相山铀矿田牛头山地区多金属矿地质特征及找矿远景

王建国，陈荣清，谢国发，吉高萍，马英英

（江西省核工业地质局261大队，江西 鹰潭 335001）

相山铀矿田是我国业已发现的最大规模火山岩型铀矿田，其勘查研究工作历经半个多世纪，相继发现了邹家山、沙洲、山南、云际和居隆庵等铀矿床，在我国铀矿地质领域占有重要地位。近年来，随着勘查程度的深入，在牛头山地区铀矿化部位深部，即铀矿化垂幅下界以深200 m左右发现了铅锌银多金属矿化，但尚未查明规模，这表明此地区除了铀矿产外，还存在其他金属矿产的找矿前景［1］。开展该地区铀矿化深部多金属矿地质特征及控矿因素的研究，对相山铀矿田火山岩型铀矿床深边部寻找多金属矿床具有指导意义。

1 区域地质背景［2］

相山铀矿田是华南铀矿省的重要组成部分。华南铀矿省的构造格局系东亚前侏罗纪的EW向构造体系，中新生代则为NE向东亚陆缘带。相山火成岩体和相山铀矿田位于EW向构造与NE向赣杭构造叠置转换地带。

相山火成岩和构造的形成受深部地球动力和板块俯冲动力的双重影响，同时形成了一系列NE向展布的压扭性构造，改变了东亚前侏罗纪EW向构造格局。紧随这期事件，东亚陆缘区发生了明显白垩纪-古近纪的伸展减薄活动，其地球动力学背景可能是地幔柱活动引起的（李子颖，2006），在东亚陆缘火山岩带形成了一系列NE－NNE向的断陷盆地群和火山杂岩体。铀矿床的分布与这类断陷盆地的空间关系非常密切（陈跃辉等，1997；李子颖，1999）。

华南铀矿省的构造（EW与NE向）格局，反映相山区域构造史上是经历了前侏罗纪挤压—侏罗纪压扭—白垩纪-古近纪伸展减薄—中新世以来的挤压，在这种“开-合”交替演变的构造活动历史过程中，铀矿形成于白垩纪-古近纪伸展减薄这一特定的构造活动阶段。相山铀矿田是中生代热点活动和大陆板块共同作用的产物。

2 矿区地质特征

牛头山地区位于相山铀矿田西部，定位于戴坊—相山EW向基底断陷带与河元背—小陂断裂、火山塌陷构造交汇附近，东与湖港矿床，河元背矿床紧邻（图1）。区内地层、岩石出露较单一。发育火山塌陷，基底断陷构造及存在一侧火山口等特点，为成矿提供了有利的条件。

2.1 地 层

牛头山地区地层由基底和盖层两部分组成。基底地层为震旦系（Z）浅变质岩，出露于矿区的北部，分布不广，其主要岩性为绢云母千枚岩、石英云母片岩。盖层主要是上侏罗统的火山岩。岩性有打鼓顶组下段（J3d1）紫红色砂岩、粉砂岩，底部为含砾砂岩或砂砾岩，呈条带状分布于矿区的北部，与基底地层呈角度不整合接触；打鼓顶组上段（J3d2）流纹英安岩，地表未见出露，而只见于深部，顶面标高为-500 m左右。鹅湖岭组上段（J3e2）是相山火山岩主体，在矿区大面积出露，其中底板相熔灰状碎斑熔岩见于矿区的北部和牛头山矿带的深部，呈灰略带浅红色，常见少量细小片岩、粉砂质泥岩岩屑；中间相碎斑熔岩出露面积占矿区面积的80%以上，岩石中见少量角岩化砂岩或黑云母角岩岩屑。

图1 牛头山地区多金属矿地质图Fig.1 Geological map of multimetal mineralization in Niutoushan area

次火山岩（γπJ3e2）呈不规则的岩盘、岩脉、岩瘤零星侵入于碎斑熔岩中，分布无一定规律，岩性有斑状花岗岩和花岗斑岩。

2.2 断裂构造

河元背—小陂断裂是本地区一条重要的断裂构造。北起河元背以北，经小陂南至石洞附近，呈张扭性纵贯牛头山铀矿床。该断裂走向 340°～350°，倾向 SW，倾角 65°～82°。全长约5 km，宽约几米至几十米不等，最宽处达48 m。在距地表近1000 m的深处，仍有水平厚度为4 m多的强烈破碎带，构造带内见构造角砾、构造糜棱岩及构造泥，有些地段被后期的硅质脉穿插、胶结形成硅化破碎带。构造带中心部位，岩石破碎、绢云母化强烈，向两侧逐渐变弱，至未蚀变的新鲜围岩。有少数工程见河元背—小陂断裂两侧发育多金属硫化物矿脉，断裂本身局部也有矿化。

由此说明，河元背—小陂断裂不仅是控矿构造，也是容矿构造。

3 多金属矿（化）特征

3.1 矿体特征

牛头山地区多金属矿脉带受河元背—小陂断裂、岩层界面、火山塌陷构造复合控制，矿脉分布在断裂带及其两侧。

矿脉赋存于碎斑熔岩和流纹英安岩中，在河元背—小陂断裂与碎斑熔岩和流纹英安岩接触面附近复合部位矿化较富集。矿体总体产状大致与近SN向河元背—小陂断裂平行，走向 340°～350°，倾向 SW，倾角 60°～65°。 根据最新施工的钻孔取样分析多金属矿石含量，初步判断铅、锌达到工业标准累计视厚度约25 m，并且在深部见多金属矿脉富集段。矿脉受裂隙控制，形态为脉状或细脉浸染状。

3.2 矿石特征

根据矿物共生组合，近矿围岩蚀变与铅、锌矿化的关系，可划分为脉状硫化物型矿石和细脉浸染型矿石［3］。

铅锌矿脉的矿石矿物主要有方铅矿、闪锌矿（图2A）、毒砂、黄铁矿（图2B）及少量黄铜矿、辉银矿（图2C）、自然银；脉石矿物主要为方解石、菱铁矿（图2D）及石英，局部伴有少量绢云母，绿泥石。

图2 牛头山地区多金属矿矿石类型及岩相学特征Fig.2 Ore types and petrographic features of multimetal deposit in Niutoushan area

矿石构造主要为脉状、块状构造。矿石结构主要为乳浊状结构、网状胶结结构。

3.3 成矿期次

铅锌矿成矿过程是多阶段的，它经历了早期的碱性流体作用，导致了矿前期形成绿泥石和锡石。铅锌成矿期的流体是继矿前碱性流体作用后发生的矿质卸载，经历了石英-毒砂阶段、黄铁矿阶段、闪锌矿-黄铜矿阶段、方铅矿-黄铜矿-碳酸盐岩阶段和辉银矿-自然银阶段等多阶段叠加。矿后期矿石矿物受到后期表生淋失作用，生成新生的硫酸盐矿物。

3.4 围岩蚀变

戴自希等在 《世界铅锌资源的分布与潜力》一书中，详细总结了国内、外铅锌矿床的蚀变类型及特征，铅锌矿床的成因类型和赋矿围岩千差万别，但是它们的围岩蚀变有许多共同之处，都经历了绿泥石化、硅化、绢云母化和碳酸盐化［4］。牛头山地区的铅锌矿交代蚀变也符合这一规律，早期经历了一种面式的钠长石、绿泥石和绿帘石交代，而晚期的矿化蚀变是以石英、片状伊利石（云英岩）交代为主，其后石英－片状伊利石化蚀变岩石破碎，叠加了菱铁矿和镁质碳酸盐的充填交代（图2D）。因此，该多金属矿化，具有国际大型铅锌矿床的基本识别标志。

4 控矿因素

4.1 构造控矿

牛头山铀矿床及多金属矿化位于戴坊—相山EW向基底断陷带中SN向断裂发育地带，与河元背—小陂断裂、火山塌陷构造交汇附近。河元背—小陂断裂、火山塌陷构造及火山岩层界面附近，次一级的裂隙构造发育。基底除EW向断裂发育外，也发育近SN向河元背—沙港断裂带，且SN向断裂带在盖层中也明显发育。这些深切基底的断裂，特别是在基底和盖层中均发育的断裂为导矿和贮矿创造了有利的条件。这些条件也为多金属成矿提供了理想的富集储存空间。

4.2 火山岩层组间界面控矿

鹅湖岭上段（J3e2）碎斑熔岩与打鼓顶组上段（J3d2）流纹英安岩是牛头山铀矿床及多金属矿赋矿主岩。由于物理-化学性质的差异在应力作用下岩层接触界面往往是构造薄弱地段，岩石容易破碎，特别是相对刚性的岩石也更易产生裂隙群组，甚至形成破碎带，因此有利于含矿热液的循环滞留和多金属矿质的聚集沉淀。如26号勘探线所揭露的单工程13个矿体，多工程2个矿体。分别赋存在碎斑熔岩与流纹英安岩中，而且产于鹅湖岭组与打鼓顶组接触界面附近，因此河元背—小陂断裂与岩层组间界面交汇复合部位是成矿最为有利部位。

5 远景分析

牛头山多金属矿化定位于近SN向河元背—小陂断裂、火山塌陷构造与EW向基底断陷构造交汇附近。矿体受河元背—小陂断裂控制。区内侏罗纪火山岩出露几乎全部为上侏罗统鹅湖岭组上段的碎斑熔岩，在工程揭露中深部出露上侏罗统打鼓顶组上段的流纹英安岩。河元背—小陂断裂与岩层组间界面交汇部位有多金属矿脉及矿化异常，是成矿有利地段。

铅锌矿脉带的北段区段，距矿脉带1 km紧挨河元背断裂附近发育花岗斑岩，另外矿脉带北段同时出露基底不整合面，矿脉带具有向北延伸的趋势，综合地质信息显示具有较好的多金属矿化前景。

在牛头山铀矿床及多金属矿化的东侧王家边村附近，见有一条基性岩脉；该基性岩脉近SN向展布，地表出露长约2 km，宽约2～5 m。研究表明该基性岩脉为煌斑岩脉，其 N（87Sr）/N（86Sr）值表明相山地区煌斑岩岩浆来自地幔，并受到地壳物质的混染［5］；也有学者提出铅锌矿脉与煌斑岩脉有着密切的关系，矿脉可产于煌斑岩脉旁边，或者沿与煌斑岩脉同一系统的断裂产出。如粤东地区的一些锡、锌、铅矿［6］。因此，综合研究表明煌斑岩脉带的出露，也应是该地区深部寻找多金属矿十分重要的线索。

总之，牛头山铀矿床深部发现的多金属矿脉带，具有较好的成矿地质条件和成矿远景，有可能发展成为相当规模的多金属矿的潜力区，至少是该地区寻找多金属矿的重要提示，因此，应进一步加强找矿研究。

［1］江西省核工业地质局261大队.江西省乐安县相山矿田牛头山矿床最终储量报告［R］.鹰潭:江西省核工业地质局261大队，1986.

［2］李子颖，黄志章，李秀珍，等.相山矿田铀深源成矿流体研究［D］.北京：核工业北京地质研究院，2006.

［3］江西省核工业地质局261大队.江西省乐安县相山铀矿田大基地规划报告［R］.鹰潭:江西省核工业地质局261大队，1986.

［4］戴自希，盛继福.世界铅锌资源的分布与潜力［M］.北京：地震出版社，2005:209-274.

［5］饶泽煌，张树明.江西相山铀矿田基性岩特征及意义研究［D］.抚州：东华理工大学，2012.

［6］谭义彬.某矿区煌斑岩脉产出特征及其找矿意义［J］.地质与勘探，1966:16-17.