书楼丘铀矿床地质特征、矿床成因及找矿潜力分析

张善果

(中核韶关锦原铀业有限公司，广东 韶关 512328)

诸广山岩体南部产有中国重要的花岗岩型铀矿田——长江矿田。书楼丘矿床位于长江矿田北部。前人对该矿床研究较少，仅对该矿床地质、围岩热液蚀变、矿体特征、矿石构造等进行研究[1]。近几年在该区的找矿勘查表明，书楼丘矿床深部具有很大的找矿空间。笔者在前人研究基础上，结合近几年该区找矿成果，分析梳理书楼丘矿床地质特征，探讨矿床成因，对该矿床深部及外围进行找矿潜力分析，为下一步找矿以及扩大铀资源提供依据。

1区域地质背景

书楼丘铀矿床位于长江矿田北部，南部为棉花坑矿床，其大地构造位置处于长江断陷带中部，是北东向棉花坑断裂、里周断裂、北北西向断裂和北西向油洞断裂相交汇部位。岩体内断裂构造极为发育，具有规模大、产状多变、活动频繁、成群成组且等间距分布等特点[2]。

2矿床地质

2.1 矿床地质背景

书楼丘矿床赋矿围岩主要为燕山期长江岩体和印支期油洞岩体。长江岩体形成时间为161.6 Ma，岩性以中粒黑云母花岗岩为主[3]；油洞岩体形成时间为232 Ma，岩性主要为中粒斑状二云母花岗岩[4-5]。区内构造发育主要有近SN、EW、NNE、NEE、NNW和NWW向等6组(图1、表1)，其中近EW向断裂以压性为主，NNE向、NE向和NWW向断裂以压扭性为主，而NNW向和近SN向断裂为张扭性。区内铀矿体主要赋存在张扭性断裂构造带内(表1)。

2.2 矿床地质特征

矿床内矿带密集发育(约21条)，多呈平行分布(图1)，矿带厚度不大，具膨胀、收缩、弯曲和分枝现象，地表局部发现铀矿化。主要含矿带有1(37)、2、9N、13和19号带，其岩性由石英脉、硅化碎裂岩和蚀变碎裂花岗岩组成，矿带内铀矿体主要受赤铁矿化硅化岩或硅化碎裂岩控制。各矿带表现出明显的水平分带和垂直分带特征。在水平分带上，中心部位由矿前期黄绿色绢云母化石英脉、成矿期含沥青铀矿赤铁矿化或含沥青铀矿黄铁矿化萤石化石英脉或硅化碎裂岩、成矿晚期白色石英脉和条带状萤石石英脉等相互叠加组成的硅质脉，其两侧分别为红化、绢云母化、绿泥石化和黏土化碎裂花岗岩；在垂向上，地表大部分为成矿晚期或早期的灰白色石英脉，上部富集萤石，深部以含沥青铀矿赤铁矿化石英脉或碎裂岩为主，局部地段有含沥青铀矿、黄铁矿、黑色萤石石英脉叠加，有的地段发育方解石化[6-7]。

1—第四系；2—辉绿岩脉；3—燕山晚期第一阶段花岗岩；4—燕山早期第一阶段花岗岩；5—印支期第三阶段花岗岩；6—印支期第二阶段花岗岩；7—硅化断裂带；8—含矿带及编号。图1 书楼丘铀矿床构造地质

表1 书楼丘铀矿床断裂构造主要特征

2.2.1矿体特征

书楼丘矿床主要含矿带特征见表2。

表2 书楼丘铀矿床主要矿带特征

1)1号带位于矿床中部，北起19线(往北被稻田所掩盖)，南到69线，地表长1 539 m。沿倾向延伸在12线以北较浅(0 m标高左右)；以南变深(多在0 m标高以下)，垂深250～500 m。走向以18线为界，以北350°～3°；以南变为340°左右。倾向整体向西，局部偏向东。倾角陡，平均78°左右。矿带呈脉状，沿走向和倾向局部分枝、胀缩和弯曲，在12～24线间分支较为明显，主要分枝有16、17、3和4号带。矿带主要由硅化岩、硅化碎裂岩、蚀变碎裂花岗岩及蚀变碎裂花岗斑岩组成。厚度一般为数m，局部达11 m。矿体产于矿带内，主要受赤铁矿化硅化岩(或硅化碎裂岩)控制。

2)13号带位于矿区的北东部位，距1号带约300 m左右，与1号带大致平行发育。地表出露在19～21线间，南到24线后呈隐伏向南延伸。总体长度1 100 m以上，厚度沿走向一般为2～3 m，沿倾向变化较大，为2～15 m，垂深达480余m。构造总体产状为250°∠80°，主要由不规则脉状硅化碎裂岩组成。构造蚀变带沿倾向和走向膨胀收缩、分枝复合较为明显。在力学性质上偏扭性，在走向及倾向上延伸较大。

3)19号带位于矿床的东北部，于1号带的东北侧400～500 m，沿走向长度1 100 m以上，厚度沿走向一般为3～4 m，沿倾向变化较大，为3～31 m，垂深达540余m，总体产状250°～285°∠75°～80°，为不规则脉状。构造蚀变带在倾向和走向上膨胀收缩、分枝复合明显。在力学性质上偏张性，并在上盘产生一系列的张性裂隙，对铀的沉淀、富集极为有利。

1、13、19号带为矿床主要产矿带，铀矿体主要产于矿带的硅质骨架及其两侧的赤铁矿化蚀变带内，矿体厚度与蚀变宽度关系较为密切，其蚀变宽度变化特征如下：1)1号矿带蚀变宽度为1～18 m，总的宽度变化不大，大多数为5～10 m；少数小于5 m，而大于10 m的则为零星分布。2)13号矿带蚀变宽度为1～20 m，总的宽度变化不大，大多数为5～10 m；小于5 m的主要分布于5～6线200 m以上和100 m以下，而大于10 m的则为零星分布。3)19号矿带蚀变宽度为1～22 m，近地表蚀变带宽度较小，向深部宽度变大，如5～12线浅部(200～250 m标高以上)蚀变带宽度均小于5 m，而21～12线200 m标高以下蚀变带宽度变大，多呈面状分布，蚀变带宽均大于5 m，大于10 m的热液蚀变带范围较大。

2.2.2矿石特征

矿石结构主要为胶状结构、碎裂结构、交代结构、葡萄状结构等，矿石构造主要为浸染状构造、网脉状构造和角砾状构造等。矿石矿物成分较简单，其铀矿物有沥青铀矿、硅钙铀矿、钙铀云母、铜铀云母和铀黑；金属矿物主要为黄铁矿、赤铁矿、方铅矿等；脉石矿物主要为绢云母、绿泥石、萤石、石英、方解石等。

2.2.3围岩蚀变

矿床内断裂构造多次活动，热液活动频繁，蚀变作用普遍、强烈，自岩浆晚期的自交代直至岩浆期后的高、中、低温蚀变作用均很发育。自交代作用有白云母化、云英岩化、碱性长石化；中低温热液蚀变有绿泥石化、硅化、绢云母化等。

由于热液活动的多阶段性，热液组分的变化和围岩物质变异，形成热液蚀变作用在同一构造带中具有多期，多种类型的重叠、交错等特征。热液蚀变受断裂构造控制，在空间上显示出明显的水平分带。由断裂中心向两侧依次为硅化→赤铁矿化→绢云母化→绿泥石化→高岭石化→正常花岗岩，其强度以构造带中心(硅质脉或硅化碎裂岩)向外逐渐减弱。与铀矿化关系密切的热液蚀变主要为硅化、黄铁矿化、赤铁矿化等。矿化期的硅化、赤铁矿化蚀变作用越强、铀矿化也越富集[8-11]。

3矿床成因

3.1 成因类型

矿体产于酸性侵入体的断裂破碎带内。矿体呈脉状，与围岩呈突变接触关系，且大部分界线较清楚，接触面较平直，矿石中发育中低温热液矿物，如葡萄状沥青铀矿、细粒状赤铁矿、胶状黄铁矿、方铅矿、部分晶形较差的紫黑色萤石、石英、绢云母等；有用矿物只有铀矿物，其他矿物均为脉石矿物；赤铁矿化、硅化、绢(水)云母化等热液蚀变广泛发育。

根据上述情况，认为该矿床成因类型为产于酸性侵入岩断裂破碎带内的中低温热液(充填、交代)单铀型矿床。

3.2 成矿时代

为厘定长江矿区铀成矿时代，黄国龙等采用了U-Pb和Sm-Nd等时线方法对其南侧的棉花坑矿床的沥青铀矿进行了年龄测试[12]，结果显示其成矿时代为±70 Ma，属晚白垩纪，与华南地区花岗岩型铀矿的主成矿时代65～70 Ma较为相近。书楼丘矿床与棉花坑矿床相邻，同处于长江矿区，成矿地质条件相同，均受同一组成矿构造控制，且矿石类型一致，故书楼丘矿床成矿时代应为晚白垩纪。

3.3 成矿物质来源

根据书楼丘矿床微量元素、同位素地球化学特征研究，成矿元素主要来源于油洞岩体及长江岩体的花岗岩，成矿流体主要由深部地幔流体和少量大气成因的地下水混合组成[13-14]。

3.4 成因分析

依据对诸广南部花岗岩型铀矿产出的地质背景、成矿地质条件、成矿流体特征和成矿机理等分析认为诸广南部花岗岩型铀矿床的形成模式为地幔热流在上升过程中，通过壳幔岩浆作用、断裂构造作用、热液作用等，最终在有利的储矿部位富集成矿[15](图2)。

1—燕山晚期，地幔热源活动与作用；2—燕山晚期幔源基性岩浆活动与作用；3—燕山晚期酸性岩浆活动与作用；4—燕山早期花岗岩；5—印支期花岗岩；6—铀成矿水、物质组份的来源与运移；7—铀矿床、矿体。图2 诸广南部矿田铀矿床成矿模式

4找矿标志

4.1 构造标志

1)近南北向(330°～18°)断裂构造带是305矿床的主要含矿构造带，其中以北北西向(335°～345°)产矿最佳。2)多方向断裂构造带交汇部位，特别是两组断裂构造带夹持区内次级断裂构造发育部位。3)断裂构造带的拐弯、分枝复合、膨大部位是矿化最有利部位。4)在含矿断裂构造带中，出现成矿期矿物或有零星异常存在是寻找深部隐伏铀矿体的标志。

4.2 岩性标志

1)贫钙镁超酸性岩体(SiO2>70%)，尤其是晚期超酸性小岩体发育地段。2)不同岩体接触带、岩体边缘相或顶部以及晚期小岩体洼兜部位。3)岩体中捕虏体集中、中基性岩脉发育地段，尤其是含矿断裂构造切穿部位。

4.3 蚀变标志

1)花岗岩中的硅化、赤铁矿化、绢云母化等均为近矿蚀变，特别是红色、灰黑色微晶石英发育地段。2)正长岩类的红化、硅化、绿泥石化和绢云母化都是近矿蚀变，其中红化和绢云母化与铀成矿关系最为密切。3)中基性岩类的硅化、绿泥石化、红化及褪色蚀变是可靠的找矿标志。

4.4 矿物标志

1)硅化带内萤石和金属硫化物发育地段，特别是胶状黄铁矿、紫黑色萤石与沥青铀矿共生部位。2)红色微晶石英、灰黑色微晶石英、微粒状赤铁矿和浸染状黄铁矿与沥青铀矿共生部位。3)在含矿断裂构造带中有大规模黑色、红色微晶石英和团块状紫黑色萤石是富铀矿的找矿标志。

5找矿潜力分析

书楼丘矿床处于区域性长江断陷带中部，位于北东向棉花坑断裂与里周断裂夹持的凹陷区内，为多期多阶段岩浆、热液活动中心。发育有近南北向、北西向及北东向等多组含矿断裂，尤其是近南北向断裂极为发育，是本区的主要成矿断裂。这种集岩体发育、热液活动多期次、断裂构造发育、断陷地块于一体的地区，表现出铀的多次富集成矿和保存条件。

1—第四系；2—细粒黑云母花岗岩；3—花岗斑岩；4—粗中粒黑云母花岗岩；5—正长岩；6—含矿构造带及编号；7—断裂带及编号；8—中基性岩脉；9—本项目2013年完成工业、矿化钻孔及编号；10—工作区范围；11—远景地段及编号。图3 书楼丘铀矿找矿潜力勘查结果

书楼丘矿床铀矿体严格受断裂带控制，特别是近南北向断裂，为区内的主要含矿断裂，在断裂带分支、复合、膨胀、交汇部位有较好的铀矿化，富厚矿体多产于构造的膨胀、复合部位。铀矿化在垂向上具有明显的变化特征，区内主成矿构造具有上部宽度小，往中深部厚度变宽、蚀变变强的特征；铀矿化也存在上部厚度薄、品位低、矿体多呈透镜状产出，矿体往深部厚度变大、品位较高、多呈带状产出的特征。此外，主成矿带(1、13、19号带)在构造力学性质上(早期以压扭性为主，晚期张性)、控矿因素、铀矿富集规律和围岩蚀变等方面都与棉花坑矿床9号带极其相似，表现出相同的水平分带和垂直分带特征，均表现出分枝复合、膨胀收缩、延伸稳定等特征[16]。棉花坑矿床9号带在0～-500 m标高仍有较好的铀矿化，如矿床ZK39-3在孔深784.70～791.24 m，标高约-430 m处见工业品位达1.139%、视厚度6.54 m的富矿体。由此说明，书楼丘矿床近南北向含矿断裂具有棉花坑矿床9号带的铀成矿特征，深部具有较好的铀成矿条件。

依据地质调查、CSAMT测量、钻探揭露、区内铀矿化特征及邻区棉花坑矿床9号带的铀矿化特征等资料综合分析，书楼丘矿床主要有Ⅰ、Ⅱ号2个铀成矿远景地段(图3)。

5.1 Ⅰ号远景地段

该地段位于书楼丘矿床西部，出露的含矿构造主要有1号带，带长约1.5 km，具有分枝复合、膨胀收缩等特点，其分枝构造有3、4、16、17号带。据CSAMT测量成果，构造延深可达标高-500 m以下。前人在1号带0 m标高以下工作程度低，仅有个别探索钻孔，且有多地段矿体未封边。在该带施工2个钻孔，深部均揭露有较好的工业矿体，说明1号带深部有明显的找矿线索，构造往深部延伸较稳定，其矿化特征与棉花坑矿床9号带相似；与棉花坑矿床9号带相比，1号带及其分枝脉带0 m标高以下还具有很大的找矿前景。

5.2 Ⅱ号远景地段

该地段位于书楼丘铀矿床东部，主成矿带13、19号带在该地段出露长约1.1 km。据CSAMT测量成果，13、19号带往深部延深达-600 m以下，钻孔揭露显示，构造往深部延深稳定。在该地段深部施工钻孔8个，其中有7个工业钻孔，深部与铀矿化关系密切的赤铁矿化、黄铁矿化及紫黑色萤石化发育，由此说明，深部铀成矿条件好，且有明显的找矿线索。13、19号带力学性质、铀矿化特征、控矿因素和围岩蚀变等均与棉花坑矿床9号带极其相似；与棉花坑9号带深部-500 m仍见有富厚矿体相比，其深部(0 m标高以下)找矿空间大，找矿前景较好。

6结论

1)矿床内断裂构造多次活动，热液活动频繁，蚀变作用普遍、强烈，自岩浆晚期的自交代直至岩浆期后的高、中、低温蚀变作用均很发育。自交代作用有白云母化、云英岩化、碱性长石化；中低温热液蚀变有绿泥石化、硅化、绢云母化等。

2)书楼丘矿床铀矿体严格受断裂带控制，特别是近南北向断裂，为区内的主要含矿断裂，在断裂带分支、复合、膨胀、交汇部位有较好的铀矿化，富厚矿体多产于构造的膨胀、复合部位。铀矿化在垂向上具有明显的变化特征，区内主成矿构造具有上部宽度小，往中深部厚度变宽、蚀变变强的特征。铀矿化也存在上部厚度薄、品位低、矿体多呈透镜状产出，矿体往深部厚度变大、品位较高、多呈带状产出的特征。

3)诸广南部花岗岩型铀矿床的形成，是地幔热流在上升过程中，通过壳幔岩浆作用、断裂构造作用、热液作用等，最终在有利的储矿部位富集成矿。

4)书楼丘矿床西部1号带地区和矿床东部13、19号带地区为找矿远景区。