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湖南省新化县落雨坳地区铀成矿条件与潜力分析
摘要:落雨坳地区位于湖南省新化县,白马山岩体北东部。原中南三〇九队在该区开展过多次工作,落实了落雨坳、杨梅坳两个铀矿点,属碳硅泥岩型铀矿,本次研究在前人基础上结合新的调查结果,综合分析该区铀成矿条件,总结成矿模式,研究成矿潜力。
关键词:铀矿;成矿条件;潜力分析;落雨坳;湖南省
Abstract: The Luoyu’ao area is located in the east north of the Baimashan rock mass in Xinhua County, Hunan Province.The former Zhongnan 309 team has carried out multiple work in this area, and has identified two uranium deposits, Luoyu’Ao and Yangmei’Ao, which belong to the carbon silicon mudstone type uranium deposit. Based on previous research results, this study comprehensively analyzes the uranium mineralization conditions,summarizes the mineralization model, and studies the mineralization potential in this area 。
Keywords: uranium; metallogenic geological conditions; prospecting potential; Luoyu ‘ao area; Hunan Province
1.区域背景
落雨坳地区地处中扬子陆块(Ⅳ-4)雪峰构造带(Ⅳ-4-9)雪峰冲断带(Ⅳ-4-9-3)中段[1],瓦屋塘—白马山铀成矿远景带的北部[2]。区域内出露地层主要是南华系、震旦系、寒武系和奥陶系等一套海相沉积建造,其次为板溪群、志留系、泥盆系、白垩系等地层,地层自西向东由老到新分布。区域断裂构造极为发育,纵横交错,具多期活动的特点,早期形成的断裂被晚期断裂切割和叠加改造,主要有北东向组、北西向组和近南北向组三组断裂。区域西部为白马山复式岩体,由三个膨大部分和两处狭窄地段组成,主要为侏罗系侵入体、三叠系侵入体和志留系侵入体,侏罗系侵入体岩性以中-细粒似斑状黑云母二长花岗岩为主;三叠系侵入体岩性以中粒似斑状二云母二长花岗岩为主;志留系侵入体岩性以中细粒似斑状黑云母二长花岗岩为主;总体展布为北东东,轮廓似金鱼形。
2.研究区地质
2.1地层
研究区出露基底地层主要为南华系、震旦系、寒武系、奥陶系(见图1),构成了六都寨-古台山复背斜东翼,各地层特征分述如下:
①洪江组(Nh2h)
该组岩性下部为灰绿色含砾砂质板岩,中部为灰绿色含砾中细粒长石石英杂砂岩夹少量板岩,上部过渡为含砾石英杂砂岩;顶部见有黄铁矿结核。岩层总体具下粗上细的特征。
②金家洞组(Z1j)
岩性为下部灰-灰黑色炭质板岩,中上部为灰色薄层硅质岩、硅质板岩,顶部为灰-灰黑色炭质板岩、含硅炭质板岩。区内金家洞组内铀异常点和异常晕基本分布于上部-顶部硅质板岩和炭质板岩中。该组平均铀含量为10.84×10-6,最高142.57×10-6,是本区内平均铀含量最高的地层。
③留茶坡组(Z2l)
岩性下部以灰-深灰色中厚-巨厚层状硅质岩为主,夹有浅灰-灰色中薄层硅质板岩、硅质泥板岩。上部以灰-深灰色薄-中厚层状硅质岩为主,呈夹层或互层产出。该组为本区主要的铀矿含矿层位,平均铀含量为6.97×10-6,最高值为843.07×10-6,异常自地层下部至顶部均有产出,主要产于硅质板岩、硅质泥板岩夹层中。
④牛蹄塘组(∈1n)
底部为灰黑色薄层硅质岩、硅质板岩与含炭炭质板岩互层;下部为灰黑-黑色炭质板岩夹泥质板岩、钙质板岩或呈互层关系,有少量硅质板岩、含炭硅质板岩; 中部以灰黑色薄中层炭质板岩、灰白色泥质板岩为主;上部以灰黑色中薄层薄层炭质板岩夹灰绿色钙质板岩、灰色粉砂质板岩。该组地层平均铀含量较高,仅次于金家洞组,为7.84×10-6,异常分布层位遍布该组。
⑤污泥塘组(∈2-3w)
该组岩性总体可分为上下两部,下部以灰黑色中薄层炭质板岩板岩夹灰绿色钙质板岩为主,地表钙质板岩多风化为灰黄色、土黄色;上部主要见为灰绿色、灰黄色中薄层钙质板岩和灰色薄-中层灰岩、泥灰岩互层,夹有少量的炭质板岩,有少量异常产出。
⑥探溪组(∈3-4t)
该组岩性以深灰色薄层条带状微粒灰岩、泥晶灰岩为主,夹有泥灰岩及泥质灰岩,条带成分主要为泥质。
⑦白水溪组(O1bs)
白水溪组岩性主要为灰-灰黑色条带状钙质板岩、含钙质团块条带板岩,夹有少量薄层粉晶灰岩及砂质板岩。
2.2构造
工作区构造活动较频繁,断裂构造较发育,处于古台山-六都寨复背斜东翼与北东—北北东乡断裂构造叠加部位,断裂与褶皱相互叠加,地层呈锯齿状出露,形成了众多的层间破碎带和褶曲,提供了有利的储矿空间。
古台山-六都寨复背斜:区内主要出露东翼及北部倾伏端,仅出露南华系、震旦系、寒武系等,基本为单斜岩层,总体走向北东20°~32°,倾向南东东,倾角20°~42°,通常近核部板溪群产状较陡,往边部则逐渐变缓。受北东-北北东向断层穿切的影响,地层不连续且走向逐渐转为近于东西向,小褶曲相当发育。
研究区北北东-北东向组断裂:极为发育,为断裂破碎带,分布较广,多发育于薄层状地层中及其物理性质差异较大的岩层(地层)接触处。走向一般为10°~60°,倾向南东或北西,倾角一般为35°~58°,充填物为糜棱角砾岩,白色粗晶石英脉、铁质等。围岩蚀变有弱硅化、赤铁矿化;力学性质为张扭性;北东向一组充填物为硅化碎裂岩、构造角砾岩、角岩糜棱岩、白色石英脉、铁质。
2.3岩浆岩
区内未见岩浆岩体出露,仅在本区西南方6~10km出露白马山复式岩体,白马山复式岩体为本区铀及多金属矿产提供了有利的物源和热源条件,区内网络状的断裂构造为热液运移提供了有利通道,铀、金、铜、钒、钼等矿产与其关系紧密。
此外,在工作区南部和西外侧零星分布少量条带状花岗斑岩脉和细粒花岗岩脉,表明热液运移具有良好的通道条件,该区可能有隐伏岩体或岩脉的存在,有形成花岗岩外带型铀矿的潜在条件。
3.成矿条件分析
3.1铀源分析
本区铀源主要有两种,其一是原始成岩阶段来源于海底喷流作用,其二是来源于白马山岩体。
区内主要富铀层位为金家洞组、留茶坡组和牛蹄塘组(见图2),为一套海相含铀碳硅泥岩建造,根据岩性组合和岩序特征,分为金家洞期的云-泥-云建造、留茶坡期的硅-泥-硅建造和牛蹄塘期的碳-硅-碳建造[3]。在成岩阶段,海底喷流作用使得海水中铀浓度提高,而喷流间歇期经陆源碎屑沉积作用带来丰富的富含泥质、碳质、磷铁质等碎屑物,具有良好的聚铀性,从而吸附聚集海水中的铀元素等,完成了铀的原始积累。
白马山岩体为华南地区富铀岩体之一,铀含量一般8×10-6~10×10-6,浸出率一般>50%[4],岩浆热液活动为成矿提供热源并使得铀元素进入活跃状态,结合构造活动、地下水活动、大气降水等形成了丰富的含矿流体,在区域北东-北北东向构造这一良好运移通道的作用下,向有利赋矿层位进行迁移富集,从而形成矿化和异常。
3.2赋矿地层条件分析
区内地层中的铀矿化和异常点主要分布于留茶坡组硅质岩、硅质板岩与牛蹄塘组炭质板岩、泥质板岩中,其次在金家洞组炭质板岩中亦有分布,铀矿化受地层层位和岩性控制明显。
①留茶坡组
矿化主要位于该组下-中部薄中层硅质岩和硅质板岩中,多见于层间破碎带内,以构造膨胀部位最好。破碎带上下盘为中厚层硅质岩或硅质板岩,岩石致密坚硬,节理裂隙不发育,具较好的隔水性,为矿液富集与赋存提供了良好的盖层条件。破碎带内赋矿岩石一般有机质含量较高,聚铀性良好,在含矿热液运移时对铀等元素进行吸附成矿,从而形成矿化。该组内层间破碎带平行发育,岩层具软硬相间的特征,为矿化富集提供了有利的储盖层条件。
②牛蹄塘组
牛蹄塘组矿化主要分布于该组中下部,岩性以黑色薄中层炭质板岩、含泥炭质板岩、泥质板岩为主,铀矿化一般产于该层内的层间破碎带中,赋矿条件和机理与留茶坡组相类似。含矿破碎带上下盘一般为薄-中层状强硅化炭质板岩或含硅炭质板岩,硅化强烈具弱碎裂化特征;破碎带由两侧往核部碎裂化程度增强,岩性由碎裂炭质板岩过渡到炭质板岩碎裂岩,局部还可见有硅质胶结角砾岩等,岩石碎裂化程度高挤压变形强烈,褐铁矿化、赤铁矿化等较发育,见有星点状或浸染状黄铁矿发育,节理裂隙较发育,多具膨胀收缩的特征。矿化发育部位一般具泥质成分较高、泥质砂质结核体较密集、层间破碎膨胀发育、炭质碎屑物发育等特征。
3.3构造条件分析
区内构造与铀矿化的关系密切。
区内北北东-北东向断裂及其控制的层间破碎带为区内主要的控矿构造,区内大部分矿化点、异常点位于北东向断裂两侧或其夹持部位。
该区构造活动强烈,北北东-北东向断裂构造发育,褶曲十分发育,断裂构造为元素的迁移富集提供了有利条件,断裂夹持部位、褶皱与断裂、岩性界线的叠加部位成为铀矿成矿的有利部位,如落雨坳、杨梅坳、石岭上、新庵堂等矿点、矿化点均位于构造夹持或叠加的部位。
铀矿化集中产于层间破碎带内,受主断裂构造应力的挤压作用,使留茶坡组和牛蹄塘组内的岩性、岩石力学性质等发生变化,形成了较多的层间破碎带,亦形成了较为发育的层间褶曲。褶曲与层间破碎的叠加部位往往软层厚度增大,泥质等含矿有利组分增加,上下盘的硬层如硅质岩、强硅化炭质板岩等形成了较好的封闭条件,因而往往该部位铀元素富集程度高,矿化较好,矿体产状与破碎带产状基本一致。
4.铀矿找矿模型
落雨坳地区具有有利的地层、构造等铀成矿地质条件,物化探异常信息丰富,铀矿化特征及铀矿找矿标志明显,其找矿模型可构建如下:
(1)留茶坡组和牛蹄塘组为富铀地层,含矿岩性为留茶坡组的硅质岩和牛蹄塘组的炭质板岩、泥质板岩。
(2)北北东-北东向断裂构造为主要控矿断裂,次级的层间破碎带为含矿构造。
(3)矿化集中于构造夹持部位,有利地层、岩性界线、构造叠加部位最为有利。
(4)层间破碎带和含矿岩石泥质、砂质含量高,利于铀元素吸附富集。
(5)物化探信息丰富,晕圈成片分布,长轴方向与地层、构造走向相吻合。
5.找矿潜力分析
该区富铀地层震旦系金家洞组、留茶坡组和寒武系牛蹄塘组分布范围广泛,有利含矿岩性广泛发育;区内北北东-北东向断裂构造发育,将地层切割成锯齿状反复出露,层间揉皱和层间破碎十分发育,为区内含矿热液的运移和富集提供了有利通道,形成了储矿空间,控制了矿点异常点分布产出;热液蚀变较为发育,以硅化、赤铁矿化、黄铁矿化、高岭土化为主,以硅化和铀矿化关系最为密切;区内异常点带集中分布,铀异常晕呈团块状、长条状,长轴方向呈南北向、北北东或北北西向,与地层的走向基本一致,较好地反映了本铀矿化的分布范围;综合前人及本次研究,认为该区有较好的沉积—改造型碳硅泥岩型铀矿找矿前景。
参考文献
[1]《中国区域地质志(湖南质)》.湖南省地质调查院;
[2]刘翔,陈小东,邓志强,黄小强,包云河,覃金宁,肖振华,汪力群,应西荣.湖南省铀矿床类型、成矿系列成矿谱系与找矿新进展[J].地质学报,2020,94(01):127-148.
[3]熊建忠. 湘西南地区成岩型铀矿成矿机制研究[J]. 国土资源导刊,2018,15(2):43-46.
[4]张飞庆.白马山岩体(东部)花岗岩型铀矿成矿地质特征[J].中国金属通报,2017,(11):86-88.
作者简介:刘广(1990-),男,汉族,湖南衡东人,本科,工程师,主要从事铀及多金属找矿工作。


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