黔中断裂带特征及其与铀矿成矿作用探讨

张小强，赵亚云，卫永华，张维乾，黄凯平，郑懋荣

(1.贵州省有色金属和核工业地质勘查局七总队，贵州 贵阳 550005；2.西藏自治区地质矿产勘查开发局第二地质大队，西藏 拉萨 850000)

1 序言

黔中断裂西起于纳雍县附近，向东经开阳、施秉、镇远、玉屏，走向近EW，西端与垭都-紫云断裂交合，总长约400 km(图1b)。

自上世纪50年代至近年来，贵州省有色金属和核工业地质勘查局七总队(下文简称我队)在黔中地区开展了大量铀矿地质勘查工作，尤其是沿黔中断裂带开展了1∶5万放射性普查、铀资源调查评价等基础性工作，同时在断裂带白马洞504、玉屏大龙7046等铀矿(床)点开展了大量的工作，积累了丰富的铀矿地质资料。沿断裂带及旁侧，共发现铀矿床1个、铀矿(化)点25个和多处异常点(带)。但对断裂带铀成矿研究工作主要集中在白马洞504铀矿区，主要针对铀成矿地质背景、地球化学特征和矿床成因进行研究(陈露明，1990；金有中等，2005；张成江等，2009和2011；宋昊等，2011和2013；倪师军等，2012；黄凯平等，2011和2016；张维乾等，2011；张小强等，2017)，认为铀成矿与构造关系密切，是该地区铀成矿的关键，下一步找矿突破的关键在于对构造的研究。

20世纪在黔中地区铀矿地质勘查工作中，由于受国外黑色页岩型铀矿床成矿理念的影响，铀矿勘查工作者将产于黑色岩系中的铀矿床都归结为碳硅泥岩型铀矿床，对其成矿作用主要定位于原始沉积-表生淋积改造的认识上(倪师军等，2012)，造成在21世纪的今天，黔中地区铀矿勘查中出现了“只见星星，不见月亮”的困境。

本文是笔者在对前人资料的综合分析整理基础上，结合近几年铀矿地质勘查成果，转变思路，运用现代热液成矿和大陆动力学演化与成矿理论，分析黔中断裂特征，探讨断裂与铀成矿关系，归纳控矿因素，为下一步找矿勘查提供参考依据。

2 断裂带活动演化历史

(1)黔中断裂在早古生代之前已存在，它控制了镇远、瓮安、息烽等地区震旦系、寒武系沉积，震旦系陡山沱组至灯影组、清虚洞组、娄山关群等地层在断裂两侧沉积厚度变化较大(图2a、b、c)。

(2)志留纪末期，发生广西运动，黔中地区地层缺失明显，使泥盆系、石炭系地层直接超覆与早古生代地层之上(图2f)，同时黔中隆起达到鼎盛时期(图3c)，是区内较强烈的一次构造运动，使该断裂带产生了强烈的正滑和右行走滑，且控制了奥陶至石炭系地层沉积，断裂以北缺失中-上奥陶十字铺组至志留系、泥盆系全部、石炭系大部地层。其中断裂北齐家坝地区缺失奥陶系中-上统十字铺组，断裂南十字铺组厚56 m，与上覆志留系翁向群地层呈假整合接触(图2d)；断层北余庆苏羊地段翁向群厚282 m，与上覆二叠系阳新统梁山组地层呈假整合接触，断裂南新寨地段厚459 m，与泥盆系上统望城坡组假整合接触(图2e)；石炭系在断裂北息烽天合寺地区仅出露九架炉组地层(厚9 m)，直接超覆与寒武系娄山关组之上，假整合与二叠系阳新统梁山组之下，在断裂南修文县小山坝地区缺失黄龙组(图2f)。

(3)中二叠纪至晚二叠纪，受海西-印支运动作用，近EW向黔中断裂、NW向紫云-垭都断裂等进一步受到强烈活动(图3e)，峨眉山地幔热柱隆升，玄武岩浆沿断裂上升，发生大规模陆上火山喷发，形成大面积玄武岩，主要喷发有3个时期，早期以强爆发溢出为主，中期为持续的宁静喷溢，晚期为弱喷发和溢出的混合喷发。早期与晚期含U气、溶液流体沿黔中断裂上升，在局部形成白马洞铀汞钼矿床及断裂带两侧811、1208等铀矿点初步富集。

(4)侏罗纪末期-白垩纪早期，贵州地壳受到强烈燕山构造运动作用，地壳隆升，地层强烈挤压和冲断，形成侏罗山式褶皱带(图3f)。黔中断裂进一步复活，发生右行扭动，断裂带上下盘形成次级交褶、断层及多层次层间滑脱构造体系，含矿热液沿断裂带上升，特别是构造与热点复合部位，形成铀矿体，如白马洞铀汞钼矿床、大龙7046铀矿点等。

(5)古近纪以来，受喜山运动影响，黔中以大面积间歇性隆升为主，并伴生断裂和褶皱活动，沿先期形成的断裂构造进一步复合重接。黔中断裂进一步复合，发生右行扭动，在构造与热点复合部位深部含U热液流体沿断裂上升，在局部层间破碎带次级断裂中富集成矿。如白马洞铀汞钼矿床在燕山期初步形成铀汞钼矿体，喜山期富含铀汞钼热液进一步叠加，形成具有工业价值铀汞钼矿床。

图3 黔中断裂演化示意图(据邓新等，2010，修编)

3 断裂构造带组成及特征

黔中断裂带经玉屏、镇远、施秉、开阳、纳雍，总体呈近EW走向，略向南凸弧形弯曲，总体向北倾斜，西端与垭都-紫云断裂交合，总长约400 km，主要表现为若干近东西向左行平移断层断续呈带串列，特别是中段开阳-余庆、东段施秉-镇远段，还限阻了若干近南SN向、NNE向、NE向逆冲断层和褶曲的延续发展，切割并错断了青白口系清水江组至古近系各地层，控制了早古生代偏碱性超基性岩群产出和分布，是省内金刚石母岩钾镁煌斑岩的主要控岩-控矿构造，晚古生代大规模玄武岩由西向东逐渐减少、变薄。黔中断裂是岩浆和热液流体的通道，并控制了晚白垩世山间磨拉石盆地和新近系山间盆地的产出，沿断裂带有温泉出露和地震发生，说明其形成时期可能为早古生代或之前，但新构造运动期仍有活动，是一条深切基底、多期次活动的压扭性深大断裂，构造行迹东段和西段比较明显(图1b)，断裂带特征详见表1。(戴传固等，2013)、(陈有能等，1997)认为该断裂带在早古生代最兴盛，并切割了白垩统，沿线常见热泉，其活动主要时期为燕山期，喜马拉雅期和新构造时期再次活动。地球物理资料显示其为一近EW向重力低值带，重力异常图上反映明显，物探重力等值线呈东凸的弯曲异常(贵州省地质调查院，2016)。

表1 黔中断裂构造带特征

该断裂带控矿明显，沿断裂带分布有白马洞铀汞钼矿床、811、204、7046等多处铀矿(化)点和多处铀异常点(带)，以及多处铅锌矿床等(图1b)。断裂构造控制着成矿流体运移，起导矿作用，为铀多金属成矿创造了极其有利的条件，其次级构造和层间破碎带为成矿提供了良好储矿空间。

4 断裂带铀矿化特征

黔中断裂控制了黔中低温热液型矿床的分布，是黔中地区主要成矿、控矿构造，沿断裂分布有白马洞铀汞钼矿床和204、7046等多处铀矿(化)点(图1b)。其中代表性矿床有白马洞矿床(504)和玉屏大龙铀矿点(7046)矿化特征详见表2、图4、图5，其他813、204等主要铀矿(化)点矿化特征详见表3。据表2、表3、图4、图5可知，断裂带铀矿体产出部位主要有3种，①深大断裂局部为储矿构造，部分铀矿体直接赋存于深大断裂破碎带内，②赋存于深大断裂上盘次级断裂破碎带内，③赋存深大断裂上盘层间破碎带中，且以第③种为主。其中813、204等铀矿点部分铀矿体直接赋存于白马洞断裂黑色蚀变硅化角砾岩中，矿化于低温热液蚀变，黑色硅化角砾岩、黑色硅化蚀变岩关系密切；7002铀矿化点铀矿体主要赋存于施秉-镇远断裂破碎带内，铀矿化于富含有机质弱硅化角砾岩有关；811、1208 、1201、1206等铀矿(化)点铀矿化主要赋存于二叠系栖霞组与茅口组之间和茅口组与龙潭组接触带层间破碎带黑色蚀变角砾岩中，矿化与低温热液蚀变、黑色硅化角砾岩、黑色硅化蚀变岩关系密切，伴生汞、钼矿化等，铀矿化与硅化、黑色蚀变有关，和黑色有机质、黄铁矿等关系密切。

表2 黔中断裂构造带典型矿床(点)铀矿化特征

表3 黔中断裂构造带主要铀矿(化)点矿化特征一览表

续表

图4 白马洞铀汞钼矿床Ⅷ号勘探线剖面图

图5 大龙铀矿点Ⅱ号勘探线剖面图

5 黔中断裂与铀成矿关系

西南地区与黑色岩系有关的铀矿，其成矿与构造热事件有明显的关系，只有深部流体活动的参与和改造，才能形成较好的铀矿体，否则只形成贫矿或矿化异常(倪师军等，2012；张小强等，2017；张成江等，2009)。黔中地区已发现铀矿(床)点，普遍与各类构造和热液活动关系密切，在空间上受到断裂构造的控制。经过20世纪50年代到至今铀矿勘查事实证明也是如此。

5.1 铀成矿与断裂带两侧沉积的黑色岩系和峨眉山玄武岩有关

黔中地区是中国南方主要黑色岩系分布区(倪师军等，2012)，为一套炭质页岩、泥岩和碳酸盐岩、硅质岩、磷块岩、砂岩组合，其铀含量远远大于地壳丰度值(2.07 mg/g(黎彤，1992))，是地壳丰度值的10—25倍，局部地段见铀异常，是黔中地区重要铀源层，其成岩过程使铀进行初始预富集，深部热液流体沿断裂带上升，使U进一步活化，还原环境下在次级断裂、层间破碎带等成矿有利地段，富集成矿。

织金县熊家场地区玄武岩铀含量为1.3×10-6(肖家飞等，2011)，高于世界玄武岩2.6倍，白马洞地区玄武岩铀平均含量为6×10-6，是世界玄武岩12倍，为该地区铀成矿提供了直接物源，是该区内主要铀源。

5.2 断裂带热液活动及铀成矿作用

图6 白马洞铀矿床蚀变特征及显微镜下照片

表4 息烽-修文地区方解石脉碳氧同位素测试结果表

续表

图7 息烽-修文地区方解石脉中碳、氧同位素组成

图8 白马洞矿床硫同位素特征

另外，在贵州西部大面积分布的晚古生代玄武岩是峨眉山地幔热柱早期活动产物，其深源地幔流体沿东西向、北西向深断裂在威宁、盘县、开阳、瓮安等地呈间歇性陆相或海相喷溢(除玄武岩边缘相外，均为陆相喷溢)，富含SiO2、U、Mn、Au等元素的岩浆期后气液与海水相混溶，在还原环境中沉淀和初始富集，如504、181等铀矿床(点)，铀矿化初始富集与峨眉山地幔柱早期活动岩浆期后气液关系密切(徐义刚，2001；陈广庆等，2009)。(刘彦良等，2009)对黔中断裂东段镇远断裂带采流体包裹体样品分析，认为该断裂至少受5期热液活动改造，其中燕山期、喜山期热液活动最剧烈，其温度峰值与(陈露明，1990)在白马洞矿区流体包裹体温度峰值一致，说明黔中断裂带经历了多次构造活动和多期热液活动改造，其热液活动与上述铀成矿时代基本一致。

5.3 断裂带两侧“地球化学障”对铀成矿的控制

6 结论

(1)黔中断裂形成于早古生代之前，是一条长期活动、多次运动、深切基底的深大断裂，它控制了镇远-施秉早古生代超基性煌斑岩侵位、纳雍-修文晚古生代大陆熔流峨眉山玄武岩浆喷溢，同时控制着黔中地区铀多金属矿的形成和分布，是黔中地区重要的控岩-控矿构造复合带。

(2)黔中地区铀源主要有两类，一类是黑色岩系，其成岩过程使铀进行初始预富集，局部地段见铀异常，另一类是富含SiO2、U、Mn、Au等元素的晚古生代玄武岩。

(3)沿断裂带分布的白马洞铀汞钼矿床和多个铀矿(化)点明显受黔中断裂控制，并具有典型的热液成矿特征，是多期热液活动叠加的结果。断裂带铀矿体赋存部位主要有深大断裂上盘次级断裂、层间破碎带和深大断裂局部三种。

(4)断裂带内铀矿床(点)在空间上受到断裂构造控制，尤其构造与热点复合部位是很好的铀成矿部位。特别是断裂构造切割铀源层时，深部热液流体或幔源含U岩浆气液沿断裂运移，在氧化条件下，铀源层中U被活化迁移、改造，在还原等条件下，在次级断裂或层间破碎带等成矿有利部位沉淀、富集成矿。