粵北地區(qū)塘灣礦床物化探特征與成礦規(guī)律研究*

邱際瑋 趙佳楠

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九一大隊(duì)）

粵北地區(qū)塘灣礦床地處于諸廣山南部鈾多金屬整裝勘查區(qū)，位于粵北地區(qū)城口礦田，屬中等規(guī)模花崗巖型鈾多金屬礦床［1-6］。諸廣山南部鈾多金屬整裝勘查區(qū)位于南嶺褶皺造山帶北側(cè)，發(fā)育大型產(chǎn)鈾花崗巖體，是華南地區(qū)著名的鈾礦集區(qū)。經(jīng)過中生代至新生代期間華南巖石圈減薄事件和多期次巖漿熱液活動(dòng)改造，在南嶺褶皺造山帶作用下，營造了粵北花崗巖體鈾多金屬成礦的有利條件［7］。根據(jù)近3 a國內(nèi)對粵北地區(qū)鈾成礦規(guī)律的研究，在粵北地區(qū)鈾礦老區(qū)繼續(xù)“擴(kuò)邊探底”、深化鈾成礦規(guī)律與找礦預(yù)測，受到諸多行業(yè)專家學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注，對進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)找礦突破有戰(zhàn)略指導(dǎo)價(jià)值。本次研究在已有公開成果基礎(chǔ)上，以粵北地區(qū)塘灣礦床作為研究對象，通過物化探研究、地質(zhì)調(diào)查與鉆探工程等工作手段，分析粵北地區(qū)塘灣礦床的物化探特征和“三位一體”鈾礦床成礦特征，指導(dǎo)找礦預(yù)測，為實(shí)現(xiàn)粵北地區(qū)鈾礦找礦突破提供可靠的理論依據(jù)和指導(dǎo)方向。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)地理位置為廣東省韶關(guān)市境內(nèi)，地處于廣東省、江西省與湖南省交界地區(qū)，大地構(gòu)造位置為南嶺褶皺造山帶北側(cè)。受中生代至新生代期間構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造，研究區(qū)斷裂主要由主區(qū)域性北東向、北東東向斷裂和次級北西向、南北向、東西向斷裂組成，在南嶺褶皺構(gòu)造帶控制下，研究區(qū)褶皺發(fā)育，巖漿活動(dòng)范圍廣且期次多，研究區(qū)范圍內(nèi)主要被中生代花崗巖體覆蓋，沉積地層出露較少，花崗巖具備華南地區(qū)產(chǎn)鈾花崗巖地球化學(xué)特征，普遍物化探參數(shù)鈾背景值較相鄰構(gòu)造單元高。研究區(qū)位于江山—紹興斷裂帶南側(cè)的華夏地塊西南部，成礦系列為南嶺成礦區(qū)礦床成礦系列，主要優(yōu)勢礦種為金、鉛、鋅、錫、銀、砷、鎢、銻、鉍、鉬、鉭、鈮、稀土、汞、鈾［8］，研究區(qū)亦屬于湘贛粵鈾礦床成礦亞系列，是中國著名的華南地區(qū)花崗巖型鈾礦產(chǎn)地［9-10］（圖1）。

2 物化探特征

2.1 地球物理特征

粵北地區(qū)諸廣山南部花崗巖體布格重力異常呈現(xiàn)西北部低東南部高的分布特征（圖2）。九峰山至長江鎮(zhèn)布格重力異常走向以北東向?yàn)橹鳎洳几裰亓Ξ惓７禐?78.2～-62.2 mGal。塘灣礦床布格重力異常幅值范圍為-85.5～-75.1 mGal，礦床處在布格重力異常過渡帶。研究區(qū)受北東向區(qū)域主控礦斷裂控制，布格重力異常呈北東向的條帶狀。

粵北地區(qū)諸廣山南部花崗巖體△T磁場化極異常主要呈現(xiàn)為正磁場與負(fù)磁場相間分布特征（圖3）。城口鎮(zhèn)、塘灣、扶溪鎮(zhèn)、百順鎮(zhèn)一帶呈U形正磁場異常，該區(qū)域主要為中生代花崗巖，受區(qū)域性北東向控礦斷裂和北西向次級斷裂控制，磁性基底相對隆起形成較鄰區(qū)高的磁異常，且磁場梯度變化較大，高磁異常明顯。磁場梯度較大或高磁異常區(qū)對應(yīng)已知鈾礦床。

2.2 地球化學(xué)特征

粵北地區(qū)諸廣山南部花崗巖體通過水系沉積物地球化學(xué)測量，顯示鈾異常暈主要分布于三江口鎮(zhèn)—城口鎮(zhèn)—紅山鎮(zhèn)—五山鎮(zhèn)地區(qū)、長江鎮(zhèn)—油洞地區(qū)和百順—帽子峰地區(qū)。釷異常暈主要分布于百順—帽子峰—內(nèi)良鄉(xiāng)地區(qū)和古亭—樂洞鄉(xiāng)地區(qū)。氧化鉀異常暈主要分布于古亭—樂洞鄉(xiāng)地區(qū)、長江鎮(zhèn)—油洞—百順地區(qū)和帽子峰地區(qū)。研究區(qū)范圍覆蓋有鈾異常暈和氧化鉀異常暈，表明研究區(qū)具備良好的鈾元素富集條件（圖4）。

3 成礦規(guī)律

根據(jù)葉天竺等“三位一體”找礦理論［11-12］，分析粵北地區(qū)塘灣礦床的成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志，構(gòu)建找礦預(yù)測模型，為粵北地區(qū)鈾礦找礦預(yù)測提供理論依據(jù)與技術(shù)指導(dǎo)。

3.1 成礦地質(zhì)體

塘灣礦床含鈾花崗巖巖性為粗中粒斑狀二云母花崗巖，巖石具粗中粒似斑狀結(jié)構(gòu)，主要造巖礦物為石英、長石，其次為白云母和黑云母；主要副礦物為磷灰石、鋯石、獨(dú)居石、晶質(zhì)鈾礦、黃鐵礦等［13］。巖石地球化學(xué)具有富硅、貧鈣、鉀大于鈉、鋁過飽和的特點(diǎn)，是良好的鈾源巖。在特定氧化條件下花崗巖中的晶質(zhì)鈾礦、鋯石、獨(dú)居石等含鈾副礦物可將鈾萃取出來，為塘灣鈾礦床形成提供豐富的鈾源。塘灣礦床中二云母花崗巖平均鈾含量為16×10-6，遠(yuǎn)高于華南產(chǎn)鈾花崗巖鈾含量（3×10-6），且屬過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性花崗巖，具備典型產(chǎn)鈾花崗巖地球化學(xué)特征。塘灣礦床中二云母花崗巖年齡為161.9～154.0 Ma［14］，處在120 Ma 鈾礦化峰值前期，經(jīng)歷南嶺地區(qū)諸廣山南部150 Ma 區(qū)域性韌性變形、華南地區(qū)145 Ma 區(qū)域性巖石圈伸展運(yùn)動(dòng)和140 Ma 諸廣山南部地區(qū)基性巖脈侵入時(shí)期［15-21］。受NEE 向城口斷裂和NNW 塘灣斷裂控制，塘灣礦床位于斷裂交匯地段。綜上所述，該礦床成礦地質(zhì)體主要為161.9～154.0 Ma 具高鉀過鋁質(zhì)鈣堿性產(chǎn)鈾花崗巖地球化學(xué)特征的粗中粒斑狀二云母花崗巖。

3.2 成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面

塘灣礦床周圍區(qū)域主要有北西向、北東東向和北東向3 種斷裂構(gòu)造，塘灣硅化斷裂帶為北西向，城口硅化斷裂帶為北東東向，兩者是塘灣礦床主要控礦斷裂（圖2）。

（1）北東東向城口硅化斷裂帶。城口硅化斷裂帶是城口鈾礦田和塘灣礦床的控礦斷裂，亦是區(qū)域性主應(yīng)力斷裂構(gòu)造，位于塘灣礦床北側(cè)，沿白石垇村—方洞小公路南西側(cè)斷裂構(gòu)造露頭較好，斷裂構(gòu)造走向?yàn)?5°～75°，傾向南東，傾角為75°～80°，深部鉆孔揭露視厚度可達(dá)30余米。地表出露的構(gòu)造巖較簡單，主要巖性為雜色強(qiáng)硅化碎裂巖；深部揭露多段斷裂破碎帶，其斷裂破碎帶主要由構(gòu)造角礫巖、花崗質(zhì)碎裂巖和硅化蝕變花崗巖構(gòu)成，圍巖巖性主要為中粗粒斑狀二云母花崗巖。地表出露的硅化碎裂巖呈淺綠色、褐紅色，主要由花崗質(zhì)碎屑、黏土礦物及熱液石英組成。構(gòu)造熱液活動(dòng)具有多期次，構(gòu)造應(yīng)力隨不同成礦期發(fā)生變化，礦前期該斷裂呈壓扭性，成礦期及礦后期該斷裂呈張扭性。通過以往鉆探查證工程，在城口斷裂深部揭露鈾異常礦化，鈾礦化與已知礦體主要存在于斷裂交匯處（圖5），且礦體主要沿?cái)嗔炎呦蜓由臁?/p>

（2）北西向塘灣硅化斷裂帶。塘灣硅化斷裂帶是塘灣礦床的主控礦斷裂，在與城口硅化斷裂帶的構(gòu)造應(yīng)力作用下產(chǎn)生多組次級斷裂，主控礦斷裂與次級斷裂的深部交匯地段構(gòu)成含礦優(yōu)選地段。通過塘灣礦床以往鉆探工作成果，證實(shí)在斷裂構(gòu)造交匯地段存在鈾礦體和鈾礦化現(xiàn)象（表1），且達(dá)鈾礦工業(yè)品位。

3.3 成礦作用特征標(biāo)志

粵北地區(qū)塘灣礦床具有蝕變分帶現(xiàn)象，賦存于含鈾粗中粒斑狀二云母花崗巖，其主要發(fā)育硅化、鉀化和絹云母化蝕變，具“中心硅化、緊鄰鉀化、圍巖絹云母化”的蝕變分帶特征。特征礦物晶質(zhì)鈾礦、鋯石、獨(dú)居石、紫黑色螢石為提供鈾源的主要礦物，有利于鈾礦富集。塘灣礦床已揭露礦體中礦石礦物主要為黑色瀝青鈾礦、硅鈣鈾云母和銅鈾云母，脈石礦物以方解石、石英為主，礦石類型屬硅酸鹽—單鈾型礦石，礦石結(jié)構(gòu)為微晶緊密結(jié)構(gòu)或變余碎裂結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造或角礫狀碎裂構(gòu)造，局部含少量赤鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦、方鉛礦。經(jīng)鈾浸出實(shí)驗(yàn)分析，總耗酸量低，且可達(dá)95%的鈾浸出率，反映礦石選冶性能良好。

4 結(jié)論

（1）粵北地區(qū)諸廣山南部花崗巖體布格重力異常呈西北部低東南部高的分布特征、△T磁場化極異常呈正磁場與負(fù)磁場相間分布特征。塘灣礦床位于布格重力異常過渡帶且具正磁異常，并疊加鈾異常暈和氧化鉀異常暈，具備良好的鈾元素富集成礦條件。

（2）粵北地區(qū)塘灣礦床成礦地質(zhì)體主要為161.9～154.0 Ma 具高鉀過鋁質(zhì)鈣堿性產(chǎn)鈾花崗巖地球化學(xué)特征的粗中粒斑狀二云母花崗巖；成礦構(gòu)造主要為塘灣硅化斷裂帶與城口硅化斷裂帶，成礦結(jié)構(gòu)面主要為斷裂交會(huì)地段或斷裂構(gòu)造界面；成礦特征標(biāo)志為具含鈾粗中粒斑狀二云母花崗巖中“中心硅化、緊鄰鉀化、圍巖絹云母化”的蝕變分帶特征，為構(gòu)建“三位一體”找礦預(yù)測地質(zhì)模型提供技術(shù)支撐和理論依據(jù)。

致 謝：感謝廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九一大隊(duì)蘇文聰高級工程師、張輝仁教授級高級工程師對野外地質(zhì)調(diào)查工作的指導(dǎo)，并分享鈾礦找礦思路與研究經(jīng)驗(yàn)。