圖的重要組成部分。相山火山盆地打鼓頂組與鵝湖嶺組組間界面、基底界面特征分述如下：

2.1 組間界面

相山火山盆地鵝湖嶺組、打鼓頂組組間界面等高線圖 （圖1）顯示，除局部鵝湖嶺組厚度較大或可能存在的火山通道，相山火山盆地大部分地區(qū)組間界面埋深小于900m，總體為平緩變化，反映盆地中心埋深大，周邊埋深小，局部 （如盆地西南部、西北部、東北部和東南部）埋深較大，反映鵝湖嶺組火山巖局部增厚。

組間界面還存在很多形態(tài)強(qiáng)烈變異部位，表現(xiàn)為褶皺或突然變陡，有的呈區(qū)域帶狀分布，有的為局部形態(tài)變異。連續(xù)帶狀的弧形變異 （變陡）部位是未完全固結(jié)的火山巖在重力滑脫作用下形成的火山塌陷構(gòu)造，線狀強(qiáng)烈變異帶為后期斷裂作用所造成。盆地中不同部位的組間界面變異部位多為重力滑塌形成的火山塌陷構(gòu)造。

圖1 相山火山盆地組間界面等高線圖Fig.1 Contour map of interface between formations in Xiangshan volcanic basin

火山盆地形成晚期，鵝湖嶺組、打鼓頂組火山巖在沒有完全固結(jié)時(shí)，上部厚度較大的鵝湖嶺組因重力作用向組間界面下坡方向塑性流動(dòng)，表現(xiàn)為組間界面上下或兩側(cè)火山巖層變形，組間界面變形但無斷裂位錯(cuò)。重力滑脫塑變導(dǎo)致組間界面及兩側(cè)火山巖發(fā)生強(qiáng)烈滑脫、片理化，應(yīng)力塑變還產(chǎn)生大量裂隙，為成礦期構(gòu)造熱液活動(dòng)提供極有利條件。

盆地北部、西部火山巖重力滑脫作用造成的較大規(guī)模組間界面變異部位，大體沿北部、西部、西南部邊緣呈帶狀分布，主要的一條是由上諳、云際、涼亭、橫澗－崗上英、鄒家山、居隆庵區(qū)塊中北部、河元背區(qū)塊北部等組成一環(huán)帶狀組間界面強(qiáng)變異帶。其次，中南部書堂經(jīng)平頂山至油溪，以及西南部東堆至石洞、書堂坪也存在組間界面強(qiáng)變異帶。

根據(jù)組間界面特征，原有地質(zhì)圖上推測的相山鈾礦田西部3條環(huán)狀火山塌陷構(gòu)造實(shí)際上并不存在，因?yàn)檫@些環(huán)狀火山塌陷構(gòu)造兩側(cè)組間界面沒有發(fā)生明顯變異，火山巖層也未發(fā)生明顯錯(cuò)位。

盆地的中東部、東南部由于鉆探資料和物探資料較少，組間界面等高線圖難以完整反映出界面的真實(shí)形態(tài)。

2.2 基底界面

由于以往大部分鉆孔深度不及火山盆地基底不整合界面，且可探測深部基底的物探方法也較少，對(duì)基底界面了解很有限。

相山火山盆地基底界面等高線圖 （圖2）顯示，除可能存在的火山通道，盆地大部分地區(qū)的基底界面埋深小于1400m?；鹕綆r分布總體呈中部深、周邊淺的特點(diǎn)，基本上反映了火山盆地為一不規(guī)則的、向火山活動(dòng)中心傾斜的盆狀體。

圖2 相山盆地基底界面等高線圖Fig.2 Contour map of basement interface in Xiangshan volcanic basin

盆地存在若干火山巖變厚、基底界面較深的圓形區(qū)域，圍繞這些圓形區(qū)域基底界面等高線圖呈同心環(huán)狀?；鹕綆r層變厚的圓形區(qū)域可能指示其為盆地火山活動(dòng)中心、火山通道或火山口位置。

相山火山盆地規(guī)模最大的基底界面較深圓形地區(qū)在盆地中東部，盆地西南部、西部也存在若干規(guī)模較小的基底界面較深圓形地區(qū)。這與地質(zhì)推測主火山口分布在中東部，而西南部和西部存在次級(jí)火山活動(dòng)中心相吻合。盆地中東部、西南部存在火山口已為鈾礦科學(xué)深鉆項(xiàng)目 （李子穎等，2013）完成的兩條呈十字相交的物探 （MT）剖面解譯成果所證實(shí)。

由于相山火山盆地鉆探及物探工作程度分布不均，特別是盆地中東部、東南部工作程度很低，無論是組間界面還是基底界面，均尚待進(jìn)一步確認(rèn)。

3 組間界面、基底界面對(duì)鈾礦的控制作用

通過組間界面、基底界面、斷裂帶與已知鈾礦化的空間關(guān)系研究，在垂向上可以把相山火山盆地鈾礦賦存空間劃分為上部組間界面控礦的第1成礦空間和下部基底界面控礦的第2成礦空間。

組間界面變異部位與斷裂構(gòu)造復(fù)合部位控制盆地內(nèi)部 （上部）鈾礦床空間定位，基底界面既控制著晚期花崗斑巖、也控制著盆地底部 （下部）鈾礦的空間定位。

相山礦田目前已探明的北部成礦帶鈾礦床代表了下部基底界面控制的第2成礦空間，西部成礦帶鈾礦床代表了上部組間界面控制的第1成礦空間。

以往相山火山盆地找礦重點(diǎn)主要集中在上部組間界面控礦的第1成礦空間，對(duì)基底界面控制的第2成礦空間探索、了解較少。從組間界面、基底界面特征，以及斷裂帶、晚期花崗斑巖的分布，可以預(yù)測已知礦床深部及外圍，無論是第1成礦空間還是第2成礦空間均具有很大的找礦潛力。

3.1 火山巖組間界面對(duì)鈾礦的控制作用

打鼓頂組與鵝湖嶺組組間界面 （變異部位）控制著火山盆地上部鈾礦的空間分布。盆地西部大部分已發(fā)現(xiàn)大礦、富礦，如鄒家山礦床、居隆庵礦床北段、李家?guī)X礦床北段、羅家山礦床北段、河元背礦床等均主要為組間界面控礦，組間界面附近是富大鈾礦體集中產(chǎn)出的部位[1]。

組間界面變異部位與切盆斷裂構(gòu)造復(fù)合控制著火山盆地上部鈾礦空間定位，相山礦田主要鈾礦床都位于組間界面強(qiáng)變異帶與斷裂構(gòu)造復(fù)合部位。西部河元背北部、居隆庵中北部組間界面變異帶與北北東向斷裂帶、南北向斷裂復(fù)合，控制了河元背、湖港、居隆庵、李家?guī)X等礦床的定位；鄒家山組間界面變異帶與鄒家山－石洞斷裂帶復(fù)合，成為良好的賦礦空間，控制鄒家山、如意亭等礦床的產(chǎn)出；羅家山－書堂－小芙蓉組間界面變異帶與北北東向斷裂復(fù)合，控制了羅家山、龍巴嶺、書堂、平頂山等礦床的定位。西南部東堆－石洞－書堂坪組間界面變異帶與北東向鄒家山－石洞斷裂帶、北西向河元背－小陂斷裂帶交匯部位控制石洞礦床的定位。北部東西向組間界面變異帶與北北東向斷裂復(fù)合，控制橫澗－崗上英礦床、橫排山礦床、涼亭、湖田等礦床的產(chǎn)出；云際－上諳存在近南北向組間界面強(qiáng)變異帶，與南北向云際斷裂帶復(fù)合，控制云際礦床、上諳礦點(diǎn)的產(chǎn)出。

從組間界面等深圖 （圖1）可見，相山火山盆地已知鈾礦床外圍存在很多組間界面變異帶，說明礦田外圍尚存在很大的找礦空間。

3.2 基底界面對(duì)鈾礦的控制作用

基底界面既控制著相山火山盆地晚期花崗斑巖脈，也控制著盆地下部鈾礦的空間分布、定位，基底界面為該區(qū)深部重要的成礦空間 （第2成礦空間）。由于以前火山盆地中鈾礦鉆探深度過淺，多未及基底界面，礦床深部基底界面控制的鈾礦發(fā)現(xiàn)較少。

相山火山盆地經(jīng)歷多期次構(gòu)造巖漿活動(dòng)，基底界面成為構(gòu)造薄弱帶，晚期深部上涌的花崗質(zhì)巖漿可沿陡傾斷裂構(gòu)造垂向脈狀充填（圖3），也可沿基底界面附近層狀侵位，形成產(chǎn)狀平緩的花崗斑巖脈體 （圖4）。研究表明

圖3 橫澗鈾礦床3號(hào)線剖面圖（據(jù)華東地質(zhì)勘探隊(duì)608隊(duì)，1980）Fig.3 Geologic section of line 3of Hengjian uranium deposit

基底界面控制著盆地晚期酸性脈巖的空間分布。在北部的勘查顯示，花崗斑巖沿基底界面附近侵入，呈陡傾脈狀、平臥狀。在西部鉆探中也普遍發(fā)現(xiàn)深部發(fā)育沿基底界面呈平臥狀侵入的花崗斑巖。花崗斑巖均遭受較強(qiáng)的熱液蝕變。

基底界面與斷裂構(gòu)造、花崗斑巖復(fù)合控制著下部第2成礦空間的鈾礦定位，具有很大成礦潛力和找礦空間。

鈾礦形成以后，區(qū)域斷裂構(gòu)造活動(dòng)使相山礦田北部成礦帶強(qiáng)烈抬升，西部成礦帶下降。北部成礦帶及花崗斑巖帶剝蝕出露，組花崗斑巖與鈾礦時(shí)空關(guān)系密切[3－6]，花崗斑巖及接觸帶中的構(gòu)造破碎帶、花崗斑巖脈附近的火山巖裂隙帶及片理化帶成為鈾礦有利的容礦空間。間界面附近的礦體被剝蝕殆盡，基底附近鈾礦體出露或埋深較淺；西部成礦帶組間界面附近的礦體保存完好，基底界面鈾礦埋深較大。第2成礦空間鈾礦為已知礦床深部鈾資源量擴(kuò)大的主要來源。

圖4 居隆庵鈾礦床北段72線剖面圖 （據(jù)江西省核工業(yè)地質(zhì)局261隊(duì)，2005）Fig.4 Geologic section of northern line 72of Julong'an uranium deposit

根據(jù)相山火山盆地打鼓頂組與鵝湖嶺組組間界面、基底界面、切盆斷裂構(gòu)造、花崗斑巖與鈾成礦的關(guān)系，上部組間界面控制的第1成礦空間和下部基底界面控制的第2成礦空間賦礦特征，建立相山火山盆地鈾成礦空間模式圖 （圖5）。切盆斷裂構(gòu)造帶為深部來源成礦熱液的導(dǎo)礦和容礦構(gòu)造，與其復(fù)合聯(lián)通的組間界面 （變異部位）、基底界面及花崗斑巖控制著相山火山盆地鈾礦的空間定位。

圖5 相山鈾礦田成礦空間模式圖Fig.5 Metallogenic model of Xiangshang urniaum ore－field

4 結(jié)論

通過相山火山盆地火山巖組間界面、基底界面特征及其與鈾成礦關(guān)系的分析研究，初步查明了組間界面、基底界面形態(tài)特征和埋藏深度。火山巖組間界面變異部位為鈾礦重要賦存空間，組間界面與斷裂構(gòu)造復(fù)合控制著該區(qū)上部鈾礦空間定位，基底界面既控制著晚期花崗斑巖產(chǎn)出，也控制著該區(qū)下部鈾礦的空間定位。

把相山火山盆地鈾礦劃分為上部火山巖組間界面控礦的第1成礦空間和下部基底界面控礦的第2成礦空間?？梢钥闯觯瑹o論是第1成礦空間還是第2成礦空間均具有很大的成礦潛力和找礦前景。

致謝：資料收集和研究工作得到核工業(yè)270研究所、江西省核工業(yè)地質(zhì)局261大隊(duì)和721礦有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和工程技術(shù)人員的大力支持和幫助，深表謝意！

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[4]林錦榮，李子穎，何奕強(qiáng)，龐雅慶，等 .贛南中新生代巖漿演化與鈾成礦 [J].礦物學(xué)報(bào)，2011，31 （增刊）：262－263.

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