（矿产普查与勘探专业论文）相山矿田居隆庵铀矿床蚀变研究.pdf

摘要 相山矿田是我国最大的热液型铀矿田，也是我国目前仍在开采的主要铀矿田之一。处于 勘查阶段的居隆庵铀矿床位于相山矿田的西部，近年的工作取得比较大的发展，已落实为一 大型铀矿床。但对该矿床的蚀变岩石学、矿床地球化学、矿石成分等诸多方面的研究尚属起 步阶段。本论文重点研究铀矿富集空间的矿物地球化学规律，旨在为找矿评价和深部找盲提 供依据。论文在了解区域地质背景和矿床地质特征的基础上，对居隆庵铀矿床的流体作用及 蚀变分带进行了较为全面和深入的研究，阐明了蚀变围岩的矿物群组成变化及元素的变化规 律，取得了一系列研究成果。 相山火山盆地环状构造和研究区发育的n e 、n w 向断裂交织的构造体系，为成矿流体 的活动提供了重要的空间条件。该矿床控矿构造是邹家山一石洞断裂及其派生出的一系列张 性一张扭性裂隙群。这些裂隙群构成的薄弱带是深部岩浆以及成矿流体上升运移的通道，是 良好的容矿空间。 根据居隆庵矿床蚀变特征的系统研究，其矿化热液活动分为三个过程：碱性流体作用下 的钠长石交代过程，酸性流体作用下的萤石、伊利石交代过程和弱碱性流体的脉体充填作用 过程。 居隆庵矿床铀矿化主要产于碎斑流纹岩、流纹英安岩及次花岗斑岩中，对不同围岩中的 矿旁侧缘蚀变剖面进行研究，得出矿旁蚀变都具有相似的分带性：矿化中心带岩石具交代碎 裂结构，都属以萤石为主，伊利石为辅的萤石一伊利石型矿石；内带即红化带，具交代变晶 结构，该带新生矿物以萤石一方解石一钠长石组合为特征；外带保持原岩的斑状结构，新生 矿物以钠长石一绿泥石组合为特点。且具有相似的地球化学规律，从围岩到矿化中心：p 2 0 5 、 m g o 、c a o 、l o i 含量是依次递增的，n a 2 0 先增高后降低，而k 2 0 先降低后增高；s e 、p b 、 m o 、w 、h f 、a s 、f 、s 元素明显增高：r e e 元素是依次递增的，h r e e 元素明显增高， l r e e h r e e 比值、( l a v b ) n 比值是降低。通过研究发现：主量元素的变化规律与蚀变矿物 群相吻合；矿石具有相似类型的微量元素群，即矿化赋存于一个多元素增高场中，成矿流体 具有还原性；矿化过程中重稀土元素明显富集，为成矿流体的深源性提供一个佐证。 总结得出钠长石交代岩的广泛存在是选区的标志；酸交代的出现是矿体赋存环境的识别 标志；方解石脉体在围岩中大量出现是矿体边界和尖灭的识别标志。 关键词：相山矿田，居隆庵铀矿床，微脉浸染型铀矿床，蚀变分带，交代作用 a b s t r a c t x i a n g s h a no r e f i e l di st h eb i g g e s th y d r o t h e r m a lu r a n i u mo r e f i e l di nc h i n a , w h i c hi ss t i l l m i n e da tp r e s e n t j u l o n g a na sa b i gu r a n i u md e p o s i ti np r o s p e c t i n gs t a g e ，l o c a t e si nt h ew e s to f x i a n g s h a no r e f i e l d t h er e s e a r c hi na l t e r a t i o n , g e o c h e m i s t r yo fd e p o s i t ，o r ec o m p o s i t i o na s p e c t s a n ds oo n ，r e m a i nt ob ei m p r o v e d p a p e rb a s e do nt h es t u d yo fm i n e r a lg e o c h e m i s t r y c h a r a c t e r i s t i c si nt h eu r a n i u me n r i c h e ds p a c e ，i st h eo p e r a t i o n a lb a s i sf o rp r o s p e c t i n ge v a l u a t i o n a n df i n d i n gd e e pb l i n do r e b a s e do nr e g i o n a lg e o l o g i c a ls e t t i n ga n dg e o l o g i c a lf e a t u r e so ft h e u r a n i u md e p o s i t , f l u i dp r o c e s sa n da l t e r a t i o nz o n i n g , w h i c hi n d i c a t et h ec h a n g eo fm i n e r a lg r o u p a n dm i g r a t i o no f e l e m e n t s ，h a sb e e nr e s e a r c h e d a c h i e v i n gs e r i e so f r e s u l t s ： t e c t o n i cs y s t e m si n t e r l a c e db ya n n u a ls t r u c t u r eo fx i a n g s h a nv o l c a n i cb a s i na n dn ea n dn w f a u l ts t r u c t u r ee x i s ti nt h er e s e a r c ha r e ap r o v i d es p a c ec o n d i t i o nf o ro r ef o r m i n g o r e c o n t r o l l i n g t e c t o n i ci sz h o u j i a s h a n - s h i d o n gf a u l ta n ds e r i e so fe x t e n s i o n a l t o r s i o n a lf r a c t u r eg r o u p sd e r i v e d f r o mi t w e a kz o n e sc o m p o s e db yt h e s ef r a c t u r eg r o u p sa r em i g r a t i o nc h a n n e l so fd e e pm a g m a a n do r ef o r m i n gf l u i d ，a n di ti sa l s ot h eg o o do r e - c o n t a i n i n gs p a c e s ot e c t o n i cc h a r a c t e r i s t i c s m a k ej u l o n g a nu r a n i u mt h em i c r o v e i nd i s s e m i n a t e dd e p o s i t h y d r o t h e r m a la c t i v i t i e so fm i n e r a l i z a t i o ni nj u l o n g a nd e p o s i ta r ed i v i d e di n t ot h r e e p r o c e s s e s ：a l b i t em e t a s o m a t i s mi na l k a l i n ef l u i d ，f l u o r i t e - i l l i t em e t a s o m a t i s mi na c i df l u i da n d v e i nf i l l i n gp r o c e s si nw e a ka l k a l i n ef l u i d t h eu r a n i u mh o s t e dr o c k sa r ep o r p h y r yr h y o l i t e ，r h y o d a c i t e ，a n ds u b v o l c a n i cg r a n i t i c r o c k s t h ea l t e r a t i o nz o n i n gr e s e a r c ht h r o u g ht h r e el a t e r a lm a r g i np r o f i l e si nd i f f e r e n tw a l lr o c k s s h o wt h e yh a v et h es i m i l a rz o n i n g r o c k si nc e n t e rh a v ec a t a c l a s t i ct e x t u r e , w h i c hb e l o n gt o f l u o r i t e i l l i t et y p eo r e r o c k si ni n n e rz o n eh a v ec r y s t a l l o b l a s t i ct e x t u r e 。i nw h i c ht h e r ea r em a n y n e wm i n e r a l ss u c ha sf l u o r i t e - c a l c i t e - a l b i t e r o c k si no u t e rz o n eh a v ep o r p h y r yt e x t u r e ，i nw h i c h t h e r ea r em a n yn e wm i n e r a l ss u c ha sa l b i t e c h l o t i t e t 1 1 e ya l s oh a v es i m i l a rg e o c h e m i s t r y c h a r a c t e r i s t i ci nm i n e r a l i z a t i o np r o c e s s t h ev a l u e so fp 2 0 s ，m g o ，c a o ，l o ii n c r e a s e ，a n di ti s r e l a t e dw i t hf l u o r i t e 。e h l o t i t e ，a p a t i t e n a 2 0v a l u e si n c r e a s ea tf i r s ta n dt h e n d e c r e a s ei n m i n e r a l i z a t i o np r o c e s s ，w h i l ek 2 0v a l u ew i t hr e v e r s et r e n d t h ef a c tt h a tv a l u e so fs c ，p b ，m e ，w h f , a s 。f ，se l e m e n t si n c r e a s es h o wu r a n i u mb o d yh o s ti nm u l t i e l e m e n t si n c r e a s e df i e l d r e e v a l u e si n c r e a s e ，h r e ev a l u e sa r ee n r i c h e ds i g n i f i c a n t l y l r e e h r e er a t i oa n d ( l a y b ) ni s r e d u c e d a l ld a t as h o wt h em e t a i l o g e n i cf l u i d sb e i n gr e d u c t i v ef l u i d sm a yh a v ed e e p l y - d e r i v e d o r i g i n t h es p a c ew h e r ea l b i t em e t a s o m a t i s me x i s t sw i d e l yc a nb ea sa s y m b o lo fu r a n i u ma r e a a c i d m e t a s o m a t i s mc a nb ea sas y m b o lo fo r eb e d ye x i s t i n g t h a tm o s tc a l c i t ev e i n se x i s ti nw a l lr o c k s i n d i c a t e st h eo r eb e d yw i l ld i s a p p e a r k e yw o r d s ：x i a n g s h a nu r a n i u mo r e f i e l d ，j u l o n g a nu r a n i u md e p o s i t ，m i c r o - v e i nd i s s e m i n a t e d d e p o s i t ，a i t e r a t i o nz o n e , m e t a s o m a t i s m 核工业北京地质研究院硕士论文 目录 1 绪论。l 1 1 选题依据、目的和意义1 1 1 1 选题依据- 。l 1 1 2 选题目的2 1 1 3 选题意义2 1 2 研究内容、思路和技术路线3 1 2 1 研究内容。3 1 2 2 研究思路和技术路线3 1 3 研究区研究历史、现状及存在的问题4 1 3 1 研究区的研究现状4 1 3 2 矿床学中蚀变的研究现状：6 1 3 3 相山铀矿田蚀变的研究现状7 1 3 4 存在的问题及发展趋势9 1 4 研究区自然地理交通状况9 1 5 论文的主要工作量1 0 2 区域地质背景。1 1 2 1 大地构造背景1 1 2 2 区域地质及矿田地质特征。1 2 3 居隆庵矿床地质特征。1 5 3 1 火山一侵入杂岩1 5 3 1 1 岩石学特征1 5 3 1 2 岩石化学特征1 6 3 1 3 稀土元素特征：1 8 3 1 4 微量元素特征1 9 3 2 矿床构造特征2 0 4 成矿流体作用与蚀变。2 2 4 1 矿前流体作用与蚀变2 2 4 1 1 矿前流体交代作用的地球化学过程2 2 4 1 2 碱性流体的交代现象。2 4 4 1 3 矿前流体的交代作用与蚀变产物2 5 4 1 4 矿前流体的交代作用特点及其意义3 2 4 2 矿期流体作用与蚀变。3 3 4 2 1 矿旁围岩蚀变分带3 3 4 2 2 蚀变岩石的化学成分与成矿流体作用。3 6 4 2 3 矿石的性质：4 8 4 2 4 矿旁蚀变特征5 2 4 3 矿后流体作用与脉体充填5 3 l 核工业北京地质研究院硕士论文 5 居隆庵矿床蚀变研究的意义 5 4 5 1 蚀变是热液铀矿化的必然产物：5 4 5 2 蚀变可作为指示矿化的标志5 5 5 3 蚀变可指示铀矿化成因5 6 6 结论 ! ；7 致谢5 9 参考文献 图版 2 核工业北京地质研究院硕士论文 1 绪论 1 1 选题依据、目的和意义 1 1 1 选题依据 铀矿是我国重要的战略资源，无论是在军工行业，还是在核能工业中均占有至关重要的 位置。特别是随着核电的快速发展，对铀矿资源提出了新的需求。因而开展铀矿的勘查和深 入研究，提高找矿评价效率和认识铀成矿规律是当务之急。蚀变研究在矿床的勘探和评价中 起着重要作用。 ( 1 ) 蚀变研究来源于矿产开发又服务于生产 在大矿区中，在那些没有矿石直接出露而仅有典型蚀变岩石的地方，常常发现有过去采 掘的痕迹( 即蚀变现象) ，这说明采矿工程师很早以前就注意到了蚀变。而且是采矿工程师， 不是地质学家，把蚀变作为一种交代作用产生的现象提升到研究领域，因此蚀变的研究是来 源于矿产的开发。 交代蚀变岩石的研究是使采矿工业的原料储量增加的可靠方法之一。在矿床勘探及采矿 地质工作中，查明对矿体规律性分布的蚀变岩石的岩相，可以指导矿体的开采，并且常常可 以使采矿工业的原料储量增加。这是因为蚀变了的岩石或者是个别蚀变的岩相可作为判别矿 化的标志，而且常常作为独特的指示标志，这种标准可以用来指导开拓揭露工作的方向。 ( 2 ) 蚀变研究在寻找新矿体及扩大老矿区中有着不可忽视的作用 热液蚀变作用是伴随热液成矿作用广泛发育的一种地质现象，而且蚀变的近矿岩石所占 的面积要比矿体所占的面积大得多，同时在找矿时遇见蚀变岩石的机会常常要比直接发现矿 体露头的机会多得多。因此通过研究蚀变特征，不仅有助于查明成矿机制，而且对于普查找 矿和深部评价有重要的指导作用。 这里可以引出很多根据蚀变围岩发现大的金属矿床的例子。比如，犹他州的延蒂克司 坦达尔特大铅矿是根据硅化绢云母化的斑状花岗岩的存在而被发现的，乌拉尔的许多含铜黄 铁矿扁豆体是根据硅化和绢云母( 伊利石) 化的钠长斑岩而被发现的。 蚀变的岩石能帮助我们发现盲矿体。伴随矿化所产生的蚀变岩是矿体前缘或是侧缘围 岩。一般情况下，应先发现蚀变岩，而后才看到矿体。因此，对于找矿评价工作来讲，蚀变 岩石在空间上的变化( 水平和垂直分带) 研究，不仅对一个点带评价有着重要意义，而且是 攻深找盲工作的重要利器。例如，中国6 0 年代提出的脉状钨矿床五层楼的垂直分带模式， 为钨矿的深部找矿和新区突破立下了汗马功劳；日本鹿儿岛热泉型金矿富集在火山碎屑岩的 钠黝帘石化向钾黝帘石化转变的蚀变围岩中；我国热液铀矿床在空间上都存在着一定的蚀变 空间场。 ( 3 ) 蚀变既反映了成矿热流体信息，也为流体性质来源提供了佐证。 蚀变产物是成矿流体与固相岩石作用发生反应的产物，它既反映了流体性质和组成，又 反映了固相组分变化规律，还反映了新生矿物的生成过程和条件。蚀变群体指同一地质体的 空间内，在不同时间、环境和成因条件下，新生的元素及矿物聚合体。群的提出使根据现象 核工业北京地质研究院硕士论文 判定地质体成矿成为可能。在现存的地质体中，记录成矿作用的流体信息包括：矿床或脉旁 蚀变矿物群及蚀变空间结构、矿石矿物和脉石矿物群的组成及演变关系、矿物中的流体包裹 体及其组成和温压参数、矿物中的同位素组成变化等。我们研究蚀变矿物群，不仅能够分析 蚀变发生的化学过程，还可以推测蚀变交代作用的地球化学条件，进而了解热液流体的性质。 热液流体与母岩作用时，热液流体的化学成分变化和反应速度，应是时间和流体流经过 程的函数。热液流体的性质组成不断变化，反应生成物不仅在反应量上，而且在种类或结构 上也会表现出有规律的变化，这种变化是通过蚀交矿物即我们所说的蚀变分带现象来反映 的。因此研究蚀变分带可以帮助地质工作者推断热流体性质和生成环境的变化，进而可以推 断热液流体的来源。 ( 4 ) 蚀变是成矿过程的记录，对阐明矿化成因必不可少。 任何一种矿床的热液作用都不是单一的，而是经历了一个长期演化过程。任何一个矿床 的成矿过程所伴随的蚀变岩石，都是复杂的地质应力综合信息的记录。因此矿床的蚀变不仅 记录了有用矿产矿化沉淀过程的热作用，也记录了矿化前、后热作用，甚至于次生作用的叠 加。研究蚀变是剖析这些信息来源，获取成矿地球化学和富集条件不可缺少的手段。 从富矿产出条件来讲，蚀变岩石中某些新生矿物的出现乃是富矿产出环境的指示。任何 一种矿床要形成富矿必须具备有良好的成矿热液流体循环的通道、热液流体与邻近围岩发生 的化学反应速度、热液流体与围岩的化学反应的不平衡持续时间和反应完全程度等。由于上 述条件的优越，则导致在富矿周围蚀变岩石的新生矿物群体有别于一般矿化围岩。因此，特 殊的蚀变矿物群的出现可能是富矿产出的记录。 1 1 2 选题目的 江西相山矿田是我国最大的热液铀矿田，也是我国目前仍在开采的主要铀矿田之一。其 区内构造、热液蚀变和矿化作用十分发育。四十余年来通过勘探、开采和大规模的地质研究 工作，积累了许多宝贵资料，也引起了国内外众多的地学工作者的极大兴趣。这个地区的岩 石学、构造地质学、矿床学等领域的研究成果众多，但在蚀变领域方面尚缺少系统的研究报 告和论文，特别是现今处于勘查阶段的居隆庵矿床，蚀变研究基本上尚未开展。据勘探结果 该矿床有很好的成矿潜力，铀矿化都有向深部延伸和变好的趋势。因此，深入研究该矿床的 蚀变空间分布和地球化学规律对揭示居隆庵矿床的成因和指导勘查均具有重要作用。 本论文将以相山矿田居隆庵铀矿床为研究对象，通过野外观察，选取典型蚀变剖面，着 重从蚀变的分带性和空间结构方面进行研究，系统地探讨蚀变的演化发展与铀成矿之间的关 系。运用地球化学分析方法，探索在交代过程中元素聚散与铀元素富集的关系，阐明蚀变分 带在找矿中的作用，为探讨相山铀矿田的成因机制提供必要的佐证。 1 1 3 选题意义 蚀变肩负着区域、矿田和矿床评价三重责任，而且又是深部盲矿找寻的重要指标。因此 蚀变的研究意义不外乎两点： ( 1 ) 蚀变是新区选择的评价依据。新区包括区域选址和矿区点带评价两个部分。因为 蚀变既是深部热事件的存在与否的判别标志，又是热作用长期性、连续性、叠加性的信息记 录，还是矿种类型差别区分的证据。不同矿化蚀变显示是不同的，如钨锡矿的云英岩化，斑 2 核工业北京地质研究院硕士论文 岩铜矿的钾质矿物的壳层分带，热泉型金矿的钠( 钾) 黝帘石化等。 ( 2 ) 蚀变是判断矿床前景和深部盲矿找寻的利器。任何一种热液矿床绝不产在不变的 原始岩石中，而是产在有热作用前兆的岩石之中。矿床的评价首先要搞清楚热作用及产物的 种类和分布，然后了解蚀变空间格架( 场) 。对于矿体来讲，它应有侧缘和垂向蚀变差异( 空 间结构) ，这是研究蚀变的重中之重。 ( 3 ) 蚀变是矿床成因研究的重要组成部分。蚀变矿物、元素的变化规律能为成矿物质 来源提供依据。 1 2 研究内容、思路和技术路线 1 2 1 研究内容 本论文根据国内外研究现状，在充分调研前人工作的基础上，以相山铀矿田居隆庵矿床 作为研究对象，重点解剖该矿床的矿旁蚀变规律。它包括：矿脉的侧缘蚀变分带、矿脉垂向 蚀变分带。所谓蚀变分带是指成矿流体与围岩相互作用，而导致寄居岩石在矿物组成上的变 化。它涉及新生矿物代换岩石原来矿物的过程以及所引起的岩石主量元素的变化、铀钍元素 变化、微量元素与铀钍元素的演变关系以及稀土元素在矿脉蚀变岩石中的含量分布特征及与 铀钍元素关系等诸多方面。这就是说，矿床蚀变研究是了解在热液作用下，矿脉围岩所表现 出的原矿物的改造、消失和取而代之的新生矿物的产生的过程；揭示矿物群的组成以及新生 矿物群的组成在矿脉空间上岩石的数量、强度和品种上的变化规律；掌握矿脉围岩在热液作 用下，伴随矿物改组产生的元素扩散、迁移、聚集的变化趋势。 为了实现以上目标，首先了解区域地质背景，它是区域壳演化发展的历史记录，是构造 格局形成的记录，是深部或岩浆热活动的历史记录，是成矿活动史的纪录，而蚀变作用是这 些活动历史的集中反映；接着了解其矿床地质特征，主要研究赋矿主岩的性质及其对矿化的 影响和矿床构造对矿体形态的影响；重点研究成矿流体作用和蚀变；最后总结蚀变与矿化的 关系。 1 2 2 研究思路和技术路线 鉴于上述研究目的，论文研究思路是在了解蚀变场的基础上，重点解剖典型矿脉的蚀变 规律。实际上面是点的基础，只有搞清面上蚀变变化，才能认识矿脉旁的蚀变规律。蚀变场 是指热液流体通过连通的裂隙和孔洞与岩石进行化学反应，导致岩石在成分和结构构造发生 的空间范围。显然蚀变场是岩石受热作用和应力作用后出现的应力形变场、元素群体场和蚀 变矿物群体场的总称，或者说蚀变场是成矿作用引起岩石在结构构造、蚀变矿物组成和元素 组成发生变化的空间范围。 当前蚀变研究中未注意到矿旁蚀变垂直分带和空间蚀变场的不同。矿旁蚀变垂直分带是 指矿脉沿倾斜上的蚀变差异研究，而蚀变场是矿床寄居主岩在空间上受热流体作用而发生的 蚀变现象。所以一个钻孔获得的岩石蚀变现象不是矿脉( 旁) 的垂直分带，而是矿脉( 旁) 的侧缘或者垂向蚀变和空间蚀变场的不同蚀变现象在不同部位生成物的反映。研究中将同一 钻孔不同标高蚀变现象当作是矿脉( 旁) 的垂直分带是蚀变研究中的一个误区。在居隆庵矿 3 床蚀变的研究中避开这种误区，真实地了解蚀变的变化规律。 根据以上研究思路，在居隆庵矿床研究时，拟定了以下实施方案和技术路线。 ( 1 ) 通过野外考察并对居隆庵矿床的蚀变类型有宏观认识，对铀成矿的主岩的蚀变场 有个总体了解。在此基础上对矿旁的蚀变带剖面进行系统取样。 ( 2 ) 通过磨光薄片及显微镜下观察，研究居隆庵地区的矿旁蚀变围岩的矿物群特征， 并了解其矿脉垂向分带特征和水平分带特征。 ( 3 ) 通过对系统剖面样品的化学全分析及i c p - - m s 分析，查明蚀变作用过程中元素的 迁移、变化规律。 ( 4 ) 通过电子探针分析铀的赋存状态及蚀变与铀成矿的关系。 ( 5 ) 通过扫描电镜研究粘土矿物赋存形态。 论文将采用野外工作和室内研究，宏观和微观剖析相结合的技术方法。有效实施的前提 是相关文献的广泛阅读消化，学科前沿的把握，先进实验手段的掌握，正确的野外取样，样 品的代表性。论文将以热点铀成矿作用理论为指导，以当代地质分析测试为手段，以蚀变矿 物、元素变化研究为重点，充分结合岩石学、矿物学、地球化学等多领域的成果，来研究居 隆庵矿床蚀变的特征。 1 3 研究区研究历史、现状及存在的问题 1 3 1 研究区的研究现状 ( 1 ) 相山矿田的研究现状 相山铀矿田是于1 9 5 7 年航测时发现的，经过5 0 年的勘查和研究工作，已由发现时的航 放异常发展成为万吨级铀矿田。其发展历史列入表1 1 ，共经历了以下几个阶段： 1 9 6 3 - 1 9 6 5 年，原华东6 0 8 大队1 2 队在相山地区进行了1 ：5 万地质填图，提出相山是 一个火山盆地。 1 9 7 0 - - 1 9 7 2 年，由“3 队、1 所、1 矿”，即由三大队、北京第三研究所、7 2 1 矿组成的 联合科研队对相山矿田以往的地质研究工作进行了全面总结。研究认为相山矿田北部控矿的 花岗质小岩体属次火山岩体，并对相山地区进行了以构造地质为主的综合研究，揭示了深大 断裂对铀矿化的控制作用。 1 9 7 8 - 1 9 8 0 年，华东地勘局2 6 1 大队在该区开展了1 ：2 5 万的岩性、岩相地质填图。与 此同时，北京第三研究所对相山矿田开展了大型科研项目，开展了相山矿田热液蚀变的地质 和地球化学特征及其找矿意义、成岩成矿温度及沥青铀矿的沉淀环境与机理、相山火山机构 及其对铀矿化的控制作用、诱发裂变径迹法在相山火山岩研究中的初步应用等专题研究。陈 肇博、王传文等( 1 9 8 0 ) 首次提出相山火山盆地为一大型塌陷式火山盆地，铀矿化主要受火 山构造与区域断裂共同控制，并提出了成矿物质来源“双混合”的成因模式。 1 9 8 2 1 9 8 6 年华东地勘局2 7 0 所与2 6 1 、2 6 5 、2 6 8 、2 6 9 大队联合开展“赣杭构造火山 岩成矿带”研究，指出赣杭构造带是我国最重要的火山岩型铀矿的成矿带。徐国庆( 1 9 8 2 ) 、 刘家远( 1 9 8 5 ) 通过对火山侵入杂岩的稳定同位素的研究，认为相山火山岩是由上部陆壳 物质经部分熔融而形成的。 4 核工业北京地质研究院硕士论文 王德滋、刘昌实等( 1 9 9 0 年) 对相山及桐庐两类火山岩进行了对比性研究，认为相山 火山侵入杂岩的成因类型属壳源。杜乐天、温志坚等( 1 9 9 8 1 9 9 9 ) 对相山典型矿床稀有 气体同位素特征进行了研究，证实相山矿田成矿热液中有地幔流体介入，并且认为u 、，n i 是 通过碱交代作用从深部清扫上来的。 1 9 9 2 年中国地质科学院西安地质矿产研究所的夏林圻和法国国家科研中心p i e r r es i i e 实验室、法国原子能署的r c l o c c h i a t t i 等联合对相山地区开展了“相山中生代含铀火山杂岩 岩石地球化学”的研究。 表i - i 相山铀矿田工作一览表 工作时间工作单位工作性质主要成果 1 9 6 31 9 6 5 6 0 8 大队l ：5 万地质填图图件 1 9 7 01 9 7 2 “3 队、1 所、l 矿”科研报告、图件 1 9 7 8 1 9 8 02 6 1 队l ；2 5 万矿田岩相地质图 图件 1 9 8 2 1 9 8 6 2 0 7 所与各队联合 “赣杭构造火山岩成矿带”研究报告，图件 “相山中生代含铀火山杂岩地球化 1 9 9 2 中法联合报告 学” 1 9 9 2 2 6 1 队对7 2 1 矿生产结果验证回访调查 图件 核工业北京地质研究 2 0 0 4 2 0 0 5 “相山铀矿田深源成矿流体研究”报告、图件 院 张万良、李子颖( 2 0 0 5 ) 在江西邹家山铀矿床成矿特征及物质来源的研究中，提出成矿 物质与火山岩、斑岩一样都来源于深部岩浆房体系，认为成矿物质、斑岩、火山岩都是深部 岩浆过程的产物。2 0 0 6 年，李子颖、黄志章、李秀珍等对相山矿田成矿流体进行研究得出： 相山铀成矿流体经历了碱性一酸性一碱性演变过程。且成矿流体来源具有深源性。 通过相山矿田的整个研究历程发现：该地区地层岩石学方面研究的较多，而矿床蚀变研 究较少。 ( 2 ) 居隆庵矿床的研究现状 居隆庵矿床是原三零九队六分队于1 9 5 7 年进行1 ：5 万地表7 普查时发现的，将研究发 展历史列入简表l - 2 。 1 9 6 8 年以前，原华东6 0 8 队2 队曾先后完成了1 ：2 0 0 0 的y 普查和初步揭露评价工作。 1 9 6 9 年以后，2 6 1 队继续进行地表l ：2 0 0 0 的丫详查，构造填图和普通物探工作等，并 对2 2 条矿带进行了比较充分的地表揭露评价，提交了揭露点地质报告。 表1 2 相山矿田居隆庵铀矿床工作一览表 工作时间工作单位工作性质主要成果 1 9 6 8 年前6 0 8 大队y 普查、初步揭露评价工作报告 1 9 6 92 6 1 队 r 普查、构造填图和物探工作 报告、图件 1 9 7 22 6 1 队 深部揭露评价工作 报告、图件 1 9 7 5 2 6 1 队物探工作报告、图件 1 9 8 12 6 1 队 储量评价报告、图件 2 0 0 6 - 2 0 0 9 2 6 1 队勘探工作报告、图件 5 核工业北京地质研究院硕士论文 从1 9 7 2 年开始进行深部揭露评价，于1 9 7 5 年提交了勘探基地报告，在肯定了七号、一 号矿带的成矿远景后，随即对七号带4 5 线 一4 8 a 线进行了勘探，于1 9 8 1 年6 月提交- j 1 6 1 2 4 矿床最终储量报告，尔后沿走向扩大，对深部进一步探索，于1 9 9 2 年暂停工作。 近年来2 6 1 队主要在七号带下盘进行进一步的勘探工作，将勘探线布置到了8 0 线，该 地区的工作区分为普查区和详查区两个区。 1 3 2 矿床学中蚀变的研究现状 2 0 世纪5 0 年代以前的交代蚀变研究，主要集中在对蚀交矿物成分和蚀变岩石中矿物变 化过程的研究。蚀变作为一种交代作用现象，是被俄国采矿工程师索科洛夫斯基( 1 8 3 6 ) 所 注意并提出的。众所周知，早期对矿体附近热液蚀交岩石的观察资料进行过总结的代表学者 是w 林格仑和g m 什瓦尔茨，早在1 9 0 1 年，林格仑已经把热液交代岩石的一些矿物类型鉴 定出来，而且对矿脉进行了分类。1 9 0 8 年萨莫伊洛夫令人信服地证明近矿脉的矿物蚀变现 象作为找矿标志。矽卡岩和蛇纹岩是交代蚀变岩研究中研究较多和较系统的两类岩石。v m 戈尔德施密特( 1 9 1 1 ) 发表了矽卡岩发展规律的第一篇著作后，矿物学家兀兀皮利平科分 别在1 9 3 9 年和1 9 4 5 年发表了矽卡岩和含矿和接触交代矿床的形成两篇文章，在文 章中他提出了独到的观点，即矽卡岩为浅成双交代的产物，在交代过程中没有s i 、a l 、f e 元素带入，什瓦尔茨( 1 9 3 9 ) 在他的火成岩的热液蚀变一文中，总结了火成岩遭受蚀变 时矿物类型的化学组成变化。1 9 4 7 年纳科夫尼克在引证了大量的世界资料的基础上，对次 生石英岩进行了全面叙述。 而5 0 年代以后的交代蚀变研究。则是将蚀变与矿床的形成有机地结合起来。前苏联地 质学家e 皿卡尔玻娃和a r 伊瓦申采夫( 1 9 5 4 ) 指出，主要矽卡岩的矿物成分与矿化之间存 在的关系，如与钙铁榴石成分的石榴石在一起出现的往往是铁、多金属矿化，也有铁一钴矿 化。1 9 5 4 年苏联国立地质保矿科技出版社出版了由库列克等人编写的“蚀变围岩及其找矿 意义”一书，系统地对几种主要矿床蚀变进行了详细的论述，书中除了介绍各种蚀变的特征 之外，还用较大的篇幅叙述了野外观察到的各种地质现象，分析了蚀变与矿化关系，列举大 量的室内研究数据和蚀变矿物组成。 6 0 7 0 年代，提出了一系列的铝硅酸岩石中蚀变岩石的分类方案。6 0 年代h e m l y j o n e s 依据蚀变过程中主要元素代换，提出了氢交代蚀变作用。1 9 7 0 年l o w l l 和l i b e r t 、1 9 7 2 年 s i l l i t o e 、1 9 7 6 年o r u m m o n d 和g o d w i n 关于斑岩铜( 钼) 矿资源的工作取得很大的进展。 c 麦伊尔和g j 赫姆雷( 1 9 6 7 ) 将大多数的铝硅酸岩石中的蚀变划分为五个类型。在a h 图加林诺夫( 1 9 7 2 ) 年主编的火山洼地铀矿床一书中有关蚀变类型的划分和论述，将矿 物元素的代换和结构结合起来划分类型，即以矿物结晶骨架的稳定性作为置换体系的分类基 础，将铝硅酸岩石热液蚀变的交代类型划分为四类。日本地质学家歌田富( 1 9 7 7 ) 根据碱金 属离子和碱土金属离子活度与氢离子活度的变化，将热液蚀变带划分为三类，即酸性系列、 中性系列、碱性系列。h l 巴恩斯( 1 9 7 9 ) 在他主编的热液矿床地球化学一书中，运用 所观察的地质资料，编制了蚀变矿物的相平衡图解。7 0 年代是热液蚀变分类研究进入到了 统一划分的时代，从g r e a s a y 开始提出了不太规范的蚀变铝硅酸盐的岩石分类，到m e y e r 和h e m l y 将硅酸盐岩石的蚀变类型统一划分为：青磐岩的、中级泥质的、高级泥质的、绢 6 核工业北京地质研究院硕士论文 云母的和钾质的几种蚀变类型。正是这一时期西h 沃尔弗松也提出了区域蚀变建造概念， 指出在一定热液类型作用下所形成的与深部地质事件有联系的各种交代体的综合，并提出了 区域蚀变建造的五种类型：热液泥岩、热液黄铁长英( 细晶) 岩、低温钠交代岩、中温钠交 代岩等建造。h 沃尔弗松通过大量的铀成矿区资料，总结出铀矿区泥岩建造的3 个交代序 列，即高岭石、蒙脱石型、高岭石一水云母型、水云母型。值得提出的是h 沃尔弗松的 区域蚀变建造中强调了这些与一定热液作用有关的蚀变与深部地质事件有联系。 8 0 年代以来，随着蚀变理论的不断发展成熟，蚀变研究逐步的被人们用于许多硫化矿 床( 熊小林朱金初等锡矿，1 9 9 4 ：谭运金童启荃等钨矿，2 0 0 4 ) 、铀、金等矿床，提出了 各类矿床中热液蚀变分带，并借助蚀变来研究流体性质及其来源等方面的问题。8 0 年代法 国中央高原花岗岩中的铀矿床的钾蒙脱石化、冰长石化的研究成果，对我国铀矿床蚀变研究 起到了借鉴作用。 近年来，越来越多的新技术手段用于蚀变研究。并对热液蚀变进行了初步实验，通过实 验合成了碲金矿( 元锋，2 0 0 2 ) ，并对其进行了2 0 0 、8 0 温度下不同p h 溶液中的蚀变实 验。实验结果表明在中性、偏酸性和碱性溶液的实验条件下，碲金矿基本保持稳定，而在碱 性稀溶液实验条件下可观测到少量含f e 、t e 、a u 新相的生成及碲金矿表面氧化态碲的明显 增加。近年来光谱学逐步用于研究蚀变矿物组合信息，并且取得了良好的效果。如便携式短 波红外光谱仪( p i m a ) 可应用于许多成矿环境中，p i m a 对普朗斑岩铜矿区及土屋斑岩铜 矿区( 连长云，2 0 0 5 ) 开展实地的短波红外光谱测量工作，获得了研究区蚀变矿物组合及主 要蚀变矿物分布，总结出土屋斑岩铜矿区p i m a 找矿模型。蚀变遥感异常是矿产资源综合评 价与定位预测的一个新参数，通过对植被发育的相山铀矿田e t m + 数据( 张万良，2 0 0 6 ) 主 成分分析，基本消除了植被的影响，获得了良好的含水矿物蚀变遥感异常信息。其中分布在 相山矿田西北部碎斑熔岩中的或北部西段变质岩中的蚀变遥感异常是热液水云母化引起的， 具有重要的找矿意义。 通过几十年的研究，我国铀矿床的蚀变研究也随着国际矿床蚀变研究的发展而前进，这 种前进表现在以下几方面： ( 1 ) 初步总结了中国热液铀矿床中的几种重要的蚀变带。 ( 2 ) 提出了蚀变场及蚀变群体的概念。 ( 3 ) 强调了应力变形场、蚀变场、元素增高场的叠置现象是深部热作用和构造运动的 协调性的综合反映。 ( 4 ) 强调了热液流动系统与蚀变分带模型的一致性，认为良好的构造裂隙系统或破碎 变形岩石带，可以为热液流体提供良好的循环条件，使热液流体与岩石反应进行得充分和完 全，从而导致矿体蚀变在空间结构上的特点和分带的完善性。 1 3 3 相山铀矿田蚀变的研究现状 ( 1 ) 6 0 - - 7 0 年代前人的研究仅仅处于铀矿化蚀变作用的简单描述阶段。这阶段属于相 山铀矿田蚀变研究的初级阶段，还没有建立起铀矿蚀变的理论，只是在2 7 0 所、2 6 1 队，6 5 2 队等在勘探报告中论及蚀变现象，如红化、绿泥石化、黄铁矿化、碳酸盐化等。 ( 2 ) 7 0 - - , 8 0 年代陈肇博，张学权等把铀矿床中蚀变围岩进行了分带。将钠长石化蚀变 7 核工业北京地质研究院硕士论文 岩石由蚀变带的核部向两侧分为以下四个带：交代钠长岩带；绿泥石方解石交代钠长岩带； 绿泥石水云母化带( 含石英) ；正常岩石带。并将相山矿田热液蚀变分为三个阶段：碱交代 阶段的岩石蚀变、萤石水云母化阶段的岩石蚀变、硅化阶段的岩石蚀变。提出根据热液蚀 变的强烈程度和规模来判断矿化的规模。提出了成矿溶液先碱后酸的理论。张学权( 1 9 8 0 ) 专门讨论热液水云母蚀变及其在铀矿中的作用，得出钠交代岩和热液( 萤石) 水云母化是重 要的找矿标志，指出钠交代岩和水云母化均具有明显的分带性，其外带为蚀变范围较宽的水 云母化带，相对来说易于发现。 但此阶段仍然存在以下问题：未具体定位蚀变围岩与矿体的关系，没有注重空间定位方 面问题；具体的蚀变剖面研究较少，不具有代表性，存在一定的局限性。 ( 3 ) 8 0 - - 9 0 年代杜乐天、黄志章、蔡根庆等研究了碱交代作用中的金铀地球化学。认 为在蚀变上存在一个总的演化序列：碱金属交代一碱土金属交代一酸交代。指出在水平上蚀 变有良好的分带性，矿体内带为石英脉或萤石脉充填及硅化、碳酸盐化，中带为绢云母化、 黄铁绢英岩化、绿泥石化、绿帘石化；外带则为长石化。如果不存在后期酸性蚀变及石英脉 叠加，只是发育碱交代，则内带为长石化向外为绿泥石化、绿帘石化、水云母化等，最外为 弱硅化、粘土化) 、碳酸盐化。在垂向上一般都是碱交代发育于深部，中性交代发育在中部， 酸交代发育于上部。如果早期碱交代弱，后期酸交代及充填也相应不强，矿化也不强。因此， 在形