粤北花岗岩型铀矿成矿地质体的初步厘定及其找矿意义

夏宗强，　王丙华，　谢小占，　刘　军，　庞雅庆，　张敏燕

(1.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；2.广东省核工业地质局二九一大队，广东 佛山　528133)



粤北花岗岩型铀矿成矿地质体的初步厘定及其找矿意义

夏宗强1，王丙华2，谢小占2，刘军2，庞雅庆1，张敏燕1

(1.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；2.广东省核工业地质局二九一大队，广东 佛山528133)

应用“成矿地质体”理论，初步厘定了粤北地区花岗岩型铀矿的成矿地质体，并讨论了成矿地质体与铀成矿的关系及其找矿意义。粤北花岗岩型铀矿成矿地质体为燕山早期晚阶段至燕山晚期补充侵入的花岗岩小岩体和酸性、中基性岩墙(脉)，成矿地质体与铀成矿在时间一致、空间上相伴，并在铀成矿过程中提供热源和矿化剂。通过成矿地质体的厘定，对下一步找矿，尤其是寻找绢英岩化类型的富大铀矿，具有重要的指导意义。

成矿地质体；花岗岩型铀矿；成岩-成矿时差；诸广南部；下庄矿田

夏宗强，王丙华，谢小占，等.2016粤北花岗岩型铀矿成矿地质体的初步厘定及其找矿意义.[J].东华理工大学学报：自然科学版，39(2)：132-138.

Xia Zong-qiang，Wang Bing-hua，Xie Xiao-zhan，et al.2016.Preliminary ascertainment of the ore-forming geological bodies of granite-type uranium deposits and its prospecting significance, Northern Guangdong province[J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 39(2)：132-138.

粤北地区是中国最为重要的大型花岗岩型铀矿聚集区，经过50余年找矿勘查与研究工作，前人已经对产铀花岗岩及花岗岩型铀矿床的地质地球化学特征、矿床成因有了较为深入的认识，但对该地区花岗岩型铀矿成矿地质体的厘定，还没有一个统一的认识。本文利用叶天竺等(2014)提出的成矿地质体理论，通过系统梳理粤北花岗岩型铀矿床的地质特征，初步厘定了粤北花岗岩型铀矿的成矿地质体，并讨论了成矿地质体与铀成矿在时间、空间和成因方面的关系。

1　粤北地区成矿地质背景

粤北地区大地构造位置位于华夏古陆西南缘，处于闽赣后加里东隆起与湘、桂、粤北海西-印支拗陷的结合部位。该区地壳演化经历了加里东、海西-印支、燕山、喜山四个构造旋回。在壳幔结构上，正处于桂东、九龙脑、九峰幔坳与周田幔隆的过渡部位。

区域地层发育比较齐全，从震旦纪至第四纪各时代的地层都有，其中以古生界分布最广，中、新生界次之。

区内主要的产铀花岗岩体是诸广山岩体和贵东岩体，两个岩体都是多期多阶段的复式岩体，但主要以印支期和燕山期的花岗岩为主。从早到晚以中酸性岩浆活动为主，同时也存在中基性岩浆活动。其岩性为不同粒度的黑云母花岗岩、二云母花岗岩、二长花岗岩、云辉二长岩、辉绿岩、煌斑岩、拉辉煌斑岩、辉绿玢岩、闪长玢岩等。在局部地区见有火山岩及火山碎屑岩。

区内断裂构造依其组合方式可分为东西向构造带、南北向构造带、北东向构造带、北北东向构造带、北西向构造带。其中以北东向、东西向构造带规模最大，活动最为强烈，北西向构造带及南北向构造带次之，其它方向构造带规模小，活动较弱。

图1　粤北地区主要产铀岩体地质略图Fig.1　Sketch geological map of main uranium-bearing granites in northern Guangdong province1.燕山期细粒、中细粒二云母花岗岩；2.燕山期中粒、中粗粒黑云母花岗岩；3.印支期细粒、中细粒二云母花岗岩；4.印支期粗粒、中粗粒黑云母花岗岩；5.英安斑岩；6.混合岩、混合花岗岩；7.花岗闪长岩；8.断裂构造；9.基性岩脉；10.铀矿床

区内已发现5个花岗岩型铀矿田、数十个铀矿床，它们主要集中分布在诸广山岩体南部和贵东岩体东部(图1)。矿床类型可分为花岗岩体内带和外带两类，内带类可分为硅质脉型、交点型、蚀变碎裂岩型，外带类可分为上叠盆地型和变质砂岩型。

2　成矿地质体初步厘定及其地质特征

2.1成矿地质体概念

成矿地质体是指与矿床形成在时间、空间和成因上有密切联系的地质体。矿床的形成与成矿地质体的形成时间同时或相近；矿床空间分布与成矿地质体相依；是形成矿床主要矿产(具有工业价值)主成矿阶段空间定位的地质作用的实物载体；也可以理解为把成矿物质聚集成工业矿床(体)，汇聚并提供能量的地质体(叶天竺等，2014)。

2.2成矿地质体初步厘定

根据动力学机制、形成过程和产物，花岗岩型铀矿床的主要成矿地质作用是岩浆侵入地质作用，矿床类型为岩浆期后热液型矿床。该类地质作用形成的地质体为侵入岩体(脉)，成矿作用主要集中于岩浆房高位突出的小岩体顶部及其内外接触带范围内，时间上多数为同一期岩浆活动的偏晚阶段侵入体(叶天竺等，2014)。

综合粤北地区与花岗岩型铀成矿相关的侵入岩时间序列、铀成矿年龄和铀矿床(体)的空间分布特征，认为粤北花岗岩型铀矿的成矿地质体为本区岩浆活动序列晚阶段的产物，主要为燕山早期晚阶段至燕山晚期补充侵入的花岗岩小岩体和酸性、中基性岩墙(脉)。

2.3成矿地质体地质特征

粤北地区晚期酸性岩浆活动主要形成细粒、细中粒黑云母花岗岩、二(白)云母花岗岩，为燕山期晚阶段补充侵入的花岗岩，多属于深源浅成高侵位小岩体或岩脉。伴随岩体的侵入，常发育有强烈的碱交代、电气石化、伟晶岩化及白云母化，岩体本身及相邻的花岗岩被改造成二云母花岗岩和碱交代花岗岩。与早期岩体相比，晚期酸性侵入岩粒度细，更富酸性、富碱性、富挥发份，铀含量增加，钍含量降低，钍铀比值减小。晚期小岩体以竹山下式、九龙岩式岩体为代表。竹山下式岩体为浅色细粒二(白)云母花岗岩，主要出露于早期岩体的接触带，是下庄矿田很多矿床的主要含矿岩性，成岩年龄为(161±3.0)Ma(王联社等，2010)，为燕山早期晚阶段形成。九龙岩式岩体主要分布在诸广南部地区，沿早期岩体接触带呈岩株、岩枝状分布，主要为细粒二云母花岗岩，成岩年龄为(115～119)Ma，为燕山晚期形成。晚期细粒花岗岩脉以棉花坑式岩脉为代表。棉花坑式细粒花岗岩脉主要呈脉状侵入于印支期和早燕山期花岗岩中，成岩年龄为(138.6±1.3)Ma(徐文雄等，2014)，为燕山晚期岩浆活动产物，岩性以浅灰白色为主，近蚀变带或矿化带为浅红色，细粒为主，中细粒少量，花岗结构，局部呈似斑状结构。之后，最晚期的花岗斑岩、细晶岩侵入体多呈脉状分布于诸广、贵东岩体中。

基性岩浆侵入可分为4 个阶段。第一次基性岩浆侵入主要为北西西向，形成辉绿岩脉，成岩年龄为139～143 Ma(李献华等，1997)，主要分布于诸广山岩体的西部及贵东岩体的水口-竹山下、黄陂-张光营和中心塅地区。该期辉绿岩切穿了帽峰岩体、碱交代岩，又被细粒二云母花岗岩及北东东向闪长玢岩所穿插。第二次基性岩浆侵入活动在岩体内发现较少，根据邻区和区域基性岩浆活动期次判断，侵入时间应该为118～127 Ma(李献华等，1997；谢桂青，2003；夏宗强等，2009)。第三次基性岩浆侵入同样主要形成北西西向辉绿岩脉，成岩年龄为103～110 Ma(李献华等，1997；曹豪杰等，2013)，在贵东岩体东部形成明珠湖-寨下和鲁溪-仙人嶂组辉绿岩，在诸广山岩体主要分布于东南部的北西西向构造中。第四次基性岩脉侵入主要形成北北东向的辉绿玢岩以及北东东向的闪长玢岩和煌斑岩，成岩年龄为88～93 Ma(李献华等，1997)，主要分布在贵东岩体东部和诸广山岩体中西部。

3　成矿地质体与铀成矿关系

3.1时间关系

诸广山岩体和贵东岩体均为多期多阶段的复式岩体，从印支期至燕山晚期，各期次花岗岩中都有铀矿产出，铀成矿对于成岩期次没有专属性。而且同一铀矿床可产在不同期次花岗岩体中，如棉花坑矿床上部矿体主要产于印支期油洞岩体中，下部矿体主要产于燕山早期长江岩体中。印支期和燕山早期早阶段花岗岩是区内重要的赋矿围岩，同位素年龄值主要集中于160～250 Ma，而区内铀矿主成矿阶段为晚白垩世-古近纪(同位素年龄为90～47 Ma)，成岩与成矿存在较大的时差，因此印支期和燕山早期早阶段的花岗岩不能作为成矿地质体。

前人曾在粤北地区获得一些>100 Ma的铀成矿年龄，如下庄矿田石土岭(337)矿床获得成矿年龄146～197 Ma(倪师军，1986；王学成，1986)，经等时线处理年龄为138 Ma*刘汝洲.1995.下庄矿田岩浆演化系列及成矿富集作用[R].核工业290研究所科研报告.*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290研究所科研报告.；竹山下(333)矿床获得146～165.5Ma的成矿年龄(徐达忠等，1999；胡宝群等，1999)，石角围(339)矿床也获得125 Ma的成矿年龄(王学成，1986)。诸广山岩体南部的棉花坑(302)矿床前人也获得131，142.5，157 Ma的成矿年龄，东坑(361)矿床曾获得(124.9±2.1) Ma和(150.5±3.2) Ma的成矿年龄②。胡瑞忠等(2004)对华南花岗岩型、火山岩型和碳硅泥岩型铀矿成矿年龄数据统计结果也表明，华南地区存在>100 Ma的早期铀成矿作用。这些早期铀成矿年龄一直未能引起研究者足够的重视，但对于成矿地质体及成岩-成矿时差方面的研究有十分重要的意义。早期铀成矿与晚燕山期的岩浆活动在时间上更为接近(表1)，多期次的岩浆活动之后都有相应的铀成矿，两者的时间关系十分密切。

杜乐天等(2009)进一步将花岗岩中的早期铀成矿确认为绢英岩化铀矿类型，并认为该类型在花岗岩型铀矿中普遍存在，但多数被后期硅质脉型或萤石型铀矿化所叠加和掩盖，因而多数矿床的测试年龄均为后期叠加改造年龄。早期铀矿体赋存于碱交代及绿泥石化带中，后期在张性活动作用下，大气降水淋滤形成中低温热液铀成矿作用，而后期的叠加改造往往导致矿床品位变低。早期铀矿与火山后活动的深源酸性、中基性岩浆有关，在碱性中-高温热液条件下成矿，成矿作用的气热高温热液主要来源于同期或稍早的花岗岩岩浆气液(胡宝群等，2003)。

3.2空间关系

晚期岩浆活动(晚期细粒花岗岩、基性岩脉、花岗斑岩等)在空间上与铀成矿具有密切的关系。很多铀矿床(体)都产出在前期花岗岩体(多为黑云母花岗岩体)被晚期花岗岩体补体穿插或包围的部位，如竹筒尖矿床(图2)，矿体受细粒花岗岩与早期中粒黑云母花岗岩界面控制(王春双等，2012；刘文泉等，2014)，产在细粒二云母花岗岩形成的圈围部位。很多矿床的深部也都发现了晚期细粒花岗岩，铀矿体赋存在晚期细粒花岗岩体与围岩的接触带上，如棉花坑矿床(图3)。

下庄矿田中，北部铀矿床均围绕帽峰岩体与下庄岩体接触带产出，与帽峰岩体空间关系密切。帽峰岩体岩性主要为细粒—细不等粒二云母花岗岩，白云母K-Ar年龄为140～145 Ma(张彦春，2002)，曾被认为是燕山晚期花岗岩，但岩体单颗粒锆石U-Pb定年结果为(219.6±0.9) Ma(凌洪飞等，2005)，证明帽峰岩体是印支期岩浆活动产物，成岩年龄与铀成矿时差过大，因而不能作为成矿地质体。而这些矿床中均广泛分布晚燕山期补充侵入的细粒白云母花岗岩或细粒二云母花岗岩，而这些小岩体是主要的含矿岩石，与铀矿体关系更为密切。

表1　粤北地区晚燕山期岩浆活动与铀成矿序列

③张金带，张宝武，邓平，等.2005.华南铀矿地质志[R].中国核工业地质局.

“交点”型铀矿床与基性岩脉关系十分密切。“交点”型铀矿床是花岗岩型铀矿床中的一种特殊类型，下庄矿田南部的多数矿床和诸广南部的231矿床均属此类型。基性岩脉控制着矿床的定位，矿床都产在硅化带与基性岩脉交切处，如仙石矿区的仙人嶂(338)、石角围(339)矿床(图4)。基性岩脉也控制了具体的矿体，使大多数矿体(尤其是富矿体)严格限制在基性岩脉内部或其边缘。从仙人嶂矿床的勘探剖面图(图5)中可以看出，矿体均产在辉绿岩中，严格受辉绿岩控制。

3.3成因关系

根据成矿地质体的定义，其主要作用是为成矿元素的汇聚提供能量。由于成岩-成矿时差大，印支期和燕山早期早阶段的花岗岩不可能为铀成矿提供热能，其主要作用是提供铀源和作为成矿围岩。例如，印支晚期的帽峰岩体中的晶质铀矿普遍具有溶蚀现象，是岩体中铀矿床的重要铀源体。而晚燕山期的岩浆活动产物在时间上与早期铀成矿较吻合，可以为成矿提供热源，尤其是晚期酸性小岩体，其岩浆熔体冷凝结晶过程中所释放的热量是早期铀成矿作用的主要热源。

同时，基性脉岩可能为铀成矿提供了部分热源，但由于基性岩脉规模的限制，其所提供的热量有限。王学成(1989)通过岩脉定位后对围岩加热程度的定量计算研究表明，基性岩脉虽然对围岩有一定的加热作用，它还不足够为铀成矿提供全部热源。但它在定位最初的一段时间内能够在围岩中形成明显的地温梯度，成为热液对流的驱动力。而且基性岩脉所代表的深部基性岩浆活动能够造成区域热流增高，在岩石中形成一定的温度梯度，促进热液的对流作用，有利于铀成矿。因此，晚燕山期花岗岩的结晶余热和基性岩脉所代表的深成基性岩浆活动所造成的区域热流增高共同为铀成矿提供了热源。

另外，晚期岩浆活动产物尤其是基性岩脉富含H2O，CO2等挥发份，暗示晚期酸性岩浆及幔源基性岩浆富含ΣCO2等还原剂。岩浆活动释放的大量ΣCO2进入热液，能够提高热液流体对铀的浸取能力，从而有利于铀成矿。

图2　竹筒尖铀矿床15号线剖面示意图Fig.2　Sketch profile map of Line 15 in Zhutongjian uranium deposit1.中粒黑云母花岗岩；2.细粒二云母花岗岩；3.碱交代岩；4.蚀变碎裂岩；5.蚀变界线；6.地质界线；7.铀矿体；8.钻孔

图3　棉花坑铀矿床9号带纵切剖面示意图Fig.3　Sketch vertical profile map of No.9 fault zone in Mianhuakeng uranium deposit1.燕山晚期细粒二云母花岗岩；2.燕山早期第一阶段黑云母花岗岩；3.印支期第三阶段二云母花岗岩；4.断裂带及编号；5.铀矿体纵投影范围

4　成矿地质体厘定的找矿意义

成矿地质体与铀成矿具有密切的空间关系，在找矿方面有很大的指导意义。本区花岗岩型铀矿床、铀矿体主要分布于成矿地质体内以及成矿地质体与围岩接触带附近，而成矿地质体主要为岩浆活动晚期的产物，即燕山早期晚阶段至燕山晚期的细粒花岗岩小岩体和酸性、基性岩脉，因此，晚期细粒花岗岩小岩体和酸性、基性岩脉可作为本区花岗岩型铀矿重要的找矿标志。特别是前期花岗岩被晚期细粒花岗岩小补体包围的地段更易破碎成矿。由于铀矿体更易赋存在小岩体顶盖接触带，因此，隐伏的晚期细粒花岗岩小补体周围成矿潜力更大。当然，有成矿地质体并不一定就成矿，还同时要有成矿构造或成矿结构面、成矿流体等共同作用。

图4　下庄铀矿田仙石矿区地质简图Fig.4　Sketch geological map of Xianshi area in Xiazhuang uranium orefield1.燕山期中粒斑状二云母花岗岩；2.印支期中粗粒黑云母花岗岩；3.辉绿岩脉；4.铀矿体投影；5.断裂构造；6.铀矿床；7.铀矿点

图5　仙人嶂铀矿床31号带剖面示意图Fig.5　Sketch profile map of No.31 belt in Xianrenzhang uranium deposit1.中粒斑状黑云母花岗岩；2.辉绿岩；3.构造破碎带；4.硅化碎裂岩带；5.铀矿体；6.钻孔

粤北地区花岗岩型铀矿早期铀成矿作用与晚燕山期的小岩体(脉)关系密切，而早期铀成矿作用主要形成绢英岩化铀矿类型。绢英岩化铀矿类型往往形成品位较富的、厚度较大的铀矿床，后期的叠加改造会导致矿床品位变低。而后期叠加改造较轻微的矿床多为较富大的铀矿床，如东坑、澜河、竹筒尖等矿床。因此，成矿地质体的厘定，还对寻找绢英岩化类型的富大铀矿床具有重要的指示作用。

5　结语

粤北花岗岩型铀矿成矿地质体为燕山早期晚阶段至燕山晚期补充侵入的花岗岩小岩体和酸性、中基性岩墙(脉)。该期成矿地质体是粤北地区岩浆活动晚期的产物，形成时间与铀成矿年龄一致。成矿地质体与铀成矿在空间上关系十分密切，矿体多赋存在成矿地质体内或其与围岩接触带附近。成矿地质体能够为铀成矿提供热源和矿化剂，有利于铀成矿。

综上所述，粤北花岗岩型铀矿成矿地质体与铀成矿在时间、空间和成因上关系十分密切，是本区花岗岩型铀矿(尤其是早期绢英岩化类型的富大铀矿床)重要的找矿标志。

曹豪杰，黄国龙，许丽丽，等.2013.诸广花岗岩体南部油洞断裂带辉绿岩脉的Ar-Ar年龄及其地球化学特征[J].地质学报，87(7)：957-966.

邓平，舒良树，谭正中，等.2002.南岭中段中生代构造-岩浆活动与铀成矿序列[J].铀矿地质，18(5)：257-263.

杜乐天，王文广.2009.华南花岗岩型铀矿找矿新目标——绢英岩化铀矿类型[J].铀矿地质，25(2)：85-90.

胡宝群，白丽红，潘天有，等.2003.竹山下矿床中的早期高温铀成矿作用[J].华东地质学院学报，26(4)：311-320.

胡宝群，徐达忠.1999.竹山下铀矿床成矿过程探讨[J].矿产与地质,13(4):222-226.

胡瑞忠，毕献武，苏文超，等.2004.华南白垩-第三纪地壳拉张与铀成矿关系[J].地学前缘，11(1)：153-160.

黄国龙，尹征平，凌洪飞，等.2010.粤北地区302矿床沥青铀矿的形成时代、地球化学特征及其成因研究[J].矿床地质，29(2)：352-360.

李献华，胡瑞忠，饶冰.1997.粤北白垩纪基性岩脉的年代学和地球化学[J].地球化学，26(2)：14-31.

凌洪飞，沈渭洲，邓平，等.2005.粤北帽峰花岗岩体地球化学特征及成因研究[J].岩石学报，21(3):677-687.

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):17-22．

倪师军.1986.337铀矿床成矿物质来源探讨及铀沉淀机制的热力学计算模型[D].成都：成都地质学院硕士学位论文.

王春双，吴烈勤．2012．粤北白水寨地区铀矿潜力分析[J]．东华理工大学学报:自然科学版，35(1):143-149．

王联社，邓平，朱捌，等.2010.粤北竹山下岩体锆石U-Pb同位素定年及其地球化学特征[J].铀矿地质，26(5)：264-270.

王学成.1986.贵东岩体地质地球化学特征及339矿床成因研究[D].南京：南京大学硕士学位论文.

王学成.1989.华南产铀花岗岩体内暗色岩脉的成因及其与铀成矿关系研究[D].南京：南京大学博士论文.

夏宗强，李建红.2009.桃山-诸广山成矿带晚中生代以来的中基性岩脉特征[C]//中国核科学技术进展报告(第一卷).北京：中国原子能出版社：107-113.

谢桂青.2003.中国东南部晚中生代以来的基性岩脉(体)的地质地球化学特征及其地球动力学意义初探——以江西省为例[D].贵阳：中国科学院地球化学研究所博士学位论文.

徐达忠,刘林清,胡宝群.1999.下庄矿田气热高温铀成矿特征及年龄研究[J].铀矿地质,15(5):266-271.

徐文雄，谭忠银，罗春梧，等.2015.棉花坑铀矿床花岗质脉岩地球化学特征及其与铀成矿的关系[J].铀矿地质，30(6)：345-355.

叶天竺，吕志成，庞振山，等.2014.勘查区找矿预测理论与方法[M].北京：地质出版社.

张彦春.2002.诸广、贵东花岗岩中碱性地幔流体与铀成矿[J].铀矿地质,18(4):210-219.

Preliminary Ascertainment of the Ore-forming Geological Bodies of Granite-type Uranium Deposits and Its Prospecting Significance, Northern Guangdong Province

XIA Zong-qiang1，WANG Bing-hua2，XIE Xiao-zhan2，LIU Jun2，PANG Ya-qing1，ZHANG Min-yan1

(1.CNNC Key Laboratory of Uranium Resource Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China；2.Guangdong Province Nuclear Industry Geological Bureau 291 Brigade，Foshan，GD 528133，China)

Based on the theory of ore-forming geological body, this paper has preliminarily ascertained the ore-forming geological bodies of granite-type uranium deposits in northern Guangdong province. The ore-forming geological bodies are the small granitic intrusions and acidic or mafic dykes which intruded at the late phase of Early Yanshanian or Late Yanshanian. The ages of ore-forming geological bodies accord with uranium mineralization, and the ore-forming geological bodies are closely related to uranium mineralization in space. In the process of uranium mineralization, the ore-forming geological bodies supplied heat energy and mineralizer. The preliminary ascertainment of the ore-forming geological bodies has great significance for the next uranium prospecting, especially for seeking for rich and massive uranium mineralization type of sericitic alteration.

ore-forming geological body；granite-type uranium deposit； time difference between magmatism and mineralization；Southern Zhuguang；Xiazhuang orefield

2016-01-14

中国地质调查局“广东韶关诸广山岩体南部铀多金属矿整装勘查区专项填图与技术应用示范”项目(〔2015〕02-09-01-045)

夏宗强(1983—)，男，硕士，工程师，主要从事热液型铀矿地质研究工作。E-mail：xiazq1983@163.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2016.02.005

P619.14

A

1674-3504(2016)02-0132-07