矿床成矿模式(东华理工大学)

卷(Volu m e)35,期(Numb er)2,总(S UM )129页(Pages)249~258,2011,5(M ay ,2011)大地构造与成矿学Geotecton ica etM eta ll o genia收稿日期:2010 02 02;改回日期:2010 04 30项目资助:中国核工业地质局 相山、大洲地区火山岩型铀成矿系列、勘查模式及找矿预测研究 生产性科研项目(项目编号:05)资助。

第一作者简介:张万良(1962-),男,博士,研究员,地质学专业,主要从事遥感及G IS 在铀资源评价中的应用研究。

Em i a:l Z W L270@相山铀矿田成矿综合模式研究张万良,余西垂(核工业270研究所,江西南昌县330200)摘 要:成矿综合模式由成矿模式和成矿后的变化改造因素构成。

江西相山矿田是我国目前品位较高、矿量丰富的火山-侵入杂岩中的热液脉型铀矿田,成矿综合模式研究具有重要实践意义。

根据相山矿田铀成矿地质特征、成矿条件分析,探讨了成矿作用机制和成矿后的隆升剥露,建立了相山铀矿田成矿综合模式。

此模式表明,矿田东南部的铀矿遭受了强烈剥蚀,矿田西北部是找矿预测的靶区。

关键词:成矿综合模式;找矿预测;相山矿田中图分类号:P 612 文献标志码:A 文章编号:1001 1552(2011)02 0249 10笔者认为,成矿模式与成矿综合模式具有不同的概念和应用。

成矿模式(m eta llogenic m odel)是矿床学研究的基本内容,是对矿床形成机理和过程所进行的模拟和假设,其意义在于对矿床形成作用有较全面的了解和认识(梁新权和温淑女,2009),可以不涉及到矿床形成后的变化和改造。

而成矿综合模式(integra ted m eta llogen ic m ode l)则是在成矿模式研究的基础上,通过成矿后的变化改造因素分析,而建立的矿床形成及形成后变化全过程的模拟和假设,对矿产勘查具有重要的实践意义。

相山矿田在过去的矿床学研究中,多侧重于矿床的形成过程或成矿模式的研究,如陈肇博(1985)提出的双混合成因模式;邵飞等(2008)建立的铀成矿模式强调了火山岩成岩过程是成矿物质的富集过程,火山岩浆期后成矿热液系统演化孕育了相山火山盆地50M a 的成矿过程,流体降温、浓缩、混合等成矿机制的耦合,促使了铀沉淀、成矿。

对于相山矿田的形成后的变化改造以及成矿综合模式研究则鲜有涉及。

笔者通过收集资料,在前人研究成果的基础上,通过矿床成矿地质特征、成矿条件、成矿作用以及矿床形成后的变化改造因素分析,建立了相山矿田的成矿综合模式。

1 矿田地质概况江西相山铀矿田受相山火山-侵入杂岩控制,产于E W 向、NE 向等多组基底构造的复合部位,杂岩体平面形态呈椭圆形,东西长约26k m,南北宽16km,面积约316km 2(图1)。

杂岩体由晚侏罗世-早白垩世酸性火山碎屑岩夹沉积岩、酸性熔岩及中酸性浅成-超浅成侵入岩组成,岩浆活动从喷发开始、火山侵出为主、浅成-超浅成岩浆侵入而结束(张万良,2005)。

浅成-超浅成侵入体(主要是花岗斑岩或斑状花岗岩和流纹英安斑岩)形态各异,花岗斑岩岩体露头规模在南部较大,呈岩株状,矿物粒度较粗,也有斑状花岗岩之称;由东部到北部,露头渐小,呈岩墙、岩脉状;至西部,露头少而小,为分散的岩滴状。

流纹英安斑岩主要分布在西或西北部(张万良和李子颖,2007;何观生等,2009)。

这种斑岩体分布特征与相山地区的铀矿床主要分布在北或西北部的事实可能有内在的成因联系。

矿田断裂构造发育,主要有NE 向、NNW 向、250第35卷1.第四系黏土、砾石;2.上白垩统南雄组红色砂岩砂砾岩;3.下白垩统鹅湖岭组碎斑熔岩;4.下白垩统打鼓顶组紫红色砂岩、熔结凝灰岩;5.上三叠统石英砂岩、页岩和震旦系片岩、千枚岩;6.流纹英安斑岩;7.花岗斑岩;8.燕山早期花岗岩;9.断裂;10.铀矿床。

图1 相山铀矿田地质略图Fig .1 D istribution of th e u ran iu m deposits in the X iangs han f i e l dNWW 向、SN 向和E W 向5组线性断裂构造,它们具明显的新构造运动或多期活动的特征,其中E W 向构造对火山岩浆喷发和侵出具有重要的意义(邱爱金,2001),不同产状和规模的裂隙构造(带)是矿体定位的空间。

2 成矿地质特征矿田内发现矿床20多个,矿点矿化点30多个,矿床密集分布在矿田北部和西部,东部只有1个矿床(628矿床),而相山中部和南部至今尚未落实矿床,仅稀疏分布一些小矿点。

按含矿岩性的不同,大致可划分熔岩脉型、次火山岩(斑岩)型、爆发角砾岩筒型3种矿床类型。

2.1 含矿岩性相山矿田含矿岩性较复杂,远不止上述三种。

含矿岩性与火山侵入杂岩体各岩层(体)规模大小有一定关系,主要含矿岩性有碎斑熔岩、花岗斑岩、流纹英安斑岩、基底变质岩、火山碎屑岩、砂岩、隐爆角砾岩等,碎斑熔岩中的铀矿储量约为相山矿田铀矿总储量的41%,其他各含矿岩性的含矿量所占百分比见表1。

我们知道,分布广、规模大的岩层或岩体,接受构造破碎、热液作用及矿化的机会就多,各矿床往往具有多种含矿岩性,因此认为相山矿田铀矿化对岩性的选择性不大。

2.2 矿体形态、规模矿田内绝大多数矿体受断裂或裂隙控制,矿体多呈脉状或群脉状,产状较陡立,而产于隐爆角砾岩中的矿体则受隐爆角砾岩筒的形态控制,矿体呈似表1 不同岩性含矿量统计表T ab le 1 Re s ource p roport i on s hosted i n the d ifferen t rocks含矿岩性分布面积(km 2)含矿量(%)震旦系变质岩9打鼓顶组*砂岩及火山碎屑岩4.54鹅湖岭组碎斑熔岩21241花岗斑岩3930流纹英安斑岩1015隐爆角砾岩<0.01<1*打鼓顶组有的文献中称如意亭组,参见:江西省地质矿产厅.1997.江西省岩石地层.武汉:中国地质大学出版社:267.第2期张万良等:相山铀矿田成矿综合模式研究251柱状。

矿脉与矿脉之间平行排列,也常见侧列,如剖面上斜列、垂深上侧伏现象(王灿林,1980 )。

单条矿脉规模一般都较小,通常长20~50m,宽度与长度相近,厚度一般1m左右,呈薄板状,由1~2条或3 ~4条平行矿化裂隙所控制,平行矿化裂隙间距一般30c m左右,裂隙间距较大时,单裂隙控制的矿脉经常因厚度太薄而不能构成工业矿体,但当裂隙密集发育构成裂隙带或破碎带时,则可控制富大矿体,如邹家山矿床4号带C 502号矿体。

近年在邹家山矿床深部发现的缓产状富大矿体也是受裂隙密集带控制的。

受断裂破碎带控制的矿体规模较大,如赋存在邹石断裂带中的邹家山矿床3号带内的C2 302号矿体,走向长359m,倾向延伸145m,平均厚度2.61m,平均品位0.305%。

2.3 矿石特征矿石类型主要有铀-磷灰石型、铀-绿泥石型、铀-方解石型、铀-水云母型、铀-萤石型,矿田西部以铀-萤石型、铀-水云母型矿石为主,东部或北部以铀-磷灰石型和铀-绿泥石型为主。

成矿年龄88~135M a(Zhang and L,i2005),成矿作用是一个相对连续的过程。

矿石矿物有含Th沥青铀矿、沥青铀矿、钛铀矿、铀钍矿、铀石、钍石、磷钍矿、含U胶磷矿、含U锐钛矿、赤铁矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、黄铜矿等,脉石矿物有钠长石、磷灰石、绿泥石、方解石、白云石、萤石、水云母、微晶石英等。

铀主要以独立矿物形式而存在,有的铀以类质同像形式含于铀钍石等矿物中,或吸附于水云母、萤石、绿泥石等矿物的表面或空隙中。

矿石化学成分表现为:与围岩相比,S i O2含量大大减少,Ca O、P2O5含量有较大的增高,这与矿石强烈磷灰石化、碳酸盐化、萤石化是相互对应的。

但不同的矿石类型,其化学成分的变化也较大。

围岩蚀变强烈,北部和东部成矿前蚀变主要为钠长石化,西部为水云母化,成矿期蚀变有赤铁矿化、水云母化、萤石化、绿泥石化、黄铁矿化等。

北部和东部铀矿化以单铀型为主,西部则以铀钍混合型为其特征。

3 成矿条件分析3.1 区域背景条件相山铀矿田位于扬子地块与华夏地块的结合带附近,是北东向赣杭火山岩铀成矿带与北北东向大王山-于山花岗岩型铀成矿带的交汇叠加部位。

区域上近E W向基底深断裂、北东向遂川深断裂、北北东向宜黄-安远深断裂交接复合,在中生代发生了大规模的中-酸性火山喷发和岩浆浅成侵入活动,形成了相山火山-侵入杂岩体。

紧随这期火山侵入活动之后,区域上发生了明显白垩纪-古近纪的伸展减薄活动,除形成一系列NE NNE向的断陷盆地外,并引发了大规模的铀成矿作用,相山铀矿田即是在这样一种区域背景条件下形成的。

3.2 构造条件控矿构造主要为断裂或裂隙构造,由于主干断裂的多次活动,使这些次级构造或裂隙经受了多次改造与复合,形成较为复杂的裂隙群带。

单条裂隙一般延伸规模不大,而多条裂隙平行侧列或呈小的锐角相交所构成的裂隙带,则宽度可达几米,甚至十几米,长度一般为100~200m。

裂隙性质为张性、张扭性。

按展布方向,有以下几组断裂或裂隙构造与铀成矿关系最密切。

NE向构造邹家山矿床的控矿构造,主要是NE向的邹-石构造带,它是由一系列平行的呈雁行排列的断裂所组成。

主断裂面平直光滑,见透镜体状角砾、构造泥及近水平擦痕等,显示剪切特点。

3号带直接产于主断裂构造带内,其他矿带则受与邹-石构造平行侧列的NE向断裂控制(图2)。

矿体则受NE向断裂旁侧的北西向、南北向等方向的次级构造或裂隙带控制,它与主断裂具有成生联系。

裂隙性质为张性或张扭性。

NW向构造石洞矿床容矿构造为3条北西向断裂裂隙带,矿化产于北西向断裂内及其上盘的裂隙密集带中,这些北西向断裂表现为张扭性质,见棱角状、次棱角状构造角砾,断层上盘呈阶梯状断落20~80m,角砾被断层泥胶结,带内发育绿泥石化、赤铁矿化、萤石化、钠长石化、硅化等蚀变现象。

王灿林.1980.相山矿田脉群型铀矿床的构造特征及其形成机制(内部资料).252第35卷图2 邹家山矿床地质略图F i g.2 Sk etch geo l ogica lm ap of th e Zou jias han deposit近SN向构造云际矿床受近SN向主断裂控制,该主断裂全长3000m,纵贯矿区南北,沿倾向方向大约在250m标高处与云际-上谙断裂相交。

断裂呈弧形展布,走向从南到北由北北东逐渐转为北北西向,倾向西,倾角50 ~60 ,上部较陡,下部变缓。

属平移正断层性质。

该主断裂旁侧的含矿裂隙构造有3组: 走向10 ~35 ,倾向北西(个别倾向南东),倾角65 ~85 ,该组裂隙延伸较长、平直,呈扭性; 走向330~350 ,倾向南西,倾角65 ~85 ,延伸较短,呈张扭性; 走向南北的裂隙。