相山矿田铀多金属成矿条件分析

张万良，邹茂卿

（核工业270研究所，江西 南昌 330200）

相山矿田是我国最大的火山岩型铀矿田，受相山火山－侵入杂岩体控制，铀成矿与花岗斑岩、流纹英安斑岩、斜长花岗斑岩的侵入活动具有密切的时空关系，是与火山热液或次火山热液作用有关的大型铀矿田。在成矿构造背景、深部成矿环境和成矿机理上与江西银山、福建紫金山、广东仁差等大型多金属矿区有相似之处[1－2]。

一直以来，相山矿田的勘探对象主要是铀矿。近年在我们勘探铀矿的过程中，在相山矿田西部的河元背、牛头山等矿区的深部陆续发现多金属 （Pb、Zn、Ag等）成矿现象。为了深入贯彻 “以铀为主、综合找矿”的核地质工作方针，积极推动相山矿田铀多金属矿的综合勘查进程，本文将在前人勘查资料的基础上，对相山矿田与铀多金属成矿密切相关的区域构造背景、深部地质环境、小岩体侵入活动及断裂构造等成矿地质条件进行分析，以期为相山矿田铀多金属矿的深入勘查提供依据。

1 相山矿田概况

相山矿田受相山火山－侵入杂岩体控制，该杂岩体位于江西省中部，产于EW、NE及NW向多组基底构造的交汇部位，由火山喷发相酸性火山碎屑岩 （夹沉积岩）、火山侵出相酸性熔岩及火山期后浅成－超浅成侵入相斑岩组成 （图1，表1）。杂岩体平面呈椭圆形，东西长约20km，南北宽14km，面积约318km2。火山岩系基底为震旦系变质岩及晚三叠世碎屑岩夹煤层，盖层为上白垩统南雄组红层，局部分布第四系。

图1 相山铀矿田地质略图Fig.1 Uranium geology map of Xiangshan field

表1 相山火山－侵入杂岩主要岩石类型Table 1 Major rock types of volcanicoinstrusive complex in Xiangshan

浅成－超浅成侵入体 （主要是花岗斑岩和流纹英安斑岩）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，曾有 “斑状花岗岩”之称 （华东608大队12队，1996），往东部、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部或西北部。这种斑岩体分布特征与相山地区的铀矿床主要分布在北部或西北部的事实可能有内在的成因联系。

面积300余平方公里的相山火山－侵入杂岩范围内发现铀矿床近30个 （图1）。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，各矿床往往具有多种含矿岩性。铀矿化对岩性的选择性不大，矿体多受断裂或裂隙控制，呈脉状或群脉状产出。

相山地区与碱交代作用有关的铀矿床，矿石物质成分较简单，大多形成了矿物组分较简单的铀矿化。而萤石－水云母阶段形成的铀矿化，常形成一些有益的伴生元素，如Th、Mo、P等，构成了元素组合较复杂的矿化类型，有时形成了独立的铅锌银矿体。

相山地区铀多金属成矿作用属内生成矿作用的范畴，铀多金属主要是在地球内部能量，包括热能、动能、化学能等的作用下，受火山－岩浆－流体系统控制形成矿床。成矿作用是在地表以下、地壳内部进行的，具有特定的构造背景条件、深部成矿地质条件、岩体侵入活动条件及断裂构造条件。

2 构造背景条件

华南铀矿省的构造格局最突出的表现是两种构造带叠置，即前侏罗纪EW向构造带和中新生代NE向东亚陆缘带。西部EW向构造明显，东部NE向构造醒目。相山火山－侵入杂岩 （矿田）位于EW向构造带与NE向构造带叠置转换处。

在区域上，不同规模和不同成因类型的花岗岩呈EW向带状分布，构成规模巨大的EW向花岗岩带，这是前侏罗纪EW向构造带的重要体现[3]。

侏罗纪，古太平洋板块向东亚大陆强烈俯冲，在东亚陆缘产生广泛的断裂及热点活动，东亚陆缘宽阔的火山岩带就是在这一地球动力背景之下逐步形成[4]。相山火山－侵入杂岩也形成于这一地球动力学背景，同时形成了一系列NE、NNE向展布的压扭性断裂构造 （如与俯冲带平行的左旋走滑断层），并由此改变了东亚前侏罗纪EW向构造的格局。

紧随这期碰撞事件，东亚陆缘区发生了白垩纪－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，在东亚陆缘火山岩带形成了大规模的断陷盆地，俗称红盆。铀矿床的分布与这种断陷盆地的空间关系非常密切[5]，相山铀矿的形成受这期地壳伸展减薄运动的控制。

中新世以来华南地区则表现为强烈剪切挤压与碰撞[6]。华南铀矿省的构造格局反映出相山火山－侵入杂岩经历了前侏罗纪挤压－侏罗纪压扭－白垩－古近纪伸展减薄－中新世以来的挤压抬升这种 “开－合”交替演变的构造活动历史，铀矿形成于白垩－古近纪伸展减薄这一特定的构造活动阶段，铀矿的后期演化（剥蚀和保存）则受中新生代以来的挤压抬升作用控制。

3 深部地质条件

3.1 深部地质结构

从江西省基底结构图 （图2）可见，相山地区处于以下区域深部构造背景中：①临川－兴国幔坳区内由32km莫霍面等深线围限的幔坡－坪区；②居里面深度为32～34km武宁－新余隆起区边缘；③遂川－临川NE向地壳断裂带东南侧；④永丰结晶基底隆起 （顶深小于6.0km）与新干坳陷 （顶深大于8.0km）之间的近EW向展布隆坳过渡带；⑤吉安－新干褶皱基底隆起与崇仁坳陷之间近NE走向深度在3～5km范围内隆坳过渡带，即相山矿田定位于褶皱基底等深线形态变异带，EW向结晶基底隆坳过渡带与NE向褶皱基底隆坳变异带的复合部位。区域上地壳脆弱变薄、热源物质活动剧烈、构造－岩浆活动频繁，是热点作用的频发区。

3.2 重力场特征

相山矿田在1∶50万重力异常图中处于NE向重力梯度带边缘。在1∶5万布格重力异常图上 （图略），重力异常形态变化简单，四周重力高、中间重力低，异常轴向近EW向，基本上反映出相山火山－侵入杂岩体轮廓。矿田北部由EW向重力高及梯度带组成，西部邹家山附近发育有NE、NW向重力异常梯度带及近EW向局部重力低和NE向局部重力高，邹家山附近矿床受这些重力异常复合控制，东、南侧主要为局部重力高异常。

3.3 基底构造

基底褶皱以东西向为主，可能表现为复式背斜，但因后期的岩体、构造的破坏，在重力场上被复杂化了。基底构造由EW、NE、NW向3组构造组成，从重力梯级带的错动关系看，东西向断裂形成最早 （可能在前加里东期就已形成了断裂雏形），是相山地区火山岩浆活动的主控因素，同时又是矿田成矿作用的主要断裂构造；NE向构造比EW向稍晚，它是华南东部一系列NE向断裂构造的组成部分，对赋矿有重要意义；NW向构造在区内有断续显示，性质不明。

图2 江西省基底结构图Fig.2 Map showing the basement structure of Jiangxi province

3.4 花岗岩基底的推断解释

通过对本区各类资料特别是重力资料的综合分析，认为基底变质岩不是相山火山杂岩唯一的基底，其下还存在另一层基底——花岗岩基底。

相山地区基底深部大规模花岗岩体的存在，表明这一地区的岩石圈在白垩纪发生了大规模拆沉并引发软流圈地幔强烈上涌和对地壳物质的加热，热点作用形成了深部巨大的岩浆房，岩浆房内的岩浆不断向浅部输运形成相山杂岩的同时，房内也在不断聚集大量成矿物质，并在岩浆房内岩浆结晶与冷却的热演化过程中与地壳表层大量的断裂或裂隙和流体配套，构成巨大的岩浆－流体－成矿系统[7]。

4 小岩体活动条件

小岩体指在相山火山－侵入杂岩晚期形成的浅成－超浅成侵入体在相山地区呈小岩株、岩墙、岩滴、岩脉、岩枝产出，从北、东、南三面围绕相山分布，组成一个较典型的半环状构造，这些小岩体控制了众多矿床矿体的产出，是相山矿田铀多金属成矿的重要条件。

小岩体与铀多金属矿化的空间关系非常密切，相山北部所有铀矿床几乎都有小岩体或隐伏小岩体存在，绝大部分矿体均赋存在小岩体内部及其接触带附近。外接触带中的矿体一般富集在接触带附近几十米的范围内，极个别远离接触带200m，而岩体上覆岩层中的矿体多数位于岩体顶部之上约200m，少数达400m以上。

上覆岩层中的矿体、矿带多与深部隐伏岩体有关，即上部有矿体、矿带，深部一般也有隐伏岩体存在，北部各矿床几乎无一例外，西部邹家山、河元背、居隆庵等矿床深部也发现了隐伏小岩体。而且上覆岩层中的富矿地段与隐伏岩体中的矿体富集部位上下相对应，隐伏岩体的展布方向与上覆岩层中矿带分布方向往往相关联。

小岩体接触带附近构造发育，如花岗斑岩与K1d粉砂岩之间的接触面附近即是成矿的有利空间。这两种岩石在化学成分上有差异，在物理性质上也不同，前者致密，后者孔隙度较高，同时接触面附近构造发育，从深部或侧面来源的含铀热液，在接触面附近相遇容易引起溶液的分解沉淀。

牛头山矿床深部 （－500～－850m标高）有一独立的铅锌银矿化带 （图3），矿化产于流纹英安斑岩与碎斑熔岩的内接触带。含矿围岩为流纹英安斑岩，少部分为碎斑熔岩。矿石矿物主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、白铁矿及少量的黄铜矿和毒砂，脉石矿物常见有方解石、石英、水云母和绿泥石。

该铅锌银矿化带已有3个剖面5个钻孔控制 （ZK24－9、ZK26－9、ZK26－11、ZK26－13、ZK30－9），矿化处在岩性界面的复合及变异部位。总体看，界面 （流纹英安斑岩与碎斑熔岩的接触界面）以上为铀矿化区，界面以下多铅锌银矿化。铅锌银矿化区东西宽约120 m，目前已达小型矿床规模，区内只有微弱的铀矿化显示。

图3 牛头山矿床26线剖面图Fig.3 Section of line 26in Niutoushan deposit

小岩体或岩墙内部的纵节理也是重要的控矿构造，如沙洲岩体内部发育的NWW向裂隙带控制了沙洲铀多金属矿床，控矿裂隙带沿走向延伸近2000m，延深400m以上，是在花岗斑岩岩墙纵节理基础上发育起来的，走向 为 208°～330°，倾 向 南 （西），倾 角40°～80°。

小岩体形态复杂，其产状、厚度变异部位往往是矿体聚集的有利部位。如岩管的膨大处，“7”字型岩体顶部和拐弯处，岩体分支和舌形体的接合处，两组岩体相交处，弧形岩体的内弧部位等，都是有利于矿体富集的部位。

花岗质或流纹英安质小岩体与铀多金属矿化具有密切的空间关系，而且形成时间接近，花岗斑岩 （斑状花岗岩）单颗粒锆石UPb年龄为135.4Ma[8]，流纹英安斑岩单颗粒锆石 U－Pb年龄为129.54±7.93Ma[9]，斜长花岗斑岩 （英安玢岩）单颗粒锆石U－Pb年龄为129.5±2.0Ma，煌斑岩单颗粒锆石U－Pb年龄为125.1±3.1Ma[10]。铀多金属矿化的同位素年龄为88～135Ma[11]。

与小岩体侵入活动有关的爆发角砾岩，也是一种重要的控矿构造。巴泉矿床就是爆发角砾岩筒控制的铀矿床。该矿床矿化集中，整个岩筒是一个大矿体，易于勘探和开采，具有重要的工业意义。

5 断裂构造条件

相山矿田的赋矿构造，除接触带构造、隐爆角砾岩筒构造外，许多矿床受规模较小的断裂或裂隙构造控制。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，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多金属成矿关系最密切。

（1）NE向断裂

邹家山铀 （伴生钼、钍等）矿床的控矿构造，主要是NE向的邹－石构造带，由一系列平行的呈雁行排列的断裂组成。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，其它矿带则受与邹－石构造平行侧列的NE向断裂控制。矿体则受NE向断裂旁侧的NW向、SN向等方向的次级构造或裂隙带控制，与主断裂具有成生联系，裂隙性质为张性或张扭性。

（2）NW向断裂

石洞矿床容矿构造为3条NW向断裂裂隙带，铀 （钼、钍）矿化产于NW向断裂内及其上盘的裂隙密集带中，这些NW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。

（3）近SN向断裂

云际铀矿床受近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NNE逐渐转为NNW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，①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；②走向330°～350°，倾向南西，倾角65°～85°，延伸较短，呈张扭性；③走向南北的裂隙。

（4）菱形块体构造

NE向邹－石断裂、小陂－芜头断裂与NW向的书堂－济河口断裂、小陂－石洞断裂构成了相山地区最有特征的菱形块体 （居隆庵菱形块体）。这些断裂是这一地区的主要导矿构造，由于这4条断层活动的影响，菱块内发育一系列近等间距走向340°～20°裂隙构造，正是这些构造控制了这一地区矿体的分布。

近SN向控矿构造的力学性质也完全受制于4条边界断裂，如NNE向F14表现为压扭性，构造控制的矿化深度一般较浅，如书堂矿床铀 （钼、钍）矿体赋存标高多在190m以上，主要分布在350m左右。NNW向的F21、F7则表现为张扭性，规模大，破碎带宽度一般为5～10m，深切基底，这些构造控制的矿化垂幅达1000m，如居隆庵矿床，矿体主要赋存在360m～－630m标高。受邹－石构造强烈走滑影响，规模较小的裂隙平面上则呈左行侧列，规模较大的F21、F7等张裂构造在深部撒开呈 “帚状”。

6 结语

综上表明，相山矿田具有良好的铀多金属成矿地质条件，在区域构造背景方面，相山矿田位于华南EW向雪峰山－武功山－光泽岩浆岩带与NE向构造带叠置转换地带，构造岩浆活动强烈；在深部地质环境方面，相山深部存在大规模花岗岩基底，岩石圈在白垩纪发生了大规模拆沉并引发软流圈地幔强烈上涌和对地壳物质的加热，形成了深部巨大的岩浆房，岩浆房内的岩浆不断向浅部输运形成相山杂岩的同时，岩浆房内也在不断聚集大量铀多金属成矿物质，并在岩浆房内岩浆结晶与冷却的热演化过程中与地壳表层大量的断裂或裂隙和流体配套，构成巨大的岩浆－流体－成矿系统；在岩体侵入活动方面，相山矿田发育大量花岗斑岩、流纹英安斑岩、斜长花岗斑岩等小岩体，小岩体形态复杂，其产状和厚度的变异部位、内外接触带、隐爆角砾岩筒都是矿体聚集的有利部位；在断裂构造方面，NE、NW、SN向断裂或裂隙构造为铀多金属矿化提供了有利空间。

相山地区可能不仅是铀矿化的集中区，铅、锌、银等金属矿可能也具良好的发展远景。目前发现的铀矿 （伴生钼、钍、磷、铅、锌、银等）主要分布在相山火山－侵入杂岩的西部、北部和东部，火山杂岩的中心地带尚属空白。铀多金属成矿与花岗斑岩、流纹英安斑岩、斜长花岗斑岩的关系密切，可能是一个与火山热液或次火山热液作用有关的铀多金属矿床集中区，与江西银山、福建紫金山等矿床有相似之处 （张万良，2001）。

江西德兴银山矿床是一个与火山热液或次火山热液作用有关的大型多金属 （Cu，Pb，Zn，Ag，Au等）矿床。次火山岩浆活动先后形成了石英斑岩和次英安玢岩，石英斑岩活动形成了少量铅锌矿化，局部形成了放射性异常。在火山管道或其附近贯入的次英安玢岩，引起大规模多金属成矿作用。以3号次英安玢岩为中心向南北两侧，依次出现铜矿化带－铜铅锌矿化带－铅锌矿化带－铅 （银）矿化带。在垂向上，从近地表向深部，依次出现铅矿带或铅锌矿带－铜铅锌矿带－铜矿带。

银山矿床的矿化分带较为典型，也许是次火山热液成矿的普遍规律，紫金山矿田也有类似的分带现象，Cu－Mo－Au－Ag－Pb－Zn－U多金属矿区应是一个完整的斑岩－浅成低温热液矿床成矿体系。相山矿田目前勘探对象主要是铀矿 （伴生钼、钍、磷、铅、锌、银等），这些铀矿是否处于与次火山热液作用有关矿床的顶部或上部，值得关注。

从相山、银山地区的剥蚀程度对比可知，银山地区遭受了强烈的抬升剥蚀，火山喷溢、喷发相岩石所剩极少。相山地区虽然也遭受了较强烈的抬升剥露，但火山杂岩大面积分布，火山机构仍然完整。次 （潜）火山岩体沿环状断裂分布，有的刚被剥露，与银山相比，剥蚀程度显然较低。因此，笔者认为，相山地区目前在地表或近地表发现的铀矿，虽伴生钼、钍、磷、铅、锌、银等元素，但可能是斑岩－浅成低温热液矿床成矿体系的顶部或上部矿产，在相山火山杂岩体的中心部位或深部，可能存在大规模的铜铅锌银等多金属成矿作用。

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