桂北苗儿山矿田金竹岔——三羊坪地区成矿地质特征_黄剑.pdf

26矿产资源Mineral resources桂北苗儿山矿田金竹岔三羊坪地区成矿地质特征黄剑1,2，谭双1,2，陈琪1,2，谷勇1,2摘要：金竹岔-三羊坪地区及其所属的苗儿山矿田位于扬子地块与华南褶皱系过渡带的江南台隆西段，豆乍山岩体东侧，豆乍山岩体和香草坪岩体接触带附近。区内主要的含矿构造为F100、F200和F300断裂带，属于豆乍山岩体含矿构造体系的一部分。铀成矿特征与周围的铀矿床类似，铀矿化严格受构造控制，铀矿化发育的地段通常是赤铁矿化、硅化、钾长石化和方解石化叠加的部位，控矿标高分别为600800m以及200300m之间。金竹岔-三羊坪地区次级构造发育，热液活动强，并形成了大量的物化探异常和铀异常点带，具有较好的铀成矿潜力。关键词：铀成矿；地质特征；金竹岔-三羊坪；苗儿山矿田1 前言金竹岔三羊坪地区位于广西壮族自治区资源县瓜里乡，交通条件便利，有数条简易公路，距瓜里乡车田乡公路10km，该公路经资源县通往桂林，距离约190km，桂林市有多种交通设施通往全国各地。研究区位于苗儿山中段东北部，越城岭西侧。海拔高度7401366m，坡度和地形切割较大，属中高山区。区内植被发育，主要为灌木，部分经济林区如松、杉、厚朴等，基岩裸露较差。气候为亚热带潮湿气候，年最高气温40左右，最低气温-5左右，平均气温16左右；年均降雨量为1435mm，每年37月为雨季，811月少雨，12月至次年2月为冰封期。自上世纪五六十年代开始，在本区及周边开展一定的地质勘查工作，近年来开展了大范围高精度的基础性铀矿找矿工作，大致查明了本区的岩性、构造、蚀变以及物化探异常特征。铀矿找矿工作越来越受到重视后，在本区及周边成矿有利地段陆续施工了钻探、坑探、槽探等工程，揭露到一些有用的找矿线索，并发现了一些铀矿床和铀矿点。豆乍山岩体周围的具有较多的铀成矿有利地段，仍然具有较多的探索空间。近年来在豆乍山岩体西部开展了较多的铀矿勘查工作，大致查明了其铀矿化特征，但豆乍山岩体东部开展的铀矿勘查工作较少，由于工作量的限制，对部分有用的找矿线索和铀矿化信息并未充分发掘。开展本次研究工作查明区内铀成矿地质特征对区内铀矿找矿工作至关重要。针对苗儿山矿田的构造控矿、地球化学、矿床成因、年代学等方面，相关学者开展了较多的研究工作，也取得了一定的认识。本次在前人研究基础上通过对区内区域地质特征、矿体和矿石特征以及控矿因素的分析，揭示金竹岔三羊坪地区的铀成矿地质特征，分析其铀成矿潜力，为后续在本地区的铀矿找矿工作以及华南其他地区同类型的铀矿找矿工作提供一定的思路和找矿方向。2 区域地质背景研究区大地构造位置位于扬子地块与华南褶皱系过渡带的江南台隆西段，武陵山苗儿山重力异常梯度带与南岭重力异常梯度带的交汇部位，岩石圈具多层叠置式结构的桂北幔凹区，安化城步岩石圈深断裂东侧，苗儿山越城岭花岗岩穹隆构造区。苗儿山复式岩体周边地层有元古界丹洲群、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系和第四系，缺失侏罗系和新近系，在苗儿山岩体和越城岭岩体间发育白垩纪红盆。区内出露的岩浆岩主要有四期分别为晋宁期、加里东晚期海西早期、印支期以及燕山期花岗岩，岩性主要有片麻状黑云母花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长岩、斑状黑云母二长花岗岩、黑云母二长花岗岩。区内的断裂构造系统，对于热液铀矿形成至关重要，最重要的构造为NNE向断裂构造，从西往东依次为兰蓉断裂带、麻林香草坪断裂带、新宁资源断裂带、紫花坪断裂带等。上述断裂具有规模大、倾向西、切过花岗岩体或红盆的脆韧性剪切特征。这是深部具韧性剪切特征的断裂被隆升到近地表，进入脆性变形域，此断裂控制了资源矿田的成矿。韧性剪切带的发育与区内的四堡晋宁（雪峰）期、加里东海西期、印支期造山重熔花岗岩作用有关，如新资断裂下盘韧性剪切带可分为糜棱片岩、糜棱片麻岩、初糜钾长花岗片麻岩、糜棱岩化钾长花岗片麻岗岩、弱片麻状花岗岩等5个亚带，构造作用时期为20824Ma，与区内舜皇山超单元花岗岩同期，为印支期产物，而在燕山喜马拉雅山期抬升至地壳浅部，且被复活。燕山喜马拉雅山期断裂活动具脆韧性变形特征，其它剪切带也具类似特征。该类断裂深度大，连通了深部成矿流体的运动，从区域上控制了成矿作用的发生。3 矿床地质特征研究区位于苗儿山复式岩体中段，豆乍山岩体周围发育了F1F13等一系列的构造带，这些构造带呈NE向，受同一构造应力场作用形成，周围发育大量次级构造，形成苗儿山岩体中段含矿构造体系。这一系列的铀矿床及矿点分布在岩体接触带附近，铀矿体分布于主构造和次级构造中，矿体一般呈雁列式排列，大矿体较少，主要为尖灭再现或者尖灭侧现的形式，矿体的分布、27矿产资源Mineral resources形态、大小与构造的规模和性质关系密切。金竹岔-三羊坪地区位于豆乍山岩体东侧，豆乍山岩体和香草坪岩体接触带附近。区内主要的含矿构造为F100、F200和F300断裂带，属于豆乍山岩体含矿构造体系的一部分。研究区出露的岩浆岩主要为印支期的香草坪岩体、豆乍山岩体以及燕山晚期细粒花岗岩脉，其中香草坪岩体为中粗粒斑状黑云母花岗岩，豆乍山岩体为中细粒二云母花岗岩。分布于研究区内的断裂带呈NNE向、NE向、EW向、NW向展布，其中NNE向是本区的主要应力方向，NNE向断裂带是金竹岔-三羊坪地区的主要含矿构造。自东向西分布有双瓜、天金、香草坪、F300、大树坪、F400、F500、F600等一系列断裂。其中天金断裂带和香草坪断裂带属于苗儿山复式岩体区域性断裂，天金断裂带是苗儿山岩体中段重要的控矿构造。大树坪断裂带是本区出露较为明显的EW向构造，其形成时期较早，该断裂带周围衍生出一系列细小的次级断裂。研究区内围岩蚀变发育，蚀变类型有白云母化、钾长石化、绿泥石化、硅化、赤铁矿化、黄铁矿化、水云母化、碳酸盐岩化、高岭土化等蚀变。最有利的围岩蚀变为钾长石化、黄铁矿化、赤铁矿化、硅化（黑色、红色硅质脉），当以上蚀变有两种或两种叠加时铀矿化更有利。蚀变分为三期分别为：矿前蚀变，矿期蚀变，矿后蚀变，分述如下：（1）矿前蚀变：主要有绿泥石化、水云母化、绢云母化，部分硅化和黄铁矿化等。通过对蚀变岩石样品的系统分析发现，这些蚀变形成较早，基本不改变原岩的微量元素和稀土元素的含量和配分特征，也未产生明显的U富集，与铀矿化无联系。早期蚀变作用使黑云母中的铀活化，将铀从黑云母或副矿物中释放出来。通过蚀变可使岩石的孔隙度增加，改变岩石的物理性能产生碎裂，使含矿热液流入并富集成矿提供空间环境。同时蚀变作用还可以改变矿液和围岩的地球化学条件，如绿泥石化和黄铁矿化可造成一定的还原环境，对铀的后期沉淀富集有利。（2）矿期蚀变：包括硅化、黄铁矿化、赤铁矿化、萤石化、方解石化等。这些蚀变与矿化有一定关系。除含胶黄铁矿的微晶石英、玉髓含矿外，围岩中的矿化明显受硅化、黄铁矿化的控制。在含矿好的花岗碎裂岩或糜棱岩化花岗岩中，可见岩石破碎，硅化发育，主要为含赤铁矿、黄铁矿的红色、黑色硅质细脉、微脉穿插。在微裂隙中见有胶黄铁矿细脉、微脉。有较多的次生铀矿物。黄铁矿具多期性，含矿不一。矿前期以颗粒状为主，颜色较亮，成矿期以胶状黄铁矿化为主，颜色偏暗。当胶黄铁矿和赤铁矿共生时，矿化更好。（3）矿后蚀变：硅化、高岭土化等。主要为晚期晶簇状石英、梳状石英，白色高岭土等。这些蚀变与矿化无关，一般形成于成矿后，对矿体起一定的破坏和贫化作用。白色高岭土化常见于密集的裂隙中，较松散，增加了地下水的流动。4 矿体及矿石特征通过地质测量、槽探、钻探等探矿工程揭露，以及相应的取样化验工作显示，金竹岔-三羊坪地区的铀矿体多数为单工程控制的矿体，规模较小，仅少量矿体在走向和倾向上进行了控制。多数矿体的走向延伸长50100m，倾向延伸长50100m。少数矿体沿倾向延伸可达270m。矿体的形态主要受断裂形态控制，因矿体分布在破碎带或蚀变带中，一般呈脉状、扁平透镜状、小透镜状等形态。在整体上，这些矿体呈多脉状或鱼群状产出。矿体的产状与含矿构造的产状基本一致，矿体在走向和倾向延伸受断裂控制。金竹岔-三羊坪地区的矿体走向NE5 40，倾向NW320 355，倾角48 70。矿体走向多集中于40 47之间，倾角多集中于57 61之间。金竹岔-三羊坪地区的铀的存在形式有两种，一种是以独立铀矿物集合体的形式存在，一般肉眼可见，另一种是呈分散的铀矿物形式存在于玉髓脉、赤铁矿等矿物中，肉眼一般不可见。独立的铀矿物集合体包括沥青铀矿以及次生铀矿物，沥青铀矿为原生铀矿物，多与黄铁矿共生，是稳定的铀的氧化物，在本区F300断裂带中可见，常赋存于构造角砾岩中，在镜下可见大量团块状沥青铀矿或细粒状沥青铀矿与绢英岩共生，呈不规则状充填于构造角砾岩中。含有沥青铀矿的矿石一般品位较高，部分可达1%以上，这种矿石类型也是F300断裂带白毛冲矿床最为主要的含矿类型。另一种独立铀矿物集合体的形式为次生铀矿物，这类次生铀矿物包括原生沥青铀矿进一步次生氧化形成的次生铀矿物，以及在铀成矿过程中形成的次生铀矿物。原生沥青铀矿氧化形成的次生铀矿物多数存在于硅化碎裂岩中或构造角砾岩周围，可见较为明显的成矿后期氧化的痕迹，这类次生铀矿物主要由硅钙铀矿和铜铀云母等，多数为铀酰硅酸盐的产物，存在于硅化碎裂岩的裂隙或孔洞中。铀成矿过程中形成的次生铀矿物多数产于碎裂岩中，可见大量次生铀矿物呈脉状产出于含矿碎裂岩中。这类次生铀矿物常与方解石、萤石等脉状矿物共生，通常与脉体相互包嵌或穿插，未见明显的后期次生氧化的迹象。这次次生铀矿物主要包括硅钙铀矿、准硅钙铀矿、钙铀云母等磷酸铀酰或氟酸铀酰类次生铀矿物。分散状态的铀主要存在于含铀赤铁矿、含铀黄铁矿、含铀玉髓、含铀绿泥石、含铀褐铁矿、含铀萤石以及由硅质、黄铁矿、赤铁矿等胶结的构造角砾岩中，含铀矿物以胶结物形式出现。共生状态下的铀常呈微粒状或集合体状分布于含铀矿物中。矿石中主要原生铀矿物为沥青铀矿，次生铀矿物种类较多有氧化沥青铀矿、硅钙铀矿、钙铀云母及铜铀云母等。伴生的金属矿物有赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿。脉石矿物主要为石英、微晶石英、长石、水云母、绢云母、绿泥石、方解石、萤石。矿物组合形式主要为铀赤铁矿型、铀黄铁矿型、铀玉髓型、铀萤石型、铀方解石型，以前两者最为重要。铀赤铁矿型：主要呈浸染状及细脉状分布于硅化带内及其两侧的碎裂花岗岩中，后者更常见，并常可见赤铁矿细脉沿着长石解理或石英、长石碎裂带充填使岩石染成红褐色，铀与赤铁矿共生，该类型较为常见，可见于本区F300、F400构造带中。铀黄铁矿型：主要为原生沥青铀矿与黄铁矿密切共生，呈细脉状或灰黑色胶状。28矿产资源Mineral resources该类型在白毛冲矿床中较为常见。铀玉髓型：主要呈细脉状分布于蚀变花岗碎裂岩及碎裂花岗岩中，铀常与红色玉髓、石英共生。该类型主要见于F300构造带北段坪阳水地段的地表露头中。铀萤石型：主要呈脉状分布于蚀变花岗碎裂岩及碎裂花岗岩中，铀与萤石伴生，该类型可见于金竹岔-三羊坪地区F300构造带南段的深部及其次级构造以及F200-6、F200-7构造带。铀方解石型：主要呈细脉状分布于蚀变花岗碎裂岩及碎裂花岗岩中，铀与方解石伴生，该类型可见于金竹岔地段的F242构造带中。与正常花岗岩相对比，金竹岔-三羊坪地区的构造岩（矿石）根据其蚀变类型的不同，其主量元素表现出较大的差异。其中，多数构造岩FeO含量减少，而Fe2O3含量增加，致使构造岩（矿石）在后期的动力变质作用过程中发生了氧化，部分样品肉眼可见赤铁矿化蚀变。部分碎裂岩样品的SiO2含量远低于前述正常花岗岩（均值为63.06%），表现为花岗岩中硅质被交代的去硅特征，且该过程常常形成较多的含铝矿物，K、Na含量增加，表明构造岩的形成过程中可能伴随了钾长石化蚀变。个别构造岩（矿石）中SiO2含量远高于正常花岗岩，表明岩石发生了较强的硅化，有较多硅质成分的带入，与之对应的，岩石中的Al、K、Na含量有所降低。金竹岔-三羊坪地区的铀矿石主要赋存于碎裂岩中，主要充填于碎裂岩裂隙和孔洞中，与硅质脉或方解石共生，其结构构造相对简单。本区的铀矿石主要呈胶状结构、交代残留