广东省平远县仁差盆地CO2气与铀多金属成矿关系探讨

邹观石

摘 要： 在系统研究广东省平远县仁差盆地铀多金属矿地质特征，分析了该地区CO2气与铀矿多金属成矿关系。笔者认为仁差盆地CO2气既是加速矿源层中分散铀及多金属活化的有利溶剂，又是铀及多金属由分散到集中运移和富集的有利载体，对热液中铀及多金属的活化、迁移和富集特别有利，可作为找矿主要标志。提示了一个新的铀多金属成矿模式—含铀碳酸水减压、脱气富集成矿，为我局开辟了一个新的找矿思路。

关键词： CO2气； 仁差盆地； 地质特征； CO2气与铀多金属成矿关系

1. 区域地质概况

仁差盆地位于闽、粤两省交界处，南起于广东省平远县仁居真鹅石山矿点，境内称仁差盆地；北部位于福建省武平县，境内称中山盆地，盆地呈NNE走向，长约33km，EW宽10km～15km，面积约340km2（广东省内NNE长16km，EW宽10km～15km，面积约200km2）。区域地质位置在NE向武夷山构造—铀多金属成矿带南端，与EW向南岭构造—铀多金属成矿带复合部位，区域成矿位置十分有利[1]。

仁差盆地是个复式多体火山岩组成的断陷盆地。盆地山峰呈NNE向，南高北低，最高峰位于盆地南端—尖山，海拔867.8m，盆地北部最低约150m，相对高差超过700m。

区内地层由上白垩统（K2）—下第三系（E）的一套火山碎屑岩、紫红色砂砾岩等组成。盆地西侧以鹧鸪窿断裂（F1）为界，与燕山期黑云母花岗岩接触；南侧以鹞子嶂断裂（F14）为界，与燕山期黑云母花岗岩、寒武系、泥盆系上统—石炭系下统、侏罗系中统接触；东侧以猪麻坝断裂（F12）为界，白垩系上统不整合于燕山黑云母花岗岩和侏罗系中统之上。往北东，盆地随着鹧鸪窿断裂延伸至福建省武平中山圩以北，呈北东向展布，长约40km。上述三条控制盆地边缘的断裂，构成了仁差断陷盆地的骨架，开拓了后期沉积的空间和岩浆侵入与喷发的通道。

1.1 地层：

寒武系（∈）：灰绿色变质砂岩、千枚状粉砂岩、千枚岩、绢云母片岩。厚度不详，零散分布于盆地外东南缘。

泥盆系上统—石炭系下统（D3～C1）：石英砂岩、粉砂岩夹灰黑色粉砂质页岩，底部为石英质砂砾岩。厚度不详，零散分布于盆地外东南缘。

侏罗系中统（J2）：灰白色中厚层状中细粒石英砂岩，夹灰紫色，紫红色泥质粉砂岩、页岩。厚度大于300m，分布于盆地东南边缘。

白垩系上统（）：分三个岩性组。

（1）白垩系上统下组（）：紫红色、砖红色粉砂岩、粉砂质泥质泥岩夹少量细砂岩，底部为砂岩，底砾岩。不整合在下伏地层和燕山期黑云母花岗岩之上，主要分布在盆地东侧。厚250m～300m。

（2）白垩上统中组（）：据岩性及火山喷发旋回，分为三个岩性段。

下段（）：以紫红色流纹质火山角砾岩为主，夹凝灰质杂砂岩、杂砂质砾岩，及少量浅绿色凝灰岩。岩石呈中、厚层状，可见层理。主要分布在仁差向斜东翼，倾角比较平缓；少数分布在盆地南端及向斜西翼，倾角较陡，厚约500m。

中段（）：紫红色流纹质晶屑凝灰岩—弱熔结凝灰岩。岩石含大量晶屑及少量酸性熔巖角砾，近底部角砾增多，可达5%～20%，并逐渐过渡为火山角砾熔结凝灰岩。岩石呈块状，无层理。大面积分布于仁差盆地内，组成仁差向斜的两翼。厚约900m。

上段（）：以紫红色、浅绿色及二者间杂的的流纹质火山角砾凝灰岩、火山角砾岩及凝灰岩为主，夹有紫红色凝灰质粉砂岩、粉砂质泥岩及浅绿色沉凝灰岩，局部见有集块岩及熔岩。岩石层理较发育，产状亦较为平缓。分布在仁居及差干一带，组成向斜轴部的一部分。厚400m～450m。

（3）白垩系上统上组（）：主要为紫红色灰白色粉砂岩、粉砂质泥岩，夹少量灰白色细砂质，中下部夹有一层厚约1m的安山质凝灰岩，底部为浅紫红色凝灰质砂砾岩。分布于仁差向斜近轴部一带。厚大于200m。

次花岗斑岩（）：含稀土次花岗斑岩分布在鹧鸪窿断裂与鹞子嶂断裂交叉部位的盆地内侧，呈不规则状产于上白垩统中部的流纹质凝灰岩类中，为仁居矿区的成矿母岩。面积约3km2，其展布方向与平面形态和盆地相似。

第三系下统（E）：以紫红色、砖红色粉砂岩、粉砂质泥岩为主，夹砂砾岩、砾岩，底部为砾岩。粉砂岩、泥岩中普遍含少量砾石。分布在差干北部和上举西侧。岩层产状平缓，倾角一般在10°以内。与下伏地层呈不整合接触。厚大于650m。

第四系冲坡积层（QaId）：主要分布在河谷两侧的冲积阶地及少数水田分布区的残坡积物。多为粘土、砂质粘土，少数河流阶地上，尚有砂、砾石层。厚度多在5m以内，最大厚度为7m多。

1.2 构造

区内断裂构造发育，主要以NNE组为主，其次为EW向和NWW向组。盆地东西两侧两条NNE向控盆深大断裂；东侧为猪麻坝断裂，长>20km，宽5m～20m，倾向NW，倾角75°～80°，属复化性正断层。西侧为鹧鸪隆断裂，长>100km，宽10m～100m，倾角40°～75°，属复合性正断层，既是含水带又是含气带（富含CO2）。

褶皱构造：盆地内的上白垩统至下第三系地层不整合覆盖于由侏罗系等地层和黑云母花岗岩组成基底的燕山期构造层之上，构成仁差向斜。仁差向斜为一复向斜。在东翼的上盘和猪麻坝断裂西侧各有一个小向斜；近轴部的仁居附近有三个呈雁行状排列的小向斜；差干北西侧，还有另一小向斜等一系列次级向斜。各小向斜轴向多为NNE，与主向斜轴有一小的交角。主向斜轴为北东向，与主构造线方向一致。东翼较缓，倾角一般为10°～15°，西翼稍陡，倾角一般为15°～30°，为一比较开阔，两翼不对称的向斜。

断裂构造分为三组，NE—NNE组、EW组和NW—NWW组。

（1）NE～NNE组

鹧鸪窿断裂（F1）：区域性断裂，走向NE，倾向SE，倾角55°～75°。延伸大于25km。沿断裂出现宽数米至百余米的硅化构造角砾岩带，显示大型压性构造的特征，后期转化为张性，具正断层性质。与其性质相似的断裂还有F2、F4、F6、F7和F9。这些断裂走向较F1略偏北，多为NNE向，倾角较大，一般为70°～80°。均为向盆地内倾斜的正断层。以上断裂均分布在仁差向斜西翼。

猪麻坝断裂（F12）：为控制仁差盆地的主要断裂之一，走向NE，倾向NW，倾角70°～80°，延长大于10km。断裂带内有石英斑岩充填。与其性质相似的断裂还有F3、F5、F11及F13等，这些断裂均为向盆地内倾斜的正断层，多分布在仁差向斜的东翼。

（2）EW组

鹞子嶂断裂（F14）：走向近EW，倾向SW，倾角45°～60°，为逆断层，延伸大于13km，为控制仁差盆地南界的主断裂。其形成时间较早，常被北东向断层切割。沿断裂带有次花岗斑岩充填。位于麻楼北侧的次花岗斑岩风化壳，稀土含量较高，局部构成工为业矿体。

黄畲断裂带（F15）：分布在盆地外，位于矿区西部黄畲一带，与F1断裂近垂直接触。走向NW，倾向SW，倾角60°左右，延伸出图幅，长大于4km，宽0.8m～3.2m。由石英脉和硅化碎裂花岗岩组成。

（3）NW～NWW组

盆地內除上述断裂外，尚有两组晚期断裂，NW组及NWW组。这两组断裂多为正断层，规模较小，延伸多在5km以外，NW组发育较晚，常切割NE组断裂。NWW组发育较晚，切割所有其他断层。

1.3 岩浆岩

区内岩浆活动强烈，除大面积的火山岩外，盆地两侧均为燕山早期的黑云母花岗岩（）。东侧为葫芦岗岩体，西侧为南桥岩体。此外，还有各种不同期的脉岩。

南桥岩体：分布在鹧鸪窿断裂（F1）西侧与次花岗斑岩呈断裂接触。为一大岩基，面积大于1000km2。以局部具似斑状结构的中粗粒黑云母花岗岩为主体，间杂有同源异相的花岗闪长岩（）、石英二长岩（）、二长花岗岩（）、正长岩（（）及稍晚的细粒黑云母花岗岩（）。局部见混合岩化花岗岩（Mb）。在东部近断裂带常见硅化及片理化，局部成为糜棱岩化花岗岩。

葫芦岗岩体：为一岩基，面积大于800km2。具巨斑状结构的中粗粒黑云母花岗岩（）和细粒黑云母花岗岩（），区内仅为岩体西侧局部。

盆地内或沿断裂带及其两侧发育着多期各种脉岩。猪麻坝断裂和F9断裂带内，见有燕山晚期的球粒斑岩（）和石英斑岩（）；鹧鸪窿断裂带内及其两侧和赤鸡坳一带的次花岗岩及流纹质凝灰岩中，见有喜山早期的辉绿岩（）、闪长岩（）和晚期的细晶花岗岩（）。这些脉岩明显受主干断裂及其次级构造控制，分布在断裂带及附近。

2. 仁差盆地CO2气的分布与赋存条件

仁差盆地CO2气主要分布在盆地北部矿区，其分布由土窝里—神背—罗车呈EW向展布。其次是鹿子坑断裂被差干河和下举河切割一带；盆地西部鹧鸪隆断裂和盆地南部矿床ZK-701深部钻孔揭穿后也见气水混合物喷出地表。CO2气的分布范围广。

仁差盆地富含的CO2气主要是以气水混合物的形式赋存在不整合面、喷发间断面、层间破碎带和构造裂隙、孔隙中，多沿构造裂隙、孔隙在低洼处以气泉形式逸出地表。埋藏在深部的CO2气一旦被钻孔揭穿可以不同的形式喷出地表，如ZK-1可以高达27.67m的气水混合物可以长期自喷；ZK-262、ZK-118等呈有规律的间歇性自喷。据钻孔抽水试验和定深取样测定，气体成分中75%～90%为CO2气，气比水多，绿色火山碎屑岩中的气水比最高可达8.5，气流量和气水比随埋深增加而增大。压缩性大、渗透性强的CO2气可沿破碎带和构造裂隙在各岩层中运移，虽然在空间分布上各有差异，但是互通一体的，均来自于深部。

3. 仁差盆地CO2气与铀多金属成矿关系

（1）仁差盆地富含的CO2气是经过漫长的地质年代演化、更新后的综合产物，其主要来源于幔源岩浆去气作用。CO2气溶解于水形成碳酸水，水中游离CO2气含量最高可达1108.80毫克/升，平均为505.48毫克/升，富含CO2气的地下水在径流过程中，它既是加速矿源层中分散铀及多金属活化的有利溶剂，又是铀及多金属由分散到集中运移和富集的有利载体，对热液中铀及多金属的活化、迁移和富集特别有利，可作为找矿主要标志。

（2）CO2气在金成矿过程中的作用主要表现为：①在地幔熔融和富集交代过程中可以形成富金和CO2的岩浆，进一步在岩浆去气过程中金可以气相形式随CO2气排出，形成富CO2气的含金流体[2]；②CO2气能使矿源层中金活化并转化为溶解金；③在成矿流体迁移中，CO2气不仅可以携带金，而且是使金保持溶解状态的缓冲剂；④在成矿有利的地球化学环境和地质条件，CO2气在溶液中含量变化是金沉淀富集的重要因素。可见，CO2气在金的成矿过程中起到极为重要的作用，并可作为其找矿标志。

4. 仁差盆地CO2气与铀多金属成矿关系的探讨成果

（1）首次揭示了一个火山岩型铀矿床地下碳酸水的分布规律，以及铀在此溶液中的存在，迁移形式和富集条件。

（2）提示了一个新的铀多金属成矿模式—含铀碳酸水减压、脱气富集成矿，为我局开辟了一个新的找矿思路。

（3）预测了新的成矿有利地段。CO2气与金成矿的关系，目前国内外许多学者正在研究和探讨，并取得了丰硕的成果，发表了不少论文，奠定了丰富的理论基础，开辟了新的找矿思路

（4）仁差盆地****矿床有优越的成矿地质大环境，有矿源和热液富集的场所，有丰富的CO2气和矿源资源，找矿空间大，有望在其深部火山岩及基底找到更好的铀多金属矿。

参考文献：

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