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成都理工大学毕业设计（论文）1第1章引言1.1选题依据及意义铀资源是一种军民两用的、高度敏感的战略资源，除作为核武器填料之外，也是核潜艇和核电站所需的基本原料，是发展核电的基础。能源是人类赖以生存的五大要素之一，核能作为一种清洁、高效、经济的能源，是当今世界能源供应的重要组成部分，发展核电对缓解我国能源短缺，改善环境和能源结构不合理情况，实现社会-经济-自然和谐发展更具现实重大意义。根据国家核电发展目标，2020年核电装机容量将占全国总装机容量的约4%，达到4000万千瓦。核电的大发展必然带来天然铀需求的极大增长。充足的铀资源供给和储备是保障国家战略安全的需要，是发展经济、提高综合国力、保障我国核电可持续发展的物质基础。因此，加强铀矿资源勘查，确保天然铀的安全供应对顺利实施我国核电发展战略非常重要。加速铀矿找矿勘查和科研工作，寻找新的铀资源基地，确保天然铀的安全供应，是我国铀矿地质战线面临的十分紧迫的战略任务。相山铀矿田位于中生代赣-杭火山岩带相山火山盆地内，是赣-杭火山岩构造带中最重要的铀矿田。相山矿田是我国火山岩型铀矿床的典型代表，所包含的矿床不仅数量多、储量大，而且矿化类型也比较复杂。近几年由于基础工作和科研工作的加强，矿田地质勘查取得了令人瞩目的进展，一批新矿床被发现，老矿床不断扩大，其中邹家山矿床已跨入超大型铀矿床的行列，表明相山矿田具有较大的找矿潜力，所以对其成矿作用特征的研究对以后的找矿工作意义重大。1.3相山铀矿田研究现状相山铀矿田是我国目前最大最富的火山岩型铀矿床，该矿床所处的相山大型塌陷式火山盆地座落在区域性南北向长期活动的赣中南花岗岩隆起带与北东向的赣杭火山岩拗陷带复合的巨型大地构造带上。地处扬子板块与华南加里东褶皱带的结合部位[1-3]。四十多年来，对相山地区进行全面深入的地质研究工作主要有三次。第一次成都理工大学毕业设计（论文）2为1963-1965年，原华东608队12分队在相山地区进行了1:5万的地质填图，提出了相山是个火山岩盆地，这是矿床区域地质背景研究上的一个重点突破；第二次是1970-1972，二机部北京地质局组织的由“3队1所1矿”人员参加的联合科考队，对相山矿床以往地质资料进行全面总结，提出了矿床北部控矿的花岗质小岩体是次火山岩体，对其展布特征编制了系统图件。并对相山地区进行了以构造特征为主的综合研究，编制了第一份相山构造地质图。揭示了深断裂对铀矿化的控制作用；第三次，1978-1980年，华东地勘局261大队在相山地区开展了岩性岩相填图，编制了相山1：2.5万相山矿床岩性岩相地质图，此图较全面地反映了相山火山盆地的地质特征，对盆地基底变质岩划分了五个岩性段。与此同时，北京三所陈肇博、王传文领导的火山岩组对相山矿田进行了系统研究。所队联合首次提出了相山盆地是破火山口(火山塌陷盆地)，相山铀矿床完全受这个破火山口机构控制，铀矿化受火山构造和区域断裂联合控制，矿化具多层位、多部位特点，并提出“双混合成因模式”[4]，使相山火山岩型铀矿床的研究提到了一个新的高度。经过几次大规模的研究和其它学者的零星研究，矿床的成矿特征己经基本清楚：相山铀矿田位于中生代赣-杭火山岩带的相山火山塌陷盆地内，产于酸性火山岩断裂破碎带中[5][6]，成矿温度主要为300-100oC，成矿流体富含CO2(平均1.2%)[7]，铀在成矿流体中主要以[UO2(CO3)2]2-形式迁移[8]。矿床内与铀矿化作用有关的蚀变是钠质交代热液蚀变和萤石-水云母交代热液蚀变[9]。钠质交代热液蚀变形成的铀矿化年龄，平均为120Ma,其形成的矿床、矿点主要分布在矿田北部、东部及南部；萤石-水云母交代热液蚀变形成的铀矿化年龄平均为100Ma，其形成的矿床、矿点分布在矿田西部。火山盆地内最晚一期酸性火山岩的K-Ar年龄为140Ma[10]；盆地中还分布着白垩纪地壳拉张期形成的两期幔源基性脉岩，它们的K-Ar年龄分别为120Ma和100Ma左右[11]。相山铀矿田成矿物质主要来自富铀中酸性火山-侵入杂岩体及基底变质岩，表现了明显的壳源特征，但是并不排除成矿过程中有幔源流体介入以及中基性脉岩对铀成矿的控制作用[12]。相山矿田中赋矿围岩主要为碎斑熔岩、流纹英安岩及次火山岩。爆裂角砾岩筒和中性的二长斑岩脉对铀也具有一定的富集作用[13]。成都理工大学毕业设计（论文）3第2章区域概况2.1相山地理位置相山铀矿田地处江西省乐安市、崇仁县境内（如图2-1）。崇仁县位于江西省中部偏东，抚州西部，东北接临川，东南毗宜黄，西南邻乐安，西北连丰城。北纬27°25′18-27°56′20，东经115°49′-116°17′30。素称赣东望邑，山川毓秀，物产丰腴，人杰地灵，是赣东大地上一颗璀璨的明珠。县境南北长57公里，东西宽42公里，总面积1520平方公里。地势南高北低、西高东低，交通发达，距省会南昌市铁路125公里，公路140公里；距江西省第一大机场（昌北机场）128公里，毗邻京九线，与浙赣线相连的向乐铁路穿境而过，省地干线公路临八线、抚宁线、崇宜线、崇乐线、崇丰线纵横穿越县境。境内还有大小河流140余条，总流长达910公里。便利的交通，为崇仁对外开放、对内搞活、发展横向联系和商品流通提供了十分便利的条件。图2-1相山交通地理位置图2.2自然资源属亚热带湿润季风气候区，气候宜人，四季分明，日照充足，雨量充沛，自然条件十分优越。年平均气温17.6℃，日照时数1776小时，无霜期年平均为266天，年平均降雨量1773.6毫米。崇仁名胜古迹颇多，加之大自然和神奇造化之功，赋予了这块土地一种浩然之气、一种旷古和时代感，有“花在雾中笑，林在云中立”的罗山，素有“道教圣地”之称的相山、岩乡“珠溪八景”、“鼎沸如汤”的奇观以及冬暖夏凉的“灵岩仙洞”，水境环碧的“港河平湖”、青龙吐翠的“宝水流霞”等等，都集“风、成都理工大学毕业设计（论文）4水、气、瀑”于一体，“溪、湖、峰、岩”相得益彰，以千姿百态的风采，吸引着广大来客。2.3矿产资源相山地区矿产资源丰富，有金属矿产20多种，非金属矿产30多种。主要有：有色金属（含贵金属）、稀有金属、黑色金属、稀土矿产、瓷土矿产、建筑材料及冶金辅助矿产等，以稀有金属铀、有色金属铜、瓷土矿和建筑材料矿产为优势。已探明储量的230处矿床中，内有大型矿床1处，中型6处，小型223处。已开采利用的有铜、铀、瓷土、金、钨、煤、稀土、萤石、石墨、建筑材料等。成都理工大学毕业设计（论文）5第3章区域地质背景相山矿田位于赣杭火山岩构造带的西缘（图3-1），是国内外闻名的火山岩铀矿田，也是我国重要的铀矿采冶基地。华南中生代陆相火山岩沿浙、闽、粤海岸线展布，长达l200km，向内侧皖、赣等省横伸500余km，属环太平洋中新生代火山岩带的一个组成部分。该带大规模火山活动起始于175Ma，结束于75Ma，火山活动高峰期为晚侏罗世到早白垩世，可划分为早、晚两期、4个旋回。时空分布表明，火山活动具迁移性，突出表现在南段粤东火山活动起始早、跨度大。闽东、浙东起始晚、跨度小，显示沿平行火山岩带方向梯度性迁移。同时，在垂直火山岩带方向上，早期火山岩(155-120Ma)遍布全区并向江西、浙西扩充，而晚期(118-75Ma)主要限于沿海，显示了由大陆向沿海收缩迁移。全区火山岩早期为高钾钙碱系列，晚期以玄武岩、流纹岩双峰式火山岩为持征，并有向碱性系列过渡的趋势[14]。图3-1赣杭构造带地质构造略图1、一级大地构造单元界限;2、二级大地构造单元界限;3、赣杭构造带;4、赣杭构造带范围。（据：张星蒲，1999年）成都理工大学毕业设计（论文）63.1地层相山火山盆地的基底主要为震旦系的变质岩系。上侏罗统火山岩系由不同产出相的酸性、中酸性火山熔岩、火山碎屑岩以及少量的正常沉积夹层所构成，可划分为两组、四段、12个岩性组合层,总厚度大于2O00m(表2-1)。广泛出露的表3-1相山地层简表地层单元代号主要岩性厚度（m）喷发旋回岩相第四系全新统Q白垩系K砂岩，砂砾岩侏罗系上统鹅湖岭组上段J3e2-2c碎斑熔岩10002侵出-喷溢J3e2-2b碎斑熔岩1000J3e2-2a碎斑熔岩角砾岩180J3e2-1凝灰质砂岩15爆发-沉积下段J3e1-2晶屑玻屑凝灰岩5.01爆发J3e1-1杂色砂砾岩0.2-10沉积打鼓顶组上段J3d2-4流纹英安岩270喷溢J3d2-3晶屑玻屑凝灰岩60爆发J3d2-2紫灰色英安岩200喷溢J3d2-1紫红色砂岩21沉积下段J3d1-2熔结凝灰岩73爆发-沉积J3dl-1紫红色砂岩、砂砾岩240沉积三叠系上统安源组T3a含燧石石英砂岩、夹炭质页岩石炭系下统华山岭组C1h石英砂岩，紫红色砂岩震旦系Z千枚岩，片岩(据沈锋，1995)成都理工大学毕业设计（论文）7主体火山岩为碎斑熔岩、其次为流纹英安岩。在盆地东缘有下石炭统华山岭组((C1h)以及上三叠统安源组(T1a)石英砂岩出露。近几年研究发现，相山地区北部变质岩基底存在新元古期变质岩，变质年龄723Ma，其原岩应属于前震旦系[15]。在盆地东缘有下石炭统及上三叠统地层出露。盆地内火山岩系由上侏罗统打鼓顶组(J3d)和鹅湖岭组((J3e)组成。其中打鼓顶组由中、酸性火山及火山熔岩、火山碎屑岩和沉积岩组成，下段多为沉积岩，上段则以流纹英安岩为主，流纹英安岩最厚达529m，一般为100-200m。鹅湖岭组主要由流纹岩、碎斑熔岩组成。属于溢流-侵入相(部分为火山口相)，仅在本组下部见有凝灰岩与沉积岩互层，其厚度为20-37m，碎斑熔岩的总厚度大于2000m。盆地西北角有白垩世红色砂岩覆盖，此外，盆地中尚有一些次火山岩和基性岩脉。3.2构造相山矿田为一大型塌陷式火山盆地(破火山口)（如图3-2）。以次花岗斑岩为主的次火山岩沿塌陷产生的环状断裂和各种拉张构造贯入。区域内的构造活动有以下特点：火山盆地处在一组北东向深断裂(抚州-永丰断裂带)和一组近南北向大断裂(以宜黄-宁都断裂为代表)的复合处[16]。北东向断裂带控制赣杭火山岩带，而近南北向断裂带控制赣中南花岗岩带。所以，相山火山塌陷盆地又是处在花岗岩带与火山岩带的复合处，也就是现在的赣杭火山岩铀成矿带与赣中南花岗岩铀成矿带的复合部位[10]。因此，相山火山盆地处在大地构造结合部位，这种部位往往是地热场、地球化学场和地应力场最活跃处，实质上是地幔和地壳之间的能量和物质最容易交换的“窗口”。相山地区在经历加里东运动之后，又曾有过多次的地壳升降而导致的海水进退，因此有些地段至今仍保留有晚古生代和早中生代沉积。但在晚侏罗世的火山喷发前，这些地区都曾上隆，使得盆地的基底中原有的早中生代地层(包括少量的晚古生代地层)己剥蚀殆尽，导致晚中生代火山岩系直接覆盖于变质岩系之上，构成独特的二元结构，形成一上叠式的火山盆地，因此也造就了富铀地质体的空间叠置。燕山期由于抚州-永丰深断裂的走滑拉张，导致火山喷发，形成相山火山盆成都理工大学毕业设计（论文）8地。其后的伸展拉张不仅继承和追踪了先期形成的NE向走滑断层，还复活了相山火山盆地原有的构造体系，导致盆地大规模塌陷，形成一大型破火山口，造就了张性的构造网络系统，从而为成矿提供有利的通道和赋矿空间。相山矿田成矿前由于挤压作用形成的一系列逆冲或逆掩断层，构成了矿前期的构造圈闭[12]。成矿后，赣杭带的西段广泛发育一系列推覆体，抚州-永丰深断裂性质亦出现了从拉张变为挤压的转化，因而在晚白垩世红盆边缘的一些地段产生动力变质挤压片理和逆冲(或逆掩)断层，盆地内部产生冲断体。与此同时，挤压使得盆内NE向主干断裂封闭，从而构筑成另一个重要的地质圈闭。图3-2相山火山盆地地质略图(据华东地质局261大队，1985年)3.3岩浆活动区域内岩浆活动强烈，有加里东期和印支期火山岩以及燕山期等多次岩浆活动。燕山期岩浆活动最强，且以喷溢活动方式为主，侵入次之[17-19]。由于铀矿是成都理工大学毕业设计（论文）9在燕山期岩浆喷溢-侵入演化过程中形成的，尤其是晚侏罗世岩浆喷溢-侵入过程有铀沉淀富集成矿体，故侧重加以阐述。燕山期晚侏罗世岩浆为多旋回多次喷溢和