广东省翁源县竹筒尖铀矿床地质特征及成矿机制探讨

刘文泉， 吴烈勤， 李 俊

(核工业二九○研究所，广东 韶关 512029)

广东省翁源县竹筒尖铀矿床地质特征及成矿机制探讨

刘文泉， 吴烈勤， 李 俊

(核工业二九○研究所，广东 韶关 512029)

下庄矿田是我国花岗岩型富铀矿床的主要产地之一，竹筒尖铀矿床位于下庄矿田西北部地区。矿区内地质构造复杂，岩浆活动强烈。阐述了竹筒尖铀矿床的区域地质背景和成矿地质特征，并对其成矿机制进行了探讨；认为“三位一体”的特殊地质环境是控制区内铀矿床形成的关键。

竹筒尖铀矿；地质特征；成矿机制；下庄矿田

刘文泉，吴烈勤，李俊.2014.广东省翁源县竹筒尖铀矿床地质特征及成矿机制探讨[J].东华理工大学学报：自然科学版，37(2)：143-149.

Liu Wen-quan,Wu Lie-qin,Li Jun.2014.Geological Characteristics and Mineralization Mechanism of the Zhutongjian Uranium Deposit in Wengyuan County, Guangdong Province[J].Journal of East China Institute of Technology (Natural Science), 37(2)： 143-149.

下庄矿田是目前我国国内为数不多的几个大型花岗岩型铀矿田之一。自建国以来，下庄矿田先后发现了如竹山下、仙人嶂、石角围、希望、石土岭、下庄、寨下等一大批高品位大中型花岗岩型铀矿床，为我国的铀矿地质勘查乃至核工业事业的起步做出了重大贡献。竹筒尖铀矿床位于下庄矿田西北部的白水寨地区，该地区自1986年以来曾开展过一系列铀矿地质勘查工作，取得了较大的找矿成果，并提交了较为可观的铀资源量，具有良好的找矿前景(王春双等，2012)。

1 区域地质概况

下庄矿田位于南岭纬向构造带第二亚带中段的大东山-贵东花岗岩带东部，其大地构造位置处于华夏古陆西缘及闽赣后加里东隆起西南缘与湘、桂、粤北海西-印支坳陷的结合部(图1)，在行政区划上属于江西省全南县、广东省翁源县、连平县三县接壤部位。

矿田的区域上位于北北东向恩平-新丰(翁源-油山)深断裂带、北东东向黄陂-龙南大断裂带、北西向惠来-汝城(连平-郴州)深断裂带与东西向大东山-漳州(贵东-蕉岭)大断裂带的交汇部位(图2)*核工业290研究所.2012.广东省翁源县白水寨铀矿床普查地质报告[R].。这种“数位一体”的特殊构造背景使本区域不仅成为了早期的岩浆活动中心、上涌中心，而且又成为了成矿期的构造热液活动中心；该构造特征有利于岩浆的侵入，而且岩石破碎，蚀变强烈，是地块中相对薄弱部位，有利于成矿物质的运移、沉淀与富集。

图1 下庄矿田大地构造位置示意图Fig.1 Tectonic setting sketch map of Xiazhuang uranium ore field

图2 华南地区深大断裂带及铀矿分布略图Fig.2 Deep faults and the distribution of the uranium mineral in south China

2 矿区地质特征

2.1 岩浆岩

矿区内主要出露的岩石类型为侵入岩，未见沉积地层出露。区内主体侵入岩(下庄岩体)为燕山早期第一阶段中粒似斑状黑(二)云母花岗岩(γ52-1)；其次为燕山早期第三阶段白水寨(龟尾山)岩体为细粒黑(二)云母花岗岩(γ52-3)；少量角闪辉绿岩和闪长玢岩，呈岩墙(脉)产出(图3)(吉高萍等，2013)*吴烈勤，刘汝洲，黄国龙. 1998 .粤北构造岩浆演化及其与富铀矿的关系[R] .核工业地质局290研究所科研报告．。

下庄岩体呈岩基广泛出露于矿区内的大部分地区，与白水寨岩体、龟尾山岩体均呈侵入接触关系。主要岩性为中粒似斑状黑(二)云母花岗岩，岩石呈灰白色，中粒似斑状结构，块状构造；斑晶主要为钾长石，次为斜长石、石英，斑晶直径1.5～3 cm，粒度约为2～5 mm。岩石主要矿物成分为它形-半自形粒状钾长石-钾微斜长石(含量50%～65%)、斜长石-更长石(含量10%～15%)；无色透明，它形粒状石英(含量20%～30%)；片状黑云母(含量5%～7%)、白云母(含量约2%～10%)等。副矿物有锆石、磷灰石、磁铁矿、电气石、黝帘石等；晶质铀矿含量>5 g/t。其成岩年龄169～193 Ma，属燕山早期第一阶段岩浆侵入产物。

白水寨岩体、龟尾山岩体呈岩株状出露于矿区中部、中东部地区，二者均明显受到北东-南西向龟尾山硅化断裂带的控制，且岩性基本相同，均为细粒黑(二)云母花岗岩，岩石呈灰白色、浅红色，细粒花岗结构，块状构造。岩石主要矿物成分：它形粒状钾长石(粒径0.5～1.5 mm，含量55%～65%)；半自形-它形斜长石(含量少于5%)；它形粒状石英(含量25%～30%)；片状白云母(粒径0.15～1.5 mm，含量4%～8%)、黑云母(粒径0.15～0.8 mm，含量5%～6%)；副矿物为少量石榴子石。

2.2 构造

区内断裂构造发育，具有多期次活动、交接复合和错移等特点，主要有北东向、北东东向、北北东向、近东西向和北西向等数组断裂带发育，其中主要控矿构造为北东向龟尾山、16号、北东东向黄陂和上洞、近东西向6620号断裂带(图3)。

(1)北东向龟尾山断裂带(F3组带)：北东向龟尾山断裂带为区内主要控矿构造带，控制了竹筒尖矿床、135矿点和一批异常点带的产出。该断裂带为一组不连续产状变化大的“S”型帚状断裂构造，总体产状50°～70°SE(NW)∠60°～84°，北东段北西倾，以充填白色石英、硅化花岗岩为主，伴有云英岩化；南西段南东倾，以蚀变碎裂岩、白色块状石英为主，伴有绿泥石化；竹筒尖矿床便定位于龟尾山断裂带的南西段F3组带中，为一组近平行或小角度相交的蚀变硅化碎裂岩带，组带长1.45 km，宽240～300 m，总体产状55°～80°SE∠56°～85°，具有西南撒开，北东收敛呈带状趋势展布；组带成分复杂，由硅质脉，杂色微晶石英(玉髓)、玉髓胶结角砾岩、蚀变碎裂花岗岩、碱交代岩等组成，矿化好(表1)。

图3 白水寨-龟尾山地区地质简图Fig.3 Geological sketch map of Baishuizai-Guiweishan district

(2)16号断裂：该断裂处于龟尾山断裂下盘，是一条蚀变碎裂岩组，长约7 km，总体产状为130°～165°SE∠65°～86°。在野外实际调查过程中发现，断层面发育蚀变碎裂花岗岩-蚀变碎裂岩-硅化构造角砾岩-蚀变碎裂岩、碎裂花岗岩，其中硅化构造角砾岩作为构造带的主体约有7 m宽，两侧蚀变宽度10～20 m，蚀变带内可见5～30 cm的石英脉穿插。大量的白色块状石英组成石英脉体，脉体周围可见赤铁矿化、褐铁矿化发育。

(3)黄陂断裂：该断裂构造带为一条切割下庄岩体主体的区域性断裂带。构造带长度超过38 km，宽约4～10 m，局部可达20～30 m，总体产状150°～170°∠45°～65°，产状变化大，膨胀收缩，多分枝复合，活动时间早，持续时间长，对铀成矿控制作用明显。早期充填大量白色块状石英，少量辉绿岩脉，尔后破碎，形成碎裂岩。强烈碎裂部位出现构造泥，并呈片理化，向两侧渐变为蚀变碎裂岩。晚期出现张裂，充填有梳状石英和灰黑色细晶石英、黄铁矿等。构造带围岩发育硅化、白云母化等。

(4)6620号硅化带：区内出露长度2.0 km，宽0.2～6.0 m不等，产状75°～135°SE(SW)∠58°～82°，断层充填成分以硅化花岗岩、白色、杂色石英硅质胶结角砾岩为主，红色微晶石英、铁锰质砾岩、糜棱岩为辅。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

矿区内铀矿化的分布主要受到构造带以及岩性界面控制，矿体大都产于3号组带、6620号带、龟尾山断裂带以及其上下盘蚀变碎裂花岗岩中，此外也有部分矿体分布于碱交代细粒黑云母花岗岩中(周肖华等，2012；Taylor et al.,1985;倪师军等，1986)*张振奋，曾学宏，胡让全等．1998．广东省翁源县下庄矿田竹筒尖矿床普查报告[R] .核工业华南地质局二九三大队．。其中竹筒尖地段矿体走向为NEE向，倾角65°～80°；6620号带地段矿体走向为NNW向，矿体呈脉状、透镜状产出。铀矿体主要分布于竹筒尖地段23～28号勘探线和6620号带地段400～418号勘探线之间，单个矿体的规模不大，各矿体的空间形态大体相互平行。

表1 龟尾山断裂带南西段3号组带主要构造特征表Table 1 No.3 faults major characteristic in southwest area of Guiweishan fault

3.2 矿石特征

矿石结构构造：矿区内的矿石结构主要有不规则团块状、乳滴状、球粒状、交代镶边状等，矿石构造主要有细脉状、似脉状、浸染状等。常见的矿石结构构造如下：

(1)团块状结构：常见沥青铀矿呈团状分布于中粒钾长石碎裂处，局部可见黑云母脉穿插。

(2)镶边结构：沥青铀矿沿微粒状钾长石颗粒边缘生成，形成构造镶边结构的特点。

(3)浸染状构造：灰黑色石英脉中，黄铁矿呈星点状分布，在赤铁矿细脉中，黄铁矿和沥青铀矿呈星点状，且黄铁矿被沥青铀矿交代。

区内主要矿石类型为蚀变碎裂花岗岩型、硅化碎裂岩型、碱交代岩型。在施工钻孔中分别采取上述三种类型的矿石样品，采集的样品在粉碎至200目后，缩分出适量样品，分别送交相关测试单位开展相关分析。其中硅酸盐全分析由核工业二九○研究所分析测试中心完成，分析方法为湿化学测试方法；微量元素和稀土元素由核工业北京地质研究院完成，分析方法采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定，仪器型号为Finnigan Element Ⅱ型，检测限低于0.5×10-9，相对标准差小于5%。

三类矿石的稀土元素特征相似，轻稀土元素富集，轻、重稀土之间的分馏作用明显，稀土配分模式呈明显的“右倾型”，显示出强过铝花岗岩特征，说明三者之间有同源性(图4)。但三者之间的稀土总量变化较大，碱交代岩型稀土总量为(162.18×10-6～305.32×10-6，平均233.75×10-6)，蚀变碎裂花岗岩型稀土总量为(80.78×10-6～246.35×10-6，平均166.69×10-6)，硅化碎裂岩型稀土总量为(74.91×10-6～104.83×10-6，平均82.80×10-6)，造成此种现象的原因在于三类矿石的蚀变种类和蚀变发育程度存在差异；碱交代蚀变时稀土元素有明显的带入，而硅化碎裂岩型矿石发生硅化作用时有稀土元素的带出(表2)。此外，三类矿石之间的LREE/HREE比值明显不同，硅化碎裂岩型LREE/HREE为8.39～9.40(平均值8.75)，蚀变碎裂花岗岩型LREE/HREE为5.46～8.42(平均值7.07)，碱交代岩型LREE/HREE为4.61～7.28(平均值5.95)，碱交代岩型矿石存在着明显的重稀土元素富集。

三类矿石的微量元素蛛网图分布及其相似(图5)，碱交代岩型较其它类型富集Rb，Th，Ce，Hf等，明显富集Zr，波峰更加明显；其中Zr含量的增加可能与岩石中锆石在碱交代过程中被分解带入碱交代流体有关，下庄岩体的锆石含量为(58 g/t)，就充分说明了这一点。蚀变碎裂花岗岩型矿石较其它亏损Rb，Ba，Ta，Nb，P，Ti，Y，Yb等，特别是Ti，P，Nb元素亏损严重。虽然在个别元素含量三种矿石类型有差别，但分布模式却十分一致，都是左侧“隆起”而右侧相对“平缓”，显示三者具有较高的相似度。

图4 稀土元素配分模式图Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns diagram

图5 微量元素蛛网图Fig.5 Trace elements spider diagram

表2 微量元素和稀土元素分析结果Table 2 Analytic results of major elements and REE /10-6

4 成矿机制探讨

4.1 成矿地质特征

矿区位于区域性黄陂大断裂与上洞断裂的夹持区域内，其中低序次、低级别的北东向硅化带(龟尾山断裂、16号带)、北东东向硅化碎裂岩带(3号带)和近东西向硅化带(6620号带)等次级构造非常发育、并持续强烈活动，为铀活化、运移和富集提供通道和容矿空间。区内出露的主体花岗岩(下庄富铀岩体)和细粒花岗岩小岩体(白水寨和龟尾山岩体)的岩石碎裂程度高、各种热液蚀变广泛强烈发育，为含铀热液富集提供有利条件，是铀成矿的极有利围岩；细粒花岗岩小岩体和中基性岩脉的产出为铀矿化直接提供了提供足够的铀源和成矿流体。同时，区内多期热液成矿作用和多次富铀热液活动的叠加为铀矿进一步富集奠定了基础。

4.2 控矿因素归纳

矿区内主要控矿因素可归纳为以下五个方面：

(1)铀矿化严格受硅化断裂带及其上下盘两侧的蚀变碎裂花岗岩控制；区内北东向、北东东和北西西向硅化断裂构造带控制着铀矿床(点)的产出，特别是其交接、复合部位往往成为铀矿床(点)形成的有利地段。

(2)矿床(点)受晚期花岗岩小岩体岩性界面控制；区内铀矿化与燕山早期第三阶段细粒花岗岩在空间上关系密切，小岩体的内外接触带控制着铀矿体产出，尤其是细粒花岗岩小岩体(白水寨岩体)与北东东、北东向成矿断裂构造交汇处的洼兜或凹槽部位矿化程度较好。

(3)铀矿床(点)受构造“交点”控制；区内北东向、北东东向硅化碎裂岩带与近东西向中基性岩脉交汇复合部位控制“交点型”铀矿产出，铀矿体赋存于“交点”部位的碎裂中基性岩脉和硅化碎裂岩带中。

(4)铀矿化受硅化、赤铁矿化、钾(钠)长石化、白云母化等蚀变控制；岩石碎裂程度越高，碱交代和白云母化越强，矿化品位越富。铀矿石赋存于杂色玉髓质石英岩、微晶石英胶结花岗角砾岩、蚀变碎裂(花岗)岩、钾(钠)长石化碎裂花岗岩中。

(5)矿区内第二次中温富铀碱性热液与第三次中低温富硅、富铀酸性热液叠加部位往往形成富大矿体。铀矿化主要形成于成矿期的沥青铀矿-碱交代阶段和沥青铀矿-微晶石英阶段，矿化类型有沥青铀矿-钾(钠)长石-赤铁矿和沥青铀矿-微晶石英-黄铁矿两种。

4.3 成矿规律总结

矿区内的铀矿床(点)的定位大都遵循碎裂岩带、花岗岩小岩体和热液蚀变“三位一体”的原则。其中，碎裂岩带是铀成矿、控矿和储矿的有利场所；花岗岩小岩体(白水寨岩体)是铀成矿的铀源体，其内外接触带是铀矿形成的定位空间；酸碱热液蚀变活动是促使铀元素活化和运移的主要条件(谭正中等，1998；邓平等，2003)。这种碎裂岩带、花岗岩小岩体和热液蚀变“三位一体”有机组合，缺一不可。铀矿床定位于龟尾山帚状构造与白水寨和龟尾山岩体复合地段；铀矿体赋存于花岗岩小岩体内外接触带的圈闭或洼兜被北东、北东东向硅化带切穿部位；富矿体往往形成于北东东向断裂构造带与北西西向断裂构造带的复合部位，尤其是中基性岩脉、碱交代体与成矿断裂构造带交汇复合地段。

5 结论

竹筒尖铀矿床定位于碎裂岩带、花岗岩小岩体和热液蚀变“三位一体”的地质环境中。

其中 “碎裂岩带”是指北东向、北东东向和北西西向硅化碎裂岩带，是区内铀矿物运移、沉淀的主要空间，是主要的控矿和储矿构造；“花岗岩小岩体”是指燕山早期晚阶段侵入形成的细粒花岗岩体，它不仅是矿区内重要的铀源地质体，而且其内外接触带也是铀矿床形成的定位空间；矿区内沿硅化碎裂岩带两侧广泛发育的硅化、白云母化、赤铁矿化、水云母化、绿泥石化、萤石化等热液蚀变反映了各成矿阶段矿区内活跃的流体运动；在区域岩浆活动的能量驱使下，热液沿构造裂隙不断运移并汲取矿源围岩中的矿质从而形成成矿流体，成矿流体在运移的过程中与围岩发生交代作用，不断汲取矿质并导致流经区域的围岩发生蚀变，最终因能量的衰竭或物理、化学性质的急剧变化而沉淀成矿。

这种碎裂岩带、花岗岩小岩体和热液蚀变“三位一体”有机组合区域，是本区铀矿成矿最有利之地段；花岗岩碎裂程度越高，与花岗岩小岩体关系越密切，围岩蚀变、特别是碱交代作用(钾、钠长石化和白云母化等)越强,越容易形成大规模、高品位矿体。

矿区具备了蚀变碎裂岩带型和“交点”型铀矿成矿地质条件，尤其是碎裂岩-碱交代岩型铀矿化具较大的找矿前景，建议在今后的工作中沿北东向、北西西向硅化碎裂岩带的两侧扩大探索范围，寻找主断裂的次级断裂带，并按照“三位一体”的成矿模式加大勘查力度，争取发现新的矿床扩大储量。

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GeologicalCharacteristicsandMineralizationMechanismoftheZhutongjianUraniumDepositinWengyuancounty,GuangdongProvince

LIU Wen-quan, WU Lie-qin, LI Jun

( Research Institute No.290, CNNC, Shaoguan,GD 512029, China)

Xiazhang orefield is a major production of Granite uranium in china.The Zhutongjian uranium deposit is located in the northwest of Xiazhuang orefield, which is characterized by complex geological structure and intensive magma activity.It introduces the regional geological background and Mineralization features, discussion about the Mineralization Mechanism of Zhutongjian uranium deposit. Disintegration rocks,lower rock mass of granite,hydrothermal alteration are the key factors of mineralization.

Zhutongjian uranium deposit;geological characteristics; mineralization mechanism; Xiazhang orefield

2013-10-20

中国核工业地质局地质项目(201037)

刘文泉(1986—)，男，硕士生，工程师，研究方向为地质找矿方向。E-mail: lwenquan04@163.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2014.02.006

P619.14

A

1674-3504(2014)02-0143-07