小武当断陷红盆铀矿成矿潜力

杨代武

(广东省核工业地质局二九二大队， 广东河源517001)

0 引 言

小武当断陷红盆位于浰源产铀岩体北部，为一套红色碎屑岩建造的断陷盆地，与浰源产铀岩体呈构造接触，位于构造的上盘。根据中国铀成矿区带划分，该盆地处于桃山—诸广铀成矿带南端地区(张金带等，2012)，从盆地的地质特征等方面来看，与花岗岩体上覆盆地亚类型铀矿床的成矿条件极为相似，在该成矿区带中已经发现了该类铀矿床，如宁都盆地三曹岭矿床。20世纪六七十年代在该区开展过一系列铀矿勘查工作，但仅局限于花岗岩中硅化带型铀矿，对其外围断陷红盆的研究不够。

通过与该类典型矿床(如黄子洞矿床)的对比分析，推断小武当断陷红盆具较大的找矿潜力，可为该区提供新的找矿思路和突破方向。

1 盆地地质概况

小武当断陷盆地位于广东与江西交界区，大地构造位于粤北后加里东隆起带边缘，区内构造及岩浆活动频繁，处于东西向大东山—贵东断裂岩浆岩带东端与北东向新丰—恩平断裂带北端交会部位，南部与浰源产铀岩体呈断裂接触，北部为侏罗系火山碎屑岩。该盆地为一断陷盆地，北东走向长约10 km，东西宽2.5 km，面积约14 km2，盆地南部的武当山断裂控制着盆地的展布，基底为燕山期花岗岩，盖层为一套古近系丹霞群红色碎屑建造，盆地内次级断裂及蚀变带发育，区域成矿位置十分有利(图1)。

图1 小武当盆地区域地质略图1-古近系；2-侏罗系；3-三叠系；4-石炭系；5-泥盆系；6-奥陶系；7-寒武系；8-震旦系；9-花岗岩体；10-断裂Fig. 1 Geological sketch of Xiaowudang basin area

1.1 盆地基底

盆地基底为燕山期花岗岩，即浰源岩体。该岩体整体呈北东向展布，中间宽、两端窄，呈岩株状产出，属复式岩体。岩体呈长16 km、宽8 km的椭圆形，长轴方向为北东东向，出露面积约128 km2。岩体主体为晚侏罗世中粗粒黑云母花岗岩(J3γ)，晚期侵入体为早白垩世细粒黑云母花岗岩(K1γ),此外还分布辉绿岩、花岗斑岩等小岩脉。该岩体属陆壳部分熔融S型花岗岩，铀含量平均值为13 g/t，高于华南地区产铀花岗岩铀含量平均值(10.67 g/t)，Th/U比值(1.15)较低，属华南产铀岩体(冯明月等，2012；陈佐权，2019；刘峤，2020)。该岩体中分布众多铀矿化点，目前已发现1处铀矿床。

1.2 盆地盖层

盆地盖层为一套红色碎屑岩建造，岩性由一套山麓堆积的暗红色砂砾岩和泥质粗砂岩互层及紫红色多成分岩屑粗砾岩、泥质石英粉砂岩等组成。底部为紫红色细砾质粗砂岩与粗砂质细砾岩互层夹细砾岩或棕紫色砾岩透镜体，中部为灰白色含砾砂岩夹泥质砂岩，上部为暗红色细砾杂砂质长石石英粗砂岩夹粉砂-泥质岩，交错层理发育。岩层中砾石组分绝大部分为花岗岩碎屑。倾向大多为北西，局部南东，倾角一般较缓，为10°～15°，单斜岩层，南部与浰源岩体呈构造接触，南西与震旦系、泥盆系、石炭系呈不整合接触。南部靠近武当山断裂的局部地段受断裂影响可见平缓褶曲，层间破碎带发育，常见褪色蚀变带分布，该类蚀变与铀矿化关系密切。

1.3 盆地构造特征

盆地内构造主要为武当山断裂，属北东向新丰—恩平断裂分支，为控盆构造。该断裂为压扭性正断层，呈北东向弧形展布，倾向北西，倾角30°，以构造角砾岩、杂色热液石英岩为主(广东省地质矿产局，1988)。因受早期南岭纬向构造体系中的大东山—贵东断裂干扰和多次强烈活动，构造运动具多期性和继承性，早期以挤压带、动力变质带为特征，晚期以断陷为特征，断裂呈圆弧状拐弯，次级构造发育，形成1组雁列式的张性裂隙，岩石破碎，成为热液活动及成矿的有利场所(余达淦等，2005)。

1.4 盆地热液蚀变特征

小武当盆地的热液蚀变主要有硅化、绢云母化、赤铁矿化、紫色萤石化、黄铁矿化、绿泥石化、水云母化等。早期主要为硅化、绢云母化、绿泥石化，后期成矿期主要为紫色萤石化、玉髓、赤铁矿化、胶状黄铁矿化、碳酸盐化，矿后期为浅色萤石化、方解石、梳状石英等。与矿化关系密切的蚀变特征主要为硅化、紫黑色萤石化、赤铁矿化、胶状黄铁矿化，多种蚀变叠加地段矿化最佳。

从地表及浅部目前揭露的矿化分布来看，盆地内铀矿化主要分为2类：① 分布在断裂带及下盘花岗岩中的铀矿：蚀变主要为绢云母化+硅化，即早期碱交代作用，具明显的蚀变水平分带现象，主要分布在断裂带及下盘碎裂花岗岩中，浰源岩体中已发现的铀矿床即为该类型；② 分布在断裂带上盘红盆中的铀矿化：矿化蚀变以硅化和水云母化为主，硅化以红、黑色玉髓脉为主，水云母化表现为在紫红色砂砾岩中经强还原作用形成的大面积褪色化。

2 典型矿床地质特征及类比

2.1 典型矿床地质特征

根据实地找矿勘查工作及研究分析，小武当断陷式红盆的地质特征与花岗岩型的岩体上覆盆地亚类铀矿极为吻合。后者的典型矿床为黄子洞矿床，该矿床处于小武当盆地南部的河源盆地中，位于燕山三期新丰江岩体与北东向河源—邵武断裂带接触部位上盘的中-新生代断陷红盆中，盆地的岩性主要为一套山麓堆积的古近纪紫红色砂砾岩和白垩纪砂砾岩组成，褪色蚀变带发育，下盘为燕山期花岗岩侵入体(J3γ)。河源断裂受早期东西向南岭构造体系的佛岗—五华构造带的干扰，呈波状拐弯，次级构造发育，岩石破碎。

黄子洞矿床中的矿体属隐伏矿体，地面放射性异常不明显，早期只在盆地中发现一些异常点、铀矿化点，后期在河源断裂带上盘深部揭露到规模大的工业矿体，赋存位置分下列3类：① 赋存于河源断裂次级张性裂隙穿插的紫红色砂砾岩褪色蚀变带中；② 赋存在与河源断裂走向平行、倾向相反，与地层倾角呈小角度斜交的水云母化褪色蚀变带中；③ 赋存于河源断裂下盘接触带的碎裂花岗岩中。矿体呈似层状、透镜状、扁豆状。该矿床的铀矿与赤铁矿化关系密切，其次为紫黑色萤石化(张金带等，2005；杜乐天等，2010)。

2.2 与典型矿床类比

小武当断陷红盆目前的勘查工作仅限于地表放射性测量及少量的浅部工程揭露，通过对比盆地特征与黄子洞矿床的成矿特征(表1、图2)发现，二者的盆地类型、时代、建造、基底、构造特征、围岩蚀变等一系列特征均极为相似。

图2 黄子洞矿床(a)与小武当断陷红盆(b)剖面对比示意图1-燕山期花岗岩；2-紫红色砂岩、砂砾岩；3-断裂带；4-褪色蚀变带；5-钻孔；6-矿体Fig. 2 Profile comparison of the Huangzidong deposit (a) and the red basin of Xiaowudang fault depression (b)

表1 小武当断陷红盆与河源盆地铀成矿特征横向对比Table 1 Horizontal comparison of uranium metallogenic characteristics between the red basin of Xiaowudang fault depression and the Heyuan Basin

由此推断，此类花岗岩体上覆盆地亚类型铀矿在小武当断陷红盆中存在的可能性极大，其区域地质背景、盆地形成条件、蚀源区条件等方面均满足此类矿床的形成条件，前期地面放射性物化探扫面在盆地内发现的一些铀矿化点以及地表褪色蚀变带的分布特征均可验证这一推断。

3 成矿潜力

花岗岩体上覆盆地铀矿床属花岗岩型铀矿床的一个亚类，其铀矿床的形成与岩体内带铀矿床的形成属同一成矿系统(夏宗强等，2016)。通过以上典型矿床的类比，从盆地形成的区域大地构造位置、断陷红盆形成特点、基底岩体富铀特征、构造性质、围岩蚀变等方面推测深部的找矿潜力。

小武当断陷红盆位于粤北后加里东隆起带边沿，目前已发现的此类上覆盆地型铀矿床均产出于区域隆起带和坳陷区过渡带中(夏宗强等，2016)，如河源盆地的黄子洞矿床和牛牯寨矿床位于粤北后加里东隆起带与粤中海西—印支凹陷的过渡带，宁都盆地三曹岭矿床位于武夷山隆起带西部边沿。由于大地构造作用，地幔软流体上隆，地壳变薄弱，地壳结构在一系列拉伸、拉张、裂陷、盆-岭构造伸展等作用下，为U元素的活化迁移、岩体及断陷盆地的形成和演化、断裂构造的形成和变化等提供了有利条件。

小武当断陷红盆的形成受北东向新丰—恩平断裂分支构造武当山断裂这类区域深大断裂的控制，构造展布方向与盆地展布方向一致，为单斜盆地。由于控盆构造的长期活动，盆地不断下降，南部花岗岩体隆起剥蚀、崩塌搬运形成山麓堆积，故此红盆中红色碎屑岩中的花岗岩砾石含量高，这种富铀岩体的剥蚀堆积为后期红盆中矿体的形成提供了铀源(杜乐天等，2010)。

此类上覆盆地亚类铀矿床形成的必要条件为富铀花岗岩的存在，如黄子洞矿床蚀源区为新丰江岩体，宁都盆地三曹岭矿床的蚀源区为桃山岩体。小武当断陷红盆的基底为浰源岩体，为典型的华南产铀岩体，该类花岗岩体铀含量高，Th/U比值较小，利于U元素的活化、释放、浸出，岩体内已发现铀矿床及大量铀矿化点。由此推断，此类富铀花岗岩体是形成上覆盆地亚类型铀矿床的主要铀源区。

盆地内武当山断裂为控盆断裂，受多期多方向的区域断裂干扰和影响，构造运动具多期性，断裂呈圆弧状拐弯，次级构造发育，张性裂隙发育，这些特征与黄子洞矿床的构造特征极为相似。黄子洞矿床中的矿体分2种：一种赋存于河源断裂上盘的次级裂隙中，该裂隙与河源断裂反向、斜交，呈“边幕式”排列，张性裂隙，在砂砾岩中形成碎裂岩带，与层理小角度斜交，构成成矿空间，形成似层状矿体；另一种为构造急剧拐弯导致的由张扭性旋回面构成的帚状含矿构造带，形成斜躺状矿体(陈祝海等，2008)。武当山断裂的构造特征也具圆弧状拐弯，深部出现变缓迹象，由此推测武当山断裂同样具备导矿赋矿的有利场所。

盆地内的围岩蚀变特征与典型上覆盆地亚类铀矿床的围岩蚀变特征一致，无论是断裂带中早期碱交代作用形成的一系列绢英岩化蚀变，还是盆地内后期强还原性热液形成的大面积褪色蚀变，均为铀矿富集的重要特征，典型矿床中的铀矿化均产于这些赤铁矿化和褪色蚀变带。

综上所述，通过此类岩体外上覆盆地亚类型铀矿床的成矿模式对比分析推测，从花岗岩侵入到伸展断陷，再到铀成矿阶段，小武当断陷红盆均符合此类成矿模式条件。从找矿标志来看，该盆地与岩体呈缓倾角断裂接触，武当山断裂在走向和倾向上均出现变异现象，在盆地中也发育大面积褪色蚀变带。因此认为，小武当断陷红盆具备寻找上覆盆地亚类型铀矿床的潜力，其深部成矿结构面、矿体赋存位置等特征还需在后续勘查中进一步查证。

4 结 论

前人在浰源地区进行过多次找矿工作，但都局限于寻找岩体内花岗岩型铀矿，几乎未涉及外围盆地的研究，而此类型铀矿床通常为隐伏盲矿。对比分析此类岩体外上覆盆地亚类型铀矿床的成矿模式，得出下列结论。

(1)从花岗岩侵入到伸展断陷，再到铀成矿阶段，小武当断陷红盆均符合岩体外上覆盆地亚类铀矿床特征。

(2)从找矿标志来看，小武当断陷红盆与岩体呈缓倾角断裂接触，武当山断裂在走向和倾向上均出现变异现象，盆地中发育大面积褪色蚀变带。

(3)小武当断陷红盆具备寻找上覆盆地亚类型铀矿床的潜力，其深部成矿结构面、矿体赋存位置等特征尚需在后续勘查中进一步查证。