江西相山鈾礦田東部與西部地質(zhì)特征對比及其意義

姚亦軍，許蕓蕓

（1.江西省地質(zhì)局二六一大隊，江西 鷹潭 335001；2.江西省能源礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330103）

相山鈾礦田是我國目前品位較高、礦量豐富的熱液脈型鈾礦田。礦田內(nèi)的鈾礦化主要產(chǎn)在相山火山盆地內(nèi)的火山巖和次火山巖中。從空間分布位置上來看，除盆地東部發(fā)現(xiàn)一個云際鈾礦床外，目前已發(fā)現(xiàn)的鈾礦床均集中在火山盆地的西部和北部，其余地段僅零星分布一些小的礦點或礦化點。這種不均衡的鈾礦床產(chǎn)出規(guī)律，一般認為是侵蝕程度不同所致，從礦田西北部到東南部，礦床侵蝕深度逐漸加大［1-2］，使得東南部早期形成的鈾礦化由于缺乏良好的保礦條件，而逐漸消失。本文以盆地深部結(jié)構(gòu)、巖漿巖、斷裂構(gòu)造、成礦特征、控礦因素等為研究內(nèi)容，對相山鈾礦田東部與西部差異特征進行了對比分析，指明了東西部找礦方向。

1 礦田地質(zhì)概況

相山鈾礦田位于北東向贛杭火山巖型鈾多金屬成礦帶南西段與北北東向大王山-于山花崗巖型鈾成礦帶的交接部位［3］，受區(qū)域性撫州-永豐深大斷裂控制［4-5］（圖1）。

圖1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造略圖Fig.1 Sketch of regional geology in the study area

相山火山盆地平面上呈東西向的橢圓形，地層發(fā)育不完整，總體由基底和蓋層兩部分組成，基底主要包括中元古界、下石炭統(tǒng)華山嶺組和上三疊統(tǒng)安源組；蓋層主要是下白堊統(tǒng)酸性、中酸性火山熔巖、火山碎屑巖。盆地北西側(cè)有上白堊統(tǒng)紅層覆蓋［6］。

相山火山盆地形成過程中的構(gòu)造運動相當復雜，構(gòu)造格架主要包括斷裂構(gòu)造和火山構(gòu)造，斷裂構(gòu)造以北東和東西向基底構(gòu)造為主，北西向次之，它們控制了火山盆地的形成和發(fā)展，控制了相山鈾礦田的定位；火山構(gòu)造有火山口、火山管道、火山塌陷構(gòu)造和爆發(fā)角礫巖筒，它們控制了鈾礦床的定位。

2 東、西部差異特征

相山火山盆地經(jīng)歷了長期的發(fā)展歷史，形成了一個十分典型且內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造相當復雜的破火山機構(gòu)?；鹕脚璧刂胁?，由羅陂至上南穿過整個火山盆地，在Spot 衛(wèi)片上清晰的顯示線性構(gòu)造信息。該斷裂全長大于25 km，沿走向呈舒緩波狀，由北北西和北北東向斷裂首尾相連組成一條很重要的近南北向斷裂帶（圖2），傾向以東傾為主，傾角較陡。羅陂-上南斷裂形成于加里東期，其演化受撫州-永豐深斷裂和相山-黃陂-寧都斷裂帶控制，不但生成時間早，具有長期活動性，而且表現(xiàn)在控巖、控礦作用方面具繼承性特點，與東西向斷裂構(gòu)造復合控制了相山主火山口，并將火山盆地分割成在地質(zhì)構(gòu)造、鈾礦特征、控礦因素等方面差異特征明顯的東西兩部分。

圖2 相山礦田構(gòu)造略圖Fig.2 Structura sketch of Xiangshan ore field

2.1 地質(zhì)構(gòu)造差異

相山盆地以南北向羅陂-上南斷裂為界，東部在衛(wèi)片上呈暗色［7］，碎斑熔巖呈巨厚層狀產(chǎn)出，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，次火山巖大面積出露，沿盆地邊緣呈陡傾環(huán)帶狀巖墻（北東面）和面型（南東面）分布，在北段東側(cè)與東西向斷裂帶交匯，控制了礦田北部與次火山巖有關(guān)的呈東西向分布的礦集帶（圖2）；西部在衛(wèi)片上呈淺亮色［7］，除大面積出露碎斑熔巖外，還見流紋英安巖在西北邊出露，次火山巖在地表呈零星狀，但在深部分布較廣，在居隆庵、李家?guī)X等礦床施工的多個鉆孔深部均有見到，且兩地塊深部揭露所見的次火山巖賦存標高相對高差最大達800 m。

相山西部的北東、北西向斷裂構(gòu)造非常發(fā)育，交織成網(wǎng)，形成菱形格子狀的構(gòu)造格架，菱形斷塊內(nèi)發(fā)育的北北西、近南北向次級斷裂構(gòu)造是該區(qū)最關(guān)鍵的控礦因素［8］，礦體主要賦存于次級構(gòu)造及裂隙帶中，火山巖組間界面附近是礦化富集的主要空間（圖3）。

圖3 居隆庵鈾礦床賦存于次級斷裂（F7）裂隙中的群脈型礦體示意圖Fig.3 Schematic diagram of group vein type orebodies occurred in the secondary fracture of F7 in Julong'an uranium deposit

羅陂-上南斷裂以東的相山北部除發(fā)育北東向、東西向構(gòu)造外，盆地基底變質(zhì)巖大面積逆掩于下白堊統(tǒng)打鼓頂組下段砂巖、砂礫巖（K1d1）之上，形成了一個呈東西向展布的推覆體構(gòu)造（圖4），其下面的構(gòu)造、次火山巖和礦體被屏蔽隱伏，從而形成了特殊的“三盲”（盲構(gòu)造、盲巖體和盲礦體）現(xiàn)象［9］，成為相山礦田北部最為典型的成礦地質(zhì)特征。

圖4 相山礦田北部的“三盲”特征示意圖Fig.4 The "three blind" characteristic diagram in the north of Xiangshan ore field

推覆體構(gòu)造的形成與火山盆地東西部差異密切相關(guān)，主要是由于盆地火山活動中心位于東部，深部巖漿上升，盆地核部隆起，出現(xiàn)火山穹窿構(gòu)造側(cè)應力推覆的產(chǎn)物。相山北部“三盲”的具體形成機制認為如下：

下白堊統(tǒng)打鼓頂組下段砂巖、砂礫巖沉積之后，火山活動開始之前，由于區(qū)域性構(gòu)造體系的強烈活動，導致酸性火山巖漿向地殼上部運移，相山北部產(chǎn)生南北向擠壓的局部應力場，使基底中向南傾的近東西向斷裂首先復活，形成逆斷層和逆掩斷層。由于深部巖漿的上升，導致相山盆地核部逐漸隆起，一方面使逆掩斷層產(chǎn)狀逐步變緩，在隆起作用派生的側(cè)壓力作用下，產(chǎn)生南北向的長距離推覆運動，使基底變質(zhì)巖蓋在下白堊統(tǒng)底部的砂巖之上。推覆過程中，斷層以下的砂巖、砂礫巖被輾搓成不規(guī)則和不穩(wěn)定的透鏡體及牽引褶曲，厚度和產(chǎn)狀變化較大，其后推覆體被火山活動產(chǎn)生的火山巖覆蓋成為盲構(gòu)造。

火山活動結(jié)束后發(fā)生的大規(guī)?；鹕剿葸^程中，由于推覆體正位于北部塌陷環(huán)狀破裂面附近，推覆體面被引張，充填了次火山巖，形成總體呈平緩板狀的次火山巖體。火山塌陷時，推覆體面之下的變質(zhì)巖中各種方向的陡傾老斷裂發(fā)生引張，并被次火山巖漿充填，由于老斷裂都被推覆體面所覆蓋，生成的陡傾巖墻狀次火山巖體一般不穿過推覆體面，從而形成推覆體面以下的盲巖體。在成礦期，推覆體構(gòu)造對成礦起了非常重要的作用，因為推覆體本身就是一個具有多層結(jié)構(gòu)和復雜內(nèi)部構(gòu)造的地質(zhì)體，特別是侵入于變質(zhì)巖和砂巖之間的次火山巖體，其機械物理性質(zhì)明顯不同于前者，最容易成為構(gòu)造應力集中部位，產(chǎn)生容礦的裂隙群；而推覆面在一定程度上對熱液運移起著屏蔽作用，使推覆體面以下相對有利于成礦。推覆體構(gòu)造的存在是相山北部出現(xiàn)“三盲”的根本原因。

2.2 鈾礦特征差異

在鈾成礦特征方面，相山礦田東、西部分別形成于不同的地質(zhì)環(huán)境。東部以次火山巖型礦床為主，礦床與火山機構(gòu)密切相關(guān)，成礦作用主要與大規(guī)模火山塌陷及次火山巖侵位有關(guān)。熱液蝕變?yōu)楦烩c的堿性熱液活動，早階段生成的鈉長石化一般無鈾礦化，后階段出現(xiàn)的赤鐵礦化、綠泥石化則伴有弱的鈾礦化。礦化富集于花崗斑巖內(nèi)外接觸帶和變異部位。礦床類型為單鈾型，伴生元素及礦物種類少而簡單。礦床規(guī)模以中、小型為主，礦石鈾品位中等或較貧。

礦田西部均為火山熔巖型礦床，礦床與西北面的斷陷紅盆拉張關(guān)系密切，成礦作用主要與區(qū)域性拉張、裂解及脈巖侵入活動密切相關(guān)。熱液蝕變?yōu)楦环乃嵝灾寥跛嵝詿嵋夯顒?，可分為兩個階段：早階段形成以螢石為主的充填型脈體，出現(xiàn)含釷瀝青鈾礦，但礦石中釷含量不高；后階段以螢石-水云母為主的脈體，釷含量越來越高，可成為富釷鈾礦體。礦化富集于斷裂構(gòu)造與組間界面復合部位。礦床類型為鈾-釷混合型，伴生元素及礦物種類多而復雜。礦床規(guī)模以大、中型為主，礦石鈾品位較高，并見有特高品位礦體。

2.3 控礦因素差異

相山礦田內(nèi)的鈾礦化主要受斷裂構(gòu)造、火山巖層界面、酸堿蝕變、次火山巖侵入等多種因素控制，其中的斷裂構(gòu)造是成礦熱液運移和富集沉淀的主要場所，是最關(guān)鍵的控制因素?；鹕綆r層界面附近及次火山巖內(nèi)外接觸帶的構(gòu)造裂隙密集發(fā)育，是鈾礦富集的有利部位。成礦流體與圍巖相互作用形成的酸堿蝕變是鈾礦化形成和富集的重要因素。

控礦構(gòu)造組合形式的多樣性導致礦床具多構(gòu)造部位產(chǎn)出的特點，東部主要是定位于成礦期活動的斷裂與火山環(huán)狀或弧形構(gòu)造復合部位的礦床，還有定位于成礦期活動的斷裂與爆發(fā)角礫巖筒復合部位的礦床；西部有定位于成礦期活動的主干斷裂扭曲引張部位及其旁側(cè)裂隙帶的礦床，有定位于斷裂交叉部位的礦床，有定位于成礦期活動的區(qū)域斷裂旁側(cè)次級斷裂和裂隙密集帶發(fā)育部位的礦床，還有定位于北東向和北西向斷裂交匯形成的菱形隆起斷塊內(nèi)的次級斷裂或裂隙密集帶控制的礦床。與東部相比，西部斷裂構(gòu)造發(fā)育，尤其是北東向和北西向斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，在南北向斷裂帶的中段以西與東西向戴坊-相山斷陷帶交匯，控制了與火山塌陷有關(guān)的相山西部礦集帶，且在與北東向鄒家山-石洞斷裂夾持地段集中產(chǎn)出了礦田80%以上的富鈾礦床，這些富鈾礦床普遍具有多期次礦化疊加的特點，反映了構(gòu)造活動的多期性。

3 東、西部差異形成機制

通過對比相山火山盆地東、西兩部分的火山巖、次火山巖分布、斷裂構(gòu)造、火山機構(gòu)等地質(zhì)特征及與成礦有關(guān)的差異特征（表1、2），筆者認為以羅陂-上南斷裂為界，將火山盆地分割成東、西兩部分，這兩部分是不同地質(zhì)事件產(chǎn)生的兩個不同的地質(zhì)體，除具有相山礦田普遍性的成礦地質(zhì)條件外，還各具有其特有的成礦地質(zhì)條件。

表1 相山火山盆地東、西兩地塊主要地質(zhì)特征差異對比Table 1 Comparison of main geological characteristics between the east and west blocks of Xiangshan volcanic basin

相山火山盆地東、西部差異的形成，主要是由于盆地中部的南北向基底斷裂規(guī)模大，并貫通到蓋層，將相山火山盆地一分為二。這些南北向基底斷裂起始于加里東早期，在以后的構(gòu)造活動中又多次復活，尤其是在加里東期-燕山期撫州-永豐深斷裂強烈的走滑作用下，形成東西向拉張環(huán)境，拉分復活了南北向的基底斷裂構(gòu)造，并溝通深部巖漿，與第一火山旋回已被拉張塌陷的東西向斷裂構(gòu)造形成復合部位，控制了第二火山旋回主火山口中心式火山噴溢侵出，由于撫州-永豐深斷裂左旋走滑比右旋走滑強烈且規(guī)模大、時間長，因此第二火山旋回火山活動規(guī)模巨大，形成了相山火山盆地主體的火山巖。

表2 相山火山盆地東、西兩地塊主要成礦特征差異對比表Table 2 Comparison of main mineralization characteristics between the east block and west block of Xiangshan volcanic basin

圖5 相山礦田西部河元背礦床8 號帶剖面示意圖Fig.5 Geologic section of ore belt No.8 of Heyuanbei deposit in the west of Xiangshan ore field

通過分析相山火山盆地的構(gòu)造-巖漿演化史，結(jié)合相山火山盆地東、西兩部分差異特征，認為相山火山盆地的形成史如下：1）加里東期或更早，大規(guī)模的區(qū)域性變質(zhì)作用和構(gòu)造運動，使區(qū)域上形成了一套變質(zhì)-淺變質(zhì)巖系，并在基底變質(zhì)巖系中形成了區(qū)域性東西向展布的斷裂帶［12］，后期發(fā)育了區(qū)域性北東向斷裂構(gòu)造，即遂川-撫州斷裂帶。期間，強烈的構(gòu)造活動，相山地區(qū)基底變質(zhì)巖系中產(chǎn)生一系列東西、北東及南北向基底斷裂構(gòu)造，造成東部基底變質(zhì)巖的隆起、抬升。2）侏羅紀—早白堊世，區(qū)域北東向深大斷裂和基底東西向斷裂復合拉張，導致相山火山盆地在基底斷陷基礎(chǔ)上形成和發(fā)展。3）早白堊世打鼓頂組旋回火山活動期，相山主火山口大規(guī)模的火山噴發(fā)-溢流活動，形成了凝灰?guī)r沉積和流紋英安巖［13］。由于大量的火山巖漿向較低的西部溢流，造成西部流紋英安巖分布廣泛，東部流紋英安巖較薄或缺失。4）由于撫州-永豐深斷裂右旋走滑作用，拉分復活了相山中部及北部的東西向基底斷裂構(gòu)造，并深切基底，溝通深部巖漿，使深部巖漿在相山北部主要呈東西向隆起，并造成頂蓋滑脫而形成東西向展布的基底變質(zhì)巖推覆體，同時形成了呈東西向展布的裂隙式串珠狀的流紋英安巖火山溢流帶。5）早白堊世鵝湖嶺組旋回火山活動期，隨著火山噴發(fā)活動加強，進入火山噴發(fā)高潮期，西部牛頭山、芙蓉山等處產(chǎn)生側(cè)火山口，巖漿沿火山通道噴發(fā)，在火山口周邊形成中間厚、邊部薄的碎斑熔巖；隨著火山活動的加強，火山溢流后形成的巨大空腔，導致大規(guī)模的火山塌陷，形成相山破火山口及一系列的火山塌陷構(gòu)造，并導致了次火山巖沿區(qū)域東西向及北東向等斷裂構(gòu)造或火山塌陷構(gòu)造的侵位，形成花崗斑巖。盆地西部由于上覆的巨厚的火山熔巖，埋藏較深，北、東、南部的次火山巖則呈現(xiàn)出3 個不連續(xù)的半環(huán)，以不規(guī)則的弧形和半環(huán)形圍繞盆緣，侵入充填于區(qū)域斷裂、基底斷裂、火山環(huán)狀斷裂或火山塌陷作用產(chǎn)生的離張構(gòu)造中［14-15］。次火山巖漿沿相互復合交叉的各類斷裂構(gòu)造充填，侵入基底變質(zhì)巖和打鼓頂組砂巖層中，形成形態(tài)復雜多變的次火山巖。6）火山期后，由于區(qū)域性伸展拉張作用，相山火山盆地東、西部發(fā)生不均衡的構(gòu)造隆升和剝蝕，東部剝蝕強度大，地層隆起；西部相對下降，并由于后期剝蝕強度減弱，繼續(xù)沉積了上白堊統(tǒng)和局部區(qū)段的古近系，形成現(xiàn)代地貌的相山火山盆地。

4 東、西部找礦方向

由于相山盆地東、西部鈾礦控礦因素、地質(zhì)構(gòu)造的差異，兩個地區(qū)找礦方向也存在差異。相山礦田西部鈾礦化主要受東西向及北東向斷裂構(gòu)造控制，這些構(gòu)造（切盆深斷裂、基底斷陷構(gòu)造、火山構(gòu)造等）與界面（基底界面、侵入界面）復合部位、變異部位是有利的成礦空間，找礦勘查過程中應注意東西向基底斷陷帶及相山西部河元背、居隆庵、小芙蓉、白云、朋姑山等菱形斷塊控礦的研究，特別是要查明相對抬升的斷塊內(nèi)受近南北向斷裂控礦的成礦特征，這些部位中密集發(fā)育的次級構(gòu)造破碎帶是有利的成礦地質(zhì)體；礦田東部次火山巖體內(nèi)外接觸帶、火山管道是鈾礦化富集的主要部位，特別是受推覆體構(gòu)造和基底構(gòu)造控制的花崗斑巖體變異部位，成礦地質(zhì)體為小巖體，找礦方向主要是次火山巖及其內(nèi)、外接觸帶。

5 結(jié)論

以南北向羅陂-上南斷裂為界，相山火山盆地分為具有明顯差異的東、西兩部分。相山西部的賦礦巖性為碎斑熔巖和流紋英安巖，成礦構(gòu)造為受紅盆大斷裂控制的東西向、北東向斷裂構(gòu)造體系，成礦作用主要為酸交代；相山東部的賦礦巖性主要為侵入的花崗斑巖，成礦構(gòu)造為推覆構(gòu)造體系和基底控巖構(gòu)造，成礦作用以堿交代蝕變?yōu)橹鳌?/p>

在找礦方向上，西部應注重組間界面、基底界面變異部位及其與深源斷裂復合部位，特別是組間界面、基底界面與斷裂構(gòu)造交匯形成的“三面交匯”部位的富礦群；東部應注重次花崗斑巖小巖體內(nèi)外接觸帶，重點是受東西向推覆體構(gòu)造和基底構(gòu)造控制的次花崗斑巖體膨脹部位或形態(tài)變異部位。