诸广山复式岩体铀成矿特征及成矿规律初探
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本区的伽玛 、伽玛能谱 、航空伽玛能谱和放射性水化学晕 ,具有场晕规模大 ,场值高 ,分布集中 ,方向性 明显 ,各种场晕重合性好等特点 ,这些场晕多沿构造展布 ,受断裂构造控制 。
6 岩体内铀矿化地质特征及成矿规律
本区铀矿化具有如下特征 : 1) 铀矿化主要集中分布于北东向的遂川热水断裂与沙田断裂夹持的断坳区 ,北部鹿井矿田的矿床 、矿 (化) 点 ,集中分布于白垩系至第三系丰洲盆地周围 ,南部城口矿田的矿床 、矿 (化) 点和中部九曲岭 、九龙
邓发根
(湖南核工业地质局 三 0 三大队 ,湖南 长沙 410119)
摘 要 :诸广山复式岩体位于湖南 、江西 、广东三省交界区 ,地处南岭纬向构造带 、诸广山南北向构造带 、九岭 —万洋山 华夏系复式隆起带的复合部位 ,受郯庐断裂系遂川 —热水走滑断裂带控制 ,区内塘湾断裂及一系列北西向断裂带发育 ,构 成有利的成矿构造结 ,其中发现多个大型 、超大型的铀矿田和铀矿床 ,其铀矿化受多因素控制 ,以构造 、围岩和岩浆 —热液 活动为主 ,在时间上 、空间上具有独特的展布规律 。从复式岩体的构造 、围岩 、岩浆 —热液的特征入手 ,总结区内铀成矿特 征及成矿规律 ,对区内下步寻找更多的富大型铀矿田和矿床有一定现实意义 。
第 29 卷 第 3 期 2007 年 9 月
J ournal
of
湘潭师范学院学报 (自然科学版) Xiangtan Normal University (Natural Science
Editio n)
Vol. 29 No . 3 Sep . 2007
诸广山复式岩体铀成矿特征及成矿规律初探①
① 收稿日期 :2007 - 04 - 24 作者简介 :邓发根 (1962 - ) ,男 ,湖南湘潭县人 ,工程师 ,研究方向 :地质勘探 。
96
母花岗岩演化旋回 。铀丰度高 ,一般 (9～22) ×10 - 6 。且富铀岩体形成时间早 (印支期已出现) , 面积大 , 为 铀成矿既可提供热源 ,又可提供丰富的铀源 , 还可创造有利聚矿空间[2] 。各期次岩浆岩主要岩性 、产状 、 铀 、钍含量及同位素年龄见表 1 。
3 诸广山复式岩体为多旋回多期次的富铀岩体
岩体具有出露面积大 (约 5 000 km2) ,侵入期次多 (可分为四期十四个阶段) ,分异演化完善 ,存在着 γ15 - 1 、γ15 - 3 、γ25 - 3 3 个钾转折点 ,两个演化系列 ———中酸性岩浆系列和中基性岩浆系列 ,3 个黑云母 —二云
2) 诸广山复式岩体 ,以岩浆期次多 ,岩石类型复杂 、普遍发育有碱交代岩石和钾长石化 、白云母化 、硅 化 、萤石化等蚀变作用为特征 。对铀矿化有利的围岩为粗中粒斑状黑云母二 (钾) 长花岗岩及中细粒少斑 状二云母二 (钾) 长花岗岩 。
3) 铀自复式岩体花岗岩中浸出受当时当地的物理化学环境条件影响 ,各类岩石中 U 的浸出率有较大 差异 ,U 的含量高低与浸出率的大小成正比 ,即 U 含量高时浸出率大 ;不同岩性 U 的浸出率不同 ,二云母 花岗岩的浸出率比黑云母花岗岩大 ,含角闪石的岩石 U 的浸出率很小 ;溶液的酸碱度也明显地影响 U 的 浸出率及浸出速度 ,弱酸性溶液比弱碱性溶液浸出率大 。因此 ,矿区岩浆岩中的 U 经多期次岩浆或热液 的反复重熔 ,U 在后期次岩浆中相对较富集 ,而这些后期岩浆岩在风化剥蚀 、地表水或地下水 、岩浆期后热 液等作用下 ,U 活化进入热水溶液 ,在有利的地质构造位置上富集成矿[7] 。
关键词 :铀成矿 ;断裂构造 ;岩浆 —热液 ;铀源体 中图分类号 :P617 文献标识码 :A 文章编号 :1671 - 0231 (2007) 03 - 0096 - 03
1 复式岩体形成的地质背景
诸广山复式岩体位于南华活动带北缘 ,华南多期复合造山带内 ,地处于赣粤湘褶皱区 ,为万洋山 —诸 广山走滑岩浆带的重要组成部分 。受九峰 —大余东西向隆起带 、万洋 —诸广南北向隆起带和万洋山北东 向隆起带的三重控制 。北西面为武功诸广地幔斜坡带 ,而岩体中心铀成矿的主要部位则为幔坡过渡带 。 这种褶皱区 、隆起叠加区 、斜坡带三位一体的区域构造格局 ,特别是扬子地块与华夏地块的会聚走滑和离 散走滑 ,奠定了该区的基本构造形式 ,造成了构造形迹纵横交错 、组合较为复杂的格局 ,为岩体的形成与演 化 、构造的发生和发展极为有利 ,为相伴产生的铀活化转移与富集成矿提供了得天独厚的条件[1] 。
5 区域地球物理场特征
本区处于桂东 —汝城地热远景区 ,区内有热水 、城口等多处热泉点 ,它们与均衡负重力异常对应 ,其热 源与高温高压下的硅酸盐熔融体产生的高热流有关 。该地热区还有相对高磁异常区 ,磁性块体与之对应 , 岩浆活动发育 ,外带还形成接触变质型和热液蚀变型的局部磁异常 。航磁特征表明 ,前述的遂川 —热水断 裂为切割地壳和基底的壳断裂 ,上地幔热流可沿断裂涌出地表 ,表现出地热与磁场的相关性 。在热泉钻孔 中伽玛测井发现 0. 03 %以上铀矿化 。表明有地下热流的参与 ,为形成富大铀矿提供了热源条件 。
97
径 、秀才洞等矿床及矿 (化) 点 ,以及三江口矿区的矿 (化) 点及大批异常点带都集中分布于此断坳区内[3] 。 2) 主要矿化类型为花岗岩型和花岗岩外带型 。鹿井矿田的矿床 ,既有花岗岩型 ,也有花岗岩外带型 。
城口矿田的矿床和三江口矿区铀矿为花岗岩型 ,在两矿田之间的九曲岭 、九龙江 、秀才洞等矿床为花岗岩 外带型 。
表 1 诸广山复式岩体岩浆侵入期次划分表
侵入期次
期 阶段
燕山 3
晚期
代号 γ35
岩体名称 木洞
3 γ2 - 35 中棚 、鸭婆垄
燕山 早期 2
γ25 - 2
1
γ25 - 1
九峰
印支期 2
γ15 - 2
黄竹垄
加里东期 3
δO13
秀才洞
产状
主要岩性
同位素年龄/ Ma 铀/ 10 - 6 钍/ 10 - 6
岩株
中细 粒 白 ( 二) 云 母 花 岗岩
Bi128 105
19. 8
15. 0
岩基 岩体
细粒少斑 黑 云 母 花 岗 岩
Bi140 - 143
17
37. 8
Leabharlann Baidu
中细 粒 似 斑 状 二 云 母 Zi169 W157
岩株 花岗岩
16
32. 7
Bi152 MS161
中粗 粒 似 斑 状 黑 云 母 Zi169 W172
岩基
16. 4
45. 6
二长花岗岩
Bi174 168
Zi223 - 228
岩株 中粗粒似斑状黑云母花岗岩 Bi206 - 220
16. 8
43. 2
岩株 中一细粒石英闪长岩
MS229 Zi418
Bi423
1. 9
18. 3
4 复式岩体内具有多组多向呈棋盘状或菱状的断裂构造格局
印支运动后 ,由于受扬子地块和华夏地块的陆 —陆碰撞的影响 ,导致大面积地壳深熔 ,驱动局部地幔 上隆 ,地壳引张 ,挤压机制转化为拉张机制 ,进入以刚性断块活动为特色的构造变形期 ,在诸广山地区形成 多组多向的构造格局 。该区断裂发育 ,按走向展布可分为 NNE、NE、近 EW、NW4 组 ,前二组最为发育 ,且规 模大 ,后两组次之 。遂川 —热水断裂是一条长达数百公里的北东向走滑断裂带 。呈斜列贯穿该区 。北部 有四方坪断裂 。区内有 NE 向黄洞口断裂 ,NEE 向有九龙江断裂以及 NW 向塘湾断裂 ,它们与热水断裂交 切 ,构成一系列大大小小的三角形 、菱形断块 。在上述断裂的交切夹持区内 ,发育一系列次级构造 ,并在上 述断裂的上下盘发育一系列的裂隙 ,有时构成裂隙密集带 ,控制了该区的铀矿化 。如南部的城口矿田 、九 曲岭矿点 、木洞 F204 号矿带 、九龙江 F101 号矿带 、石壁窝 F11 号矿带及一大批异常点带 。
2 富铀褶皱基底
岩体西外带为加里东褶皱基底 ,厚度 5～13 km ,是一套冒地槽类复理石碳硅泥岩建造 ,普遍遭受变 质 ,铀含量 4 ×10 - 6 ,其中 ,震旦系上部和寒武系下部铀含量达 (20～30) ×10 - 6 ,显著高于一般沉积变质岩 , 局部富含有机质和黄铁矿的炭板岩和石煤层中 ,铀含量高达 (100～300) ×10 - 6 ,这是形成矿区富铀岩体及 与之有关的铀矿床的第一铀源 。该区地壳厚度达 33～35 km ,莫霍面深度 29～36 km。近年来 ,湖南省核工 业地质局 306 大队区调分队在外围发现新元古代“岭秀组”地层 ,为一套典型的复理石建造沉积 ,同时发现 多处富云 、富斜 、似辉绿岩等深源包体 ,表明在加里东褶皱基底之下 ,可能存在更为古老的太古 ———元古界 基底 ,陈祖伊教授推算其铀含量为 20. 53 ×10 - 6 ,应视为该区富铀岩体及铀成矿的第二铀源 。
2005 ,21 (5) :257 - 267.
98
4) 根据诸广山复式岩体铀矿化特征及成矿规律 ,要在岩体内 ,寻找更多的富大型铀矿 ,必须要到岩体 内部深大断裂构造的两侧和岩体与围岩的接触带的内带深部 ,外带浅部和不同期次岩浆岩接触带附近的 构造破碎带中找 ,这些部位 ,是本区富大型铀矿的 I 级靶区 。
参考文献 :
[1 ] 饶家荣. 湖南深部构造[J ] . 湖南地质 ,1993 , (增刊) :7. [2 ] 黄净白 ,黄士杰. 中国铀资源区域成矿特征[J ] . 铀矿地质 ,2005 ,21 (3) :129 - 138. [3 ] 颜晓莲. 中南四省 (区) 产铀层基本特征及其与铀成矿的关系[J ] . 湖南地质 ,2002 ,21 (2) :105 - 110. [4 ] 吕古与. 中南地区产铀花岗岩体主要特征[J ] . 中南铀矿地质 ,2005 ,19 (1) :21 - 30. [5 ] 杜乐天. 地壳流体与地幔流体间的关系[J ] . 地学前缘 ,1996 ,3 (3 - 4) :172 - 180. [6 ] 叶柏庄. 中南铀矿资源特征及新一轮找矿前景探讨[J ] . 铀矿地质 ,2006 ,22 (3) :129 - 135. [7 ] 舒孝敬. 湖南及邻区地壳旋转的可能成因 ,对大地构造演化的影响及其与大规模成矿作用关系初探 [J ] . 铀矿地质 ,
3) 铀成矿受多因素控制 ,以断裂构造 、围岩和岩浆 —热液活动最重要 。
7 结论与建议
1) 岩体内铀矿化主要产于断层破碎带或不同期 、不同阶段 、不同次岩体接触带附近的构造破碎带内 , 这些控矿或储矿的断裂构造切过了矿区内各期 、各阶段 、各次的酸性 、中酸性岩体 ,截断了形成时间晚于燕 山早期第三阶段的辉绿岩脉 、闪长岩脉 ,因此 ,成矿时期应晚于燕山早期第三阶段 。
6 岩体内铀矿化地质特征及成矿规律
本区铀矿化具有如下特征 : 1) 铀矿化主要集中分布于北东向的遂川热水断裂与沙田断裂夹持的断坳区 ,北部鹿井矿田的矿床 、矿 (化) 点 ,集中分布于白垩系至第三系丰洲盆地周围 ,南部城口矿田的矿床 、矿 (化) 点和中部九曲岭 、九龙
邓发根
(湖南核工业地质局 三 0 三大队 ,湖南 长沙 410119)
摘 要 :诸广山复式岩体位于湖南 、江西 、广东三省交界区 ,地处南岭纬向构造带 、诸广山南北向构造带 、九岭 —万洋山 华夏系复式隆起带的复合部位 ,受郯庐断裂系遂川 —热水走滑断裂带控制 ,区内塘湾断裂及一系列北西向断裂带发育 ,构 成有利的成矿构造结 ,其中发现多个大型 、超大型的铀矿田和铀矿床 ,其铀矿化受多因素控制 ,以构造 、围岩和岩浆 —热液 活动为主 ,在时间上 、空间上具有独特的展布规律 。从复式岩体的构造 、围岩 、岩浆 —热液的特征入手 ,总结区内铀成矿特 征及成矿规律 ,对区内下步寻找更多的富大型铀矿田和矿床有一定现实意义 。
第 29 卷 第 3 期 2007 年 9 月
J ournal
of
湘潭师范学院学报 (自然科学版) Xiangtan Normal University (Natural Science
Editio n)
Vol. 29 No . 3 Sep . 2007
诸广山复式岩体铀成矿特征及成矿规律初探①
① 收稿日期 :2007 - 04 - 24 作者简介 :邓发根 (1962 - ) ,男 ,湖南湘潭县人 ,工程师 ,研究方向 :地质勘探 。
96
母花岗岩演化旋回 。铀丰度高 ,一般 (9～22) ×10 - 6 。且富铀岩体形成时间早 (印支期已出现) , 面积大 , 为 铀成矿既可提供热源 ,又可提供丰富的铀源 , 还可创造有利聚矿空间[2] 。各期次岩浆岩主要岩性 、产状 、 铀 、钍含量及同位素年龄见表 1 。
3 诸广山复式岩体为多旋回多期次的富铀岩体
岩体具有出露面积大 (约 5 000 km2) ,侵入期次多 (可分为四期十四个阶段) ,分异演化完善 ,存在着 γ15 - 1 、γ15 - 3 、γ25 - 3 3 个钾转折点 ,两个演化系列 ———中酸性岩浆系列和中基性岩浆系列 ,3 个黑云母 —二云
2) 诸广山复式岩体 ,以岩浆期次多 ,岩石类型复杂 、普遍发育有碱交代岩石和钾长石化 、白云母化 、硅 化 、萤石化等蚀变作用为特征 。对铀矿化有利的围岩为粗中粒斑状黑云母二 (钾) 长花岗岩及中细粒少斑 状二云母二 (钾) 长花岗岩 。
3) 铀自复式岩体花岗岩中浸出受当时当地的物理化学环境条件影响 ,各类岩石中 U 的浸出率有较大 差异 ,U 的含量高低与浸出率的大小成正比 ,即 U 含量高时浸出率大 ;不同岩性 U 的浸出率不同 ,二云母 花岗岩的浸出率比黑云母花岗岩大 ,含角闪石的岩石 U 的浸出率很小 ;溶液的酸碱度也明显地影响 U 的 浸出率及浸出速度 ,弱酸性溶液比弱碱性溶液浸出率大 。因此 ,矿区岩浆岩中的 U 经多期次岩浆或热液 的反复重熔 ,U 在后期次岩浆中相对较富集 ,而这些后期岩浆岩在风化剥蚀 、地表水或地下水 、岩浆期后热 液等作用下 ,U 活化进入热水溶液 ,在有利的地质构造位置上富集成矿[7] 。
关键词 :铀成矿 ;断裂构造 ;岩浆 —热液 ;铀源体 中图分类号 :P617 文献标识码 :A 文章编号 :1671 - 0231 (2007) 03 - 0096 - 03
1 复式岩体形成的地质背景
诸广山复式岩体位于南华活动带北缘 ,华南多期复合造山带内 ,地处于赣粤湘褶皱区 ,为万洋山 —诸 广山走滑岩浆带的重要组成部分 。受九峰 —大余东西向隆起带 、万洋 —诸广南北向隆起带和万洋山北东 向隆起带的三重控制 。北西面为武功诸广地幔斜坡带 ,而岩体中心铀成矿的主要部位则为幔坡过渡带 。 这种褶皱区 、隆起叠加区 、斜坡带三位一体的区域构造格局 ,特别是扬子地块与华夏地块的会聚走滑和离 散走滑 ,奠定了该区的基本构造形式 ,造成了构造形迹纵横交错 、组合较为复杂的格局 ,为岩体的形成与演 化 、构造的发生和发展极为有利 ,为相伴产生的铀活化转移与富集成矿提供了得天独厚的条件[1] 。
5 区域地球物理场特征
本区处于桂东 —汝城地热远景区 ,区内有热水 、城口等多处热泉点 ,它们与均衡负重力异常对应 ,其热 源与高温高压下的硅酸盐熔融体产生的高热流有关 。该地热区还有相对高磁异常区 ,磁性块体与之对应 , 岩浆活动发育 ,外带还形成接触变质型和热液蚀变型的局部磁异常 。航磁特征表明 ,前述的遂川 —热水断 裂为切割地壳和基底的壳断裂 ,上地幔热流可沿断裂涌出地表 ,表现出地热与磁场的相关性 。在热泉钻孔 中伽玛测井发现 0. 03 %以上铀矿化 。表明有地下热流的参与 ,为形成富大铀矿提供了热源条件 。
97
径 、秀才洞等矿床及矿 (化) 点 ,以及三江口矿区的矿 (化) 点及大批异常点带都集中分布于此断坳区内[3] 。 2) 主要矿化类型为花岗岩型和花岗岩外带型 。鹿井矿田的矿床 ,既有花岗岩型 ,也有花岗岩外带型 。
城口矿田的矿床和三江口矿区铀矿为花岗岩型 ,在两矿田之间的九曲岭 、九龙江 、秀才洞等矿床为花岗岩 外带型 。
表 1 诸广山复式岩体岩浆侵入期次划分表
侵入期次
期 阶段
燕山 3
晚期
代号 γ35
岩体名称 木洞
3 γ2 - 35 中棚 、鸭婆垄
燕山 早期 2
γ25 - 2
1
γ25 - 1
九峰
印支期 2
γ15 - 2
黄竹垄
加里东期 3
δO13
秀才洞
产状
主要岩性
同位素年龄/ Ma 铀/ 10 - 6 钍/ 10 - 6
岩株
中细 粒 白 ( 二) 云 母 花 岗岩
Bi128 105
19. 8
15. 0
岩基 岩体
细粒少斑 黑 云 母 花 岗 岩
Bi140 - 143
17
37. 8
Leabharlann Baidu
中细 粒 似 斑 状 二 云 母 Zi169 W157
岩株 花岗岩
16
32. 7
Bi152 MS161
中粗 粒 似 斑 状 黑 云 母 Zi169 W172
岩基
16. 4
45. 6
二长花岗岩
Bi174 168
Zi223 - 228
岩株 中粗粒似斑状黑云母花岗岩 Bi206 - 220
16. 8
43. 2
岩株 中一细粒石英闪长岩
MS229 Zi418
Bi423
1. 9
18. 3
4 复式岩体内具有多组多向呈棋盘状或菱状的断裂构造格局
印支运动后 ,由于受扬子地块和华夏地块的陆 —陆碰撞的影响 ,导致大面积地壳深熔 ,驱动局部地幔 上隆 ,地壳引张 ,挤压机制转化为拉张机制 ,进入以刚性断块活动为特色的构造变形期 ,在诸广山地区形成 多组多向的构造格局 。该区断裂发育 ,按走向展布可分为 NNE、NE、近 EW、NW4 组 ,前二组最为发育 ,且规 模大 ,后两组次之 。遂川 —热水断裂是一条长达数百公里的北东向走滑断裂带 。呈斜列贯穿该区 。北部 有四方坪断裂 。区内有 NE 向黄洞口断裂 ,NEE 向有九龙江断裂以及 NW 向塘湾断裂 ,它们与热水断裂交 切 ,构成一系列大大小小的三角形 、菱形断块 。在上述断裂的交切夹持区内 ,发育一系列次级构造 ,并在上 述断裂的上下盘发育一系列的裂隙 ,有时构成裂隙密集带 ,控制了该区的铀矿化 。如南部的城口矿田 、九 曲岭矿点 、木洞 F204 号矿带 、九龙江 F101 号矿带 、石壁窝 F11 号矿带及一大批异常点带 。
2 富铀褶皱基底
岩体西外带为加里东褶皱基底 ,厚度 5～13 km ,是一套冒地槽类复理石碳硅泥岩建造 ,普遍遭受变 质 ,铀含量 4 ×10 - 6 ,其中 ,震旦系上部和寒武系下部铀含量达 (20～30) ×10 - 6 ,显著高于一般沉积变质岩 , 局部富含有机质和黄铁矿的炭板岩和石煤层中 ,铀含量高达 (100～300) ×10 - 6 ,这是形成矿区富铀岩体及 与之有关的铀矿床的第一铀源 。该区地壳厚度达 33～35 km ,莫霍面深度 29～36 km。近年来 ,湖南省核工 业地质局 306 大队区调分队在外围发现新元古代“岭秀组”地层 ,为一套典型的复理石建造沉积 ,同时发现 多处富云 、富斜 、似辉绿岩等深源包体 ,表明在加里东褶皱基底之下 ,可能存在更为古老的太古 ———元古界 基底 ,陈祖伊教授推算其铀含量为 20. 53 ×10 - 6 ,应视为该区富铀岩体及铀成矿的第二铀源 。
2005 ,21 (5) :257 - 267.
98
4) 根据诸广山复式岩体铀矿化特征及成矿规律 ,要在岩体内 ,寻找更多的富大型铀矿 ,必须要到岩体 内部深大断裂构造的两侧和岩体与围岩的接触带的内带深部 ,外带浅部和不同期次岩浆岩接触带附近的 构造破碎带中找 ,这些部位 ,是本区富大型铀矿的 I 级靶区 。
参考文献 :
[1 ] 饶家荣. 湖南深部构造[J ] . 湖南地质 ,1993 , (增刊) :7. [2 ] 黄净白 ,黄士杰. 中国铀资源区域成矿特征[J ] . 铀矿地质 ,2005 ,21 (3) :129 - 138. [3 ] 颜晓莲. 中南四省 (区) 产铀层基本特征及其与铀成矿的关系[J ] . 湖南地质 ,2002 ,21 (2) :105 - 110. [4 ] 吕古与. 中南地区产铀花岗岩体主要特征[J ] . 中南铀矿地质 ,2005 ,19 (1) :21 - 30. [5 ] 杜乐天. 地壳流体与地幔流体间的关系[J ] . 地学前缘 ,1996 ,3 (3 - 4) :172 - 180. [6 ] 叶柏庄. 中南铀矿资源特征及新一轮找矿前景探讨[J ] . 铀矿地质 ,2006 ,22 (3) :129 - 135. [7 ] 舒孝敬. 湖南及邻区地壳旋转的可能成因 ,对大地构造演化的影响及其与大规模成矿作用关系初探 [J ] . 铀矿地质 ,
3) 铀成矿受多因素控制 ,以断裂构造 、围岩和岩浆 —热液活动最重要 。
7 结论与建议
1) 岩体内铀矿化主要产于断层破碎带或不同期 、不同阶段 、不同次岩体接触带附近的构造破碎带内 , 这些控矿或储矿的断裂构造切过了矿区内各期 、各阶段 、各次的酸性 、中酸性岩体 ,截断了形成时间晚于燕 山早期第三阶段的辉绿岩脉 、闪长岩脉 ,因此 ,成矿时期应晚于燕山早期第三阶段 。