小武當斷陷紅盆鈾礦成礦潛力

楊代武

(廣東省核工業地質局二九二大隊， 廣東河源517001)

0 引 言

小武當斷陷紅盆位于浰源產鈾巖體北部，為一套紅色碎屑巖建造的斷陷盆地，與浰源產鈾巖體呈構造接觸，位于構造的上盤。根據中國鈾成礦區帶劃分，該盆地處于桃山—諸廣鈾成礦帶南端地區(張金帶等，2012)，從盆地的地質特征等方面來看，與花崗巖體上覆盆地亞類型鈾礦床的成礦條件極為相似，在該成礦區帶中已經發現了該類鈾礦床，如寧都盆地三曹嶺礦床。20世紀六七十年代在該區開展過一系列鈾礦勘查工作，但僅局限于花崗巖中硅化帶型鈾礦，對其外圍斷陷紅盆的研究不夠。

通過與該類典型礦床(如黃子洞礦床)的對比分析，推斷小武當斷陷紅盆具較大的找礦潛力，可為該區提供新的找礦思路和突破方向。

1 盆地地質概況

小武當斷陷盆地位于廣東與江西交界區，大地構造位于粵北后加里東隆起帶邊緣，區內構造及巖漿活動頻繁，處于東西向大東山—貴東斷裂巖漿巖帶東端與北東向新豐—恩平斷裂帶北端交會部位，南部與浰源產鈾巖體呈斷裂接觸，北部為侏羅系火山碎屑巖。該盆地為一斷陷盆地，北東走向長約10 km，東西寬2.5 km，面積約14 km2，盆地南部的武當山斷裂控制著盆地的展布，基底為燕山期花崗巖，蓋層為一套古近系丹霞群紅色碎屑建造，盆地內次級斷裂及蝕變帶發育，區域成礦位置十分有利(圖1)。

圖1 小武當盆地區域地質略圖1-古近系；2-侏羅系；3-三疊系；4-石炭系；5-泥盆系；6-奧陶系；7-寒武系；8-震旦系；9-花崗巖體；10-斷裂Fig. 1 Geological sketch of Xiaowudang basin area

1.1 盆地基底

盆地基底為燕山期花崗巖，即浰源巖體。該巖體整體呈北東向展布，中間寬、兩端窄，呈巖株狀產出，屬復式巖體。巖體呈長16 km、寬8 km的橢圓形，長軸方向為北東東向，出露面積約128 km2。巖體主體為晚侏羅世中粗粒黑云母花崗巖(J3γ)，晚期侵入體為早白堊世細粒黑云母花崗巖(K1γ),此外還分布輝綠巖、花崗斑巖等小巖脈。該巖體屬陸殼部分熔融S型花崗巖，鈾含量平均值為13 g/t，高于華南地區產鈾花崗巖鈾含量平均值(10.67 g/t)，Th/U比值(1.15)較低，屬華南產鈾巖體(馮明月等，2012；陳佐權，2019；劉嶠，2020)。該巖體中分布眾多鈾礦化點，目前已發現1處鈾礦床。

1.2 盆地蓋層

盆地蓋層為一套紅色碎屑巖建造，巖性由一套山麓堆積的暗紅色砂礫巖和泥質粗砂巖互層及紫紅色多成分巖屑粗礫巖、泥質石英粉砂巖等組成。底部為紫紅色細礫質粗砂巖與粗砂質細礫巖互層夾細礫巖或棕紫色礫巖透鏡體，中部為灰白色含礫砂巖夾泥質砂巖，上部為暗紅色細礫雜砂質長石石英粗砂巖夾粉砂-泥質巖，交錯層理發育。巖層中礫石組分絕大部分為花崗巖碎屑。傾向大多為北西，局部南東，傾角一般較緩，為10°～15°，單斜巖層，南部與浰源巖體呈構造接觸，南西與震旦系、泥盆系、石炭系呈不整合接觸。南部靠近武當山斷裂的局部地段受斷裂影響可見平緩褶曲，層間破碎帶發育，常見褪色蝕變帶分布，該類蝕變與鈾礦化關系密切。

1.3 盆地構造特征

盆地內構造主要為武當山斷裂，屬北東向新豐—恩平斷裂分支，為控盆構造。該斷裂為壓扭性正斷層，呈北東向弧形展布，傾向北西，傾角30°，以構造角礫巖、雜色熱液石英巖為主(廣東省地質礦產局，1988)。因受早期南嶺緯向構造體系中的大東山—貴東斷裂干擾和多次強烈活動，構造運動具多期性和繼承性，早期以擠壓帶、動力變質帶為特征，晚期以斷陷為特征，斷裂呈圓弧狀拐彎，次級構造發育，形成1組雁列式的張性裂隙，巖石破碎，成為熱液活動及成礦的有利場所(余達淦等，2005)。

1.4 盆地熱液蝕變特征

小武當盆地的熱液蝕變主要有硅化、絹云母化、赤鐵礦化、紫色螢石化、黃鐵礦化、綠泥石化、水云母化等。早期主要為硅化、絹云母化、綠泥石化，后期成礦期主要為紫色螢石化、玉髓、赤鐵礦化、膠狀黃鐵礦化、碳酸鹽化，礦后期為淺色螢石化、方解石、梳狀石英等。與礦化關系密切的蝕變特征主要為硅化、紫黑色螢石化、赤鐵礦化、膠狀黃鐵礦化，多種蝕變疊加地段礦化最佳。

從地表及淺部目前揭露的礦化分布來看，盆地內鈾礦化主要分為2類：① 分布在斷裂帶及下盤花崗巖中的鈾礦：蝕變主要為絹云母化+硅化，即早期堿交代作用，具明顯的蝕變水平分帶現象，主要分布在斷裂帶及下盤碎裂花崗巖中，浰源巖體中已發現的鈾礦床即為該類型；② 分布在斷裂帶上盤紅盆中的鈾礦化：礦化蝕變以硅化和水云母化為主，硅化以紅、黑色玉髓脈為主，水云母化表現為在紫紅色砂礫巖中經強還原作用形成的大面積褪色化。

2 典型礦床地質特征及類比

2.1 典型礦床地質特征

根據實地找礦勘查工作及研究分析，小武當斷陷式紅盆的地質特征與花崗巖型的巖體上覆盆地亞類鈾礦極為吻合。后者的典型礦床為黃子洞礦床，該礦床處于小武當盆地南部的河源盆地中，位于燕山三期新豐江巖體與北東向河源—邵武斷裂帶接觸部位上盤的中-新生代斷陷紅盆中，盆地的巖性主要為一套山麓堆積的古近紀紫紅色砂礫巖和白堊紀砂礫巖組成，褪色蝕變帶發育，下盤為燕山期花崗巖侵入體(J3γ)。河源斷裂受早期東西向南嶺構造體系的佛崗—五華構造帶的干擾，呈波狀拐彎，次級構造發育，巖石破碎。

黃子洞礦床中的礦體屬隱伏礦體，地面放射性異常不明顯，早期只在盆地中發現一些異常點、鈾礦化點，后期在河源斷裂帶上盤深部揭露到規模大的工業礦體，賦存位置分下列3類：① 賦存于河源斷裂次級張性裂隙穿插的紫紅色砂礫巖褪色蝕變帶中；② 賦存在與河源斷裂走向平行、傾向相反，與地層傾角呈小角度斜交的水云母化褪色蝕變帶中；③ 賦存于河源斷裂下盤接觸帶的碎裂花崗巖中。礦體呈似層狀、透鏡狀、扁豆狀。該礦床的鈾礦與赤鐵礦化關系密切，其次為紫黑色螢石化(張金帶等，2005；杜樂天等，2010)。

2.2 與典型礦床類比

小武當斷陷紅盆目前的勘查工作僅限于地表放射性測量及少量的淺部工程揭露，通過對比盆地特征與黃子洞礦床的成礦特征(表1、圖2)發現，二者的盆地類型、時代、建造、基底、構造特征、圍巖蝕變等一系列特征均極為相似。

圖2 黃子洞礦床(a)與小武當斷陷紅盆(b)剖面對比示意圖1-燕山期花崗巖；2-紫紅色砂巖、砂礫巖；3-斷裂帶；4-褪色蝕變帶；5-鉆孔；6-礦體Fig. 2 Profile comparison of the Huangzidong deposit (a) and the red basin of Xiaowudang fault depression (b)

表1 小武當斷陷紅盆與河源盆地鈾成礦特征橫向對比Table 1 Horizontal comparison of uranium metallogenic characteristics between the red basin of Xiaowudang fault depression and the Heyuan Basin

由此推斷，此類花崗巖體上覆盆地亞類型鈾礦在小武當斷陷紅盆中存在的可能性極大，其區域地質背景、盆地形成條件、蝕源區條件等方面均滿足此類礦床的形成條件，前期地面放射性物化探掃面在盆地內發現的一些鈾礦化點以及地表褪色蝕變帶的分布特征均可驗證這一推斷。

3 成礦潛力

花崗巖體上覆盆地鈾礦床屬花崗巖型鈾礦床的一個亞類，其鈾礦床的形成與巖體內帶鈾礦床的形成屬同一成礦系統(夏宗強等，2016)。通過以上典型礦床的類比，從盆地形成的區域大地構造位置、斷陷紅盆形成特點、基底巖體富鈾特征、構造性質、圍巖蝕變等方面推測深部的找礦潛力。

小武當斷陷紅盆位于粵北后加里東隆起帶邊沿，目前已發現的此類上覆盆地型鈾礦床均產出于區域隆起帶和坳陷區過渡帶中(夏宗強等，2016)，如河源盆地的黃子洞礦床和牛牯寨礦床位于粵北后加里東隆起帶與粵中海西—印支凹陷的過渡帶，寧都盆地三曹嶺礦床位于武夷山隆起帶西部邊沿。由于大地構造作用，地幔軟流體上隆，地殼變薄弱，地殼結構在一系列拉伸、拉張、裂陷、盆-嶺構造伸展等作用下，為U元素的活化遷移、巖體及斷陷盆地的形成和演化、斷裂構造的形成和變化等提供了有利條件。

小武當斷陷紅盆的形成受北東向新豐—恩平斷裂分支構造武當山斷裂這類區域深大斷裂的控制，構造展布方向與盆地展布方向一致，為單斜盆地。由于控盆構造的長期活動，盆地不斷下降，南部花崗巖體隆起剝蝕、崩塌搬運形成山麓堆積，故此紅盆中紅色碎屑巖中的花崗巖礫石含量高，這種富鈾巖體的剝蝕堆積為后期紅盆中礦體的形成提供了鈾源(杜樂天等，2010)。

此類上覆盆地亞類鈾礦床形成的必要條件為富鈾花崗巖的存在，如黃子洞礦床蝕源區為新豐江巖體，寧都盆地三曹嶺礦床的蝕源區為桃山巖體。小武當斷陷紅盆的基底為浰源巖體，為典型的華南產鈾巖體，該類花崗巖體鈾含量高，Th/U比值較小，利于U元素的活化、釋放、浸出，巖體內已發現鈾礦床及大量鈾礦化點。由此推斷，此類富鈾花崗巖體是形成上覆盆地亞類型鈾礦床的主要鈾源區。

盆地內武當山斷裂為控盆斷裂，受多期多方向的區域斷裂干擾和影響，構造運動具多期性，斷裂呈圓弧狀拐彎，次級構造發育，張性裂隙發育，這些特征與黃子洞礦床的構造特征極為相似。黃子洞礦床中的礦體分2種：一種賦存于河源斷裂上盤的次級裂隙中，該裂隙與河源斷裂反向、斜交，呈“邊幕式”排列，張性裂隙，在砂礫巖中形成碎裂巖帶，與層理小角度斜交，構成成礦空間，形成似層狀礦體；另一種為構造急劇拐彎導致的由張扭性旋回面構成的帚狀含礦構造帶，形成斜躺狀礦體(陳祝海等，2008)。武當山斷裂的構造特征也具圓弧狀拐彎，深部出現變緩跡象，由此推測武當山斷裂同樣具備導礦賦礦的有利場所。

盆地內的圍巖蝕變特征與典型上覆盆地亞類鈾礦床的圍巖蝕變特征一致，無論是斷裂帶中早期堿交代作用形成的一系列絹英巖化蝕變，還是盆地內后期強還原性熱液形成的大面積褪色蝕變，均為鈾礦富集的重要特征，典型礦床中的鈾礦化均產于這些赤鐵礦化和褪色蝕變帶。

綜上所述，通過此類巖體外上覆盆地亞類型鈾礦床的成礦模式對比分析推測，從花崗巖侵入到伸展斷陷，再到鈾成礦階段，小武當斷陷紅盆均符合此類成礦模式條件。從找礦標志來看，該盆地與巖體呈緩傾角斷裂接觸，武當山斷裂在走向和傾向上均出現變異現象，在盆地中也發育大面積褪色蝕變帶。因此認為，小武當斷陷紅盆具備尋找上覆盆地亞類型鈾礦床的潛力，其深部成礦結構面、礦體賦存位置等特征還需在后續勘查中進一步查證。

4 結 論

前人在浰源地區進行過多次找礦工作，但都局限于尋找巖體內花崗巖型鈾礦，幾乎未涉及外圍盆地的研究，而此類型鈾礦床通常為隱伏盲礦。對比分析此類巖體外上覆盆地亞類型鈾礦床的成礦模式，得出下列結論。

(1)從花崗巖侵入到伸展斷陷，再到鈾成礦階段，小武當斷陷紅盆均符合巖體外上覆盆地亞類鈾礦床特征。

(2)從找礦標志來看，小武當斷陷紅盆與巖體呈緩傾角斷裂接觸，武當山斷裂在走向和傾向上均出現變異現象，盆地中發育大面積褪色蝕變帶。

(3)小武當斷陷紅盆具備尋找上覆盆地亞類型鈾礦床的潛力，其深部成礦結構面、礦體賦存位置等特征尚需在后續勘查中進一步查證。