扬子陆块区东南缘碳硅泥岩型铀矿床与断陷红盆控矿机制

张字龙，漆富成，何中波，李治兴，王文全，于金水

（核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京100029）

扬子陆块区东南缘碳硅泥岩型铀矿床与断陷红盆控矿机制

张字龙，漆富成，何中波，李治兴，王文全，于金水

（核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京100029）

扬子陆块区东南缘是碳硅泥岩型铀矿床的重要矿集区，其中沉积-外生改造型和沉积-热液叠加改造型铀矿床均分布在断陷红盆边缘或附近。通过红盆与碳硅泥岩型铀矿床分布规律的研究，提出了碳硅泥岩型铀矿床与红盆边缘断裂的沟通效应和控矿机制，旨在强调红盆在找矿实践中的权重。

碳硅泥岩型铀矿床；断陷红盆；控矿机制

碳硅泥岩型铀矿床系指产于未变质或弱变质海相碳酸盐岩、硅质岩、泥岩及其过渡型岩类中的铀矿床［1］。我国华南广泛分布碳硅泥岩型铀矿床，其中扬子陆块区东南缘就是其中一重要区域。该区域构成陆缘裂陷、深断裂带成矿体系，其成矿作用与沉积成岩作用和热水沉积作用有关［2］，由晚震旦世—早寒武世硅质磷块岩、碳质页岩、硅质岩组成的碳硅泥岩型铀矿赋存层位。在后期外生改造成矿过程中，断陷红盆对铀成矿起到非常重要的作用，即碳硅泥岩型铀矿床在成矿的 “源-运-导-集-保”的过程中，无不受红盆的影响。前人对我国碳硅泥岩型铀矿床曾进行过大量研究，并总结出了许多经验教训［1-12］。笔者通过论述断陷红盆与铀成矿关系的研究，旨在强调红盆在找矿实践中的权重。

1 区域成矿地质环境

扬子陆块区东南缘主要包括黔中、湘西、湘中和桂北等地区，是我国重要碳硅泥岩型铀矿床产出区域之一。区内出露地层为：冷家溪群、板溪群、震旦系、寒武系、奥陶系和志留系，少量泥盆系—二叠系。中新生界主要为白垩系—第四系。区域地层展布明显受雪峰山古隆起控制，以冷家溪群、板溪群及震旦系为核心的向西凸出的弧形隆起为本区基底构造形态，古生界多围绕弧形隆起边缘断续分布。一系列NNE向展布的复背斜、复向斜和NNE向断裂构成区内的主要构造形态，并控制着断陷红盆的分布（图1）。

区内岩浆活动与岩浆岩发育，为多期次复式岩体。主要出露于南部、东北部和东南部。区内沩山印支—燕山期复式岩体、白马山岩体、苗儿山、越城岭多期侵入的复式岩体，是该区断陷红盆沟通深部热液的主要动力源。

区内出露的地层中，上震旦统、下寒武统既是重要的铀源层，又是主要的含矿层。含矿岩性主要为薄层硅质岩、硅质页岩夹碳质页岩、碳质硅质岩等。另外，研究区东南部还出露有小面积的泥盆系、石炭系和二叠系地层，部分层位也是重要含矿层。

图1 扬子陆块区东南缘断陷红盆与碳硅泥岩型铀矿床分布图Fig.1 Distribution sketch of carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposits and down-faulted red basins at the southeastern margin of Yangzi continental block

已发现的铀矿床分布与断陷红盆的分布有密切关系，铀矿床主要分布于断陷红盆边缘至20 km范围内（图1），因此，研究断陷红盆与铀成矿的关系，对指导铀矿找矿工作具有重要意义。

2 红盆边缘断裂的沟通效应

扬子陆块区东南缘碳硅泥岩型铀矿床与红盆边缘断裂的沟通效应有3类（表1）。

2.1 红盆边缘断裂沟通层间破碎带

红盆边缘断裂沟通层间破碎带加剧了层间断裂的发育，为成矿溶液的活动和矿体的赋存提供了良好的空间，对铀的淋积、迁移、浓缩富集成矿都是极为有利的。

研究发现，大量铀矿床的空间定位与红盆边缘断裂沟通层间破碎带有关，矿床受顺层破碎带或层间裂隙控制，矿体分布于顺层破碎带或层间裂隙构造中。如溆浦盆地，总体受洪江—溆浦—安化断裂带和溆浦—五团断裂带联合控制，与区域系列紧密线型褶皱及断裂构造形成统一的地质构造体系。由于在震旦纪—寒武纪时形成了重要的铀源层，并在局部地区形成同生沉积成岩型铀矿化层，燕山期岩浆-构造作用的影响形成复式褶皱和层间构造破碎带，在红盆边缘具备断裂沟通层间破碎带条件的前提下，含铀、含氧地下水在沿层间构造破碎带下渗过程中发生淋积作用，在氧化还原过渡带铀沉淀富集，铀矿体产于层间破碎角砾岩带、后期构造应力释放区（主断裂拐弯部位）。目前发现的老卧龙、永丰、岩湾、奎溪坪、统溪河铀矿床就定位于盆地的边缘（图2）。

2.2 红盆边缘断裂沟通深部含矿热液

红盆边缘断裂沟通深部含矿热液，沿断裂上升、萃取成矿组分的成矿热液，为多期次、多阶段铀的叠加富集提供了地质条件。研究发现，几乎所有沉积-热液叠加改造碳硅泥岩型铀矿床后期铀富集均离不开沟通深部含矿热液的成矿作用。如铲子坪矿床（图3），该矿床属典型的沉积-热液叠加改造型铀矿床，铀源一部分来自于地层预富集；另一部分则主要来自深部及周边岩体。虽然铀矿体主要受F2断裂带和含矿层联合控制，但F1断裂对铀成矿起到举足轻重的作用。燕山期花岗岩侵入岩体及石英、萤石等热液脉体在该断裂带的上盘广为发育，表明F1断裂控制着燕山晚期的岩浆热液活动。因此，它也成为沟通深部热源和成矿物质的通道，含矿热液在上升的过程中不断萃取围岩中的铀质，从而进一步丰富了铀源，并提供大量的热能，加速了成矿作用［12］，为断陷红盆边缘断裂沟通深部含矿热液、形成沉积-热液叠加改造型铀矿床创造了控矿效应。

表1 扬子陆块区东南缘碳硅泥岩型铀矿床与红盆边缘断裂沟通效应Table1 Connective effect of carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposit to the fault at the margin of red basins at the southeastern margin of Yangtze continental block

图2 溆浦断陷红盆边缘铀矿床（点）分布图Fig.2 Distribution sketch of uranium deposits（occurrences）at the margin of Xupu down-faulted red basins

2.3 红盆断裂构建矿质运移通道

红盆发育于深大断裂附近，其构造有利于含铀地下水的运移，也为沟通深部成矿热液的上升提供了运移通道。

切穿碳硅泥岩含铀建造的深大断裂控制着铀成矿作用和铀矿床的产出定位，同时也控制着古地热异常区、古温泉、现代地热异常区、温泉等构造热液和热水的活动。中国重要地热异常区深大断裂是含铀热液上升和地下热水渗透的良好通道，深大断裂及其派生的次级断裂、层间破碎带型断裂，以及联合断裂型破碎带是铀叠加成矿的有效空间。

铲子坪矿床F1断裂作为断陷红盆边缘断裂，成为构建矿质运移通道的导矿断裂（图3）。该断裂切割了自基底至盖层的各岩层，它最大限度地破碎铀源层，既为底部热液提供了上升的运移通道，又为顶部地表水向下运移提供了通道，为供给充足的成矿物质创造了条件。

图3 铲子坪铀矿床地质剖面图［12］Fig.3 Section of Chanziping uranium deposit［12］

3 红盆与铀成矿作用

3.1 红盆与沉积-外生改造型铀成矿作用

红盆与沉积-成岩型铀矿床在空间上没有关系，而与沉积-外生改造型铀矿床在空间上有着密切关系，一般该类型铀矿床产于断陷红盆边缘或附近，一般不超过20 km范围。红盆对沉积-外生改造型铀成矿起作用，关键过程就在于外生改造阶段。这是由于沉积-外生改造型铀矿床在成矿过程中一般要经历早期铀预富集阶段（沉积-成岩阶段）、中后期淋积叠加成矿阶段。尤其在后期淋积叠加成矿阶段，由于新构造运动使地壳隆起，同时断陷红盆也遭受风化剥蚀，随着燕山后期岩浆-构造作用的影响，形成褶皱，发育走向断层和层间构造破碎带，而含铀、含氧地下水则沿层间构造破碎带在下渗过程中不断发生淋积作用，并形成强氧化带、弱氧化带、氧化还原过渡带和还原带的淋积分带，而最终在氧化还原过渡带铀沉淀富集成矿。

在外生改造过程中，红盆所起到的关键作用一方面是红盆边缘断裂沟通了层间破碎带，极大地破碎了周边富铀地层或岩体，活化了铀元素，并为含矿溶液的运移提供了良好的通道，同时也为矿体的赋存提供了有利空间；另一方面是在红盆形成时，盆地和盆地边缘一般具备良好的氧化还原条件和水化学条件，这种良好的有利于铀元素聚集的条件往往决定了铀矿床的定位。另外，盆地内部通常也具备这种条件，同时红盆对形成的铀矿床还起到良好的保护作用。

3.2 红盆与沉积-热液叠加改造型铀成矿作用

热液叠加改造铀矿体形成前期主要是震旦纪—寒武纪时期形成重要的铀源层，并在局部地区形成同生沉积成岩型铀矿化层。燕山期岩浆-构造作用的影响产生复式褶皱和层间、切层构造破碎带及断裂夹持区，含铀、含氧地下水在沿构造破碎带和断裂夹持区的下渗过程中，从铀源体（层）中淋出铀，含铀水在地下的运移通道是地层中发育的各种断裂构造及孔隙带。这些构造在印支期、燕山期，直至喜山期的多次构造运动过程中形成。由于地热增温、构造错动及花岗岩体中岩脉（主要为辉绿岩、花岗斑岩脉岩体）侵入，使地下水变成温度较高的热水，特别是红盆边缘断裂沟通深部含矿热液。这种热液对已形成的铀矿体进行改造，使铀活化并重新分配，部分铀还可做短距离迁移。于是便形成了品位更富，叠加成矿的热液铀矿床。

红盆对沉积-热液叠加改造型铀成矿作用的关键也是在后期改造过程中，红盆边缘断裂沟通深部含矿热液，使热液沿断裂上升，随着运移的过程不断萃取成矿组分，为多期次、多阶段铀的叠加富集提供地质条件。

4 结论

通过研究断陷红盆与碳硅泥岩型铀矿床分布规律和红盆控矿机制，可以得出以下认识：（1）沉积-外生改造型铀矿床和沉积-热液叠加改造型铀矿床与断陷红盆空间关系密切，矿床多分布在红盆边缘或附近，一般不超过20 km范围。（2）碳硅泥岩型铀矿床与红盆边缘断裂的沟通效应和控矿机制关键在于：红盆边缘断裂沟通层间破碎带或沟通深部含矿热液，既为铀源的铀质活化创造了条件，又为含铀、含氧地下水及热液提供了运移通道，同时也为最终的铀矿体提供了容矿空间。笔者认为，红盆对碳硅泥岩型铀矿床在成矿的 “源-运-导-集-保”过程中，均起到了重要作用。

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Ore-controlling mechanism of down-faulted red basins over carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposits at the southeastern margin of Yangtze continental block

ZHANG Zi-long， QI Fu-cheng， HE Zhong-bo，LI Zhi-xing，WANG Wen-quan，YU Jin-shui
（CNNC Key Laboratory of Uranium Resources Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

One of the important ore-concentrated areas of carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposits is the southeast continental margin of Yangtze plate. Sedimentary-exogenous transformation type and sedimentary-hydrothermal superimposed transformation type uranium deposits are always distributed at or near the edge of down-faulted red basins.By analyzing the relation of deposit distributions to down-faulted red basins，the connective effect and ore-controlling mechanism of carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposits are proposed with marginal fractures of red basins in the paper.

carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposit； down-faulted red basins；ore-controlling mechanism

P619.14；P598

A

1672-0636（2012）03-0125-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2012.03.001

2012-05-09；

2012-06-04

张字龙（1978—），男，内蒙古呼盟人，硕士，工程师，主要从事沉积学与铀矿地质研究工作。E-mail:zzl99132@tom.com