Question

矿床时空分布

Answer 1

矿田内分布矿床20余个，矿点矿化点数十个。成矿围岩有碎斑熔岩、流纹英安(斑)岩、花岗斑岩、隐爆角砾岩以及花岗斑岩附近的变质岩、火山碎屑岩和紫红色粉砂岩等，矿床类型归属斑岩型，矿化类型大致可划分碱交代型和萤石－水云母型。

一、矿床类型的新归属

相山矿田与火山－侵入杂岩有关，矿床类型长期归属火山岩型，但矿床成矿作用与火山作用并无直接的联系，而与各类斑岩的时空关系较密切，故本书将其归属斑岩型铀矿床，理由如下。

(1)相山矿田各类浅成超浅成侵入岩(斑岩)发育，其中碎斑熔岩、花岗斑岩、流纹英安斑岩分布面积总共261km²，占杂岩体面积的82%。它们构成了矿化的主要围岩(表4－1)，大面积分布的碎斑熔岩也是斑状的岩石，属侵出相，并非典型的火山岩。典型的火山岩如凝灰岩、熔结凝灰岩等产于打鼓顶组地层中，分布局限，与铀矿关系不明显。

表4－1不同岩性含矿量统计表

(2)上述斑岩以往认为是次(潜)火山岩。我们知道，次火山岩(subvolcanicrock)一般是指与火山岩有同源、同时、同空间关系的浅成、超浅成侵入体(武汉地质学院岩石教研室，1980;谢家莹等，1996)。尽管次火山岩的理论定义很清楚，但在实践中难以与斑岩区分。

如同源问题，相山火山－侵入杂岩，夏林圻等(1992)认为，杂岩源区应是一种具有很高混合比的壳幔混合物，碎斑熔岩与花岗斑岩、流纹英安斑岩的δ¹⁸O值很接近，它们的稀土元素球粒陨石标准化分配型式也相当一致，反映它们是同源关系。而陈迪云等(1994)通过对相山碎斑熔岩的Rb－Sr、O、Pb同位素地球化学研究，认为它是由地壳物质重熔形成，其源区为变质沉积岩。事实上，中国东南大陆这一时期有很多地球化学特征与相山火山－侵入杂岩相似的火山岩或侵入岩，都可认为是同源的。所以，同源关系实际上起不到判别是否是次火山岩的作用。

再看同时间问题，典型的火山岩(凝灰岩、熔结凝灰岩)形成于白垩纪初期，碎斑熔岩形成年龄140Ma。花岗斑岩年龄135.4Ma，流纹英安斑岩年龄(129.54±7.93)Ma，英安斑岩年龄(129.5±2.0)Ma，煌斑岩年龄(125.1±3.1)Ma。与火山岩相差多少百万年才算同时间呢?

同空间的概念也没有一个确切的标准，因此将相山火山－侵入杂岩中的各类呈斑状结构的岩石(斑岩)，归属次(潜)火山岩，依据并不可靠。

(3)斑岩的成矿意义很大，自1942年贝特曼提出斑岩铜矿概念以来，斑岩矿床得到迅速发展，目前斑岩铜矿已占我国铜矿总储量的47.5%(秦克章等，1999)，斑岩钼矿、斑岩锡矿、斑岩钨矿、斑岩金矿、斑岩铅锌矿都是举足轻重的。难道没有斑岩铀矿?

实际上，相山矿田成矿围岩主要是各类斑岩，包括隐爆角砾岩，少量矿化赋予斑岩外带砂岩或变质岩中，除成矿空间与斑岩体密切相关外，成矿年龄与斑岩年龄也相近或稍后。成矿早期或成矿前期，成矿流体主要以岩浆水为主，之后，岩浆水不断与地下水或大气降水混合，δ¹⁸O_H2O逐渐降低，至成矿后期大气降水是主要组分，成矿热液从早到晚由碱性向酸性演化(见本章第四节)，与其他斑岩类矿床成矿热液演化规律完全一致。因此，相山矿田各矿床，具有与其他斑岩型矿床相似的主要成矿地质特征及地球化学特征，与各类斑岩具有密切的成因联系，是较典型的斑岩型铀矿田。

相山矿田矿床归属斑岩型铀矿床，填补了我国铀矿类型的空白，使铀矿的成因研究可更好地与其他金属矿产研究“接轨”，对华南火山－侵入杂岩分布区的铀矿勘查具有实践意义。

二、成矿时代特点

相山铀矿的形成年龄，早在1976年核工业北京地质研究院就开始进行了研究，结论是，碱交代型铀矿化年龄为128～115Ma，铀铅等时线年龄119Ma，萤石－水云母型铀矿化年龄104～98Ma，铀铅等时线年龄99Ma，结合相山矿田的两大铀矿化类型特点，把相山铀矿的形成时代划分两期，即早期约120Ma，晚期约100Ma。这种划分方案一直沿用至今(杜乐天，2001;邱爱金等，2002)。

但是，相山铀矿的两大铀矿化类型是根据矿石组成及热液活动特点而划分的，两者是相互过渡的，一个矿床内两大类型铀矿往往同时存在，实际上两大铀矿类型是一期热液作用的结果，只不过成矿热液经历了一个长期而连续的演化过程，从成矿开始到结束，有数十百万年的时差。从历年发表的测年数据表(表4－2)我们也可以看到，进一步划分成矿期次难度较大。因此笔者主张，相山只有一个铀成矿时期。由于具有典型碱交代型铀矿化特征的云际(628)矿床形成于花岗斑岩之后，花岗斑岩的形成年龄为135Ma(陈小明等，1999)，因此135Ma可以作为相山矿田铀矿化的下限年龄，上限年龄用89Ma估计误差不会很大(ZhangWanliangetal.，2005)。

表4－2相山矿田部分矿床矿石同位素年龄表

三、空间分布特点

(一)平面上

(1)矿床密集分布在矿田北部和西部，东部只有1个矿床，即云际(628)矿床，而相山中部和南部至今尚未落实矿床，仅稀疏分布一些小矿点。

(2)矿田东部、南部花岗斑岩规模或露头面积较大，而北部花岗斑岩规模次之，矿田西部，岩体露头规模最小，只有零星的岩滴状花岗斑岩出露，这种地表岩体规模变小而矿床密度渐大具有对应关系。

(3)碱交代型铀矿主要分布在相山矿田的东部或北部东段，云际(628)矿床是典型的碱交代类型铀矿，矿石类型以U－磷灰石型为主，U－碳酸盐型和U－绿泥石型为次;萤石－水云母型矿化则在矿田西部和北部西段较发育。

(4)矿田东部或北部东段，往往是单铀型铀矿，矿石中Th/U一般为0.01～0.08，矿田西部或北部西段则大多为铀钍复合型矿化，Th/U值均＞0.2，大体以邹家山6122矿床为中心，钍的富集程度最高，向北、向西、向南，含钍量都有降低的趋势?

(二)垂向上

(1)碱交代型铀矿常位于萤石－水云母型铀矿之下，邹家山(6122)矿床具有典型的矿化蚀变分带规律，从上至下，Fe₂O₃、FeO、MgO、P₂O₅含量明显增加，磷灰石化、绿泥石、方解石化逐渐增强(范洪海，2001;张万良等，2009)。

(2)矿化垂幅一般在200～300m，有时达1000多米，以碎斑熔岩为主要含矿围岩的矿床的矿化垂幅大于以浅成超浅成侵入岩为主要含矿围岩的矿化垂幅。各个矿床在地表均有一定程度的矿化显示，即已遭受强烈剥蚀，全盲矿床很少。

(3)储量在垂向上大致呈正态分布，每个矿床在垂向上都有一个矿化中心，自中心向上或向下矿化逐渐减弱，各矿床的矿化富集中心标高不尽相同，这种矿化垂向分布规律是成矿热液垂向运移、矿化受陡产状密集平行裂隙控制的具体体现。

(4)矿田西部矿床存在两种侧伏现象，第一种为铀矿的富集部位沿主断裂走向随基底倾向而侧伏，第二种是次级构造控制的矿化向主断裂方向侧伏。

四、时空演化系列

相山矿田铀矿化在时间上由早到晚在空间上由东到西或由下往上具有完整统一的演化序列或成矿流体演化系统，见表4－3。

表4－3相山矿田成矿时空演化序列