赣西北修水地区碳硅泥岩型铀矿化特征及成矿模式分析

关显东，赖 胜,2，张文东，李秉书，苏 特，王铂云，裴晓宇，李 彭

(1. 桂林理工大学 地球科学学院，广西 桂林 541000; 2. 广州市市政工程设计研究总院， 广东 广州 510000; 3. 核工业北京地质研究院，北京 100029; 4. 武警黄金第五支队，陕西 西安 710100)

碳硅泥岩型铀矿是指主要产于晚震旦世一二叠世的未变质或弱变质的海相碳酸盐、硅质岩、泥岩及其过渡型岩类建造中铀矿床，是我国四大铀矿类型之一[1-2]，相比花岗岩型、火山岩型和砂岩型铀矿床，碳硅泥岩具有厚度大，富有机质、粘土矿物、磷质、黄铁矿等聚铀剂以及层位稳定等优势，能大量富集铀，其蕴藏量最为丰富[2]，成为铀矿资源重要潜力来源，而我国近40%碳硅泥岩型铀矿床分布于湘西—赣西北一带，且地处该带上的修水铀矿化集中区为我国南方碳硅泥岩型铀矿集中区[3]，地表铀矿化信息较丰富，铀背景值高，属于潜力评价成果显示的远景区之一。因此，本文旨在分析总结修水地区铀矿化集中区矿化特征以及成矿模式，对下一步工作具有重要找矿实践意义。

1 成矿地质背景

修水地区大地构造位置上，地处江南隆褶带的西段，北与下扬子坳褶带毗邻，南与华南褶皱系接壤。地处扬子陆块，九岭隆起中段北缘修水—武宁复向斜西部，九岭隆起带以北地区是该矿区重要的铀矿化发育地区[4-5]。九岭隆起及其北面相邻的皖南沉降带，属于扬子陆块褶皱基底上加里东旋回出现的次级构造单元；铀矿床主要分布在这两个次级构造单元相接连的构造过渡带内。

区内地层出露分布广泛，自元古界至新生界均有不同程度发育[5]。 其中上震旦—下寒武统海相碳硅泥岩含铀沉积建造为重要找矿层位(见图1)，前震旦系褶皱基底制约沉积盖层的发育，有利的岩相古地理条件控制着震旦—寒武系碳硅泥岩含铀建造形成[6]。已知大椿矿床、白土矿床、保峰源等主要赋存于下寒武统王音铺组。区内岩浆活动强烈，岩浆侵入活动主要包括晋宁期、加里东期及燕山期三期，其中以燕山期岩浆侵入活动为主，主要酸性花岗岩基、小岩体群及脉岩产出。岩浆喷出活动主要包括晋宁期、加里东、印支期、燕山期及喜马拉雅期四期，其中以燕山期岩浆喷出活动为主，主要岩性为安山岩、英安岩 酸性熔岩及凝灰岩。

E 古近系; P-T 二叠系至三叠系; O-S 奥陶系至志留系; ∈2 + 3中、上寒武统; Z2上震旦统; Z1下震旦统; Pt2中元古界双桥山群; γ52燕山早期花岗岩; γ53燕山晚期花岗岩; 1 实测或推测断裂; 2 地层界线; 3 铀矿床; 4 铀矿点或矿化点

图1修水地区矿化集中区铀矿地质

2 区域铀矿化类型

研究区含铀碳硅泥岩建造中铀经历了活化迁移、叠加改造富集、累聚作用等重要的地质作用，早震旦世、早寒武世富铀层碳硅泥岩型铀矿床的矿产预测类型主要分为沉积—淋积型和沉积—热液叠加改造型。其中沉积—淋积型以新开塘为典型矿床，而沉积—热液叠加改造型如保峰源、董坑、大椿、梯冲、坪上、坑口和洞下等中小型矿床，尚未发现大型矿床。沉积—热液叠加改造型铀矿床是该区域的主攻类型，最具代表性的是修水—宁国预测工作区西段的保峰源沉积—热液叠加改造型铀矿床，为中型碳硅泥岩型铀矿床。

区域铀矿床的围岩蚀变主要有碳酸盐化、硅化、赤铁矿化及黄铁矿化。其中硅化(石英细脉填充)、碳酸盐化(粉红及红色方解石脉填充)、黄铁矿化及其共生的赤铁矿化属于近矿围岩蚀变，对找矿具有重要的指导意义。

3 区域铀矿成矿特征

修水地区碳硅泥岩型铀矿床呈东西分带分布规律，铀矿床多分布于工作区的西部地区岳阳、修水一带，而在东部地区只发现了碳硅泥岩型铀矿点及铀矿化异常，并未发现铀矿床。

3.1 时空分布特征

铀矿床及矿点集中分布在九岭隆起北缘，由新元古界—早古生界及白垩—古近系组成的断陷构造边缘。该断陷两侧为元古界隆起，中心为白垩—古近系，两翼为新元古界—早古生界，形似一个北东东走向的向斜构造。断陷边界由近东西向、北东向和北西向断裂联合圈闭，并被多条北北东向断裂切割。断陷两侧附近前震旦系基底中有不同规模的燕山期花岗岩侵入体广泛分布。该区产在上震旦统—下寒武统碳硅泥岩中的几个铀矿床成矿年龄测试表明，曾发生过6次铀成矿作用，该矿床富铀矿石以存在较多的铀矿物(沥青铀矿、次生铀矿物等)而区别于一般矿石(铀主要成吸附态)。富铀矿石多为多次累聚成矿的产物。

前人研究表明修水地区确定形成6次铀成矿期：147 Ma、108～112 Ma、65 Ma、45～53 Ma、24～31 Ma、1.5～9.7 Ma。其中24～31 Ma为沥青铀矿形成期，且为该区主成矿期，同时表现出后期改造叠加条件对碳硅泥岩型铀矿形成的重要影响。

3.2 层控性特征

修水地区铀矿点及矿床层控现象明显。新元古界震旦系—早古生界寒武系的各个地层单位中均具铀矿化，但达到工业铀矿化均主要产于下震旦统陡山沱组、上震旦统灯影组及下寒武统王音铺组和观音堂组中，由此可见该区铀矿层控现象之明显。

此外，该区碳硅泥岩型铀矿的层控特征，其层位具有自西向东，自南向北逐渐变新趋势。控矿层位中含矿主岩岩性呈以下特征：①含矿主岩具有掺杂过渡性，为不同沉积环境过渡中形成的岩类；②含矿主岩一般分布在由不同岩性组成的互层、夹层、透镜体地层结构中；③含矿主岩有较强的聚铀性，区域类比后发现，矿区的含矿主岩铀含量高出区域上同种岩石铀含量数十倍。碳硅泥岩型铀矿化发育的地段大多在沉积—成岩过程中有明显的铀预富集作用的含矿层位。

该区铀矿化主要赋存于王音铺组和陡山沱组中。王音铺组一、二段以炭质泥岩为主(二段含大量磷结核)，夹含炭白云岩、泥灰岩及石煤层，部分铀矿体赋存于该层位中。第三段炭质泥岩是本区最重要的产铀层位。第四段炭质泥岩与含炭硅质岩互层以及观音堂组下部炭质泥岩也是本区重要产铀层位。

陡沱山组在该区由中厚层白云岩至薄层状含硅泥白云岩、白云质泥岩及炭质泥岩的两个沉积韵律组成，属频繁震荡背景下含泥硅碎屑沉积与化学沉积掺杂过渡的沉积产物。铀矿化即产于岩层厚度变化、脆柔岩性交替、岩石成分迥异的部位，主要产在中部富含黄铁矿的白云质泥岩及含硅泥白云岩。

3.3 构造控矿特征

研究区铀矿床发育受构造作用控制明显，区域性深大断裂带控制含铀沉积建造、岩浆活动的分布，是深部热液上升通道和成矿有利位置[7]。赣西北地区褶皱作用较弱，以低角度开阔向斜为主；断裂构造较发育，铀矿空间定位与含矿层的断裂有直接关系。本区铀矿化主要受3种断裂控制，分别为层间断裂、切层断裂和顺层及切层裂隙密集带。

层间断裂为与褶皱伴生的一组断裂，与地层产状一致。该组断裂控制的矿化，多为贫矿；与切层断裂裂隙共生地段，形成较大破碎空间常有富的铀矿体分布。切层断裂指高角度切割下寒武统或上震旦统含矿主岩层的断裂构造，本区最主要的切层控矿断裂为北北东向—北东向断裂，其次有北西向和近南北向断裂。切层控矿断裂倾角60(°)～88(°)，对富矿定位有控制作用。顺层和切层裂隙密集带实际上分别为层间断裂和切层断裂的另一种表现形式，具类似的控矿意义。

综上所述，该预测工作区碳硅泥岩型铀矿床在层控基础上，受断裂控制作用明显，其作用主要在于为成矿作用提供所需通道和空间，故此断裂控矿特征往往没有定性的固定模式，在疏通性好的破碎空间中，如多组方向断裂的交汇处、交切地段、断裂沿走向或倾向的膨胀部位、沿倾向产状变化地段，均可能赋存较好的矿化体，这同其它金属矿产的构造控矿现象具有类似作用意义[8-9]。

3.4 储矿构造特征

本区铀矿化的控矿构造及储矿构造(赋存有矿化的构造)主要是断裂构造。储矿断裂构造常是控矿断裂构造局部组成部分或与之有联系的低级别断裂构造。与铀矿化关系密切的褶皱构造部位是背、向斜的倾伏端、上翘端以及与褶皱同序次的层间构造遭后期构造活动强烈改造而发育成层间断裂破碎带的部位。本区储矿构造主要是层间断裂、切层断裂及它们的组合。

3.4.1 层间储矿断裂构造

该区层间储矿断裂构造是该区震旦系—寒武系碳硅泥岩中重要的铀储矿构造。区内层间构造主要发育于：陡山沱组各岩性段内、王音铺组内各岩性段间。铀矿化主要赋存于王音铺组内(特别是三岩性段内)、陡山沱组中上部及观音堂组下部的层间构造破碎带中。

1)陡山沱组内层间构造破碎带

蕫坑地区陡山沱组内层间构造破碎带第四岩性段内含硅质白云岩、含云泥岩内的层间构造带是铀矿床最主要的储铀层间构造，保峰源西段陡山沱组上部层间构造带是矿床重要储铀层间构造带。

2)王音铺组及观音堂组内层间构造破碎带

王音铺组及观音堂组下部层间构造带在区内发育普遍，是区内重要的储铀构造。王音铺组一、二、三、四岩性段内及之间的层间构造是区内重要的储铀构造；特别是三岩性段内的层间构造是区内重要的储铀构造，位于东巷至东津—保峰源—任家铺等地的2个铀矿床及多个铀矿点的主要铀矿体均受该层间构造所控制。王音铺组顶部及观音堂组下部层间构造带则控制着大椿—溪口向斜内铀矿床中铀矿体的产出。

3.4.2 切层储矿断裂

研究区铀矿化切层储矿构造主要有NNE向、近SN向、NE向及NEE向构造，目前尚未发现NW向储铀构造带。

1)北北东向及近南北向断裂

该组断裂构造不仅是区内主要控矿构造，而且是区内重要的控矿储矿断裂。北北东向及近南北向断裂控制蕫坑铀矿床的展布，其次级构造带中赋存有相对较富的铀矿体。

2)北东向断裂

北东向断裂在本区甚为发育，部分铀矿化产于该组断裂中。

3.4.3 层间断裂及切层断裂组合

本区铀矿化的赋存部位主要在层间构造复合有切层构造的部位及其近邻部位。

3.5 铀矿化与断陷红盆相关联特征

后期构造改造有利于铀矿化的发育[5]，燕山—喜马拉雅亚旋回期，断块隆起与断陷边界部位，有利于叠加改造成矿作用的形成；中—新生代时期，岩浆和热液活动较强又频繁的区段也有利于铀矿化的发育；新生代古近纪和新近纪残留红盆附近地段也是碳硅泥岩型铀矿化发育的重要地段。区内保峰源、董坑、大椿、梯冲、坪上、坑口和洞下等矿床均产于红盆边缘附近或红盆边缘断裂附近，该区铀矿(化)点、异常点大多也产于红盆边缘附近，红盆边缘断裂沟通深部含矿热液，红盆边缘断裂的沟通效应为形成热液叠加改造性铀矿床、矿(化)点提供条件。

4 成矿模式

研究区燕山期以来的岩浆侵位、火山喷发、次火山作用等构造热液、火山热液和地下热水的作用为后期热液叠加改造提供热源条件。中—新生代时期，岩浆和热液活动较强又频繁的区段也有利于铀矿化的发育。区内大椿铀矿床、保峰源铀矿床、董坑铀矿床、坪上铀矿床、洞下铀矿床等与燕山期花岗岩的距离均在为1～8 km范围内，大多数其它铀矿化点、异常点与燕山期花岗岩株、花岗岩基的距离主要在1～10 km范围内，认为燕山期花岗岩基、小岩体群及脉岩为形成本地区的热液叠加改造型铀矿床提供了热动力源。该区燕山期岩浆热液与铀矿化具有必然的成生联系特征。

通过对该区域成矿条件、成矿规律、控矿特征等详细分析，综合认为，构建如下该区铀成矿模式(见图2)，有望取得进一步的突破。

1 古近纪断陷红盆；2 早寒武系含铀碳硅泥岩建造；3 早震旦系世含铀硅质岩建造；4 早震旦系碳酸盐岩建造；5 早南华系硐门组；6 新元古界双桥山群；7 燕山期花岗岩；8 断层；9 地层界线；10 层间破碎带；11 铀矿体；12 地下热液流动方向；13 大气降水

图2修水碳硅泥岩型铀矿成矿模式

5 结 论

研究区深断裂比较发育，在每一个构造阶段都有很长活跃期，对于成矿较为有利。印支期构造活动性较明显，燕山期活动最为强烈，控制了断陷盆地的形成及深部岩浆活动，主要赋矿层位王音铺组和陡山沱组形成富铀碳硅泥岩建造。此外研究区燕山期花岗岩广泛分布，北东向断裂非常发育，他们对区域岩浆岩体和铀矿体的分布具有控制作用，是形成热液叠加改造碳硅泥岩型铀矿床的有利条件。