华南诸广山岩体铀成矿条件及成矿潜力分析

吕立娜，代凤红,李 莉，韩志华

(中煤地质工程总公司北京地质调查分公司，北京 100040)

引言

诸广山岩体位于湖南、江西和广东三省交界处，是我国华南地区重要的产铀花岗岩体之一。目前，岩体内共产有鹿井、长江、百顺、城口和南雄等5个铀矿田，探明铀矿床共计30余个，是我国重要的花岗岩型铀矿聚集区。

前人在诸广山地区开展了大量地质、物探、化探、水文等方面的找矿和区域地质及铀矿地质题研究工作[1-3]，对部分典型铀矿床进行了详细的解剖，初步建立了诸广地区岩浆岩、构造、热液脉体活动的序列，查明了部分矿田成矿地质背景和铀矿化特征，初步分析了岩浆演化及构造对铀成矿的控制作用。由于诸广山岩体面积巨大，且跨三省，前人对岩体的勘查和研究工作往往局限于岩体的一部分或某个矿田，对整个岩体及其成矿的研究缺乏系统性。本文在充分收集和整理前人研究成果基础上，总结了整个诸广山岩体的地质特征、成矿条件，浅析找矿远景区及有利地段，望能为该地区以后的找矿工作提供参考。

1 岩体地质概况

1.1 大地构造位置

诸广山岩体位于华南褶皱系的华夏地块西侧，区域上处于闽赣粤加里东隆起与湘桂粤北海西—印支坳陷的结合部位(图1)，北东向的吴川—四会断裂及北西向的汕头—安仁深断裂穿过本区。

1-江南地背斜；2-闽赣粤加里东隆起；3-后加里东隆起边缘；4-湘桂粤北海西—印支坳陷；5-产铀花岗岩体；6-断裂图1 诸广山岩体大地构造位置示意图Figure 1 A schematic diagram of Zhuguangshan rock mass geotectonic position

1.2 岩浆活动

诸广山岩体是一个多期次侵入的巨型复式岩体(图2)，出露面积大，约5 800km2。岩体初始形成于加里东期，印支—燕山早期侵入活动达到高峰，构成岩体的主体[2]。岩体岩性多为粗—中—细粒斑状黑云母花岗岩、二云母花岗岩及二长花岗岩，属钙碱—亚碱性岩类[2]。副矿物组合中，印支期以前岩体富钛铁矿，而燕山期岩体则常常是磁铁矿含量超过钛铁矿。稀土元素分布均以富轻稀土为特征。加里东期、海西期岩体铀含量较低，印支、燕山期岩体铀含量相对较高[3]。

诸广山岩体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，从加里东期的二长辉长岩—华力西期云辉二长岩—燕山晚期的辉长岩、辉绿岩、煌斑岩、玄武岩、安山岩等均有出现。

1.3 构造活动

岩体内断裂构造具有多向性、规模大、活动频繁、性质多变和等间距分布的特点，这是岩体内能形成多个铀矿田的重要因素。主要断裂构造按走向可分为北东向、北东东向、北西向和南北向等4组。北东向断裂主要包括南雄、牛澜、塘洞、热水、遂川、汤湖及桂东-汝城断裂；北东东向断裂主要为城口断裂及多处小型断裂，南北向断裂规模最小，主要发育两处小型断裂。北东向断裂是岩体主要断裂，规模大，延伸长，切割深，分布上东密西疏，次级断裂以1.5～2km的间距平行出现，南雄、牛澜、塘洞等控制了南雄断陷带和城口复合断陷区以及白垩—古近纪红盆的展布，也控制了铀矿田、矿床的分布。断裂构造形态主要为大硅化带、赤铁矿化、硅化、萤石化、黄铁矿化、碳酸盐化，及少量的高岭土化、绿泥石化、绢云母化等蚀变带。

北西西向构造带是一形迹比较宽、散的构造带，称为塘湾-全安带，该带是在长期的构造岩浆活动中形成的，从加里东-印支-燕山期沿带有明显的岩浆活动，而晚期的中基性岩脉主要是沿此带张裂隙充填。南北向构造带是加里东期以来形成的控岩构造，主要控制了印支期中粒斑状二云母花岗岩和燕山晚期的细、中粒二云母花岗岩，呈南北向分布。沿带自变质、它变质作用产生的白云母化、碱交代等广泛发育。

1.4 岩体外围地层

岩体外围地层除了志留系和大部分地区下泥盆统缺失外，从震旦系到第四系均有出露。岩体北部边缘主要出露震旦-奥陶系，南部边缘主要出露震旦—奥陶系、泥盆—三叠系、白垩系和古近系。其中震旦系、寒武系和奥陶系为浅变质砂岩、板岩、含炭板岩，原岩为海相类复理石碎屑岩建造及含砾砂质碎屑岩建造。泥盆-三叠系岩性主要为砂岩、碳酸盐岩，白垩系、古近系位于红色断陷盆地，为一套山麓相红色磨拉石建造的砂砾岩。震旦—寒武系浅变质岩与花岗岩体接触部位常发生热接触变质作用，以角岩化为主。热变质带中产有岩体外带型铀矿床。

2 铀成矿条件分析

2.1 大地构造背景

诸广山岩体位于南岭东西向构造岩浆带中段，恰处于闽赣后加里东隆起西南边缘，与北、西、南的萍乐、粤北海西—印支坳陷相接壤。在壳幔结构上，处于桂东、九龙脑、九峰幔凹与周田幔隆特殊的过渡部位。这一特殊的大地构造位置，既是地壳结构和演化“变异区(带)”，又是铀及其他元素活化迁移的地球化学“变异区(带)”，为岩体形成、演化与构造的发生与发展，铀等金属元素的活化迁移与成矿作用创造了非常有利的条件，从而形成了南岭多金属矿和铀矿聚集区。

2.2 富铀的二元结构基底

诸广山岩体周边大面积出露的震旦—奥陶系，是一套巨厚的复理石含炭、硅、泥岩建造，其厚度为7～13km，铀含量为(4～6)×10-6，局部达到(20～30)×10-6，是本区的富铀层， 是产铀岩体的富铀新基底[3]。据统计，诸广山各期花岗岩铀含量(9～22)×10-6，Th/U多在2～3[3],铀含量高出花岗岩铀含量平均值3～7倍，尤其是印支和燕山期花岗岩，铀含量多数在13×10-6以上，最高可达24×10-6，是铀成矿的重要铀源之一。

1-古近系；2-白垩系；3-泥盆—三叠系；4-震旦—奥陶系；5-白垩纪花岗岩；6-晚侏罗世花岗岩；7-中侏罗世花岗岩；8-早侏罗世花岗岩；9-晚三叠世花岗岩；10-中三叠世花岗岩；11-早三叠世花岗岩；12-石炭纪二长石英岩；13-志留纪花岗闪长岩；14-志留纪二长花岗岩；15-寒武纪混合岩；16-断裂构造；17-基性岩脉；18-铀矿田图2 诸广山岩体地质略图Figure 2 Sketched geological map of Zhuguangshan rock mass

区域重磁和地震资料表明，本区地壳平均厚度33km，莫氏面深度为29～36km。而诸广花岗岩壳及震旦—奥陶系总厚度最大不超过20km[4]。由此推断，震旦—奥陶系之下，有更老的地层。花岗岩体中残留锆石铅同位素年龄22～29亿年的定年结果[5]表明，本区存在晚太古—早元古代的古老基底，且这个老基底古铀含量较高，平均铀含量达到7.13×10-6[5]，属于富铀的成熟度高的古陆壳性质，是诸广山产铀岩体的老基底。因此，无论印支-燕山期形成的花岗岩还是晚太古—早元古代的古老基底，都有可能为铀矿的形成提供铀源。

2.3 多期次构造岩浆活动

诸广山地区构造、岩浆活动频繁，是深大断裂的发育带，经历了加里东、海西、印支和燕山等多期次构造岩浆演化作用，最终形成了诸广山复式岩体。该地区岩体在加里东、海西、印支期受南北向基底深构造控制，形成南北向构造岩浆岩带；燕山早期则是受东西向深构造控制形成东西向构造岩浆岩带；而燕山晚期的细粒花岗岩、花岗斑岩和中基性脉岩主要受北西向构造控制，而形成北西向构造岩浆岩带。持续、频繁的构造岩浆活动不仅为成矿热液的形成提供了必要的热源，也造成岩体内部结构的复杂化，为之后的构造继承发展、矿液积聚和铀的沉淀提供必要的条件。特别是燕山晚期形成的以细粒花岗岩、花岗斑岩和中基性脉岩为代表的北西或近东西向构造岩浆岩带，是对铀成矿起决定性作用的热源带。这些不同方向、不同期次的构造岩浆岩带，在其交汇部位，形成岩性复杂多变，自变质作用强烈的构造岩浆活动中心，与区内矿田(床)定位密切相关。

2.4 断陷带(区)及其构造网结

诸广山岩体内断裂构造具有继承性、多向性、规模大、活动频繁、性质多变和等间距分布的特点。主要断裂构造有北东向、北东东向、北西向和南北向等4组。北东向、北东东向和北西向断裂，控制了断陷带和复合断陷区的发生和发展，也控制了铀矿田、矿床的分布。断陷带中多向构造网结(多组构造交汇区)是矿田、矿床空间定位的场所。

菌株菌落生长和产孢量数据使用SPSS软件分析，多重比较使用Ducan′s法，生物测定数据应用DPS数据处理系统进行统计分析，时间—死亡率机率值分析法建立致病力回归方程，估算致死中时(LT50)[15]。

断陷带(区)是燕山运动以来的长期活动带，其构造密集，活动频繁，蚀变发育，活化强烈，又是相对陷落的地形低洼区，是该地区在经历了断块造山后晚白垩—古近纪的伸长拉张作用，在岩体内及其边缘形成一系列北东、北北东向断陷带(区)，或以红盆为标志，或以残存的变质基底为标志，或以面状分布的黄绿色水云母化蚀变为标志。断陷带(区)是地质块体弱化带，随着构造活动导致的热源和成矿物质上升，成为热液活动中心，也是成矿溶液迁移、聚集和沉淀场所。

2.5 热液活动与变质作用

诸广山岩体的热液活动可分为两大类，即碱性热液活动和酸性热液活动，前者在侵入期次繁杂区或断陷带中沿早期断裂呈线状、带状分布，后者可分为钨、铀矿化二个序列，钨矿化主要分布于岩体北缘(内外接触带)，而铀矿化则主要分布于岩体中，部分在外接触带。铀矿产出部位碱交代蚀变作用强烈，包括白云母化、钾长石化、绢云母化和绿泥石化。众所周知，地幔流体富碱，因此诸广山地区铀矿产出与地幔岩浆热液活动关系密切，正是地幔岩浆热液与富铀沉积地层或岩体相互作用，促使铀元素从中浸出形成成矿流体。

与铀矿化有关的热液活动大体可分为矿前期、成矿期和矿后期。多期次的热液活动造成强烈的围岩蚀变及铀的活化。使铀由面状分布向沿断裂带呈带状聚集，多期次蚀变作用形成了多个铀的活化区，形成分布广泛的铀活化区，为铀成矿提供了丰富的矿物质来源。

诸广山岩体经历了三次大规模的自变质、他变质作用。铀的载体矿物有水云母、黑云母、锆石及一些黏土矿物，岩石经变质作用后载体矿物大量解体，铀从稳定状态活化为活动状态，也为铀成矿提供了有利条件。

2.6 还原条件和封闭成矿环境

诸广山岩体内富含CH4、CO2、CO等还原气体，且晚期小岩体中还原气体显著高于早期主体花岗岩。此外，区内绿泥石化和中基性脉岩发育的部位富含的铁元素，也为铀成矿提供了丰富的还原剂。

封闭的环境是铀富集、保存的理想场所，本区大部分含矿构造在成矿早期都被硅质体充填，为后期成矿热液提供了封闭的构造环境。

3 铀成矿潜力分析

3.1 铀矿床控矿因素

诸广山地区铀矿床根据产出位置和赋矿围岩类型，可分为岩体内带型、岩体外接触带浅变质岩型、岩体外带上叠红盆型。不同类型铀矿均与诸广山岩体有着密切的关系，属于同一成矿体系，成矿年代接近，构造-岩浆活动是最主要的控矿因素。含矿主岩从外带的沉积变质岩至内带的基性-中性-酸性岩等各种岩石都有，显示围岩没有明显的成矿专属性，但只有满足一定成矿条件的围岩才能成矿。

岩体内带型铀矿床主要受断裂构造控制，北东向断裂是重要的控矿断裂。断裂构造繁杂区往往热液蚀变发育，常形成断裂蚀变带，控制成矿。不同期次侵入的花岗岩接触带也是有利成矿部位，尤其是燕山期和印支期岩体接触带。岩体内铀矿床还往往和燕山晚期小岩体和基性岩脉关系密切，这些岩体(脉)是本区花岗岩型铀矿的成矿地质体[6]，可能为铀成矿提供了重要的热源，因此燕山晚期小岩体和基性岩脉发育区是有利的成矿地段。

岩体外带上叠红盆型铀矿主要分布在岩体东南部与南雄盆地接触地段，受南雄断裂控制。南雄断裂为长期活动的区域性深、大断裂带，并具伸展拆离构造性质[8]，也是岩体与南雄盆地的接触断裂。在断裂带上盘的红盆中容易发生褪色蚀变，褪色蚀变区是铀成矿有利部位。

3.2 找矿远景区及潜力地段分析

3.2.1 找矿远景区

诸广山岩体内已经形成5个铀矿田，矿田内的勘查程度相对较高，但仍然存在一些地区勘查程度相对较低，成矿条件较好，有发展成矿田的潜力。例如岩体中段的三九地区和岩体北段的桂东地区。

三九地区处于北东向的遂川—热水深断裂夹持的断陷带西南段，派生的次级断裂构造与多期次侵入体界面的叠加和形态复杂的岩体接触带，并伴随有强烈的铀成矿热液活动，因此是形成大型铀矿床十分有利的地区。该地区已发现有3个矿床，主要以外带型铀矿为主，成矿特征与鹿井矿田相近，且近年来的勘查工作使得资源量不断扩大，已经形成矿田的雏形。

岩体北段的桂东地区，位于桂东-汝城断裂与汤湖断裂之间，成矿条件与南部铀矿田相似，已发现一个铀矿床，且有一系列矿点、矿化点。桂东-汝城断裂带性质与岩体南部的塘洞断裂带和南雄断裂带十分相似，桂东-汝城断裂与汤湖断裂夹持的地区与南部的断陷带相似，北东向断裂发育，靠近桂东-汝城断裂上盘晚期小岩体发育，因此具有形成矿田的有利条件。

3.2.2 已知矿床深部潜力地段

铀的成矿具有深源特征，最深可追溯至地核与地幔的交界区[9]。华南地区铀矿床受区域性切壳深大断裂控制，这些深大断裂为深部成矿流体的运移提供了很好的连通条件。铀的深源成矿特征，决定了铀在深部成矿具有很大潜力。空间上，并不是在深大断裂带处都可成矿，诸广山岩体内铀矿体往往富集在深大断裂的的次一级构造。深大断裂与地表连通性较好，多作为导矿构造，但不排除深大断裂深部产有更富铀矿体的可能。

由于诸广山地区大部分矿床勘查深度较浅，矿床深部仍有很大找矿潜力。长江矿田棉花坑矿床最大见矿深度已达1 000m左右，而该地区多数铀矿床平均勘查深度小于500m，深部找矿值得进一步开展工作。如棉花坑矿床南部的长排地区、北部的书楼丘矿床成矿条件和成矿特征与棉花坑矿床十分相似，深部找矿潜力大。近年来长排地区深部勘探工作取得了较好的成果，使得矿床探明资源量大大增加，在三九地区的九龙径矿床经过深部勘探，已由小型矿床变成中型矿床，证明了深部的成矿潜力。

鹿井矿田的沙坝子矿床和鹿井矿床都位于岩体外带浅变质岩中，成矿条件相似，而鹿井矿床在浅变质岩及接触带下部的花岗岩中都发现了铀矿体，沙坝子矿床地表距岩体较远，深部花岗岩埋藏深，矿床勘探浅，且未见花岗岩接触带，因此矿床深部直至花岗岩接触带以下是资源量突破的重点地段。

牛澜断裂和南雄断裂是少数含矿的深大断裂。牛澜断裂与基性岩脉交汇处产有“交点”型铀矿，南雄断裂带往深部倾角有变缓的趋势，今后要注意探索南雄断裂带深部上盘地层中是否有规模较大的层状矿体，以及断裂下盘的成矿潜力。

3.2.3 矿床外围潜力地段

另外矿区外围还存在一些工作程度较低、成矿条件较好的地段值得探索。这些地段与邻近矿床成矿条件相似，但大多只有地表揭露，或有少量钻孔控制。揭露程度远远不够，铀矿化未得到充分控制。例如长江矿田东部的学堂坳地段、西部的黄溪水地段，百顺矿田的寨湾地段，鹿井矿田大陡壁—朱家地段等。

4 结论

(1)诸广山岩体是我国华南地区重要的产铀花岗岩体之一，成矿地质条件优越：该区地壳成熟度高，具有二元结构的富铀层，能为成矿提供丰富铀源；地壳有二次以上拉张，区域性深大断裂切割岩体，岩体内发育多组断裂，有利于成矿热液的迁移、聚集和沉淀；多期次岩浆侵入岩浆活动繁杂区，分异演化完善，岩体出露面积大；热液活动广泛而强烈，铀矿化类型齐全，铀成矿富集、保存的环境良好。

(2)诸广山岩体具有很好的铀成矿潜力。其中多期次岩浆活动发育区，尤其是有晚期酸性小岩体及基性岩脉发育地区，断裂构造繁杂区，不同期次岩体接触带以及岩体侵入震旦-寒武系形成的热变质带，多期次蚀变叠加区等为成矿有利地段。

(3)根据岩体内工作程度、成矿条件及控矿因素分析，诸广山岩体中段的三九地区和北段的桂东地区是重要的矿田级找矿远景区，勘查程度较低的矿床深部和外围是下一步找矿有利地段。

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