江西省相山铀矿田居隆庵地区富矿体形成条件及找矿方向

姚亦军，许芸芸，马英英，庞文静，郭福生，聂江涛

（1.江西省地质局核地质大队，江西 鹰潭 335001；2.江西省能源矿产地质调查研究院，江西 南昌 330103；3.东华理工大学 核资源与环境国家重点实验室，江西 南昌 330105；4.核工业北京地质研究院，北京 100029）

相山矿田是我国品位较高、矿量丰富的热液脉型铀矿田［1］。前人根据铀品位的高低，将矿田内铀平均品位在0.3%以上的矿床称为富矿床，铀品位在0.3%～1%的矿体称为富矿体，铀品位1%以上的矿体称为特富矿体［2］。从相山矿田已提交的矿床、矿点的平均品位来看，横向上明显的表现出东低西高的分布规律，且主要集中在邹家山-石洞断裂及其两侧，该断裂所控制的勘探资源量约占相山铀矿田总勘探资源量的三分之二以上［3-4］。找矿突破战略行动实施以来，相山矿田西部的铀矿找矿成果取得了新的突破，其中的居隆庵地区成为矿田内富矿体富集的主要地段，并发现有特富矿体。笔者认为富矿体在矿床、矿带内的分布也是有规律可循的，深入研究这些分布规律，可丰富和发展对富矿体赋存规律和地质特征的认识，有助于日后相山矿田“富、大”铀矿的找矿勘查工作。

1 矿区地质概况

居隆庵地区位于相山矿田西部，东邻邹家山矿床，西有湖港、河元背矿床，南有石洞矿床（图1）。区内由钻孔所揭露的地层岩性，由下至上分别为中元古界片岩、千枚岩，下白垩统打鼓顶组下段砂岩、含砾砂岩、晶玻屑凝灰岩，下白垩统打鼓顶组上段流纹英安岩，下白垩统鹅湖岭组下段砂岩、粉砂岩、弱熔结凝灰岩，下白垩统鹅湖岭组上段碎斑熔岩。地表出露的岩性几乎都是鹅湖岭组上段碎斑熔岩，其他岩性只在断裂构造两侧零星出露。另外在该区北部下白垩统打鼓顶组与中元古界变质岩接触界面附近发育有晚期侵入的花岗斑岩。

图1 相山矿田西部地质略图Fig.1 Geological sketch of the western Xiangshan ore field

居隆庵地区的断裂构造非常发育，除组成菱形断块的北东向芜头-小陂、邹家山-石洞断裂和北西向石城-书堂、河元背-石洞断裂外，区内还分布有一系列近南北向和北东向的次一级控矿、容矿构造，另外还存在近东西向的岩层界面变异构造［5］。这些断裂构造控制了区内各矿床的空间定位及矿体展布。

2 富矿体形成的地质条件

居隆庵地区是由2、5、6、7、13、16、17、21 号等多条矿带组成的火山热液型铀矿集中区，其中的7 号带就是居隆庵大型铀矿床，13 号带为李家岭大型铀矿床，4、5、14 号带统称为龙巴岭中型铀矿床，21 号带也是一个中型铀矿床。这4 个矿床的平均品位在0.155%～0.209%之间，其平均品位虽达不到富矿床的标准，但据现有资料统计［6-8］，品位大于0.3%的富矿体在各矿床中的资源量均占有一定比例，21 号带矿床占45.1%，居隆庵矿床占34.3%，李家岭矿床占27.5%，龙巴岭矿床占34.7 %。这些富矿体的定位主要受断裂、裂隙构造、岩层界面、矿化蚀变类型等多种因素叠加复合控制，在主断裂旁侧密集发育的裂隙带呈“帚状”收敛或撒开部位、断裂与不同岩性界面交汇复合部位及岩性界面形态变异部位，富矿体常出现在按一定规律侧伏的矿体群组的最低部位或呈侧列分布的矿体群组中最靠近不同岩性界面附近。

2.1 富矿体主要赋存部位

居隆庵地区所处的菱形断块内以350～400 m的等间距由西至东分布有数条近南北向、北东向次级断裂［9］，主要有F21、F7、F18、F13、F16、F4、F14等（图2）。这些断裂均具多期次活动，它们旁侧发育众多与之平行或呈羽状分布的次级裂隙，这些断裂、裂隙构造组合决定着矿体的定位，富矿体主要赋存在以下部位：1）F7断裂旁侧“帚状”裂隙带收敛部位、撒开并穿过碎斑熔岩与流纹英安岩界面附近部位；2）断裂具一定规模且切穿不同岩层界面，在断裂与界面交汇复合部位；3）主断裂不明显，但裂隙构造密集发育，成群成组产出，且具有垂直侧列式分布的特点，在裂隙密集带穿过不同岩层界面附近，也往往是富矿体出现的部位；4）不同岩层界面形态变化较大，呈“港湾状”、“舌状体”等变异部位。

图2 居隆庵地区地质略图（据文献［10］修改）Fig.2 Geological sketch of Julong’an uranium area（modified after reference［10］）

2.1.1 “帚状”构造裂隙收敛及撒开部位

控制居隆庵铀矿床的F7断裂是菱形断块内的次一级断裂，在其旁侧发育更低次的裂隙构造。这些断裂、裂隙呈现出平面上向南收敛，向北撒开，剖面上向上收敛，向下撒开的“帚状”特征［10］，受其控制的矿体在空间分布上可分为两组：一组主要分布在－50 m 标高附近，属帚状构造收敛部位，这部分矿体比较集中，厚度大、品位富，如X1号剖面在该部位见厚度10 多米的富矿体（图3），矿体由4 个样段控制，单样段最高铀品位达到特富矿标准；另一组主要分布在－170 m 标高以下至鹅湖岭组与打鼓顶组岩层界面上下，属帚状构造撒开部位，这组矿体呈群脉分布，幅度较宽，矿体品位一般较富，富矿体常出现在矿化侧列分布的最下部的不同岩性界面附近，如X1、X2号剖面在鹅湖岭组与打鼓顶组岩层接触界面上的碎斑熔岩中见多条厚富矿体，另外X1号剖面还在界面之下的流纹英安岩中见累计厚度10 余米的富矿体组，其中部分矿体为特富矿体（图3）。

图3 居隆庵矿床X1号线矿化富集部位示意剖面图Fig.3 Schematic section of mineralization enrichment sites in Line X1 of Julong’an uranium deposit

这些矿组的发育，认为是由于密集发育的断裂、裂隙为含矿热液的运移提供了优越的条件，而断裂、裂隙的交接或帚状收敛部位既是应力集中，又是矿液压力释放的部位，成为矿液聚集沉淀的有利场所。岩层接触界面往往是相对薄弱的地带，在应力作用下，断裂、裂隙更加发育，易于撒开，亦成为富矿体的主要赋集部位。

2.1.2 断裂与岩性界面交汇复合部位

1）断裂具有一定规模，与不同岩层界面交汇部位旁侧

控制二十一号带矿床的F21断裂是居隆庵菱形断块内规模较大的近南北向断裂，全长2 km，宽度一般为6～12 m，最宽处达几十米，呈膨胀收缩现象，破碎面弯曲，总体倾向西，倾角上陡下稍缓（图4）。F21断裂切穿火山岩盖层直至基底变质岩，且断距自北向南逐渐加大，最大达260 m。矿体大部分赋存于断裂与火山岩组间界面或基底界面交汇复合部位旁侧150 m范围内的火山岩中，并常有富矿体出现。通过钻探揭露，矿床的多条剖面在该部位均见到富矿体，如X3号剖面见数米厚的特富矿体，X4号剖面见厚度10余米的富矿体，该矿体中的部分样段达到特富矿标准，还有X6号剖面也揭露到数米厚的富矿体，其中部分样段的品位也达到特富矿（图4）。

图4 二十一号带矿床X3～X6号线剖面图Fig.4 Geological section of Line X3～X6 in 21 belt deposit

2）断裂不明显，但构造裂隙密集发育，且穿过不同岩层界面附近

居隆庵地区内的次级断裂的规模及构造活动由西向东减弱，控制李家岭矿床和龙巴岭矿床的F13、F4、F5、F14等断裂规模较小，向深部逐渐尖灭，但裂隙构造密集发育，并呈现出垂直侧列式分布的特点，矿体就产在这些有利的部位。在裂隙密集带穿过不同岩层界面附近，矿体往往成群成组出现，富矿体就产于矿体群中，如X7号剖面在下白垩统鹅湖岭组碎斑熔岩和打鼓顶组流纹英安岩的底板界面附近都见到数米厚的富矿体（图5）。通过钻探揭露，矿床的其他剖面也在穿过不同岩层界面附近的密集裂隙带中见到富矿体，其中一条剖面在该部位见到厚度较大的特富矿体。

图5 李家岭矿床X7号线矿化富集部位示意剖面图Fig.5 Schematic section of mineralization enrichment sites in Line X7 of Lijialing uranium deposit

3）断裂、裂隙与岩性界面交汇复合部位

除主要的构造条件外，岩性的组合也是一个重要的因素，其中下白垩统鹅湖岭组和打鼓顶组两个火山旋回之间形成的假整合界面称为组间界面，火山岩与基底形成的不整合界面称为基底界面。组间界面两侧的岩性分别为碎斑熔岩和流纹英安岩，它们的物理性质呈现脆-脆的岩性组合条件；而基底界面一侧为流纹英安岩，另一侧为基底变质岩，其物理性质呈现脆-柔的岩性组合条件。在外动力作用下，组间界面易在两侧的脆性岩层中产生裂隙构造，基底界面则是在脆性的一侧产生裂隙构造，且在这两个界面处通常有一层厚度不等的砂岩、粉砂岩，其渗透性相对较差，在成矿活动中起着阻隔屏蔽作用，使矿化出现明显的富集，常有特富矿段出现［11-13］。

2.1.3 不同岩层界面变异部位

林锦荣等［14］编制的相山火山盆地组间界面、基底界面等深线图及深部钻探揭露显示，居隆庵地区存在较多界面形态变异部位，这些变异部位往往产生大量裂隙，成为铀矿赋存的主要空间。

1）不同岩层界面起伏变化较大的转折部位

当断裂、裂隙群通过不同岩层界面时，岩层界面变异强烈，起伏变化较大，反映出应力集中，构造活动强烈，形成一个类似于“港湾状”，圈闭条件相对优于其他地段的场所，易产生富矿体。如居隆庵矿床在组间界面变异部位的碎斑熔岩中见多条10 余米厚的富矿体，李家岭矿床在类似部位也见到多条富矿体（图6a、b）。

2）不同岩层相互楔入，呈现“舌状体”的部位

受东西向戴坊-相山基底断陷带影响，居隆庵地区北部的流纹英安岩厚度由南向北从几十米陟增至800 多米，形成一个向南陟倾倒转的变异部位，此部位见到很好的铀矿化。碎斑熔岩以楔形伸入流纹英安岩中，形成多条“舌状体”变异部位，矿体成群成组出现，并见有富矿体（图6c）。

图6 居隆庵地区岩层界面呈“港湾状（a、b）、舌状（c）”变异部位矿化富集示意图Fig.6 Schematic diagram of mineralization enriched at the lithological interface as"estuary（a，b）and tongue（c）"in Julong’an area

2.2 矿化蚀变的叠加复合

居隆庵地区内的各个铀矿床均经历了多期次的成矿热液活动，蚀变种类较多，总体可分为碱性蚀变和酸性蚀变两种类型，两者在矿床中既可独立存在，又常叠加于同一构造破碎带中，酸、碱性蚀变叠合控制富、大铀矿的空间定位［15-16］。区内富矿石与低品位矿石化学成分比较显示（表1），铀与SiO2、CaO、P2O5之间为高度相关，与Na2O、Ti2O 中度相关，与Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、K2O、MnO 不相关。富矿石中的SiO2、Na2O 含量降低较多，为明显的带出组分，而CaO、P2O5、CaF2含量明显增多，表明当萤石化、碳酸盐化、磷灰石化叠加于其他蚀变时易形成富矿，这是该地区找寻富矿的重要找矿标志。富矿石中的铀含量与P2O5的关系尤其密切，特富矿石中的P2O5含量呈数量级增长，这与磷灰石的大量富集密切相关，由于磷灰石在酸性环境下结晶，使得铀与磷分离后，变得更加富集。

表1 居隆庵地区不同铀品位矿石化学成分表w（B）/%Table 1 Chemical composition（%）of ores with different uranium grades in Julong'an area

根据含铀热液性质、矿物共生组合和生成顺序，居隆庵地区的热液蚀变主要划分为4 个阶段：第一阶段为矿前期的水云母化阶段，以钠长石化、水云母化为特征，常伴有碳酸盐化、绿泥石化，此阶段主要是为后期成矿提供一种碱性还原环境［17］；第二阶段为成矿早期的铀-赤铁矿化阶段，此阶段的蚀变在区内广泛分布，主要矿物组合为赤铁矿、方解石、水云母、绿泥石、钛铀矿等，此阶段形成的铀矿石品位一般较低；第三阶段为成矿中期的铀钍-萤石、水云母化阶段，主要矿物组合为萤石、水云母、磷灰石、黄铁矿、方解石、沥青铀矿，该阶段的含矿热液已演变为酸性；第四阶段为成矿晚期脉体活动阶段，主要为硅化和碳酸盐化，矿后期的热液充填于构造活动产生的各种裂隙中，形成石英脉和方解石脉。其中的第三阶段是本地区的主要铀矿化期，沥青铀矿在富含F、S、Ca 的酸性溶液中被还原沉淀，并常叠加于前两个阶段的矿化之上，形成富矿体。

3 找矿方向

相山铀矿田富矿体的形成，必须要有充足的铀源，成矿前、成矿期频繁的热液活动，具有物理、化学性质反差大的断裂、岩性界面等各种屏蔽环境，这就决定了富矿体的分布严格受到火山活动复活了的火盆内区域性大断裂的控制。富矿体的找矿标志可以总结为以下几点：①靠近可作为火山岩浆和成矿热液通道，火山活动复活了的区域性断裂或其旁侧次级断裂；②各期次构造、热液活动频繁，次级构造发育，矿化蚀变叠加复合处；③各种岩层、岩性界面，特别是不整合界面、次火山岩侵入界面发育地段；④控矿断裂、次火山岩形态和火山岩层界面产状变异及含矿热液成分、性质转换地段。

根据富矿体的赋存规律和地质特征，建议相山铀矿田今后的找矿勘查关注以下地区：①矿田西部以居隆庵菱形断块为中心的河元背、朋姑山、白云等菱形断块，重点是北东向芜头-小陂断裂、邹家山-石洞断裂及其两侧，主要是继续扩大菱形断块深部碎斑熔岩和流纹英安岩界面上下赋存在帚状构造里的矿体；探索芜头-小陂断裂、邹家山-石洞断裂南段及其两侧的矿化，该地区的富矿体主要赋存在主含矿断裂旁侧次级裂隙通过不同岩性界面的部位。②矿田北部横涧、岗上英南侧外围，扩大荷上矿床，继续寻找北东向断裂和东西向控岩断裂交接及其与不同岩层复合部位的矿体，该区内的富矿体主要赋存在成矿主断裂穿越不同岩性界面附近。③矿田北部以湖田为中心，西起石马山，东至云际北，重点是东西向推覆体构造下的盲矿体、邹家-布水断裂与东西向环状断裂联合控制的次火山岩体内外接触带中的矿体，这也是该区富矿体主要富集的部位。

4 结论

1）居隆庵地区各类断裂、裂隙交汇复合，不同岩层界面变异强烈，热液蚀变期次多，相互叠加等是形成富矿体的重要条件。

2）富矿体主要赋存在断裂旁侧次级裂隙密集带呈“帚状”特征收敛、撒开及其与火山岩组间界面复合部位、不同岩层界面形态变异部位，特别是界面变异且有断裂、裂隙密集带通过的部位。

3）居隆庵地区是相山矿田铀矿产出的重点地区，下一步应深入研究富矿体赋存规律及形成条件，加强区内断裂的帚状构造特征研究，寻找帚状构造向深部撒开与火山岩组间界面复合部位的富大矿体。根据帚状构造在平面上向北撒开的特点，注重帚状构造与火山岩层界面形态呈“港湾状”或“舌状体”的复合部位，充分掌握其展布规律，以指导相山铀矿田的找矿勘查工作。