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肖建军 陈琪 范立亭
（核工业二三〇研究所，湖南 长沙 410011）
[摘要]广西向阳坪铀矿床地处苗儿山岩体中段，核工业二三〇研究所在科研和评价工作的基础上，开展了7年的普查工作。在此期间，基本查明了矿区岩浆岩、构造、矿体、矿石、围岩蚀变等特征；总结了区内成矿构造的形态、规模、产状及空间展布和控矿规律等特征；大致查明了区内铀矿化分布规律及找矿标志，认为不同期次岩体间的接触界面对铀成矿有一定的控制作用；初步查明了矿床成因和控矿因素，将向阳坪矿床定位成大型铀矿床，并具有较好的开发利用前景。
[关键词]铀矿床；向阳坪；苗儿山岩体
向阳坪铀矿床位于广西壮族自治区资源县境内，地处苗儿山岩体中段（图1），沙子江矿床外围，有简易公路通往202省道，往南距离广西桂林资源县县城60km，往北距湖南邵阳新宁县县城74km。
1 发现和勘查过程
向阳坪铀矿床地质工作始于20世纪60年代，1965年原三〇九大队组织的桂北普查会战，拉开了苗儿山地区铀矿地质工作的序幕，通过开展1∶25000地面伽马普查，圈定了张家、沙子江－双滑江、麻林、杨家庄－深冲和胡家田－上小地等异常区[1～2]。
1988～1991年，中南地质勘探局二三〇研究所、三一〇大队在“广西资源地区航空地质调查”中，依据菱形块断模式，将沙子江外围地区和孟公界地区划为铀矿找矿靶区[3]。
1988年，中南地质勘探局三〇六大队进入苗儿山岩体中南片，进行第二轮铀矿初查，对沙子江矿床及其外围向阳坪等地区、孟公界矿点和双滑江矿床及其外围地区进行了工作。
1998年，华南富大铀矿勘查选区组周维勋、张进业将本区列为豆乍山岩体周边富大铀矿有利远景区之一[4]。
2002～2003年，核工业二三〇研究所开展了铀矿地质专题科研工作，提出了对孟公界矿床、沙子江矿床及其外围向阳坪等地区应重新认识和进一步评价的工作建议[5～6]。
2005～2006年，核工业二三〇研究所对广西资源县大坪里—向阳坪地区铀资源前景进行了系统的评价，认为向阳坪铀矿床与沙子江矿床处于同一地球动力学及铀成矿地质背景中，其含矿控矿断裂的规模、产状、物质成分、围岩蚀变以及由矿化引起的物化探异常等，均与沙子江矿床F。断裂带相似，且地表多处发育铀矿化点、带，找矿线索明朗，具备较好的找矿前景，并据此划分出大坪里、沙子江南2个Ⅰ级远景区，皮树坪、白岩山2个Ⅱ级远景区与老棚子Ⅲ级远景区共5个远景区[7]。
图1 苗儿山区域地质简图
1—第四系；2—白垩系；3—三叠系；4—二叠系；5—石炭系；6—泥盆系；7—奥陶系；8—寒武系；9—震旦系；10—板溪群；11—岩体或地层界线；12—断裂；13—苗儿山复式花岗岩体；14—越城岭复式花岗岩体；15—工作区
2006～2008年，核工业二三〇研究所在大坪里—向阳坪地区评价项目还未完成的情况下，提前在该地区开展铀矿普查。2006年普查初期，通过对前人资料综合分析和多次野外地质调查，将皮树坪地段作为普查初期的重点施工地段。2006～2008年期间，共完成钻探40221m，在该区段揭露到多个较好的工业矿体。2010年提交了向阳坪地区皮树坪地段的普查报告，将皮树坪地段提交为可供详查的远景地段，向阳坪矿床发展成中型铀矿床[8～9]。
2009～2010年，为扩大找矿成果，核工业二三〇研究所开展了向阳坪地区大坪里地段铀矿普查。通过总结前3年的普查经验和找矿模式，一方面，通过少量工作量继续对皮树坪地段F800、F805和F9构造带组进行系统揭露，发现F9构造带组在深部存在多个矿化富集中心；另一方面，把普查工作重点逐渐转移到大坪里地段，重点探索F10号构造带组及其与F9构造带组交汇夹持部位的矿化情况，最终在F10号构造带中北段揭露较好的铀矿化[10～13]。
2011～2012年，核工业二三〇研究所继续在向阳坪地区大坪里地段和F7号带北段开展铀矿普查，在F10号构造带和F7号北带均取得较好的找矿成果，将大坪里和F7号带北段提交为2个详查远景地段。
2013年，向阳坪铀矿床进入详查阶段，核工业二三〇研究所首先对矿床东部F7号带北段内的主要矿体进行系统工程控制，目前在F710构造带内揭露的主要矿体在7～0线至7～12线之间具有较好的连续性。
2 矿床基本特征
向阳坪铀矿床位于苗儿山花岗岩穹窿中部，香草坪断裂西侧的孟公界－沙子江断裂带南部，处于豆乍山岩体西南角，矿床定位于香草坪岩体与豆乍山岩体接触界面两侧（．图2）。
2.1 岩浆岩
矿区出露岩体包括印支期香草坪岩体
印支期香草坪岩体
燕山早期豆乍山岩体
燕山晚期细粒花岗岩（γm）：多呈岩脉或岩枝产出，岩石为灰白色，具细粒花岗结构，主要矿物为石英（30%）、长石（60%）、白云母（10%）等，石英呈均粒状，粒径1～2mm。岩石中平均铀含量为23.13×10-6，钍含量为4.47×10-6,Th/U为0.19。
图2 向阳坪铀矿床矿区地质简图
1—上震旦统老堡组硅质岩；2—上震旦统陡山沱组浅海相深色页岩；3—下震旦统南沱组含砾砂岩；4—印支期中粗粒黑云母花岗岩；5—燕山早期第二阶段中细粒二云母花岗岩；6—燕山晚期细粒花岗岩脉；7—断裂带及其编号；8—矿区范围
矿区各期次花岗岩里特曼指数（δ）＜2，赖特碱度率（τ）＞3，属钙碱性组合，Al2O3/（CaO+K2O+Na2O）＞1，属铝过饱和类型。SiO2含量较稳定，K20 和Na2O含量均偏高，富碱，K2O/Na2O比值低，岩石中K＋、Na＋含量较均衡。Fe3＋、Fe2＋含量普遍低。Al203含量高（＞13%）,TiO2低。由老到新，Ca2＋、K＋、Fe2＋、Fe3＋逐渐减少，Na＋则呈现出逐渐增多、K2O/Na2O值降低趋势（表1）。
表1 向阳坪铀矿床各期次花岗岩岩石化学成分
2.2 构造
F7断裂带：出露于矿区东部，往北穿过沙子江矿床，延伸长2700余米，主体走向NNE，产状105°～110°∠75°～85°，为主要的控（含）矿硅化断裂之一。该断裂带由F700—F719等次级断裂组成，断裂以压扭性为主，岩性多为杂色的硅化碎裂花岗岩、花岗碎裂岩，断裂带内硅质脉体发育，呈脉状、细脉状、网脉状充填于硅化花岗碎裂岩中。
F8断裂带：为矿床主要成矿断裂带之一，属于区域二级构造孟沙断裂的一部分，往北进入沙子江矿床，是沙子江矿床最主要的控矿断裂，往南呈帚状撒开，由F800断裂、F802断裂、F805断裂组成。
F800断裂带：F800断裂带总体走向NNE，延伸长4000m，贯穿矿区，产状110°～125°∠65°～85°，为矿床主要的成矿断裂之一。由F800-1—F800-9等次级断裂组成，断裂性质为压扭性，岩性主要为碎裂岩、花岗碎裂岩、角砾岩，断裂内多充填有白色硅质脉和黑色、红色微晶石英脉体。
F802断裂带：延伸长4500 m，总体走向N N E，倾向SE，由F802、F802-1等断裂组成。断裂为压扭性，岩性主要为花岗碎裂岩、硅质角砾岩，角砾以黑色玉髓为主，断裂内白色、灰色硅质细脉体较发育。
F805断裂带：该带呈N NE向纵贯全区，向北断续延伸至矿区以外，往南延伸到皮树坪地段55号勘探线与F9断裂带交汇，全长大于10km，宽3～5m，最宽可达25m，产状110°～140°∠55°～83°。断裂呈舒缓波状延伸，常见分支复合、膨胀收缩现象，下盘发育一系列与之平行展布的次级断裂，为矿床重要的含矿构造。岩性主要为碎裂岩、花岗碎裂岩，断裂内多充填有硅质脉。
F9断裂带：出露于矿区西部，形迹特殊，呈S形展布，与区内其他断裂带产状极不协调，总体走向SN，倾向西，倾角25°～49°，出露长约6200余米，宽数米至70余米。局部膨胀收缩频繁，断裂岩性主要为糜棱岩、角砾岩、硅化花岗碎裂岩及碎裂花岗岩，中心部位发育规模达数米至百余米宽的白色块状石英脉。
F10断裂带：断续延伸长约7～8km，宽0.5～70m，主要出露在大坪里地段，矿区出露3700m，产状95°～110°∠50°～85°，为矿床主要的成矿断裂之一，以多条平行次级断裂F100～F109共同构成断裂密集区。该断裂往北稳定延伸，往南与F9断裂带相交。受F9断裂带东西向的拉张作用，被F9断裂带错断，其南部隐伏于F9断裂带下盘。岩性主要为碎裂花岗岩和花岗碎裂岩，部分地段见有糜棱岩、构造角砾岩，多伴生有大量胶黄铁矿的黑色微晶石英脉。
F11断裂带：断续延伸长约2km，宽0.5～1m，产状15°～25°∠55°～64°，主要出露于大坪里及老棚子地段，发育若干次级平行断裂。岩性主要为碎裂花岗岩和花岗碎裂岩。
2.3 矿体特征
矿体形态规模：普查阶段共圈定333+3341级别工业矿体X XX个，多呈脉状、扁平透镜体状或小透镜体状等形态产出，主要赋存于F7、F8、F9、F1。号断裂中。矿体规模以小型为主，超过50t的矿体共X X个，多数矿体走向长100～150m，倾向延伸50～100 m,主要矿体（超过50t）走向长100～800m，倾向延伸50～250m。
矿体产状、赋存标高及埋深：矿体产状基本上与其所在断裂破碎带的产状一致。大部分矿体总体产状90°～110°∠50°～85°，F9号断裂带矿体产状240°～280°∠12°～45°，表现为上陡下缓的趋势。
矿体垂向标高660～1586m，垂幅926m，全为隐伏矿体，埋深50～800m。
矿体品位、厚度：矿体平均厚度1.05m，厚度变化系数92%，矿体品位0.050%～0.350%，平均品位0.119%，品位变化系数52%。
2.4 矿石特征
矿石类型：主要为铀－赤铁矿型、铀－黄铁矿型、铀－玉髓型、铀－萤石型、铀－方解石型，其中以前两者最为普遍，主要呈浸染状及细脉状分布于硅化带内及其两侧的碎裂花岗岩中。
矿石结构、构造：主要有胶状结构、交代残留结构以及脉状构造、网脉状构造、浸染状构造、角砾状构造。
矿石矿物成分：主要铀矿物为沥青铀矿、铀黑、硅钙铀矿、钙铀云母及铜铀云母等。伴生的金属矿物简单，主要有赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿和少量辉锑矿。脉石矿物主要为石英、微晶石英（玉髓）、长石、水云母、绢云母、绿泥石、少量方解石、萤石。
矿石化学成分：矿石中Al2O3、K2O、Na2O均明显低于围岩，Fe2O3含量远远高出围岩，最高者达38.19%。矿石与岩石的微量元素组成相似，矿石中Cr、Rb、Sn、Nb、Zr、Ta、Bi等元素含量与围岩相近（表2）；Cu、As、Mo、Sb等高出围岩平均值几倍至几十倍，但未达到综合利用的要求；Co、Ni、W、H g等低于围岩数倍至几十倍，这几种元素含量由矿化中心往外侧围岩依次增高，其中W 在围岩中的含量最高达3359×10-6，这在综合找矿方面值得关注。
表2 向阳坪铀矿床矿石、构造及围岩中部分微量元素含量表 （wB/10-6）
3 主要成果和创新点
3.1 主要成果
1）向阳坪铀矿床共投入的钻探工作量共计98692.86m，施工钻孔181个，其中，工业矿孔89个，矿化孔34个，异常孔49个，无矿孔9个，见矿率达67.96%，向阳坪铀矿床已接近大型矿床规模。
2）落实3处可供详查的远景地段（皮树坪地段、大坪里地段和F7号断裂带北段）和3个普查远景区（老棚子地段、F805北段和F7、F8、F9南延地段）。其中皮树坪详查远景地段位于64～47号勘探线之间，包括了F800、F805、F9等构造带组，面积1.88km2；大坪里详查远景地段位于D72～D59 号勘探线之间，包括了 F100、F101、F102、F105等构造带组，面积为1.49km2;F7号断裂带北段详查远景地段位于7-23～7-44号勘探线之间，包括了F703、F704、F71。等构造带组，面积为0.75km2。目前，新一轮的详查工作在F7号断裂带北段率先开展，找矿成果有了更进一步的突破。
3）大致查明了矿床断裂的空间分布和控矿规律。主要由近SN、NNE、EW、NW 和NE向5组断裂构成矿区构造的基本格架，其中以近SN 向和NNE向断裂最为发育，为主要控矿含矿断裂。自东向西近似等间距依次分布有F7、F8、F9、F10、F11等断裂带，各断裂带均由一系列次级断裂组成，这些次级断裂密集发育，成带出现，或平行或相交或尖灭侧现。在这些断裂的交汇夹持部位、构造变异部位以及切割香草坪岩体、豆乍山岩体及其接触带等部位，控制了区内铀矿体、矿化体及异常点带的分布。
4）大致查明了区内热液蚀变特征。矿区热液活动发育，活动范围较广，与铀矿化关系密切。按蚀变与矿化关系可分为成矿前、成矿期、成矿后3期蚀变。成矿前蚀变主要为绿泥石化、水云母化，这两种蚀变多叠加在一起，广泛分布于断裂两侧围岩中。成矿期蚀变主要为赤铁矿化、黄铁矿化、硅化、钾化，当这些蚀变与早期绿泥石化、水云母化叠加时对成矿有利。成矿后蚀变主要为高岭土化、白云母化等，多存在于裂隙发育地段。与铀矿化关系密切的硅化、赤铁矿化、黄铁矿化、钾长石化及紫黑色萤石化等较为发育，随多期次热液活动呈现多期叠加特征，而形成黄绿色蚀变带、红色蚀变带。在矿化中心部位多见有红色（黑色）微晶石英脉、紫黑色萤石脉和肉红色方解石脉，两侧为赤铁矿化、硅化、钾化花岗碎裂岩。红色微晶石英脉内通常见有次生铀矿物，主要发育于F7号断裂带、F8号断裂带、F9号断裂带上下盘及F10号断裂带南部；黑色微晶石英脉内多伴生有暗色胶状黄铁矿，紫黑色萤石脉略晚于黑色微晶石英脉，肉红色方解石脉则晚于紫黑色萤石脉，这组脉体多发育于F10号断裂带中部及北部、F9号断裂带主带、F8号断裂带北部。各期成矿脉体的多次叠加对成矿尤为有利。
5）发现岩体接触带对矿化具有一定的控制作用。豆乍山岩体在矿区内呈岩株、岩枝状侵位于香草坪岩体中，在矿区中部大坪里地段形成一个近EW 向展布的岩枝，在其周边发育有大量次一级的凸起，形态极为复杂。目前较多的钻孔在豆乍山岩体与香草坪岩体接触带附近的断裂带内揭露到工业铀矿化，而且矿体总体上的侧伏方向也与岩体接触带的倾向存在一致性。地球化学分析显示出铀矿石、豆乍山岩体、香草坪岩体的稀土配分模式类似，其中铀矿石和豆乍山岩体的稀土元素含量和配分曲线更是高度一致（图3），表明区内铀成矿具有矿岩同源性[17～18]，岩体接触带在向阳坪铀矿床成矿过程中所起的作用不容忽视。豆乍山岩体与香草坪岩体的接触界线复杂多变，深部存在着较多花岗岩穹窿，因此，沿两岩体接触界线，特别是深部岩体产状变异部位找矿具有很好的指导意义。
6）初步查明了矿床成因和控矿因素。向阳坪铀矿床为上升热液浸出成因，属热液脉型铀矿床成矿系列花岗岩内带亚系列中的沙子江式。主要控矿因素包括多期多阶段岩浆活动形成的呈岩基状产出的大花岗质岩体和晚期呈岩株状产出的小岩体接触带、多阶段继承性断裂构造活动所形成的呈左旋右列展布的NNE 向脆韧性走滑断裂体系、多期次的构造－岩浆热液活动所形成的多种热液脉体和蚀变以及其后的淋积叠加作用所形成的次生铀矿聚集作用等。
图3 向阳坪铀矿床各期花岗岩和铀矿石稀土元素配分模式
球粒陨石值据Boynton（1984）[19]
产铀岩体为香草坪岩体和豆乍山岩体，其古铀含量较高，为成矿提供了丰富的铀源，多期次的构造－热液事件使岩体发生自变质、热液蚀变作用，增加了铀源体中铀的活性，形成含矿热流体。铀矿化与NNE向构造破碎带密切相关，矿床定位于贯通印支期香草坪岩体与燕山早期豆乍山岩体接触带的NNE向走滑断裂带上（如F7、F8、F9、F10等）。主要受以孟沙断裂带为标志的韧－脆性剪切带控制，随着韧性剪切变形，热水溶液从围岩中萃取铀元素，并使铀发生活化、迁移，随着地壳快速抬升，剪切带进入到相对开放体系，上升的成矿热液与大气降水、地下水相混合，铀元素的溶解度迅速减少，含矿热液在次级剪切带中、更小尺度的剪切带、裂隙、节理中沉淀下来，富集成矿。
3.2 主要经验和创新点
（1）就矿找矿和深部找矿是行之有效的技术途径，靶区选择是关键
核工业地质系统近年在相山、粤北、桂北等地区均有在老矿区外围和深部找矿成功的例证。在确定苗儿山找矿靶区的工作过程中，经过多次的野外踏勘和大量的资料分析，认为向阳坪地区与北部的沙子江矿床处于同一地球动力学及铀成矿地质背景中，其主要断裂的规模、产状、物质成分、围岩蚀变等均与沙子江矿床主要控矿断裂——F8断裂带相似，应具有较好的找矿前景，核工业二三〇研究所大胆地选择了当时并不被看好的向阳坪地区作为重点找矿靶区。在该区域开展铀矿普查工作过程中，坚持以地质研究为前提、物化探方法技术应用为支撑和边施工边研究边适度调整为实现条件的“三位一体”技术思路和布置原则，对矿区三维空间找矿信息进行综合分析研究，大大提高了地勘工作的效率，最终也取得了好的找矿成果。
（2）引进和应用新的成矿理论作为找矿的技术指导，发挥科研在找矿中的作用
运用当代大陆动力学走滑构造、成矿系列等理论，深入细致地对前人的成果资料进行了综合分析，对矿区的成矿地质条件和找矿潜力进行深入研究，认为矿区一套走向NE—NNE向、性质相近的雁行斜列左旋走滑断裂构造体系控制着矿区大部分矿体的空间分布，多期次的构造－岩浆热事件与铀矿化密切相关。
（3）加强野外地质调研力度，重视物化探成果在找矿中的作用
遵循老一代地质学者“没有野外就没有地质工作”的教诲，将野外地质调研作为首要的工作内容，把野外基础地质工作和地质研究贯穿始终。对矿区内系列断裂的产状和相互关系进行了重新梳理，对原地质图存在的许多遗漏和错误进行了补充和修改，追索扩大了相关断裂带的规模。
工作开展初期，通过对皮树坪地段多次野外地质路线的调查和反复推敲、讨论，对该地段F9、F800、F805产状和相互关系进行了重新梳理。认为前人划分的F9号断裂带中段下盘密集发育的一系列倾向东的次级断裂（F901～F907），实际应为F805号断裂带组向南的延伸，而原F805断裂带组南段则为F800断裂的南延部分（图4），而且这些断裂的规模都比之前认识的大。整个皮树坪地段实际上处于F800、F805断裂带组与F9断裂带组的交汇夹持区，物化探成果同样也显示该区段有明显210 Po异常分布，具完整的场级显示，异常受断裂控制明显。项目组认为该区段应有很好的成矿潜力，将其作为工作初期重点施工地段，通过后期钻孔验证，在该区段上述断裂带内揭露了多个工业矿体，随着进一步的普查工作，最终将皮树坪地段落实为可供详查的远景地段，控制了F9和F8号带的主要矿体。
按照上述工作思路和找矿模式，在向阳坪铀矿床大坪里地段和F7号断裂带北段相继取得了较好的找矿成果，进而将其发展成为另外2个详查远景地段，控制了F10和F7号带的主要矿体。
4 开发利用状况
矿床未做矿石工艺加工水冶试验，但矿石类型与邻区沙子江矿床非常类似，可参照其试验结果。矿床的各项开采技术条件和指标与沙子江矿床基本一致，特别是F8号断裂带赋存的矿体，与沙子江矿床处于同一含矿构造内，矿床开采的技术经济指标可类比沙子江矿床。矿床尚未开发利用。
5 结束语
向阳坪铀矿床的主要矿体沿走向和倾向延伸稳定，矿石矿物成分简单，具有与沙子江铀矿床几乎一致的开采技术条件，应具有较好的开发利用前景。
向阳坪铀矿床的勘查实践和其所取得的成果表明，在老矿区周边或深部找矿，仍然具有很大的找矿潜力。向阳坪铀矿床西部、南部以及周边的石屋水、金竹岔、大树坪等地段具有较好铀成矿远景，可进行整装勘查，若加上苗儿山中段的沙子江、白毛冲、双滑江等矿床已有资源量，该区可望发展成为万吨以上铀矿田。
在工作开展过程中，由于各方面的原因，还存在一些问题和不足，主要包括：
1）矿区面积较大，成矿断裂构造多而密，且矿化沿走向、倾向延伸均较好，目前投入的工作量相对较少，大部分地段只有少数钻探工程进行初步控制，在矿区内还有多个地段仅零星施工了极少数钻孔或还未进行钻探验证，综合分析显示这些地段具有很好的成矿和找矿远景（如F805北段、F9号带南段、F11号带等），还需要继续投入工作量，提高控制程度。
图4 向阳坪铀矿床皮树坪地段工作前后构造变动对比
A—工作前地质图；B—修编过的地质图
1—印支期中粗粒黑云母花岗岩；2—燕山早期第二阶段中细粒二云母花岗岩；3—细粒花岗岩脉；4—硅化断裂带；5一断裂带及其编号
2）许多钻孔中所见隐伏于香草坪岩体下部的豆乍山岩体的产状、形态以及与铀矿体的空间关系尚待进一步查明。
3）矿区西南部花岗岩与老地层接触带以及前人圈出的物化探异常场的控制因素尚待查明。
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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]肖建军，男，1960年生，研究员级高级工程师。1982年毕业于华东地质学院放射性普查勘探专业，长期从事铀矿地质工作。主持和参加的项目获得部级科技进步二等奖2项、三等奖3项、优秀地质报告5项。