江西省乐安县居隆庵铀矿床成矿地质环境及控矿因素研究1.doc

东华理工大学地质培训班东华理工大学地质培训班 毕业论文毕业论文 题题 目目 居隆庵铀矿床成矿地质环境及控矿因素研究居隆庵铀矿床成矿地质环境及控矿因素研究 指导老师指导老师 赵得思赵得思 专专 业业 资源勘查工程管理资源勘查工程管理 学生姓名学生姓名 古兴亮古兴亮 魏伟魏伟 楚阳楚阳 班班 级级 核工业地址培训班核工业地址培训班 2009 年年 5 月月 31 日日 ii 居隆庵铀矿床成矿地质环境及控矿因素研究 古兴亮 魏伟 楚阳 作者单位 江西省核工业地质局二六一大队 摘摘 要 要 铀矿体主要受断裂及帚状构造 火山岩组间界面 局部地层变异及火山构造等 联合控制 当各种控矿因素相互复合叠加时 铀矿体品位高 厚度大 这就是该区找矿 的主要靶区 关键词 关键词 居隆庵矿床 菱形断块 控矿因素 找矿方向 Abstpracp The uranium ore body is combinatrially controlled by the cracking and the structure with the shape as broom the interfce bentween the volcano rock the variation part layers and the structre of volcano when linds of elements of controlled mine are superposing theuranium ore body becomes high purity and big thickness It is main target of expioration in the area iii 目目 录录 1前 言 1 2矿床成矿地质环境 1 3矿床主要地质特征 5 3 1矿床地层 岩石 5 3 2断裂 裂隙构造 8 3 3矿体特征 8 3 4矿化蚀变特征 10 4控矿因素分析 11 4 1矿化受断裂 裂隙控制 11 4 2矿化受火山岩组间界面控制 12 5找矿潜力分析 15 5 1矿床往北延伸有发展前景 15 5 2流纹英安岩厚度变异区段 15 5 3沿岩层组间界面往东仍可扩大 17 5 4矿床南段有扩大前景 17 参考文献 17 1 1前前 言言 居隆庵铀矿床自 1957 年 1 5 万伽玛普查时发现 其后陆续进行了相适应的地质 勘查工作 于 1981 年提交了 45 48 线 0m 标高以上区段的 610 矿田 6124 矿床最 终储量报告 获取 332 铀资源量 357t 而后继续沿走向追索和进行深部控制 至 1992 年又获取了 333 铀资源量 2704t 332 铀资源量 457t 并于 2001 年提交了普查 地质报告 至此 该矿床 332 333 铀资源量达 3518t 成为相山又一个重点矿床 进入 21 世纪后 逐步恢复南方硬岩型铀矿找矿工作 2005 年立项申请对居隆庵 铀矿床进行详查 2006 年获得批准 2007 年又增加了矿床北段的普查 经 2006 年 2007 年的详查普查钻探施工 矿床进一步得到扩大 两年新增 332 333 铀资源 1500t 现已发展成拥铀资源量近 5000t 的大型矿床 并且矿床还具有一定的发展前 景 2 2矿床成矿地质环境矿床成矿地质环境 居隆庵铀矿床位于相山矿田西部 处北东向邹家山 石洞和芜头 小陂断裂与相 山中部东西向基底构造戴坊 相山断陷带交汇部位 图 2 1 即由北东向芜头 小陂 邹家山 石洞断裂与北西向石城 书堂 河元背 石洞断裂圈围组成的居隆庵菱形断 块内 图 2 2 该断块面积约 10Km2 地表绝大部分出露鹅湖岭组上段碎斑熔岩 仅 在北西侧有小面积的鹅湖岭组下段砂岩 晶屑玻屑凝灰岩和打鼓顶组流纹英安岩出露 已查明与其有关的矿床有居隆庵矿床 李家岭矿床 书堂 龙巴岭矿床和石洞矿床 据重 磁测量资料解释结果 相山火盆中部存在东西向基底构造戴坊 相山断陷带 该断陷带北界为河元背 邹家山 凤岗一带 南界为沙港 山斜一带 南北宽约 6Km 该断陷带中的断裂深切基底 形成东西向的断凹带 居隆庵断块位于该断凹带 的西部 它具有以下突出的特点 2 图 2 2 居隆庵地区地质略图 1 碎斑熔岩 2 晶屑玻屑凝灰岩 砂岩 3 流纹英安岩 4 断裂构造及编号 5 矿化裂隙带 图 2 1 相山矿田矿床 矿点分布图 3 1 该断块是基底断陷 凹 带中相对隆起的构造圈闭型断块 现已查明 芜头 小陂断裂北西盘 据牛头山矿床资料下降可达 500m 邹家山 石洞断裂南东盘在邹 家山区段下降 达 500 余米 成为相对隆起的断块 断块的北东端为石城 书堂 以 往也称济河口 书堂 断裂圈围 断块的南西端为河元背 石洞 以往称小陂 石洞 断裂圈围 构成四周为断裂构造圈闭的断陷带中相对隆起的断块 这种基底断陷 凹 带中相对隆起的地块 在区域性构造活动作用下 通常会成为构造应力易于集中 各 种构造较为发育 深部热液 矿汁 易于汇集的断块 为成矿创造了有利条件 在上 覆厚大的碎斑熔岩覆盖屏蔽下为贮矿提供了有利的空间 2 该断块是流纹英安岩厚度强烈变异的地块 经钻探查明 从南往北有近 2Km 的区段流纹英安岩厚为 200m 左右 但在再往北延的 250m 区段内 则从 200 多米厚变 为 10m 左右 最薄仅 2 米多 而再往北延至地表出露流纹英安岩的区段 则厚达 700 多米 形成高耸的脊峰 图 2 3 2 4 这种强烈变异常与基底特性和构造差异升降 与地层拉张相关联 这种变异部位往往是裂隙群发育 蚀变强烈 利于赋矿的部位 图 2 3 居隆庵矿床纵向剖面示意图 1 碎斑熔岩 2 晶屑玻屑凝灰岩 3 流纹英安岩 4 紫红色砂砾岩 5 石英片岩 6 已交矿体范围 7 现勘查的矿体分布范围 8 勘探线编号 4 图 2 4 居隆庵地区流纹英安岩顶板等深线及矿化分布示意图 1 流纹英安岩顶板等深线 2 断裂构造及编号 3 勘探及编号 4 矿体 3 是一个伴随火山塌陷构造活动的断块 邹家山火山塌陷构造在居隆庵断块东 侧通过 湖溪 罗家山塌陷构造在该断块的西侧通过 在南侧有石洞塌陷构造分布 在北端有李家岭火山塌陷构造显示 说明该断块与火山塌陷构造活动关系密切 特别 是它们与断裂构造复合 使裂隙构造 火山褶曲构造和岩石碎裂与围岩蚀变更为发育 为矿体的赋存创造了有利条件 5 4 是一个次级断裂构造发育的断块 该地块受基底断裂 特别是相山南北向基 底构造西带河元背 沙港断裂 和区域性 NE 向断裂的影响 次级断裂构造成组发 育 已查明的有 F7 F18 F21 F13 F16 F14 F6 F5 F1等 它们不仅对断块中矿床 的定位有着控制作用 如 F7控制着居隆庵矿床 F18 F13 F16控制着李家岭矿床 F14 F5控制着书堂矿床 F6 F1等控制着龙巴岭矿床 而且这些断裂构造本身也多局 部赋存矿体 5 是一个低序次低级别含矿裂隙构造十分发育的断块 居隆庵地区地面普查揭 露查明有 22 条矿带 它们分别分布在各个矿床中 如居隆庵矿床中有 7 11 19 20 22 号带等 李家岭矿床中有 18 13 16 17 号带等 龙巴岭矿中有 1 2 3 4 6 8 9 10 12 15 号带等 书堂矿床包括了居隆庵的 5 14 号带 众多矿带 矿化带的发育 说明在该断块中不仅铀矿化广泛分布 而且相对集中成为 矿床 如居隆庵矿床就是以 7 号带为骨干构成的 6 是一个控矿构造呈现等间距展布的断块 该断块中在北段有近南北向的 F7 F18 F13 F16等控矿断裂分布 基本间距 350 400m 断裂旁侧次级含矿裂隙发育 它们相互影响 相互联系 从而使矿床中各矿带的矿组相互联接 构成整体 甚至各 矿床之间都可能联系在一起 密不可分 如居隆庵矿床北延可能与李家岭矿床 F18 相接 李家岭矿床南延将会与龙巴岭矿床相接 龙巴岭矿床又与东侧的书堂矿床相接 等等 7 居隆庵断块中可能存在弧形火山塌陷构造 根据岩性岩相填图和其它研究成 果资料 推测在断块中存在弧形火山塌陷构造 并且在它与断裂构造和界面复合部位 有利于矿化富集 综上所述 居隆庵断块显然具有良好的导矿和贮存矿体的条件 是相山矿田中很 具特色 成矿环境优越的地块 3 3矿床主要地质特征矿床主要地质特征 3 13 1 矿床地层 岩石矿床地层 岩石 6 居隆庵铀矿床是相山矿田西部居隆庵菱形断块中的一个矿床 地层由基底和盖层 两部分组成 基底为中元古界变质岩系 盖层为上侏罗统打鼓顶组 鹅湖岭组中酸性 酸性火山熔岩 火山碎屑岩 局部夹陆相碎屑沉积岩 图 3 1 地表大面积出露上侏 罗统鹅湖岭组上段中间相碎斑熔岩局部为集块状碎斑熔岩 J3e2 上侏罗统鹅湖岭组 下段砂岩 晶屑玻屑凝灰岩 J3e1 和上侏罗统打鼓顶组上段流纹英安岩 J3d2 仅 在矿床北部小面积出露 深部可见到打鼓顶组下段紫红色砂岩 含砾砂岩和基底片岩 千枚岩等 图 3 1 居隆庵矿床地层综合柱状图 7 矿床北部 70 勘探线以北 深部普遍揭露到次火山岩 其岩性为花岗斑岩 一 般沿打鼓顶组下段砂岩顺层侵入 呈似层状 厚度一般 20 40m 目前揭露到最大厚 度 60m 左右 另有一层花岗斑岩侵入于鹅湖岭下段凝灰质角砾岩中 局部地段切穿凝 灰质角砾岩 直接与鹅湖岭上段的碎斑熔岩接触 厚度 30m 左右 图 3 2 目前揭露到的碎斑熔岩 流纹英安岩 晶屑玻屑凝灰岩 次花岗斑岩中都有铀矿 化 体 其中碎斑熔岩是矿床的主要含矿围岩 次为流纹英安岩 8 图 3 2 居隆庵铀矿田 XX 剖面次花岗斑岩展布图 3 23 2 断裂 裂隙构造断裂 裂隙构造 居隆庵断块受北东 北西向断裂圈围控制 断块内发育一系列呈等间距近南北向 展布的次级断裂 居隆庵矿床受其中的近南北向断裂 F7控制 F7断裂为居隆庵铀矿床的主干断裂 出露于地表 全长约 2500m 总体走向 340 350 倾向东或北东 倾角 75 85 深部倾角稍缓 具多期次继承性活动 并以构造破碎带产出为特点 破碎带中心宽窄不一 略呈膨胀收缩现象 破裂面弯曲 断层中见角砾岩 角砾大小不一 棱角状 次棱角状 无定向排列 同时还可见到构 造泥 局部表现为裂隙密集带或网裂带 其力学性质为先张后扭的张扭性 受区域构 造活动和火山塌陷影响 F7主干断裂旁侧 主要在东盘 产生一系列次级断裂或裂隙 这些断裂和裂隙走向与主干断裂略呈小角度斜交 以北东 北北东为主 在倾向 垂 向 上组合呈现向浅部收敛 向深部撒开的帚状形态特征 其倾角也表现出上陡下缓 西陡东缓现象 图 3 3 平面上 F7主干断裂与旁侧次级断裂 裂隙也呈现往南收敛 向北略为撒开的帚状形态特征 图 2 4 帚状构造大致是由一系列张扭性断裂所组成 外旋层向收敛方向作相对扭动 所 卷入的地层主要是鹅湖岭的碎斑熔岩 还有晶屑玻屑凝灰岩 打鼓顶组的流纹英安岩 在某些地段也明显地受到影响 但是否卷入到基底变质岩中 目前尚无深孔资料确认 故初步确定该帚状构造是发育在火山岩盖层中 3 33 3 矿体特征矿体特征 1 居隆庵矿床铀矿化受 F7帚状构造及与之复合的岩性界面控制 矿体主要赋存 于帚状构造所卷入的碎斑熔岩和流纹英安岩中 在帚状构造的收敛部位矿体较为集中 9 局部相对富集 在撒开部位矿体呈群脉型分布 在近组间界面出现矿化富集 矿化幅 度相对增宽 目前控制最大宽度 150m 左右 在收敛部位之上的浅部矿体较为单一 主要赋存于 F7断裂破碎带中 10 图 3 3 居隆庵铀矿床 XX 线剖面示意图 11 2 矿体的产状随帚状构造的变化而变化 在垂向上 矿体倾角上部较陡 一般 为 75 65 往深部撒开部位则倾角相对变缓 一般为 65 55 甚至更缓 在平面上矿体走向也有所变化 由 350 355 逐渐变为 0 10 总体呈帚状分 布且随岩性界面由南往北侧伏 图 2 3 3 目前所控制圈连的矿体呈群脉型分布 矿体规模以中小型为主 无主矿体 只有少数较大矿体 沿走向最大长度 360m 最大倾向 160m 矿体最大厚度 9 13m 矿体平均品位 0 175 品位变化系数为 109 矿体平均厚度 1 46m 厚度变化系数为 96 矿体形态以较复杂的脉状 透镜状为主 少数为囊状 4 铀主要以铀矿物形式存在于矿石中 铀矿物主要有沥青铀矿和钛铀矿等 矿 石据矿物共生组合 近矿围岩蚀变及其与铀矿化的关系 可划分为铀 赤铁矿型和 铀 萤石 水云母型两类型 3 43 4 矿化蚀变特征矿化蚀变特征 由于断裂和含矿热液的多期次活动 产生围岩蚀变的多阶段性 早期成矿阶段以 钠长石化 碱交代 赤铁矿化 红化 为特征 常伴随有碳酸盐化 水云母化 绿 泥石化 主要成矿阶段以强萤石化和水云母化 绿泥石化为特征 矿化脉叠加于钠长 石化 红化阶段形成的矿脉之上 形成富矿 同时伴随有磷灰石化和硅化 晚期常发 育水云母化 碳酸盐化 绿泥石化和硅化 它们形成的脉石多切割先期矿脉及围岩 近矿围岩蚀变特征一般表现为蚀变强度 由矿前阶段到主要成矿阶段逐渐增强 但蚀变范围减小 常沿同一断裂裂隙形成以铀 萤石 水云母化为中心的对称蚀变带 图 3 4 12 图 3 4 沥青铀矿 u 微晶石英 Q 水云母 se 细脉及矿脉两侧蚀变带 1 近矿红化带 深红色 强水云母化 硅化 萤石化 2 早期红化带 红色 3 深紫色萤石 脉及萤石化带 4 晚期玉髓 萤石 结晶 细脉 4 4控矿因素分析控矿因素分析 居隆庵铀矿床属火山岩型中低温热液铀矿床 在相山矿田这个大型破火山口机构 大的成矿环境下 断裂构造是矿床矿化的主要控制因素 火山岩组间界面及火山岩与 基底接触界面是铀矿化的形成和富集的重要因素 矿化对岩性无选择性 即岩性对矿 化控制作用不大 4 14 1 矿化受断裂 裂隙控制矿化受断裂 裂隙控制 在区域构造活动作用下由北东向芜头 小陂 邹家山 石洞断裂构造与北西 向石城 书堂 河元背 石洞断裂构造组成的菱形断块 且是基底断陷带中相对 13 隆起的构造圈闭型断块 这种基底断陷带相对隆起的地块 通常会成为构造应力易于 集中 各种断裂构造较为发育 深部热液易于汇集 为成矿创造了有利条件 北东向 芜头 小陂 邹家山 石洞断裂深切基底 沟通基底断裂 且经多期多次活动 对开 启深部流体 引导深部热液 矿汁 及形成热液的循环起着关键作用 是热液 矿汁 运移的主要通道 由于北东向断裂相对扭动作用 在菱形断块内产生一系列近等间距分布的近南北 向断裂构造和北东向断裂 这些断裂带为热液 矿汁 的进一步运移提供通道 同时 为铀矿化的形成提供良好的环境和空间 因而决定着菱形断块内各矿床的定位 区域构造活动和火山塌陷共同作用产生旋转构造 在居隆庵矿床表现为帚状构造 次一级断裂 裂隙进一步发育 且相互改造 复合 形成较为复杂的断裂 裂隙群体 为含矿热液的聚集和铀矿化的富集提供了理想的储存空间 4 24 2 矿化受火山岩组间界面控制矿化受火山岩组间界面控制 相山矿田岩层界面也是重要的控矿因素 如火山岩组间界面 次火山岩与围岩接 触界面 火山岩与基底界面附近均发育较好的工业矿体 火山岩组间界面也是居隆庵 铀矿床的重要控矿因素 矿床浅部矿体主要分布于 F7断裂内 而深部矿体主要分布在 火山岩组间界面附近 矿床赋矿围岩主要鹅湖岭组上段碎斑熔岩和打鼓顶组上段流纹 英安岩 在它们之间发育一层厚度不大的鹅湖岭组下段砂岩 含砾凝灰质砂岩 晶屑 玻屑凝灰岩等 这样在不大的范围内增加了岩层的接触界面 而岩层的接触界面往往 是构造的薄弱地段 在应力作用下 岩石 特别是相对刚性岩石 容易破碎 产生裂 隙群组 甚至断裂破碎带 有利于含矿热液的聚集和铀矿体的形成 居隆庵铀矿床 F7 断裂及帚状构造撒开与火山岩组间界面复合部位正是矿床成矿最有利的部位 图 4 1 4 2 从矿床控制的资源量情况看 就清楚地说明了这一点 垂深 300m 以仅控制 资源量 300 余吨 控制到 500m 以内资源量大于 1000t 而控深度到火山岩组间界面以 下 则发展至大型矿床模 14 图 4 1 居隆庵铀矿床详查 线剖面图 15 图 4 2 居隆庵铀矿床详查 线剖面图 16 5 5找矿潜力分析找矿潜力分析 居隆庵铀矿床经过几十年的工作 在 实践 认识 实践 的过程中 使矿床不 断得到扩大 至 1992 年控制资源量达到大型矿床规模 成为相山重点矿床之一 2006 年重新立项 进行详查 两年来详查工作地质成效显著 使得矿床资源量进一步 扩大 且仍具有一定的发展潜力 5 15 1 矿床往北延伸有发展前景矿床往北延伸有发展前景 1 矿床受近南北向 F7断裂及帚状构造控制 目前工程控制主要在 70 线以南 70 线以北只有稀疏工程控制 有的孔深较浅 即是说矿体向北延伸尚未完成控制 特别 是 F7断裂和 F21断裂夹持区与北东向芜头 小陂断裂交汇复合区未有深孔控制 该部 位应有找矿潜力 2 帚状构造向北撒开 矿组将向北东偏转 并趋向于与 F18断裂控矿构造相联系 图 2 4 形成有利的矿化富集部位 特别是在近组间界面处更为有利 3 矿床 70 线以北深部主要为流纹英安岩 钻孔控制见厚达 700 多米 流纹英安 岩也是主要赋矿围岩 在流纹英安岩中 特别是在组间界面及与次花岗斑岩接触界面 附近有矿组富集 对它们进行追控具有发展前景 5 25 2 流纹英安岩厚度变异区段流纹英安岩厚度变异区段 矿床内流纹英安岩从南段的一般 200 多米 迅速变为十几米至两米左右 再往北 突变为厚达 700 多米 图 5 1 这种变异区段的存在对矿化富集较为有利的特殊条件 17 1 出现碎斑熔岩伸向流纹英安岩中类似 舌状体 的部位 该部位由于岩层组 合结构的改变 层面增多和岩性差异加大 造成致构造活动