寧都縣上橫鈾礦地質(zhì)特征及控礦因素分析

收稿日期：2023-11-27

基金項(xiàng)目：江西省地質(zhì)局財(cái)政項(xiàng)目（2021YDZ04）。

作者簡(jiǎn)介：盧俊浩（1992—），男，江西南昌人，碩士，工程師。研究方向：鈾礦地質(zhì)技術(shù)管理。

摘要：上橫鈾礦位于江西省寧都縣，是近年來(lái)江西省核地質(zhì)工作少數(shù)取得突破的地區(qū)之一。該礦床所處的桃山鈾礦田中，大多礦床為產(chǎn)于復(fù)式巖體內(nèi)部的碎裂蝕變巖型，但上橫鈾礦產(chǎn)于巖體外接觸帶的區(qū)域斷裂中，為花崗巖外帶型，成礦規(guī)律與控礦因素的認(rèn)識(shí)略有欠缺。本文利用野外專項(xiàng)地質(zhì)測(cè)量、槽探、鉆探揭露等手段，初步查明鈾成礦條件和控礦因素，為今后該類型鈾找礦提供新思路。研究認(rèn)為，在成礦、容礦和保礦過(guò)程中，桃山復(fù)式巖體、南華系地層、紅盆、上橫斷裂、脆性構(gòu)造巖以及韌性構(gòu)造巖等因素在不同程度上起到作用。

關(guān)鍵詞：上橫鈾礦；地質(zhì)特征；控礦因素；巖體外接觸帶；寧都縣

中圖分類號(hào)：P619.14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）01-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.023

Analysis of Geological Characteristics and Control Factors of Shangheng Uranium Deposit in Ningdu County

LU Junhao

（Jiangxi Geological Museum， Nanchang 330000， China）

Abstract： The Shangheng Uranium Deposit is located in Ningdu County， Jiangxi Province， and is one of the few areas in Jiangxi Province that has made breakthroughs in nuclear geological work in recent years. In the Taoshan Uranium Field where this deposit is located， most of the deposits are of the fractured and altered rock type that occurs within the complex rock mass， however， the upper horizontal uranium deposits are located in the regional fractures of the external contact zone of the rock mass， and are of the granite external zone type， and there is a slight lack of understanding of the ore-forming laws and controlling factors. This paper uses specialized geological surveys， trenching， and drilling techniques to preliminarily identify uranium mineralization conditions and controlling factors， providing new ideas for future exploration of this type of uranium. Research suggests that factors such as the Taoshan complex rock mass， Nanhua strata， red basins， upper transverse faults， brittle tectonic rocks， and ductile tectonic rocks play different roles in the process of mineralization， ore hosting， and ore preservation.

Keywords： Shangheng Uranium Deposit; geological characteristics; mineral control factors; external contact zone of rock mass; Ningdu County

我國(guó)是花崗巖型鈾礦床最發(fā)育、類型最多、分布最廣泛的國(guó)家，這類鈾礦床也是我國(guó)最重要的鈾礦床類型[1]，自20世紀(jì)60年代被發(fā)現(xiàn)以來(lái)便成為地質(zhì)學(xué)家的重點(diǎn)研究對(duì)象，受到地質(zhì)學(xué)界的廣泛關(guān)注[2-5]。其中尤以桃山礦田最為聞名。桃山礦田是我國(guó)資源量最大的花崗巖型鈾礦田，大地構(gòu)造上位于華南褶皺系內(nèi)贛中大王山-于山構(gòu)造巖漿巖帶中段之桃山巖體附近[6]，目前已勘探出十余個(gè)鈾礦床，根據(jù)鈾礦床與花崗巖巖體的空間關(guān)系、含礦主巖及其蝕變、控礦構(gòu)造、礦體形態(tài)等地質(zhì)要素，可將區(qū)內(nèi)花崗巖型鈾礦床分為3種類型（花崗巖巖體內(nèi)帶型、花崗巖巖體外接觸帶型、花崗巖巖體上疊斷陷紅盆型）[7]，其中以花崗巖巖體內(nèi)帶型為主。這些礦床分布于桃山復(fù)式巖體及斷裂中[8]，大多受到次級(jí)斷裂裂隙帶或脈巖構(gòu)造帶的控制[9]，而花崗巖巖體外接觸帶型發(fā)現(xiàn)較少，目前只在礦田外圍的上橫斷裂中發(fā)現(xiàn)一個(gè)礦床——上橫鈾礦。上橫鈾礦自20世紀(jì)發(fā)現(xiàn)以來(lái)就一直未進(jìn)行繼續(xù)探索，其成礦背景和控礦因素的認(rèn)識(shí)較少。近年來(lái)，地質(zhì)調(diào)查人員對(duì)其進(jìn)行連續(xù)的野外勘查。目前，該礦床控制的鈾資源量已達(dá)100余噸，雖然規(guī)模沒(méi)有桃山復(fù)式巖體內(nèi)部產(chǎn)出的礦床大，但礦床控制因素與巖體內(nèi)部其他礦床存在較大差異，有較大的研究和參考價(jià)值。

1 成礦地質(zhì)背景

上橫鈾礦位于江西省寧都縣，大地構(gòu)造上位于華夏板塊北部陸緣的加里東造山帶中部雩山隆起帶上，地處華南鈾成礦省桃山-諸廣鈾成礦帶的北端，桃山鈾礦田東南緣廣昌-寧都斷陷紅盆的控盆斷裂中[9-10]。

礦區(qū)地質(zhì)圖如圖1所示。礦區(qū)位于桃山巖體東南部，地處桃山復(fù)式巖體與寧都斷陷紅盆的接觸部位，出露地層為南華系、白堊系及第四系。南華系上施組（Nh1s）主要分布在上橫斷裂附近，出露范圍較小，與下伏花崗巖、上盤砂礫巖呈構(gòu)造或不整合接觸。白堊系河口組（K2h）主要分布在上橫斷裂上盤，傾角為20°～30°，主要巖性為粉砂巖、砂礫巖和角礫巖等組成的一套陸相紅盆沉積，整體傾向北西。

上橫斷裂為區(qū)域控盆構(gòu)造，屬區(qū)域上角源斷裂的中段，該斷裂也是區(qū)域上主干斷裂，嚴(yán)格控制著桃山巖體的東緣。呈北北東-北東向貫穿整個(gè)礦區(qū)，將礦區(qū)花崗巖體與寧都盆地分割。該斷裂經(jīng)歷長(zhǎng)期多次活動(dòng)，總體走向北東10°～20°，傾向東南，傾角為55°～73°，整體傾角約為70°，在工作區(qū)內(nèi)寬數(shù)米至數(shù)十米?？臻g上，該斷裂由北向南逐漸變陡，寬幅逐漸變窄，鈾礦化垂直范圍為24～220 m，約為200 m。主要表現(xiàn)為構(gòu)造糜棱巖、角礫巖、碎粉巖、碎裂巖組成的破碎帶，局部地段有硅質(zhì)脈充填，其原巖成分主要為花崗巖，含少量千枚巖、砂礫巖。構(gòu)造帶中及其兩側(cè)發(fā)育赤鐵礦化、綠泥石化等多種熱液蝕變，蝕變多在斷裂帶之間或其上下盤呈帶狀或面狀產(chǎn)出，形成蝕變碎裂巖帶，若蝕變強(qiáng)，巖石碎裂程度高，則往往是賦礦有利空間。

該斷裂是區(qū)內(nèi)控巖、控盆、控礦、容礦構(gòu)造，其斷裂帶內(nèi)部鈾礦化程度變化具有一定規(guī)律，破碎程度越高，礦化越好，從構(gòu)造面至構(gòu)造中部依次為構(gòu)造角礫巖→碎裂巖→碎粉巖，中部少量出現(xiàn)構(gòu)造泥，破碎程度依次增強(qiáng)，鈾礦化主要集中在碎粉巖和碎裂巖中，構(gòu)造角礫巖鈾礦化相對(duì)較弱。礦區(qū)巖漿巖主要有燕山期中粒二云母花崗巖和中粗粒黑云母花崗巖，呈巖基侵入變質(zhì)巖中，與白堊系紅砂巖主要呈斷裂接觸，分布在上橫斷裂的西側(cè)，平均鈾豐度為18.25×10-6，

它為富鈾巖體，少量煌斑巖及細(xì)粒花崗巖呈脈狀產(chǎn)出。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

該礦床礦體賦存于上橫斷裂帶內(nèi)，呈透鏡體、脈狀展布，其產(chǎn)狀受上橫斷裂控制，整體走向北東20°，傾向南東，傾角為55°～73°。礦體最低標(biāo)高為24 m，最高標(biāo)高為222 m；最大埋深為116 m，最小埋深為24 m，均為盲礦體，鈾礦化由中部富集向南北兩側(cè)延伸，礦化強(qiáng)度逐步減弱，規(guī)模變小。垂向上，礦體埋深由北向南逐漸增大，北部9號(hào)勘探線揭露礦體集中分布在海拔198～222 m，中部17號(hào)勘探線揭露礦體集中分布在海拔131～199 m，南部

25號(hào)、33號(hào)勘探線揭露礦體集中分布在海拔24～164 m，且礦體傾角自北向南變陡。礦體水平計(jì)算厚度最薄的為0.56 m，最厚者為4.15 m，平均厚度是1.68 m，厚度變化系數(shù)為52%。品位介于0.031%～0.187%，最高品位是0.187%，平均品位是0.072%，品位變化系數(shù)為64%。

2.2 礦石特征

礦石成分較簡(jiǎn)單，未見(jiàn)肉眼可識(shí)別的鈾礦物，金屬礦物見(jiàn)有赤鐵礦、褐鐵礦。脈石礦物主要有水云母、絹云母和石英等，礦石中的礦物大部分仍然是圍巖的礦物成分——長(zhǎng)石、石英和云母。礦石結(jié)構(gòu)以碎裂花崗結(jié)構(gòu)為主，其次為結(jié)晶結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、環(huán)帶結(jié)構(gòu)，呈微脈浸染狀構(gòu)造。圍巖、夾石均為斷裂帶產(chǎn)物，即構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖等，成分主要為花崗巖，含少量變質(zhì)巖、砂礫巖，礦化蝕變主要有赤鐵礦化、硅化、綠泥石化和水云母化等。

2.3 圍巖蝕變特征

礦體及礦化段的圍巖蝕變主要有硅化、褐鐵礦化、綠泥石化、水云母化和赤鐵礦化等，總體表現(xiàn)為酸性蝕變，其中硅化和赤鐵礦化發(fā)育較為普遍。礦石中，硅化表現(xiàn)為角礫狀膠狀石英、玉髓，后期破壞明顯，顏色主要為暗黑色。赤鐵礦化表現(xiàn)為云霧狀、塵點(diǎn)狀，對(duì)長(zhǎng)石全面浸染，造成長(zhǎng)石變紅，或沿礦物節(jié)理裂隙分布，形成微小短脈，多數(shù)產(chǎn)于硅化破碎

帶中。

3 控礦因素分析

3.1 巖體、圍巖與鈾礦化

礦區(qū)巖漿巖主要呈巖基侵入變質(zhì)巖中，與白堊系紅砂巖主要呈斷層接觸，分布在上橫斷裂的西側(cè)，平均鈾豐度為18.25×10-6，它為富鈾巖體。鈾源主要來(lái)自圍巖，少部分來(lái)自地幔[11]。產(chǎn)鈾巖體的圍巖多數(shù)是早古生代地層（前泥盆系），是一套巨厚含炭的暗色復(fù)理石或砂泥質(zhì)細(xì)粒碎屑巖建造，通常，鈾含量為（5～9）×10-6[12]，考慮到華南火成巖巖漿的殼源物質(zhì)成因，結(jié)合火山巖、花崗巖鈾含量分布特征，可以推斷早寒武世地層構(gòu)成華南熱液型鈾礦形成的區(qū)域鈾源層。上橫礦區(qū)巖體侵入一套千枚巖、炭質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖和硅質(zhì)板巖等組成的淺變質(zhì)巖系中，這些巖系均為富鈾層位，成礦提供良好的環(huán)境。

3.2 紅盆與鈾礦化

前中生代富鈾地層、中生代富鈾火山巖和花崗巖是華南地區(qū)鈾礦床的鈾源，同時(shí)也是紅盆沉積物的物源。在干熱強(qiáng)氧化的環(huán)境下，鈾元素在富鈾地質(zhì)體遭受風(fēng)化剝蝕的過(guò)程中得到富集。東部地區(qū)鈾成礦主要集中在燕山晚期，與地殼的拉張列陷期密切相關(guān)，鈾礦床的成礦時(shí)代與該區(qū)白堊紀(jì)-古近紀(jì)巖石圈伸展事件的時(shí)代具有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。鈾礦化在空間分布和形成時(shí)間上與紅盆分布區(qū)巖漿活動(dòng)和紅層發(fā)育期密切相關(guān)，因紅盆產(chǎn)出形態(tài)特殊，紅層附近地區(qū)就是有利于礦化保存的地區(qū)，一側(cè)或兩側(cè)有鈾礦化分布的紅盆內(nèi)部的基底具有較大的資源潛力，是找礦方向之所在。上橫鈾礦就產(chǎn)于桃山復(fù)式巖體與紅盆的結(jié)合部位的控盆構(gòu)造中。

3.3 蝕變與鈾礦化

除了提供成礦鈾源和有利的賦礦空間外，花崗巖與礦化一般不存在其他成因上的聯(lián)系，而對(duì)鈾成礦起決定作用的是后期的構(gòu)造作用和蝕變交代作用。巖石蝕變后，含水礦物及硫化物增多；鈾發(fā)生再分配，大量轉(zhuǎn)變成為裂隙粒間鈾，或被黏土礦物吸附，活性鈾增多；巖石抗壓強(qiáng)度變小，孔隙度增大，為后來(lái)成礦熱液疊加成礦創(chuàng)造有利條件。溫度和壓力的降低是導(dǎo)致熱液氧化還原電位降低和鈾氧化物氧化還原電位升高的重要因素，含鈾離子的被還原作用是鈾沉淀機(jī)制。上橫礦區(qū)內(nèi)與成礦關(guān)系密切的熱液蝕變主要有赤鐵礦化、綠泥石化、硅化、黃鐵礦化和水云母化等，多種蝕變疊加時(shí)，礦化相對(duì)較好。

3.4 構(gòu)造及構(gòu)造巖的控制

3.4.1 構(gòu)造及脆性巖

上橫地區(qū)鈾礦化的產(chǎn)出嚴(yán)格受到斷裂構(gòu)造的控制，目前，所有的工業(yè)礦體均賦存于上橫斷裂內(nèi)，主要礦化圍巖為上橫斷裂帶內(nèi)的花崗質(zhì)的碎裂巖、碎粉巖、構(gòu)造角礫巖。上橫斷裂多期次活動(dòng)導(dǎo)致構(gòu)造內(nèi)巖石較為破碎，為成礦流體的運(yùn)移和富集提供良好的空間。脆性構(gòu)造巖中的鈾礦化巖芯如圖2所示。

3.4.2 糜棱巖

鈾的化學(xué)性質(zhì)十分活潑，非常容易發(fā)生遷移。鈾礦田在成礦帶內(nèi)受二、三級(jí)構(gòu)造帶控制，一般產(chǎn)出于流通性一般的次級(jí)斷裂或裂隙中，區(qū)域性大斷裂很少產(chǎn)出鈾礦床。礦區(qū)鈾礦化之所以得到保存，很大程度上依賴于下方韌性巖石糜棱巖的隔水性，類似諸廣山南部的東坑礦床。東坑礦床受良好的構(gòu)造圈閉控制，礦體定位于輝綠巖和煙筒嶺斷裂帶以及糜棱巖的圈閉部位，這些圈閉部位有利于礦質(zhì)的聚集，且礦體形成后，由于糜棱巖的不透水性，可以避免后期大氣降水對(duì)礦體的淋濾和改造，在這些圈閉良好的地區(qū)，巖石破碎、封閉，容易富集、貯存氣體，導(dǎo)致鈾被大量還原而沉淀。糜棱巖在上橫礦區(qū)北部地表的構(gòu)造中出露，表明上橫斷裂中脆-韌性界面由北向南逐漸變深，而在垂向上，礦體埋深由北向南逐漸變大，與脆-韌性界面在空間上具有耦合性，證明下方糜棱巖的展布與鈾礦化的保存有直接關(guān)聯(lián)。上橫鈾礦礦體垂直投影圖如圖3所示。

4 結(jié)論

上橫鈾礦產(chǎn)出于桃山復(fù)式巖體與紅盆結(jié)合部位的控盆斷裂——上橫斷裂中，鈾礦化屬于花崗巖型鈾礦中的外接觸帶亞型。桃山復(fù)式巖體、南華系地層和紅盆等地質(zhì)單元為鈾成礦提供良好的條件，上橫斷裂及其中的碎裂巖為鈾礦提供成礦空間，下方糜棱巖對(duì)鈾礦的保存起到關(guān)鍵作用。該類型鈾礦床目前發(fā)現(xiàn)不多，類似成礦條件的地區(qū)在將來(lái)華南鈾找礦突破中非常具有遠(yuǎn)景，上橫鈾礦雖然在資源量上屬于小型，但為該類型鈾礦的繼續(xù)發(fā)現(xiàn)提供非常好的個(gè)例。

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