江西相山济河口地区铀成矿规律及找矿方向

魏欣，吕川，陶尔侃

（核工业二七○研究所，江西 南昌 330200）

0 前言

相山铀矿田位于江西省中部，从发现异常至今已有60余年。前人对区域地质构造、岩石地球化学、矿化蚀变特征及成矿机理等做有大量研究并取得丰硕成果（张树明等，2012；林子瑜等，2013；胡宝群等，2016；林锦荣等，2016；杨庆坤，2017；胡志华等，2018），形成了经典的“邹家山式”和“居隆庵式”找矿模式，两种不同的找矿模式指导着相山西部铀矿找矿工作。

济河口地区位于相山西部邹家山矿床和居隆庵矿床的中间过渡部位，由于其位于邹家山四号带沿邹—石断裂自然延伸处，以往对该区更多按“邹家山式”找矿模式进行揭露。近年来通过对该地区的钻探揭露和对NW向济河口断裂的认识逐步加深，笔者认为该区铀矿化的赋存规律更倾向于“居隆庵式”，且深部找矿潜力较大，值得进一步探索。

1 研究区地质特征

济河口地区地层简单，地表出露下白垩统鹅湖岭组上段（K1e2）流纹质碎斑熔岩，下部为鹅湖岭组下段砂砾岩及凝灰岩（K1e1）和打鼓顶组上段流纹英安岩（K1d2），深部是青白口系基底片岩，部分地段片岩上部夹杂打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩薄层（K1d1）（图1，表1）。

表1 济河口工作区岩层简表

图1 相山矿田地质图（据范洪海等，2001修改）

研究区位于相山西部“居隆庵”菱形断块东侧，区内断裂主要有NW向的济河口断裂和NE向的F101断裂（图2）。

图2 相山盆地西部构造简图（据胡宝群等，2011修改）

济河口断裂从书塘向NW延伸至济河口，全长约3.5 km。在地表主要表现为沟谷地貌，即为济河。断裂中心部位3～8 m，主要表现为岩心破碎，部分地段可见构造泥，胶结程度普遍较差，岩心内可见擦痕和阶步，后期有方解石等矿物沿构造面生长。济河口断裂在不同地段产状不同，其中8线以北走向近SN，倾向W；8线以南发生轻微弯转走向约NNW，倾向SW，倾角在70°～80°之间。区内次级裂隙发育，产状复杂多变，走向有20°～40°、140°～170°等多组。在研究区北部主要以NNW向为主，南部由于受邹—石断裂影响逐渐转为NNE向，裂隙内多充填方解石细脉。

F101（原称原鹏姑山）断裂，总体走向35°～40°，倾向NW，局部倾向SE，倾角陡，部分地段达85°以上。构造性质为压扭性。地表露头显示宽度0.3～5 m，长度可达100 m，具尖灭再现尖灭侧现特点，两侧次级裂隙发育。该断裂整体规模不大，向深部逐渐转为一些微小裂隙，断裂内矿化蚀变较弱，断裂旁侧的次级裂隙内矿化蚀变较强。

2 铀矿体赋存规律

截至目前，相山西部有且仅有两个大型铀矿床，即邹家山矿床和居隆庵矿床。两个矿床的矿体赋存规律各有特色。“邹家山式”赋存规律为：火山喷发导致岩浆房空虚，上部的岩块等发生阶梯式塌陷，矿体多产在断裂与塌陷构造复合部位，主要受塌陷构造和断裂控制（图3）。“居隆庵式”赋存规律为：矿化赋集部位受断裂和火山岩层组间界面复合控制，但基底并未发生扰动，矿体多产在碎斑熔岩与流纹英安岩组间界面“S”型凹兜的底部（图4，表2）（谢琛等，2018；曾文乐等，2019）。

图3 邹家山铀矿床63线剖面图

图4 居隆庵铀矿床纵剖面图

表2 不同赋存规律特征对比表

由于研究区在邹—石断裂旁侧，相邻邹家山矿床，因此以往的找矿工作主要按“邹家山”式展开，但整体找矿一直未有重大突破。近年来随着钻探的不断揭露及对NW向菱形断块“边界”断裂的重视，笔者认为研究区的矿化赋存规律更倾向于“居隆庵式”。

济河口地区的矿化蚀变主要赋存在济河口断裂旁侧的次级裂隙中，尤其是岩性界面附近的次级裂隙。但无论是碎斑熔岩与流纹英安岩的火山岩界面还是流纹英安岩与基底片岩的界面形态都平缓，并无明显塌陷，且目前揭露显示基底并未发生扰动。济河口断裂与岩性界面联合控制了区内铀矿体的产出（图5）。

图5 济河口地区14线剖面图

2.1 济河口断裂控制矿体群的定位

济河口断裂是矿田内一条中型导矿构造，沿断裂矿化蚀变走向超过700 m，倾向超过250 m，且向深部延伸稳定。断裂内水云母化、绿泥石化比较发育，同时伴有弱赤铁矿化、弱黄铁矿化。

从燕山早期到燕山晚期，相山矿田所属的华南地块经历了由挤压到拉张的过程（范洪海等，2003）。济河口断裂形成于第二个喷发旋回形成的碎斑熔岩（约130 Ma）之后（范洪海等，2001；杨水源等，2009；胡宝群等，2015；郭福生等，2016；刘斌等，2020），随后大规模的水云母化和绿泥石化等成矿前期蚀变浸染济河口断裂旁侧不同的地层，主成矿期含矿热液通过张性-张扭性的济河口断裂在构造旁侧与主通道联系密切的半开放、半隐蔽次级裂隙及空腔处驻留冷却经合适的条件后沉淀形成矿体。矿化蚀变类型为赤铁矿化和钠长石化，在高品位处可见黑紫色萤石化，说明主成矿期除有碱性热液活动外，后续仍有酸性热液的“功劳”。

济河口断裂内蚀变发育，但矿化异常并无明显偏高，至今未发现有工业矿体。这可能与揭露点相关，但笔者认为更有可能是该断裂的多期次活动对已形成矿体产生破坏。断裂内成矿早期的水云母化、绿泥石化及成矿后期的碳酸盐化均明显可见，且断裂内仍有主成矿期形成的赤铁矿化，只是规模较弱。以上说明断裂形成早于成矿早期，内有热液活动的痕迹，因此断裂内原可能有矿，后期断裂复活对已形成的矿体产生破坏；但后期活动规模有限，仍保留含矿热液流经后的痕迹。

区内不同期次热液沿济河口断裂及其旁侧裂隙互相叠加，成矿前常形成大规模的水云母化、绿泥石化，规模大而程度弱，成矿早期常以钠长石化、赤铁矿化为特征，成矿中期会有黑紫色萤石化穿插，蚀变规模小而程度强，成矿后期伴随有碳酸盐化、高岭土化等。

2.2 “界面”对矿体赋存位置的影响

相山西部的“界面”有两类：第一类是鹅湖岭组上段（K1e2）流纹质碎斑熔岩和打鼓顶组上段（K1d2）流纹英安岩的界面，部分地段夹杂鹅湖岭组下段（K1e1）砂砾岩、凝灰岩等，简称火山岩界面；第二类是打鼓顶组上段（K1d2）的流纹英安岩和基底的青白口系（Qb）片岩界面，部分地段夹杂砂砾岩或碎屑岩，简称基底界面。前人将相山西部浅部的火山岩界面与构造复合部位划分为第一成矿空间；深部的基底界面与构造复合部位划分为第二成矿空间。第一成矿空间的成矿模式已基本成熟，主要分为“邹家山式”和“居隆庵式”。从济河口地区揭露的矿化蚀变分析，区内成矿模式更倾向“居隆庵式”。矿化主要集中在碎斑熔岩与流纹英安岩组间界面“S”型凹兜的底部（图6）。矿体受断裂和火山岩层组间界面复合控制。

图6 济河口地区纵切剖面图

第二类界面即基底界面埋藏较深，以往的钻孔少有触及，通过物探资料解译大致推断埋深标高在-730～ -1200 m之间（林锦荣等，2014）。近年来西部有少部分钻孔揭穿流纹英安岩，在流纹英安岩下部除见粉砂岩和碎屑岩外，还有花岗斑岩。花岗斑岩厚度从几米至几十米不等。矿体往往赋存在流纹英安岩深部的基底界面附近。流纹英安质岩浆从深部溢流出露地表后，与基底片岩接触，由于温压骤变以及基底片岩的易滑属性使基底与流纹英安岩界面岩性破碎，产生物理薄弱面，同时界面附近产生与之平行或呈小角度相交空隙。后期地层再次运动，不同岩性的脆性等属性差异结合原有的空隙使得基底界面附近的岩性（尤其是脆性的流纹英安岩）更易受到挤压、拉张而产生破碎。形成新次级裂隙的同时原有次级裂隙规模更大。这些次级裂隙是很好容矿空间，一旦含矿热液流经便会在裂隙内留下矿化蚀变痕迹。当从深部涌上的含矿热液规模够大，主断裂旁侧的次级裂隙便易赋存矿体，基底界面附近往往是次级裂隙数量多、规模大的成矿有利地段。而界面的平缓形态决定裂隙等容矿空间的产状也较为平缓，因此第二找矿空间中的矿体虽受陡峭的主断裂（济河口断裂）控制，但矿体远没主断裂陡峭，从更大空间看矿体似乎更为平缓。

流纹英安岩下部揭露的花岗斑岩情况类似，花岗斑岩的形态同样受基底界面的控制。比碎斑熔岩形成更晚的花岗斑岩（彭中用等，2018）侵入基底界面后受界面形态的控制，多呈平卧状，花岗斑岩普遍遭受较强的热液蚀变。相山铀矿形成后，受区域活动影响，西部矿集区发生下降，北部矿集区发生抬升。后期矿田南部和东部遭受风化剥蚀强烈，西部剥蚀较弱，基底界面深，探索程度低。北部表层的火山岩被剥蚀后花岗斑岩及基底出露（有学者持不同观点）（陈贵华和陈名佐，1999；张万良等，2007a，2007b，2009；张万良，2012；陈正乐等，2012；胡宝群等，2015），基底界面附近的矿体随之出露或埋深较浅。相山北部矿体多赋存在花岗斑岩的内外接触带，矿体呈陡倾脉状或平卧状等，这与济河口断裂旁侧第二成矿空间的矿体赋存位置及形态类似。

根据相山西部的铀成矿理论模式，与切盆断裂贯通的碎斑熔岩和流纹英安岩界面是第一成矿空间，与切盆断裂贯通的流纹英安岩和基底片岩界面是第二成矿空间。切盆断裂旁侧的次级裂隙是很好的储矿、容矿空间，第二空间附近的花岗斑岩往往是很好的找矿标志（图7）。

图7 相山西部成矿有利部位示意图

3 结论

（1）通过对相山西部济河口地区断裂和界面的分析研究，初步查明区内矿体的赋存规律更倾向于“居隆庵式”。济河口断裂及其旁侧的次级裂隙与火山岩界面复合部位组成的第一成矿空间、与基底界面复合部位组成的第二成矿空间均具有较大的成矿潜力和找矿前景。

（2）济河口断裂为含矿热液的运移提供通道，基底界面和火山界面处的空腔和微裂隙为热液的保存和储藏提供有利部位。相山西部与济河口断裂类似的菱形断块北西向“边界”断裂，如西山—当前断裂、东堆—社背断裂旁侧都值得进一步探索。

（3）济河口断裂旁侧流纹英安岩下部的花岗斑岩选择基底界面的破碎处进行侵入，斑岩的形态与基底界面及其附近的矿体相似，多为平卧状。因此深部花岗斑岩也是相山西部一个有利的找矿标志。

（4）基底界面的标高大致决定矿体群的标高多在-730～ -1200 m之间，该标高应是相山西部下一期次深部找矿钻探揭露的重点位置。