諸廣巖體中部塘灣地區(qū)鈾成礦地質(zhì)條件及找礦潛力

劉文泉 賴 靜 吳德海 江衛(wèi)兵

(1.核工業(yè)二九〇研究所,廣東 韶關(guān) 512029;2.江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院資源環(huán)境與珠寶學(xué)院,江西 贛州 341000)

南嶺中段諸廣巖體是華南地區(qū)重要的產(chǎn)鈾巖體,產(chǎn)出長江、百順、城口等系列鈾礦田,鈾資源量極其豐富,已有礦床的邊深部找礦潛力大。塘灣礦床位于諸廣巖體中部城口礦田內(nèi),是該礦田內(nèi)唯一的中型鈾礦床,具有相當(dāng)重要的研究意義[1]。自20世紀(jì)90年代以來,塘灣礦床的勘查和科研工作幾乎停滯,直至近些年在中國核工業(yè)地質(zhì)局的支持下先后開展了地質(zhì)、物探和化探工作,顯著提升了該地區(qū)的鈾礦找礦工作程度。已有的成果資料顯示,塘灣礦床邊深部仍具有很好的找礦潛力。本研究在前人工作的基礎(chǔ)上,結(jié)合近些年在塘灣礦床開展的系列工作,綜合分析區(qū)內(nèi)鈾成礦地質(zhì)條件和鈾礦化特征,為今后的找礦勘查工作提供必要的思路和依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 大地構(gòu)造位置

塘灣位于南嶺中段諸廣巖體中部,大地構(gòu)造位置處于閩贛后加里東隆起南緣與湘桂粵北海西—印支坳陷的剛?cè)岬貕K結(jié)合部位附近(圖1(a)),區(qū)域上受SN向萬洋—諸廣、EW向九峰—大余和NE向萬長山3條構(gòu)造巖漿活動帶聯(lián)合控制[2-4]。從殼幔圈層角度來看,研究區(qū)位于多個深層構(gòu)造單元(幔凸與幔凹)的相互交接過渡地帶(圖1(b)),為塘灣地區(qū)構(gòu)造巖漿活動及鈾成礦作用提供了有利的大地構(gòu)造條件。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置示意Fig.1 Schematic of tectonic position of the study area

1.2 地 層

塘灣位于諸廣巖體中部,外圍地層出露較齊全,從震旦紀(jì)至第四紀(jì)各時代的地層僅缺失志留系、下泥盆統(tǒng)與中三疊統(tǒng)(圖2)。其中,前震旦系為一套中—深變質(zhì)為主體的變質(zhì)巖,巖石含鈾量為(2.3～5.3)×10-6;新元古界為一套區(qū)域淺變質(zhì)為主的海相沉積巖;下古生界分布于巖體外側(cè)接觸帶附近,包含寒武系以及奧陶系的龍頭寨群和下黃坑群,總體上是一套遭受淺變質(zhì)程度(低綠片巖相)的區(qū)域變質(zhì)巖,鈾含量一般較高,為(5.0～7.0)×10-6,最高可達(dá)10.0×10-6。 上古生界缺失下泥盆統(tǒng),石炭系和二疊系夾少量煤層,含煤層部分鈾含量高,局部富集;中生界包含三疊系、侏羅系與白堊系,三疊系主要為一套淺海相碳酸鹽巖及細(xì)碎屑巖類沉積巖和山間盆地類磨拉石碎屑巖沉積,侏羅系則為一套淺海相、海相—內(nèi)陸山間盆地相碎屑巖,白堊系以陸相碎屑沉積為主(圖2)。

圖2 諸廣山巖體地質(zhì)特征[1-3]Fig.2 Geological characteristics of the Zhuguangshan pluton

1.3 巖漿巖

諸廣巖體位于南嶺地區(qū)3條大型平行花崗巖帶的北帶,是一個多期多次活動的巨型復(fù)式巖體,出露面積大于4 000 km2。其中加里東期出露面積75 km2,海西期144 km2,印支期937 km2,燕山早期為1 576 km2,巖體形成于加里東期、印支—燕山早期,構(gòu)成巖體的主體。

印支期巖體沿萬洋—諸廣呈SN向分布,燕山早期巖體則呈NEE向和NWW向展布,構(gòu)成五峰—大余巖體。諸廣山巖體從早到晚以中酸性巖漿活動為主,同時也存在中基性巖漿活動,從加里東期的二長輝長巖—印支期的云輝二長巖—燕山晚期的輝長巖、輝綠巖、煌斑巖、玄武巖、安山巖等均有出現(xiàn)。加里東期、印支期鈾含量為(7.0～11.0)×10-6,印支、燕山期鈾含量高達(dá)(16.0～19.8)×10-6,是花崗巖類巖石鈾克拉克值的4～5倍。在塘灣地區(qū)主要出露的是燕山期各階段花崗巖,主體為三江口巖體,小巖體為塘灣巖體。

1.4 斷裂構(gòu)造

諸廣地區(qū)的主要斷裂構(gòu)造有SN向、NWW向和NEE(NE)向3組(圖2)。SN向構(gòu)造帶大致沿東經(jīng)114°延伸,長大于85 km,寬8～12 km,是加里東以來形成的控巖構(gòu)造,控制了印支期第3階段中粒斑狀二云母花崗巖和燕山晚期的中粒二云母花崗巖,呈SN向分布,北部控制鹿井礦田,南部控制了長江、百順礦田。NWW向構(gòu)造帶主要有塘灣—全安帶,長約60 km,寬10～20 km,是一形跡比較寬、散的構(gòu)造帶。NEE(NE)向構(gòu)造帶是巖體主要斷裂,它既是控礦斷裂,部分又是含礦斷裂,如城口斷裂。

城口礦田內(nèi)區(qū)域性深大斷裂為NE向熱水?dāng)嗔?走向 30°～48°,傾向 SE、NW,傾角 50°～85°,局部(城口鎮(zhèn)附近)呈成反“S”型,規(guī)模較大,寬數(shù)米至十?dāng)?shù)米不等,長約20 km。帶內(nèi)物質(zhì)成分復(fù)雜,以硅質(zhì)填充物和石英為主,熱液活動強(qiáng)烈,多期多次活動特征顯著,為區(qū)域性導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造,局部含礦,沿走向斷續(xù)分布有礦化點、異常點。

2 塘灣礦床地質(zhì)特征

2.1 巖體特征

塘灣礦床位于NNW向塘灣斷裂和NEE向城口斷裂的交匯地段(圖3),廣泛出露燕山期花崗巖,主要巖性有中粗粒斑狀黑云母花崗巖(三江口巖體),中(細(xì))粒斑狀二云母花崗巖和中細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖(塘灣巖體)以及燕山晚期細(xì)(中)粒二云母花崗巖、細(xì)粒黑云母花崗巖,另見有少量堿交代巖和輝綠巖脈。不同巖性之間以侵入接觸為主,在接觸部位常見有偉晶巖化、硅化、冷凝邊和烘烤邊等現(xiàn)象。其中,中粗粒斑狀黑云母花崗巖(三江口巖體)、中(細(xì))粒斑狀二云母花崗巖和中細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖(塘灣巖體)是區(qū)內(nèi)的主要賦礦圍巖。前人對區(qū)內(nèi)花崗巖的研究結(jié)果表明:中粗粒斑狀黑云母花崗巖、中細(xì)粒斑狀二云母花崗巖、細(xì)粒二云母花崗巖均為過鋁—強(qiáng)過鋁質(zhì)花崗巖S型花崗巖[5-7],它們均主要由區(qū)內(nèi)的富鈾底層基底部分熔融形成,巖石鈾含量高。

2.2 構(gòu)造特征

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,按走向可分為NEE、NE、NW和近 SN(NNW)向4組(圖3)。NEE向城口斷裂、NW向塘灣斷裂為區(qū)內(nèi)主要的控礦構(gòu)造,在二者持續(xù)的構(gòu)造應(yīng)力作用下,派生一系列次級構(gòu)造,其中NEE向城口斷裂是區(qū)內(nèi)最主要的含礦構(gòu)造,其上盤發(fā)育一系列走向基本一致、傾向深部相交匯的次級構(gòu)造,亦多為含礦構(gòu)造。另外,在NW向塘灣斷裂帶內(nèi)局部見有鈾礦化現(xiàn)象,地表出露系列礦點和礦化點;在近SN向的多條近平行的斷裂帶中同樣見有系列的鈾礦化現(xiàn)象,尤其在與NE、NEE向構(gòu)造交匯處較發(fā)育。這些礦化點、異常點是否具有工業(yè)價值,尚待進(jìn)一步核查。

圖3 塘灣地區(qū)鈾礦地質(zhì)特征Fig.3 Geological characteristics of uranium deposit in Tangwan area

總體而言,區(qū)內(nèi)構(gòu)造格局較明朗,斷裂構(gòu)造發(fā)育具有多方向性、發(fā)育密集、力學(xué)性質(zhì)多變、形態(tài)復(fù)雜、繼承性強(qiáng)等諸多特征,整體構(gòu)造格局有利于鈾成礦,但是對于各構(gòu)造的成礦有利性及具體有利部位的分析研究有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

2.3 圍巖蝕變特征

區(qū)內(nèi)熱液蝕變發(fā)育強(qiáng)烈而廣泛,見有白云母化、云英巖化、堿性長石化、水云母化、硅化、赤鐵礦化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、螢石化、綠泥石化、高嶺土化等一系列蝕變,以斷裂帶為活動中心在其上、下盤兩側(cè)圍巖中均有發(fā)育。其中,硅化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、螢石化、綠泥石化在空間上和鈾礦化關(guān)系最為密切。

一方面,不同斷裂構(gòu)造以及同一斷裂構(gòu)造的不同地段的蝕變類型、蝕變強(qiáng)度和范圍具有一定的差異,這對于鈾礦找礦勘查時相對有利,可充分利用蝕變發(fā)育的差異性和鈾礦化的關(guān)系,找尋有利的含礦斷裂構(gòu)造和有利地段。另一方面,研究區(qū)圍巖蝕變在空間上具有普遍性規(guī)律:在垂向上,各蝕變礦物以及同一蝕變礦物具有明顯的疊加發(fā)育現(xiàn)象,反映了熱液活動的多期、多階段特征;在水平方向上,自斷裂帶中心部位往兩側(cè),蝕變強(qiáng)度整體呈現(xiàn)逐漸減弱的趨勢。目前區(qū)內(nèi)熱液蝕變整體研究程度相對較低,缺乏系統(tǒng)的研究,區(qū)內(nèi)的蝕變期次和蝕變分帶也尚未明確劃分。

2.4 礦體特征

目前,塘灣礦床已發(fā)現(xiàn)鈾礦體40余條,以盲礦體、小礦體居多,呈舒緩波狀、透鏡狀;賦存標(biāo)高350～-210 m,主礦體揭露最新標(biāo)高至近-300 m,走向長度一般為20～40 m,少數(shù)達(dá)100 m,最長640 m,延深一般為20～50 m,最深達(dá)500 m。2019年至今所揭露的礦體最大厚度近15 m,品位約0.3%,顯示其往深部顯著變優(yōu);在礦床外圍也接連發(fā)現(xiàn)了新礦體,礦體厚度、品位均較好。礦體產(chǎn)狀隨斷裂構(gòu)造的變化而變化,總體上呈NEE走向,近地表傾角較緩,100 m標(biāo)高以深近直立。礦體品位、厚度不均勻。區(qū)內(nèi)最大礦體為I號主礦體,規(guī)模較大(長640 m,延深500 m),品位、厚度中等,產(chǎn)于城口斷裂(F1)硅化破碎帶中,受F1與F10斷裂的復(fù)合部位控制。

3 塘灣礦床鈾成礦條件

3.1 巖體與鈾成礦的關(guān)系

3.1.1 鈾 源

鈾源作為鈾礦床形成的必要條件和鈾礦床成因研究的最主要內(nèi)容之一,前人就華南花崗巖型鈾礦床的鈾源這一科學(xué)問題,進(jìn)行了大量研究工作,基本達(dá)成共識——鈾源主要來自于產(chǎn)鈾花崗巖,部分可能來自于變質(zhì)結(jié)晶基底[8-10]。而對于花崗巖型鈾礦床,具有偏鋁質(zhì)高鉀鈣堿性和過鋁質(zhì)等典型特征的淺色花崗巖是良好的鈾源巖[11],巖石中的晶質(zhì)鈾礦以及鈾釷石、鋯石、獨居石等鈾礦物或者含鈾副礦物在特定的氧化環(huán)境下可以且容易被浸取出來[12-16],為鈾礦床的形成提供鈾源。

塘灣巖體的中細(xì)粒斑狀二云母花崗巖、細(xì)粒二云母花崗巖和三江口巖體中?！写至０郀詈谠颇富◢弾r鈾含量分別為(10.50～27.18)×10-6(平均為16.48×10-6)、38.10×10-6、(12.50～24.90)×10-6[5-7],顯著高于華南產(chǎn)鈾花崗巖的平均值(3×10-6)[17],并且三者均為高鉀鈣堿性的過鋁—強(qiáng)過鋁質(zhì)花崗巖,具有較典型的產(chǎn)鈾花崗巖系列特征[5-7],反映其均為富鈾、產(chǎn)鈾花崗巖,表明塘灣巖體和三江口巖體具有為礦床提供豐富鈾源的潛力。另外,地質(zhì)特征顯示區(qū)內(nèi)熱液蝕變發(fā)育廣泛且強(qiáng)烈,蝕變范圍最寬達(dá)上百米、多種類型多期蝕變疊加發(fā)育,指示區(qū)內(nèi)花崗巖經(jīng)歷了較強(qiáng)烈的水—巖反應(yīng),鈾元素得以活化、淋濾萃取,即區(qū)內(nèi)鈾成礦具有較好的鈾源條件。

3.1.2 巖性與鈾成礦

塘灣礦床鈾礦化類型以硅化帶型為主,蝕變碎裂(花崗)巖型次之,前者產(chǎn)于硅化斷裂帶中,分布廣,后者產(chǎn)于小裂隙發(fā)育的碎裂花崗巖內(nèi)。從目前的鈾礦化分布特征來看,二者均與巖體存在明確的空間聯(lián)系。

根據(jù)地表調(diào)查和鉆孔揭露的地質(zhì)事實,區(qū)內(nèi)的鈾礦化主要賦存于中粗粒斑狀黑云母花崗巖和中粒斑狀二云母花崗巖中。分析發(fā)現(xiàn)中粗粒、中粒花崗巖與細(xì)?；◢弾r在化學(xué)成分[4-6]上基本一致,而在物理性質(zhì)上的差異明顯,當(dāng)斷裂構(gòu)造通過時,在中粗粒、中?；◢弾r中通常影響范圍更大,更有利于熱液流體的遷移和交代。另外,見有部分異常和礦化賦存受晚期小巖體(細(xì)粒黑云母花崗巖、堿交代巖)控制,產(chǎn)出于小巖體的接觸部位或者小巖體內(nèi)部。

3.2 構(gòu)造條件

區(qū)內(nèi)構(gòu)造較發(fā)育,但是鈾礦化全部產(chǎn)出于NEE向城口斷裂帶及與之相交的次級派生構(gòu)造中。因此本研究重點分析城口斷裂帶的有利構(gòu)造條件。NEE向城口斷裂是塘灣礦床主要的控礦、含礦構(gòu)造,構(gòu)造長度大于70 km,寬2～5m,最大達(dá)8 m。構(gòu)造帶產(chǎn)狀變化大、總體產(chǎn)狀(70°～82°)∠(62°～90°),沿走向及傾向均呈膨脹收縮、分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)和波狀彎曲的特點,其在構(gòu)造活動力學(xué)性質(zhì)和構(gòu)造形態(tài)上均存在有利的鈾成礦條件。

3.2.1 力學(xué)性質(zhì)條件

城口斷裂帶內(nèi)物質(zhì)成分較復(fù)雜,本研究分析認(rèn)為其活動具有多期、多階段的特征:

(1)早期特征。斷裂構(gòu)造的延伸規(guī)模和延深規(guī)模均較大,構(gòu)造帶及其兩側(cè)的花崗巖呈現(xiàn)出礦物細(xì)?；⒌V物重結(jié)晶以及片理化構(gòu)造巖(糜棱巖和糜棱巖化碎裂巖)等現(xiàn)象(圖4(a))。構(gòu)造帶形成后未經(jīng)后期活動改造,帶內(nèi)透鏡體指示了城口斷裂的壓扭性特征。

(2)中期特征。構(gòu)造帶張開,充填形成輝綠巖脈和系列的灰白色等淺色硅質(zhì)脈(圖4(b)),這一階段也為區(qū)內(nèi)鈾成礦的早期,可見構(gòu)造帶走向由小角度變?yōu)榇蠼嵌葧r脈壁平直且粗糙、寬度變化較大,傾向上厚度不均勻,張性特征明顯。

圖4 城口斷裂野外照片F(xiàn)ig.4 Field photo of Chengkou fracture

(3)晚期特征。構(gòu)造整體表現(xiàn)為張扭性質(zhì),局部彎曲位置表現(xiàn)為壓扭性質(zhì),見早中期的構(gòu)造角礫巖和輝綠巖破碎,該階段對應(yīng)于區(qū)內(nèi)鈾成礦的主成礦階段,帶內(nèi)主要見有系列微晶石英、梳狀石英、螢石、黃鐵礦等巖漿期后熱液形成礦物,并且大量旁側(cè)次生發(fā)育的含礦裂隙表現(xiàn)為張性、張扭性特征(圖5(a)、圖4(b)),早期扭性裂隙之間也可見發(fā)育成組的張性裂隙(圖5(b))以及成組的張扭性弧形裂隙(圖5(c)、圖4(b))。

圖5 含礦裂隙的主要形態(tài)特征Fig.5 Main morphological features of ore-bearing fissures

綜合以上地質(zhì)現(xiàn)象,本研究認(rèn)為城口斷裂最有利的成礦部位可能為左行的扭折變異相對張開地段,與晚期張扭性構(gòu)造活動有關(guān)。城口斷裂這種多期、多階段、多性質(zhì)的構(gòu)造活動對成礦流體的上升、遷移、交代和沉淀成礦提供了空間和動力學(xué)上的有利條件。

3.2.2 構(gòu)造形態(tài)條件

塘灣礦床作為較典型的花崗巖型鈾礦床,其本質(zhì)是熱液型鈾礦床,最主要的控礦因素即斷裂構(gòu)造。根據(jù)上述力學(xué)性質(zhì)以及區(qū)內(nèi)已知礦體的賦存特征,城口斷裂帶有利于鈾成礦的部位非常發(fā)育。

通過詳細(xì)的野外調(diào)查和前人大量的鉆孔揭露資料分析,本研究認(rèn)為城口斷裂(F1)有利于鈾成礦的部位主要有以下幾種情況:

(1)城口斷裂走向上角度變小的部位,主要是斷裂構(gòu)造呈“S”型彎曲的中部和呈反向“S”型彎曲的兩側(cè)部位(圖6),如塘灣礦床就產(chǎn)出于城口斷裂“S”型彎曲的中部位置。

圖6 城口斷裂帶含礦有利部位平面示意Fig.6 Schematic of favorable ore-bearing position of Chengkou fault

(2)城口斷裂帶與其派生的次級斷裂帶的交匯部位,一種情況是在城口斷裂分支復(fù)合的夾持部位見有鈾礦產(chǎn)出于其派生的NE向次級斷裂帶內(nèi),另一種情形則是城口斷裂及其與大角度的次級派生斷裂帶中相交的部位(圖7)。

圖7 城口斷裂次級帶含礦有利部位平面示意Fig.7 Schematic of favorable ore-bearing position of secondary fault of Chengkou fault

(3)城口斷裂帶傾向上膨大、收縮及產(chǎn)狀陡緩變化的部位是鈾礦體賦存的有利部位;城口斷裂與其近平行斷裂和次級派生斷裂傾向相向時,兩斷裂構(gòu)造的靠近、交匯部位是鈾礦體賦存的有利部位(圖8)。

圖8 塘灣礦床斷裂帶含礦有利部位剖面示意Fig.8 Schematic of the profile of favorable ore-bearing position of fault structure in Tangwan area

3.3 熱液蝕變

由上述圍巖蝕變特征可知,塘灣礦床的熱液活動強(qiáng)烈、頻繁且范圍廣,蝕變圍巖范圍最寬可連續(xù)上百米,形成的蝕變具有多類型、多期次、多階段疊加發(fā)育的特征。區(qū)內(nèi)鈾礦化往往產(chǎn)于蝕變強(qiáng)烈的硅化破碎帶及其兩側(cè)的蝕變碎裂巖中。

基于前人成果及野外地表調(diào)查、鉆孔揭露等信息,初步對區(qū)內(nèi)的熱液蝕變進(jìn)行了水平分帶劃分(圖9):①斷裂帶中心“硅質(zhì)骨架”硅化和赤鐵礦化蝕變帶,通常赤鐵礦化范圍大于硅化范圍,在見礦部位疊加發(fā)育黃鐵礦化、螢石化,部分地段發(fā)育少量碳酸鹽化,見方解石呈細(xì)脈狀或呈片狀、粉末狀充填在孔洞內(nèi);②水云母化蝕變帶,近地表主要發(fā)育淺黃綠色面狀水云母化,并與硅化和赤鐵礦化帶多呈截然接觸;在中深部則見有綠泥石和白色、粉紅色方解石呈脈狀、網(wǎng)脈狀穿插,與中心硅化帶常呈漸變關(guān)系;③高嶺土化蝕變帶,主要發(fā)育高嶺土化,近地表常見褐鐵礦化疊加發(fā)育,中深部見鉀化和碳酸鹽化;④堿性長石蝕變帶,主要發(fā)育鉀化,常見有鉀長石發(fā)育環(huán)帶和石英含量顯著減少特征,該帶是最不發(fā)育的,僅在個別鉆孔中可見,往外繼續(xù)遠(yuǎn)離斷裂帶正常花崗巖;⑤正?；◢弾r帶。

圖9 塘灣礦床斷裂構(gòu)造蝕變分帶示意Fig.9 Schematic of alteration zones of fault structure in Tangwan area

塘灣礦床的熱液蝕變類型多樣,與鈾礦化關(guān)系密切的蝕變主要為硅化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、螢石化、綠泥石化、水云母化、碳酸鹽化等,鈾礦找礦最有利的蝕變標(biāo)志為硅化、赤鐵礦化、黃鐵礦化和螢石化。根據(jù)塘區(qū)內(nèi)的鈾礦化和蝕變礦物的共伴生關(guān)系和蝕變礦物間的包裹、穿插、交代改造、次生增生等關(guān)系,結(jié)合前人對城口礦田和鄰近長江礦田蝕變的認(rèn)識,本研究將塘灣礦床與鈾礦化關(guān)系密切的主要熱液蝕變劃分為成礦前期、成礦期和成礦后期3期6個階段熱液活動,具體如表1所示。

表1 塘灣礦床主要蝕變分期Table 1 Main alteration stages in Tangwan area

熱液作用能使副礦物的晶體結(jié)構(gòu)和成分發(fā)生改變,甚至形成新的礦物,同時使富鈾副礦物釋放大量的鈾進(jìn)入熱液流體,而且富鈾副礦物受熱液作用越強(qiáng),鈾含量降低越明顯,釋放的鈾就越多[18],因此區(qū)內(nèi)大面積的圍巖蝕變指示熱液流體與圍巖經(jīng)歷的水—巖反應(yīng)更充分,巖體中的鈾更能被活化萃取,為區(qū)內(nèi)的鈾成礦提供豐富的鈾源。同時,區(qū)內(nèi)多種熱液蝕變的多期、多階段特征則代表了相應(yīng)的氧化還原物理化學(xué)條件環(huán)境的轉(zhuǎn)變,更有利于鈾的遷移和沉淀成礦。如早期黑云母蝕變形成的綠泥石可能代表了相對更高溫和高氧逸度的氧化環(huán)境[19-20],而高氧逸度流體對花崗巖中鈾的浸取作用,是花崗巖型熱液鈾礦床形成的關(guān)鍵過程[21]。另外,已有研究表明相鄰長江礦區(qū)棉花坑礦床自遠(yuǎn)礦堿交代蝕變帶、近礦綠泥石化蝕變帶、礦旁水云母化蝕變帶至礦化中心赤鐵礦化蝕變帶的SiO2的帶入率整體上與U的帶入率成正比[20,22],塘灣礦床的蝕變分帶與其具有相當(dāng)高的相似性,指示其可能同樣具有較好的鈾成礦指示作用。

4 找礦潛力

4.1 地表礦化信息豐富

塘灣礦床外圍地表發(fā)現(xiàn)有一系列的礦點、礦化點和異常點(帶),累計50余個(圖10),這些鈾礦化線索主要受城口斷裂及其次級斷裂帶和城口斷裂與其他方向斷裂帶的交匯部位控制,礦化巖性、圍巖蝕變均與區(qū)內(nèi)的工業(yè)礦體的含礦巖性有很高的一致性,說明其具有較強(qiáng)的找礦指示意義。通過槽探工程對部分異常點進(jìn)行了揭露查證,發(fā)現(xiàn)了多處工業(yè)鈾礦化(圖11),證明地表這些異常點(帶)具有較大的找礦潛力?？傮w上,區(qū)內(nèi)礦床外圍這些礦點多未進(jìn)行更詳細(xì)的擴(kuò)大揭露,礦化點和異常點(帶)多數(shù)也未進(jìn)行進(jìn)一步的工程驗證,但對比已揭露情況認(rèn)為區(qū)內(nèi)尚有較大的找礦空間和潛力。

圖10 塘灣地區(qū)地表礦化信息及物化探異常特征Fig.10 Surface mineralization information and geophysical and geochemical anomalies characteristics in Tangwan area

圖11 塘灣地區(qū)礦化點查證素描圖Fig.11 Sketch of verification of mineralization points in Tangwan area

4.2 物化探異常顯著且有效

前文(“塘灣礦床鈾成礦條件”部分)已述塘灣礦床具有形成花崗巖型鈾礦的良好基礎(chǔ)地質(zhì)條件,總體成礦條件較優(yōu)越,但塘灣礦床范圍較大、面積廣,故需進(jìn)一步結(jié)合地球物理和地球化學(xué)等找礦信息進(jìn)行綜合分析。自2014年以來,核工業(yè)二九〇研究所、核工業(yè)北京地質(zhì)研究院等單位在區(qū)內(nèi)多個地段完成了音頻大地電磁測深測量(AMT)、地面伽瑪能譜、土壤氡氣測量、鈾分量化探等系列物化探測量。其中AMT測量結(jié)果顯示城口斷裂往深部延伸穩(wěn)定,局部存在產(chǎn)狀扭住變化,中深部“低阻凹陷區(qū)”多且位于產(chǎn)狀變化或巖性界面附近,推測其深部可能存在隱伏鈾礦體,具有較好的找礦潛力。

同時,區(qū)內(nèi)存在有多處較好的鈾分量異常、土壤氡異常和地面能譜鈾異常等物化探異常疊合暈圈,多分布于斷裂構(gòu)造附近,受NEE向斷裂構(gòu)造的控制較明顯,且具有明顯的濃集趨勢和濃集中心(圖10),顯示較好的找礦潛力。2019—2021年,通過鉆探工程對以上部分物化探異常疊合濃集中心地段進(jìn)行了揭露驗證,發(fā)現(xiàn)了隱伏工業(yè)鈾礦體(圖12),證明了地面伽瑪能譜、土壤氡、分量鈾異常疊合濃集中心在該區(qū)的有效性[23-24],同時證明了區(qū)內(nèi)存在較好的鈾礦找礦潛力。

圖12 塘灣地區(qū)礦化點查證鉆孔剖面Fig.12 Borehole profile of the verification of mineralization points in Tangwan area

4.3 礦體特征顯示深部礦空間較大

通過近幾年工作,塘灣礦床I號主礦體規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,礦體具有規(guī)模大、走向和傾向上連續(xù)性好、延伸穩(wěn)定的特征,2019—2021年往深部繼續(xù)進(jìn)行了擴(kuò)大揭露,發(fā)現(xiàn)其往深部延伸具有厚度變大、品位變富的趨勢。目前雖然礦體揭露控制程度較高,但是全部集中于-210 m標(biāo)高以淺,而且諸多勘探線剖面上顯示主礦體走向和傾向上尚未封閉,往深部礦化線索延伸明顯,指示其往深部具有較好的鈾礦找礦潛力(圖13)。同時,礦床內(nèi)其他礦體以往局限于工作程度、鉆探技術(shù)、工作條件等諸多因素,多數(shù)礦體尚未完全控制,走向和傾向上多未圈閉,部分礦體僅由單工程或少數(shù)工程(小于5)控制,顯示礦化線索較好,具有進(jìn)一步開展工作的價值。

圖13 塘灣地區(qū)X勘探線地質(zhì)剖面Fig.13 Geological profile of No.X exploration line in Tangwan area

此外,近幾年在礦床外圍完成了不等工程間距的探索工作,在數(shù)條勘探線均發(fā)現(xiàn)了較好的工業(yè)鈾礦體,礦床外圍礦體數(shù)量顯著增加,礦體品位、厚度、形態(tài)、產(chǎn)狀等特征和礦石、礦物特征與礦床內(nèi)主礦體相似,而且整體具有埋藏淺、揭露程度低的特征(圖12、圖14),對比分析認(rèn)為其沿傾向和走向仍具有較好的找礦空間和潛力。

5 結(jié)論與建議

(1)塘灣地區(qū)大地構(gòu)造位置條件優(yōu)越,區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育燕山期各階段富鈾、產(chǎn)鈾花崗巖,整體構(gòu)造格局、含礦斷裂構(gòu)造形態(tài)及多期多階段的力學(xué)性質(zhì)均有利于鈾成礦,圍巖熱液蝕變作用廣泛而強(qiáng)烈,具有良好的鈾成礦地質(zhì)條件。

(2)區(qū)內(nèi)熱液蝕變分為成礦前期,成礦期和成礦后期3期6個階段,其中硅化、赤鐵礦化、黃鐵礦化和螢石化等蝕變疊加發(fā)育是很好的找礦直接標(biāo)志。初次劃分的構(gòu)造蝕變水平分帶自構(gòu)造帶中心硅化帶向外依次為水云母化蝕變帶、高嶺土化蝕變帶、堿交代蝕變帶和正常花崗巖帶。

(3)主含礦構(gòu)造城口斷裂成礦期具有顯著的張扭性特征,有利于成礦作用發(fā)生。找礦有利部位主要有:①平面上走向角度變小部位、與派生次級斷裂的交匯或分支復(fù)合部位及與大角度次級派生斷裂相交部位;②(剖面上)傾向上膨大、收縮及產(chǎn)狀陡緩變化部位、與其近平行斷裂和次級派生斷裂靠近或者交匯部位。

(4)區(qū)內(nèi)已知礦體多未封閉并且顯示往深邊部延伸較穩(wěn)定,可進(jìn)一步開展工作。建議下一步應(yīng)加強(qiáng)對礦床外圍礦化和異常點(帶)以及地質(zhì)條件優(yōu)越且綜合物化探異常吻合好地段的系統(tǒng)評估工作,以期揭露新的礦體,進(jìn)一步擴(kuò)大找礦前景。