粤北希望矿床外围铀矿化特征与找矿前景

李俊，刘文泉，周堂波

（1.核工业二九〇研究所，广东 韶关 512029；2.广东省环境保护核辐射追踪研究重点实验室，广东 韶关 512029；3.广东省放射性生态环境保护工程技术研究中心，广东 韶关 512029）

下庄矿田是我国重要的花岗岩型铀矿产地，经过近六十年的勘查与开采。已知矿床的深部和外围找矿前景是铀矿地质工作者十分关注的问题。近十年来，下庄矿田部分矿床深部及外围已开展过一轮勘查工作，且取得了一定的找矿成果，如竹山下、仙人嶂、竹筒尖等矿床深部及外围［1-3］；同时一些学者对大帽峰、石角围、坪田等矿床，墩头、马头岭等地区深部及外围找矿进行理论研究，并提出了具体的找矿思路，对后期勘查具有重要指导意义［4-7］；目前，希望矿床铀矿资源濒临枯竭，故研究矿床外围铀矿化特征并分析讨论其找矿前景，具有重要的理论和实际意义。

1 地质概况

研究区位于下庄矿田北部希望矿床外围北东侧，西起希望矿床主要勘探区边缘，东至86 号带与竹山下辉绿岩交汇部位，北至分水坳岩体，南至北东向辉绿岩与86 号带中间部位（图1）。研究区主要地质特征与希望矿床基本一致，为希望矿床北东方向延伸部位，出露岩体主要为帽峰岩体和下庄岩体，其次为中基性岩脉等；区内断裂构造主要有三组：北北东、北东东以及北西西向，其中控矿断裂主要为新桥石英断裂带和86、92 号等硅化碎裂岩带；区内热液活动频繁，具有多期多阶段的特征，断裂构造极为发育，为含矿热液的形成、运移、富集沉淀提供了有利条件［8］。

图1 希望铀矿床外围北东段地质简图（据参考文献［9］修改）Fig.1 Geological sketch of the northeast section in the periphery of Xiwang uranium deposit（modified after reference［9］）

1.1 岩浆岩

区内主体花岗岩为下庄岩体——印支期第二阶段中粒斑状黑（二）云母花岗岩，呈岩基广泛分布，其成岩年龄235.8±7.6 Ma［10-11］；其次为帽峰岩体——印支期第三阶段中细粒黑（二）云母花岗岩，其成岩年龄219.6±0.9 Ma［10-11］；研究区北部出露分水坳岩体，岩性为细粒二云母花岗岩；脉岩出露较少，种类单一，主要为辉绿岩［12］。

1.2 断裂构造

研究区内主要有三组不同方向的断裂构造：北东东向、北北东向和北西西向。其中，北东东向断裂构造为研究区内主要含矿带，有86、92 号等硅化碎裂岩带；北北东向断裂构造主要有A11、9 号等硅化带；北西西向断裂构造主要为竹山下矿床F1 号带往北西延伸部分。

1）86 号带是研究区内主要控矿断裂构造带（图2），既是导矿构造又是储矿构造，其产状为320°～350°∠55°～80°，往北东方向地表连续长约3.5 km，延深大于600 m，宽度具有地表宽、深部窄的特征，一般为4～15 m，局部出现分支现象，在构造分支部位往往有矿体产出；构造岩性主要为赤铁矿化硅化碎裂岩、赤铁矿化碎裂岩等。

图2 希望矿床北东段86 号断裂带地质剖面示意图Fig.2 Geological profile of fault zone No.86 in the northeast section of the Xiwang deposit

2）92 号带平行于86 号带展布在其北侧，是研究区内的另一条控矿含矿断裂带，产状为325°～345°∠60°～82°，具有上缓下陡、呈单条展布的特点；92 号带地表出露稳定性较差，断续延伸长1.5 km，延深超过400 m，宽度多为0.5～6 m，局部大于10 m，具有厚度稳定性较差，地表宽、深部窄，局部膨胀收缩等特征；构造岩性主要为硅化构造角砾岩。

3）北北东向断裂主要有A11、9 号硅化带等。其中A11 号硅化断裂带，展布于92 和86 号硅化带之间，走向14°～35°，倾向北西或南东，倾角58°～77°，带长1 200 m，宽1～10 m，具分枝复合特征；充填物为硅化构造角砾岩，以灰黑色微晶石英为主，与浸染状黄铁矿共生。

1.3 热液活动

研究区热液活动频繁，广泛发育各种热液蚀变，地表多发育水云母化、褐铁矿化、高岭土化等，蚀变强度中等至弱；沿构造带发育硅化、钠长石化、钾长石化、水云母化、绿泥石化、赤铁矿化、黄铁矿化、褐铁矿化、萤石化、高岭土化、碳酸盐化等，蚀变强度弱至强不等；与铀矿化关系密切的蚀变有硅化、黄铁矿化、萤石化、赤铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化，且蚀变强。

热液活动具有多期多阶段特征，以硅化蚀变表现最为明显，主要分为四个阶段，其特征具体如下。

第一阶段：矿前期白色块状石英以热液充填作用为主（图3a），并伴随有围岩的硅化作用；第二阶段：成矿期红色微晶石英交代和充填作用明显（图3b），并伴随有星点状黄铁矿形成；第三阶段：灰（黑）色微晶石英交代和充填作用同样明显（图3c），伴随有胶状黄铁矿、条带状绿泥石及少量脉状方解石形成，被后期硅质胶结后形成构造角砾；第四阶段：白色梳状石英（图3d）及石英晶洞在此阶段形成［9］，并可见次生铀矿物发育在晶洞内。

图3 希望矿床北东段热液活动特征照片Fig.3 Photos showing the hydrothermal activity in the northeast section of the Xiwang deposit

综上所述，研究区内铀矿化主要与红色、黑色、烟灰色微晶石英关系密切；其中第一、第四阶段分别是含矿热液活动的前奏和尾声，铀成矿主要阶段为第二、第三阶段。因此，成矿期形成的红色、灰黑色微晶石英以及胶状黄铁矿是有效的找矿标志。

2 铀矿化特征

2.1 矿体特征

研究区内铀矿化赋存在86 号带及其上下盘次级构造带、蚀变岩石中。赋矿岩性主要为强赤铁矿化硅化碎裂岩、碎裂岩、碎裂花岗岩，主要发育浸染状水云母化、浸染状赤铁矿化、硅化、绿泥石化、黄铁矿化等蚀变。铀矿化与浸染状（细脉状）赤铁矿化、胶状（细脉状）黄铁矿化、硅化（红色、灰黑色硅质脉）关系密切。

矿体埋深44～492 m，赋存标高为714～189 m。矿体产状320°～350°∠48°～75°，呈脉状、透镜状产出，走向延伸45～200 m，倾向延伸42～232 m（图4）；矿体真厚度0.23～3.37 m，平均真厚度1.15 m；品位0.051%～0.414%，平均品位0.145%。矿体品位和厚度变化系数分别为275%、74%，矿体具有厚度、品位变化大的特点。

图4 希望矿床北东段86 号带300 m 和400 m 中段平面图Fig.4 Geological profile at level 300 m and 400 m of fault zone No.86 in the northeast section of the Xiwang deposit

2.2 矿石特征

2.2.1矿石类型

研究区矿石硅酸盐全分析、微量元素分析、稀土元素分析结果可知［12］，矿石SiO2含量在75.24%～85.56%之间，Al2O3含量在9.45%～12.79%之间，∑Fe 含量在0.85%～3.59%之间，K2O+Na2O 含量在2.74%～6.22%之间；矿石中有害杂质CaO、MgO、Fe2O3、Ti、Zr 等含量均较低，不会影响矿石的工业利用，属单铀型矿石。

矿石中所含矿物成分较为简单。矿石矿物主要为沥青铀矿，其次为铜铀云母、钙铀云母、硅钙铀矿等次生铀矿物，与铀矿物伴生的金属矿物主要为黄铁矿，其次为赤铁矿；脉石矿物主要为石英、萤石、方解石和绿泥石等。

按矿物成分区内铀矿石类型主要为石英-黄铁矿-沥青铀矿型和沥青铀矿-赤铁矿-绿泥石型。石英-黄铁矿-沥青铀矿型矿石主要产于硅质脉内，沥青铀矿在红色或灰黑色微晶石英脉中呈浸染状或胶状，并且发育星点状、胶状黄铁矿（图5）；沥青铀矿-赤铁矿-绿泥石型铀矿石主要产于硅质脉和蚀变碎裂岩破碎面或裂隙中，沥青铀矿呈细脉状或胶状，常伴生浸染状赤铁矿、细脉状或团块状黄铁矿以及条带状绿泥石，少见方解石细脉穿插。

图5 希望矿床北东段矿石岩心样及镜下特征Fig.5 Core photos and thin section feature of ore in the northeast section of the Xiwang deposit

2.2.2成矿阶段与矿物生成顺序

研究区内热液活动具多期多阶段的特点，铀矿化也具多期成矿特征，可将成矿阶段划分为三期四个阶段：

①矿前期：第一阶段，石英-黄铁矿阶段；

②成矿期：第二阶段，石英-黄铁矿-沥青铀矿阶段；第三阶段：沥青铀矿-赤铁矿-绿泥石阶段；

③矿后期：第四阶段，绿泥石-白铁矿-碳酸盐-萤石阶段。

根据矿石中矿物共生组合、结构（交代作用形成交代残余结构）、构造（对称条带状构造）及相互关系（穿插关系），确定矿物生成顺序见表1。

表1 希望矿床北东段矿物生成顺序表Table 1 Sequence of mineral formation in the northeast section of Xiwang deposit

2.3 蚀变特征

研究区内围岩蚀变沿断裂构造中心部位向两侧呈带状分布，在空间上表现出一定的水平分带性，从断裂构造中心到围岩，依次可划分为硅质脉、硅化碎裂岩、碎裂岩、碎裂花岗岩、中粒黑云母花岗岩；从构造中心到两侧蚀变依次为强硅化、强赤铁矿化→强赤铁矿化、弱硅化→水云母化、弱赤铁矿化（图6）。

图6 希望矿床外围构造蚀变特征示意图Fig.6 Schematic diagram of alteration characteristics of the periphery of Xiwang deposit

研究区岩石热液蚀变极为发育［13］，表现出蚀变种类多、蚀变程度强的特征，其中与铀矿化密切相关的主要有硅化、赤铁矿化、黄铁矿化、萤石化等蚀变（图7），尤其是胶状黄铁矿化和灰黑色微晶石英强烈发育部位，往往形成富厚矿体。具体蚀变特征如下：

图7 希望矿床北东段蚀变矿物镜下特征Fig.7 Microscopic characteristics of altered minerals in the northeast section of Xiwang deposit

硅化：蚀变具有多期次叠加的特征，成矿期主要为灰黑色、烟灰色微晶石英脉。

萤石化：成矿期的萤石为紫黑色或黑色萤石，与成矿期微晶石英充填于含矿带中。

赤铁矿化：主要集中分布在断裂带岩石及两侧蚀变岩石中，常与硅化、水云母化、绿泥石化叠加发育。

碳酸盐化：成矿期主要以灰白色脉状方解石形式胶结早期的硅质脉、角砾等。

黄铁矿化：呈浸染状、星点状、脉状分布，主要分布在烟灰色微晶石英细脉内或两侧，与硅化、赤铁矿化、沥青铀矿密切共生。

绿泥石化：由长石和黑云母蚀变而来或者沿裂隙充填，常与水云母共伴生产出；强绿泥石化部位往往铀矿化较好。

2.4 成矿规律

根据地质特征和铀矿化特征综合分析，认为研究区铀成矿规律有以下三个方面特点：

1）铀成矿严格受构造控制。北东向和北北东向构造活动重复叠加，造成的分支复合，膨胀收缩，弯曲相交等部位是矿液沉淀的良好空间，此外北东向构造与北西向辉绿岩脉相交部位易形成富矿体。

2）铀成矿严格受热液蚀变控制。含矿热液可分二期，均具有一定的特点，两次热液活动的叠加区域成矿最好，主要表现为各色玉髓呈脉状相互穿插。铀成矿受成矿期的红色、灰黑色微晶石英、黄铁矿化等蚀变控制，胶状黄铁矿和红色、灰黑色微晶石英是有效的找矿标志。

3）铀成矿受岩性界面控制。晚期帽峰岩体在空间上与铀矿化关系密切，根据已有勘查成果，帽峰岩体内外接触带产出一大批铀矿体，特别是接触带洼兜或凹槽部位对铀的富集沉淀极为有利。

3 找矿潜力分析

3.1 物化探异常特征

希望矿床外围北东段物化探剖面测量（1∶1 万地面伽马能谱、常规氡气和铀分量化探）成果显示区内存在有利的能谱铀、氡气异常以及铀分量异常，且异常晕叠合性较好（图8），异常分布在主断裂带和次级断裂带附近，表明这些异常与区内断裂构造密切相关，其强度、规模、形态受上述断裂及其深部含矿性控制。

铀分量作为隐伏铀矿体直接指示元素，其分布形态及晕圈规模为重要找矿信息［14］。综合物探方法可避免单一物探方法造成假异常，多异常复合位置，则往往预示深部可能有隐伏矿体，且W、Mo 两种元素与铀相关性明显，是区内活动态铀的伴生元素［15］。从图8 希望矿床北东段不同方法空间叠置图可知：不同方法异常晕圈存在不同程度的叠合，其中U、Mo、W 叠合程度较高，Rn 晕圈在86 号带附近与U、Mo、W叠合较好，表明该处具有较好的找矿潜力。结合区内地质情况，该综合异常晕圈处于86 号带与92 号的夹持区和86 号带与竹山下辉绿岩组交汇区域，区内断裂构造具分支复合特征，次级构造发育，热液蚀变现象明显，并处于帽峰岩体与下庄岩体的接触界线处，为区内成矿有利部位，即杨坑口找矿靶区（B 类）：长1.2 km，宽0.8 km，面积1.0 km2，圈定能谱铀异常晕2处、氡异常晕4 处、铀分量异常晕3 处，并产有已知86 号矿化点。

图8 希望矿床外围北东段物化探异常及Rn、W、Mo、U 分量异常空间叠置图（据参考文献［14］修改）Fig.8 Geophysical and geochemical anomaly map and spatial superimposition map of Rn，W，Mo，U component anomalies in the northeastern section of the periphery of Xiwang deposit（modified after reference［14］）

3.2 成矿条件分析

1）区内铀成矿严格受北东东向和北北东向硅化断裂带控制，86、92、11 号带是主要含矿带；铀矿化主要分布在硅化断裂带及其两侧次级断裂带或裂隙带中，铀矿化方向与硅化断裂带产状一致，矿体主要呈脉状、透镜状和网脉状；在断裂构造分支复合，膨胀收缩，弯曲相交部位，往往有富厚矿体的产出；北东东向和北北东向硅化断裂带为热液活动及铀的富集沉淀提供了有利的成矿空间，既是导矿构造又是储矿构造［16-17］。

2）成矿有利围岩对热液铀矿床的形成极为有利，区内围岩以酸性富铀花岗岩为主，为铀成矿提供丰富铀源，如下庄、帽峰、分水坳富铀岩体；区内热液活动频繁，不断浸取花岗岩体中的铀，同时形成大量石英脉或硅化带，含铀热液沿硅化破碎带运移，并富集成矿［18］。

3）区内蚀变强烈，硅化、黄铁矿化、紫黑色萤石化、赤铁矿化、水云母化、绿泥石化和高岭土化等蚀变广泛发育，其中硅化、黄铁矿化、紫黑色萤石化、赤铁矿化与铀矿化关系密切；同时，沥青铀矿与赤铁矿、黄铁矿等有成因上的联系［19］，铀成矿受蚀变控制。

这种断裂构造、复式岩体、热液蚀变“三位一体”有机组合［20-21］，缺一不可，是研究区富铀成矿最有利的部位。

3.3 找矿潜力分析

物化探工作成果显示研究区内综合物化探异常与断裂构造密切相关，且区内92、86 号带及其次级带为较好的储矿构造，因此推测这些异常叠合区为铀成矿的有利地段。

在希望矿床外围北东段（杨坑口靶区）开展的钻探验证取得较好找矿成果，发现工业矿孔9 个，平均品位0.204%。从钻孔揭露来看，铀矿体主要赋存在86 号带及其下盘次级断裂带内（图9）。86 号带及其下盘次级断裂带内发育浸染状强赤铁矿化，成矿期红色微晶石英强烈发育，同时伴随胶状、细脉状黄铁矿发育，铀矿体具有品位高、厚度大的特点。

图9 希望矿床北东段252 号勘探线地质剖面图Fig.9 Prospecting profile No.252 in the northeastern section of Xiwang deposit

结合物化探成果和钻探成果，综合分析表明，物化探综合异常很好地指示了成矿有利地段，钻探揭露成果进一步验证希望矿床北东段成矿条件好，且形成了较大规模的富厚矿体；而杨坑口靶区内矿体沿走向倾向均未封边，且构造延伸稳定，认为其沿走向往两侧、沿倾向往深部可继续开展工作，具备形成中型及以上铀矿床的潜力。

同时，综合物化探成果显示92 号带与A11号带交汇部位，与杨坑口靶区成矿地质条件类似，且同样出现异常晕圈叠加较好现象（图10），类比认为该区域有较好的找矿前景，可作为下一步重点找矿方向。由此说明，希望矿床外围北东段具很好的找矿潜力。

图10 希望矿床北东段综合分析简图Fig.10 Comprehensive analysis diagram in the northeastern section of Xiwang deposit

4 结论

通过以上分析及探讨，取得以下结论：

1）区内具备“复式岩体、断裂构造、热液蚀变”三位一体的成矿条件，其找矿类型有硅质脉型和蚀变碎裂岩型两类。

2）区内有以下几种铀矿找矿标志：①富铀帽峰岩体内外接触带出现洼兜或凹槽现象；②构造出现分支复合，膨胀收缩，弯曲相交现象；③成矿期热液活动叠加，各色玉髓穿插发育；④黄铁矿及成矿期红色、灰黑色微晶石英发育；⑤Rn、U、Mo、W 异常晕圈叠合。

3）希望铀矿床外围北东段，86 号带与竹山下辉绿岩交汇部位（杨坑口靶区）处于物化探综合异常晕圈内，通过钻探验证，86 号带及其下盘次级带发现隐伏富厚矿体，而杨坑口靶区内矿体沿走向倾向均未封边，且构造延伸稳定，认为其有较大找矿空间和找矿潜力；同时，92号带与A11号带交汇部位处于物化探综合异常晕圈内，且具备“三位一体”成矿条件，类比杨坑口靶区，认为该地段有较大找矿潜力，可作为下一步重点找矿方向。