Question

成矿空间变化规律

Answer 1

一、区域分布

杜乐天(2001)曾把华南数省铀矿的分布划分出3大成矿域，即西矿域、中矿域和东矿域。西矿域是指湘、桂、黔、鄂东南、皖南及粤西北的广大区域，临武－郴州－茶陵大断裂以西，萍乡－广丰断裂以北，云开隆起以北。西矿域处扬子地块东南部，火山岩、斑岩不发育，花岗岩体埋藏较深，多呈孤立的小岩体出露，但富U地层分布广泛，铀矿类型以碳硅泥岩型为主，花岗岩型、砂岩型也占有重要地位。

中矿域包括江西中南部、湖南东部和广东北部，西界为临武－郴州－茶陵大断裂，北界到江西乐安，东界为河源－邵武大断裂，南界为清源－紫金纬向构造带。中矿域岩浆侵入活动强烈，富U岩体广布，发育大量大硅化带、蚀变带，而古生界盖层(富U岩系)零星分散，剥蚀无几，是花岗岩型铀矿最集中的区域。

东矿域指浙、闽、赣东(北)，粤东北的区域，酸性火山岩大片分布，和花岗岩体交错共生，斑岩活动频繁，火山岩型、斑岩型铀矿具有重要的勘探开发意义。

总体看，从西向东，铀矿类型有从碳硅泥岩型→花岗岩型→斑岩型→火山岩型变化的趋势。

黄净白等近年研究成果表明，华南地区，以钦－杭结合带为界，分布两个紧相邻的北东向铀成矿省，一个是扬子陆块东南部铀成矿省，主体位于扬子陆块隆起带上，也包括形成于扬子陆块基底斜坡上的湘桂褶皱带，中新生代受太平洋大洋板块运动影响，又成为大陆构造－岩浆活化带的一部分，其成矿特点是发育中生代与花岗岩体有关的热液铀矿床及与碳硅泥岩层有关的层控矿床，可进一步划分为郴州－钦州、雪峰山－九万大山、幕阜山－衡山和栖霞山－庐枞4条成矿带;另一个是华夏陆块铀成矿省，主体位于华夏褶皱系内，局部跨越了华夏褶皱系，由于靠近沿海地区，受太平洋大洋板块活动影响非常强烈，发育大量的与中生代火山岩层、斑岩体以及花岗岩体有关的铀矿床，是中国最重要的铀成矿省，有赣杭、武夷山、桃山－诸广3条成矿带(图2－1;表2－2)。

表2－2华南地区铀成矿带(区)划分表

图2-1 华南铀成矿带划分图(据黄净白等，2005，略有改动)

在每一铀成矿带内往往多种类型铀矿床共存，构成成矿系列，但有1～2种为主要成矿类型，并呈现有规律的空间变化，如赣杭铀成矿带基本上是与火山岩层和斑岩体有关的层控或热液铀成矿带;而武夷山铀成矿带北部发育火山岩型和斑岩型铀矿床，往南部逐渐发育花岗岩型铀矿床;幕阜山－衡山铀成矿带，北部以碳硅泥岩型矿床为主，中部出现花岗岩型铀矿床，南部出现砂岩型铀矿床。

二、垂向分带

矿化蚀变的垂向变化或分带研究是人们掌握成矿的全过程和建立矿床成因模式最重要的内容，也是找矿勘探和资源评价过程中的必须工作。我国早在20世纪中期，就已研究发现了与花岗岩有关的钨、锡、铍、铌、钽和稀土矿床、斑岩铜钼矿床、玢岩铁矿床等矿床类型的矿化蚀变的垂向分带规律。如在西华山钨矿建立起“上有钨、锡、铍，下有铌、钽”的概念(胡受溪等，2004);在德兴斑岩铜矿床，得出:从斑岩体内部到外部围岩或自下而上，围岩蚀变的更替次序是:钾长石化和黑云母化带→绢英岩化和黄铁绢英岩化带→硅化和泥化带，成矿元素的更替次序为:W、Bi→Mo→Cu→Ni、Co→Pb、Zn→Mn(芮宗瑶等，1984);对于玢岩铁矿，发现K₂O与Na₂O在深度上存在着明显的反消长关系，即“钠是随着深度而增加，而钾的情况相反”(胡受溪等，2004)。

热液铀矿床的垂向分带现象在苏联做过较多工作，发现斯特列措夫铀钼矿床有明显的上酸下碱的蚀变垂直分带规律:上部水云母化、蒙脱石化，中部水云母化，向下过渡为钠长石化(杜乐天，2001)。

对于华南热液型铀矿床，虽然不是每个矿床都有垂直分带现象，但有些矿床，特别是有些斑岩型和花岗岩型铀矿床，垂向分带现象是明显的，这已被认为是一种热液铀矿床的垂向分带规律，主要表现在以下几方面。

(一)上酸下碱的围岩蚀变分带

典型的酸性蚀变，如高岭石化、萤石化出现在矿床的上部，典型的碱性蚀变，如碳酸盐化、钾(钠)长石化等一般存在于矿床下部，而在矿床中部富矿部位常见弱酸性－弱碱性蚀变条件下形成的绢(水)云母化、蒙脱石化、绿泥石化、绿(黝)帘石化等蚀变现象(张成江等，2008)。

相山矿田邹家山矿床矿化垂幅＞1000m，典型的上部酸性蚀变带可能已遭受剥蚀，中下部的围岩蚀变也具有垂向分带规律，表现为，随深度的增加，水云母化趋于减弱，碱交代作用(钠长石化、绿泥石化、磷灰石化)逐渐增强，成矿热液的演化与典型的岩浆热液矿床类似，早期是一种高化学能量、高温和复杂成分的碱性溶液，形成较深部的碱交代蚀变，晚期热液的性质发生明显变化，向上运移的距离也增大了，水云母化成为主要的蚀变类型。

矿石化学成分表现在，随深度的增加，SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、CaO、MgO、TiO₂、MnO变化规律不明显，仅Na₂O含量有明显的增高趋势，K₂O有降低的趋势(图2－2)，这可能与从上而下绿泥石化和钠长石化逐渐增强、水云母化逐渐减弱有关。而K₂O+Na₂O的值由浅部到深部变化不大。P₂O₅含量因为U含量不同而呈现较复杂变化特点，但P₂O₅/U则呈现明显的从上而下逐渐增加的趋势(图2－3)，说明由浅入深磷灰石化逐渐增强。

图2-2 邹家山矿床矿石K₂O、Na₂O、FeO含量随深度的变化曲线(据核工业270研究所，2009)

图2-3 邹家山矿床矿石P₂O₅/U随深度变化曲线(据核工业270研究所，2009)

(二)上氧化下还原的矿石类型分带

诸广山南部棉花坑(302)矿床9号带，矿石类型从上至下可分为红色带、灰色带和灰绿色带(图2－4)(覃摹陶等，1998)。

图2-4 棉花坑(302)矿床上氧化下还原矿化类型分带(据覃摹陶等，1998)

红色(氧化)带:石英－赤铁矿－黄铁矿－沥青铀矿组合，矿体变化大，平均厚度2.09m，平均品位0.138%。

灰色(过渡)带:具有红色带和灰绿色带特征，矿体平均厚度2.13m，平均品位0.156%。

灰绿色(还原)带:石英－水云母－绿泥石－黄铁矿－沥青铀矿组合，赤铁矿消失，矿体平均厚度2.35m，平均品位0.133%。

赣中桃山矿田大布(6217)矿床，也有类似的分带规律，上部主要为U－赤铁矿型矿石，下部逐渐向U－绿泥石型矿石过渡。

(三)上老下新的成矿年龄分带

诸广南部不同年龄沥青铀矿空间分布总体趋势是，赋矿标高从高到低，沥青铀矿成矿年龄由大逐渐变小，标高800m以上的沥青铀矿年龄在100Ma左右，如361、2404矿床矿点。标高500m以下的沥青铀矿年龄较小，一般为70～77Ma，甚至18Ma。同一矿床，浅部沥青铀矿年龄偏大，深部沥青铀矿年龄偏小(卢映新等，2009)。

下庄矿田希望(330)矿床，从标高323m、426m、485m取沥青铀矿，其年龄值分别是45Ma、60Ma和71Ma，年龄梯度为每深100m年龄递减14.4～18.6Ma(周吉昌，1987)。

桃山矿田大布(6217)矿床相邻的两条勘探线剖面上的ZK713－4孔131.5m和ZK711－17孔292m(标高约为零值)深处取的两个沥青铀矿样品，其年龄分别为65Ma和41Ma，标高相差约156m，深部的沥青铀矿比浅部的沥青铀矿年龄小24Ma，即由浅到深，沥青铀矿年龄有变小的趋势(周吉昌，1987;刘义发，1980)。

(四)成矿组分垂向分带

在垂直方向上，许多与斑岩体有关的热液铀矿床，由深部到浅部，成矿组分常表现为Mo(Cu)→Cu(Mo)→Cu、Pb、Zn→U的分带规律，如相山矿田牛头山矿床，流纹英安斑岩与碎斑熔岩的接触界面以上为铀矿化区，界面以下为铅锌银矿化区(图2－5)。

图2-5 牛头山矿床26号剖面

江西德兴银山矿床(Cu、Pb、Zn、Ag、Au等)，地表有铀矿化踪迹，成矿组分的分带是很典型的。石英斑岩活动形成了少量铅锌矿化，局部形成了放射性异常，在火山管道或其附近贯入的英安玢岩，引起大规模多金属成矿作用，以3号次英安玢岩为中心向南北两侧，依次出现铜矿化带→铜铅锌矿化带→铅锌矿化带→铅(银)矿化带。在垂向上，从近地表向深部，依次出现放射性异常→铅矿带或铅锌矿带→铜铅锌矿带→铜矿带。

(五)成矿构造的垂直分带

花岗岩型铀矿成矿构造具有垂直分带现象，一般表现为浅部为张裂脆性，向下变为韧性，地表发散，深部收敛。富大矿体赋存在构造由韧性向张裂脆性转化或由收敛向发散转化部位。这与国外许多矿床的研究结果一致(张成江等，2008)。

(六)水化学指标垂向分带

下庄矿田希望(330)矿床，具有水化学元素(或指标)的垂直分带现象，即矿体上部和顶部元素为Mn、Bi、Pb、As、F^－、Al³⁺，矿体下部、底部元素和指标为U、Mo、Ni、Cr、SO^2－₄、Mg²⁺和M(陈贤春，2002)。