可可科科 -
唐湘生1 邵飞1 邹茂卿1 胡茂梅1
汪喻2 付湘1 毛玉锋1 金和海1
（1．核工业二七〇研究所，江西 南昌 330200;2．中核抚州金安铀业有限公司，江西 抚州 344301）
[摘要]横涧矿床位于相山铀矿田北部，自1964年开采以来，一直是中核抚州金安铀业有限公司的主产矿区之一，至2004年已面临资源枯竭的局面。前人在20世纪60年代分不同地段先后进行了系统勘查，分别提交了横涧（611）、石马山（612）和岗上英（613）3个地段的3个储量报告，矿床达大型规模。2004年实施了危机矿山接替资源勘查工作，利用新理论、新技术、新方法在矿床深部和近外围找矿，新增铀资源量达到中型规模，为矿山及时提供了可继续开发的接替资源。
[关键词]深部找矿；新进展；横涧铀矿床；相山铀矿田
1 发现和勘查过程
1.1 矿床发现和落实阶段
横涧铀矿床的地质找矿工作始于1957年。1957年8月核工业三〇九队第四普查队在航空伽马普查时发现903号航空异常，同年进行了地面普查、1∶2000伽马、爱曼详查及揭露，发现了4条矿化带；1958年2月核工业三〇九队十七队（1959年改为华东六〇八队一队，现江西省核工业地质局二六一大队）进入该区，开展了1∶2000地质填图、伽马、爱曼详查、槽（坑）探揭露等工作，圈定了勘查靶区，紧接着进行系统钻探揭露，先后共投入9.3×104 m钻探工作量，勘查垂幅基本在300m以内，工作程度达详查以上，分别于1963年7月、1965年6月和1967年3月提交了横涧（611）、石马山（612）和岗上英（613）3个地段的最终储量报告[1～3]，矿床达到大型规模，矿床铀平均品位从西部横涧地段向东至石马山地段逐渐增高，西部横涧地段铀平均品位为0.178%，岗上英地段为0.210%，石马山地段为0.355%。20世纪70年初期，在岗上英21线以东到71A 线区段进行了补充勘探。总体上横涧矿床勘查工作具有浅部控制程度较高、深部控制程度较低，矿化密集段勘探程度高、矿体之间以及矿床近外围勘探程度低的特点。如横涧地段投入约5×104 m钻探工作量，共施工钻孔300余个，平均孔深仅约170m。
20世纪70年代中期以后直至21世纪初，该区除矿山在开采过程中因实际需要投入少量的坑内钻进行探矿以外，未投入钻探工作量进行深部及外围找矿工作，但在开采过程中资源量有较多增加。
1.2 综合研究阶段
1970～1972年由原核工业二六六队、二六一队、二六二队、七二一矿及北京第三研究所组成联合科研队，在1∶1万构造填图基础上，通过研究提出相山北部包括横涧矿床在内的控矿花岗质小岩体为次火山岩体，认为横涧—岗上英地区控矿的花岗斑岩体具有由西向东南深部侧伏的展布规律[4]。
1978～1980年核工业北京第三研究所与二六一队联合对相山矿田地质特征与成矿规律进行了系统研究，提出相山盆地是火山塌陷盆地，铀矿化受火山构造和区域断裂构造联合控制，岗上英矿床南部北东东向展布的弧形火山塌陷构造两侧是相山北部有利成矿远景地段[5]。
1989～1991年核工业二七〇研究所开展了“遥感地质在相山—东乡地区找矿中的应用”研究，认为横涧矿区是线形与环形构造交汇区，同时也是相山铀矿田控制富铀矿产出的区域线形构造带的北段，是铀矿化产出的有利部位[6]。
1993～1997年核工业二七〇研究所与二六一队、二六六队在开展“相山火山岩型富大铀矿找矿模式及攻深方法技术研究”过程中，对相山矿田的富大铀矿成矿进行了预测，结果表明，工作区所在的横涧、岗上英、石马山地区及其南部孕育着3个大型成矿单元，预测资源量近万吨，除去已经探明的资源量外，尚有潜在铀资源量数千吨[7]。
以往研究成果和认识为相山地区开展的新一轮找矿工作奠定了基础，为横涧矿床深部及外围找矿提供了理论依据。
1.3 深部找矿新进展
2003年中国核工业地质局组织核工业二七〇研究所对相山矿田包括横涧矿区在内的在产矿区深部及近外围进行了铀资源潜力预测研究，同时向国土资源部提出“江西省乐安县山南铀矿接替资源勘查”立项建议；2004年，核工业二七〇研究所和中核抚州金安铀业有限公司联合，向国土资源部提交立项申请书，同年10月通过立项论证，列为全国首批9个危机矿山接替资源勘查试点项目之一，项目勘查周期为2005～2008年[8]。
该项目勘查找矿技术思路是，首先以前人资料和矿山开采资料为基础，开展“探采对比与矿体空间分布规律研究”，同时开展“综合物化探方法深部找矿有效性试验”专题研究。首先在不同地段确定主要控矿因素，厘定控矿要素特征，针对性地采用物化探方法测量，与已知深部的富铀地段进行对比，在矿区深部和外围进行了找矿预测，圈定找矿靶区和有利地段[9]，随后开展深部钻探和坑探揭露。项目采取矿山企业、地勘单位、高校和科研院所联合攻关形式，项目承担单位为中核抚州金安铀业有限公司，勘查单位为核工业二七〇研究所，完成钻探工作量27000m、坑探2000m。
探矿工程的施工，在充分利用前人的勘查、研究成果及矿山开采资料基础上，通过对矿区内岩体展布形态、隐伏岩体上覆围岩、岩体内部及内外接触带的构造破碎蚀变岩带和含矿裂隙（带）等主要控矿地质因素的综合研究，优选了岗上英地段17线以东至71A线区段为重点进行深部钻探揭露，取得了较好的找矿效果。在岗上英17线以东区段的－43m以深，新发现了一条富铀矿带，带内新揭露83个矿体，其中有17个富矿体，在岗上英地段的21线－163m以深的深部揭露到产于花岗斑岩岩墙内的破碎蚀变带中厚度达13.60m、平均品位0.886%的富厚铀矿体。该矿带的矿体群主要富集在花岗斑岩体内部近东西向的破碎蚀变岩带以及岩体顶部内外接触带中，其中岗上英和石马山地段交汇部位受北东向断裂的影响，深部花岗斑岩走向由近东西向转为北东向，两组不同方向的控矿构造裂隙交汇部位岩石破碎并伴有强烈的矿化蚀变，矿体走向亦转为北东向（图1），多期次矿化蚀变的叠加，使得该部位矿体品位较富，规模相对较大。
图1 岗上英—石马山地段矿体平面展布示意图
1—矿体；2—勘探线及编号；3—721-3号矿井
此次勘查共施工钻孔55个，发现工业矿孔29个、矿化孔17个，共揭露工业矿段137段、总视厚度为295m，其中，单矿段最大视厚度为16.20m（品位0.260%），最高品位为2.034%（视厚度0.8m）。新增资源量95%赋存在岗上英17线至71A线－43m以深的深部，47%为品位大于0.3%的富矿体，产在花岗斑岩中的资源量约为83%[9]。
本次勘查新发现的矿体尽管大部分赋存于花岗斑岩中，前人及此次勘查均在花岗斑岩侵入体上方的火山岩岩性界面附近发现了较好的铀矿化。2007～2012年核工业二七〇研究所在矿床南侧外围荷上地段进行了勘查找矿工作[10,11]，以区域北东向断裂构造和花岗斑岩上方火山岩组间界面为主要勘查部位，落实了一条近北东向展布的荷上矿带，表明该部位具较大找矿潜力。
2 矿床基本特征
2.1 地质特征
矿区内发育的地层主要有相山火山盆地基底震旦系变质岩以及组成盆地盖层以上侏罗统打鼓顶组流纹英安岩和鹅湖岭组碎斑熔岩为主的中酸性—酸性火山岩系。
基底地层主要出露在西部横涧地段，呈推覆体形式直接出露地表，在矿床深部则呈隐伏状态（图2）。盖层地层总体走向为北东向或北东东向，向南东方向的盆地内部缓倾斜，倾角一般在20°～40°间。
图2 横涧矿区地质略图
1—上侏罗统鹅湖岭组上段碎斑熔岩；2—上侏罗统打鼓顶组上段流纹英安岩；3—上侏罗统打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩；4—震旦系片岩；5—花岗斑岩；6—平移断层；7—推覆构造；8—地表出露矿体
矿区内广泛发育有燕山晚期的次火山岩——花岗斑岩，其在矿区西部横涧地段直接出露地表，向西陡倾，在南部走向逐渐变为近东西向，总体向南倾，深部隐伏，倾角变缓，一直向东延伸至石马山地段，在岗上英与石马山交汇地段岩体走向变为北东向，花岗斑岩体总体呈∽形展布。隐伏花岗斑岩体主要侵入于打鼓顶组砂岩中或基底震旦系片岩中，其形态复杂，总体呈上宽下窄的蘑菇状、漏斗状岩墙、火焰状和囊状或舌状。
区内横涧—岗上英地段发育呈弧形展布的逆掩断层；岗上英—石马山地段发育一组北东向断裂带，该断裂带为邹家山－石洞断裂北东延伸段；矿区还发育沿火山岩层间界面发育近东西向的火山塌陷构造。上述构造均为矿区的主控矿构造，控制了矿化的产出，矿体则赋存在主控构造旁侧的密集裂隙带中。
2.2 矿体基本特征
横涧矿床到目前为止发现有近千条矿体，总体上具有矿体数量多、规模小、形态复杂的特点，属典型的热液群脉型铀矿床。本次勘查发现的矿体，走向长度平均48m，大于100m的只有8个；矿体倾向长度平均58m，大于100m的只有9个；矿体平均厚度1.87m，单工程最大真厚度12.06m；矿体平均品位0.225%，最高品位1.589%，品位变化系数为145%。
矿床西部横涧区段的铀矿体（群）主要富集在－3m以浅标高，而岗上英地段的铀矿体主要富集在－43～－243m深度范围内，具有从西部横涧向岗上英东部地段逐渐加深的规律，同时从西部横涧区段向东部岗上英、石马山地段矿体品位有变富的规律。
西部横涧地段矿体群主要赋存在沿多组逆掩断层侵入的弧形花岗斑岩墙接触带附近（图3），主矿带位于横涧地段中部岩墙与粉砂岩的内外接触带，矿体沿走向分布与岩墙基本一致，倾向大部分相反，矿化幅度宽，连续性好，平均品位0.178%。
图3 横涧矿床矿体与花岗斑岩体关系示意图
1—流纹英安岩；2—砂岩、砂砾岩；3—片岩；4—推覆体；5—花岗斑岩；6—地质界线；7—矿体
岗上英地段矿体主要产在花岗斑岩体顶部膨大部位、7字形拐弯部位等产状变异地段（图4）；流纹英安岩中的矿体往往产在岩体上方，与岩体走向一致。矿体平均品位为0.229%。
石马山地段的铀矿体主要赋存于北东向石马山断裂附近的碎斑熔岩边缘相密集裂隙带中，其次为流纹英安岩中，其中10号矿体为主矿体，位于北东和北西走向的两组较大的含矿裂隙交汇部位，由多条矿脉组成，沿走向长43m，沿倾向延伸80m。该地段矿体平均品位0.355%。
矿区内热液活动强烈，多期次蚀变发育且相互叠加。矿前期蚀变具面式蚀变特点，为自变质作用产物，主要有水云母化、绿泥石化、钠长石化等，各种岩性中均发育，但以花岗斑岩最为强烈；叠加于矿前期蚀变之上的成矿期蚀变分早、晚两阶段，早阶段以赤铁矿化为主，形成铀－赤铁矿型矿石，晚阶段以萤石化、绿泥石化、水云母化、黄铁矿化为主，形成铀－萤石、水云母型及铀－绿泥石型矿石，往往与早阶段红化矿石叠加，形成富矿石。
图4 岗上英地段17号勘探线剖面示意图
1—鹅湖岭组上段碎斑熔岩；2—打鼓顶组上段流纹英安岩；3—打鼓顶组下段砂岩；4—震旦系片岩；5—花岗斑岩；6—整合、不整合地质界线；7—钻孔；8—矿体
3 主要成果和创新点
3.1 新增了中型以上规模可接替铀资源，在矿床东部－43m 以深新发现了一条矿带，拓展了矿区深部找矿空间
通过山南铀矿接替资源勘查的实施，在矿区深部新增了铀资源量，为矿山提供了可接替的铀资源，延长了矿山服务年限，稳定了队伍。
通过勘查岗上英19线以东区段的－43m以深，新发现了一条铀矿带，带内新揭露矿体83个，矿体群主要富集在花岗斑岩体内部近东西向的破碎蚀变岩带以及岩体顶部内外接触带中，其中有数十个富矿体，构成近北西西向富矿带。带内矿体多，矿体群总体以北西西—近东西走向为主，往北东陡倾，且自西向东具有往南东方向深部侧伏的规律；到71A线以东区段，矿带转为北东向至近南北向，富铀矿化主要富集在北东向隐伏花岗斑岩体顶部内接触带以及岩体上方火山岩岩性界面附近的裂隙带中，矿体群总体倾向南东，且具有由北东向南西方向深部侧伏的规律，岗上英至石马山区段以及岗上英南部具有进一步找矿的潜力。
3.2 总结了矿区铀成矿规律，建立了矿区铀成矿模式和勘查找矿模式
通过对矿区成矿要素、成矿作用、成矿规律以及控矿因素、矿体群空间富集规律的研究，提出了横涧矿区是以花岗斑岩为标志的古火山通道的新认识。横涧矿区发育小型古火山机构，平面上呈不规则弧形展布，向北开口。火山机构类型是以花岗斑岩为标志的火山通道，推测为喷发－溢流中心。该火山机构剥蚀较深，后期充填的潜火山岩在横涧地段被剥露出来，在地貌上，中部为环状山脊组成的正地形，山势较陡，四周较低。横涧火山机构为打鼓顶组和鹅湖岭组2个火山旋回的产物，以溢流为主，经历了爆发→喷溢→爆发→喷溢的演化过程，岩浆由酸性→中性→酸性演化；喷溢之后花岗斑岩呈环状沿火口边缘侵入到早期的火山岩系中，形成高位侵入体，火山通道被花岗斑岩充填，产状陡倾，倾角70°～80°，最后花岗斑岩沿薄弱层、环状断裂浅成—超浅成侵入，形成了完整的由喷出到侵入的火山活动旋回。矿田西部北东向邹－石断裂带与北部盆缘基底东西向逆断层带、横涧古火山机构和弧形火山塌陷构造联合控制了铀矿床的定位，充填火山通道的花岗斑岩体内外接触带、岩体内部破碎蚀变岩带以及岩体上方火山岩系界面附近的密集裂隙带控制了矿体群产出。
总结了区内由晚侏罗世打鼓顶组沉积期→打鼓顶组喷发期→鹅湖岭组喷发期→早白垩世早期潜火山岩侵位（早期成矿期）→早白垩世晚期—晚白垩世早期成矿热液主活动期（主要成矿期）→成矿后隆升剥蚀改造期等6个阶段组成的铀成矿模式。认为区内成矿流体主要来源于燕山晚期火山岩浆期后热液系统，火山岩浆期后热液与围岩相互作用促进了火山岩浆期后成矿流体的演化，成矿流体沿区域北东向和东西向断裂向浅部运移，在岩体内部及其内外接触带以及岩体上方火山岩岩性界面附近的构造破碎带或裂隙密集带发生铀的沉淀和富集。
横涧矿区具有“盲岩体、盲构造、盲矿体”的“三盲”成矿特点。通过在岗上英东部地段开展的综合物化探方法深部找矿有效性试验，建立了以210 Po、土壤热释光、全谱伽马能谱、固体径迹测量等地面放射性测量与混合源音频大地电磁法和激电测深等普通物探方法测量相结合的有效“攻深找盲”综合物化探技术方法组合，对矿田内类似成矿条件地区深部勘查找矿具有实际推广应用价值。
建立了矿区内“综合研究——形成找矿思路，确定找矿目标类型；成矿要素调查——厘定关键成矿地质要素，确定勘查区段；综合物化探方法测量——确定勘查靶区，圈定矿体赋存部位；钻掘工程手段——揭露矿体，总结规律”的勘查找矿模式，对在类似成矿环境和条件的火山岩地区铀矿勘查找矿工作具有重要参考价值。
4 开发利用状况
4.1 矿石技术加工性能
前人对本区的矿石进行了浸出试验，结果表明具有较高的浸出率，且矿山在几十年的开采过程中也证实具有较好的经济性。在新一轮的找矿工作中对矿石样也进行了实验室浸出试验，在矿区的岗上英东部地段深部采集了5个花岗斑岩矿石样品进行实验室浸出试验，试验结果平均浸出率为95.96%。
4.2 开发利用情况
横涧矿区是个开采50年的老矿区。本次勘查新增的中型规模铀资源绝大部分在岗上英地段－43～－243m深度范围之内，在原采矿权深度（－83m）范围之下，也在矿井设计开采深度（－83m）之下，基于此，矿山利用本次勘查成果，岗上英地段由原设计开采深度－83m延伸至－243m中段。目前－43～－83m中段的大部分矿体已被矿山开采利用或正在开采，－123m中段的矿体已列入矿山近期开采计划中，且矿山的开采和水冶生产证实采冶经济效益较好，更深部矿体正列入下一步开采计划。
5 结束语
横涧矿区具有优越的铀成矿地质条件，原地勘单位累计探明资源（包括横涧地段、岗上英地段、石马山地段）已达大型矿床规模，加上矿山数十年开采过程中历年新增资源量及近十年来开展的矿区深部及近外围找矿所新获的资源量，矿区累计资源量近万吨。区内矿化垂幅大于500 m，且控矿规律明显，综合分析认为，区内岗上英东部到石马山区段的深部、岗上英南部以及横涧南部的深部均具有扩大找矿的前景。
参考文献
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我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例
[作者简介]唐湘生，男，1968年生，研究员级高级工程师，1990年7月毕业于中国地质大学（武汉）地质学专业，一直从事铀矿地质勘查及技术管理工作。江西省乐安县山南铀矿接替资源勘查项目负责人，2012年10月起任核工业二七〇研究所总工程师。先后参加、主持和负责完成铀矿地质及科研项目20余项，获部级科技进步二等奖2项、三等奖3项。