1.矿床位置及研究小史
矿床大地构造位置属东亚壳体中国东南地洼区浙赣地洼系常山一诸暨地洼列盛源洼凹的东部。据成矿与构造－岩浆活化关系划分，属火山活动强烈的构造－火山喷发活化区。矿床矿体集中、埋藏较浅，矿石富，是我国主要的火山岩型铀矿床之一。
265队对熊家矿床做了大量的地质和研究工作，积累了丰富的地质资料。核工业部北京地质研究院陈肇博、王传文、谢佑新等（1974～1976）与265队组成联合科研组，对矿床地质特征、控制因素作了专题研究，认为熊家矿床是与火山作用有密切联系的低温热液矿床。“六五”期间，华东地质局组织力量对赣杭构造火山岩铀成矿带开展了多方法、多学科的综合研究，提出了熊家矿床为同生沉积后生叠加的成因看法。本书作者曾考察该矿床和研究了该矿床的有关地质资料，按地洼学说及其多因复成成矿理论，认为熊家矿床属典型的多因复成铀矿床。
2.矿床地质特征及其多因复成证据
1）矿区地层及含矿主岩
矿区内出露的地层有震旦系至寒武系、三叠系、上侏罗统和下白垩统，各地层分布情况见图4-3。上侏罗统不整合于古老基底变质岩之上，为打鼓顶组、鹅湖岭组和石溪组组成的一套火山碎屑沉积岩，详见熊家矿床地层表（表4-1）。
表4-1 熊家矿床地层表
（据核工业部北京地质研究院、265地质队资料综合而成）
铀矿化赋存于鹅湖岭组中下部的火山－沉积碎屑岩中，含矿主岩的主要岩性为中粗粒晶屑层凝灰岩和粗粒凝灰质砂岩，属湖相及河流相沉积物，整个含矿岩层中火山－碎屑沉积岩的化学全分析见表4-2。含矿岩层铀丰度值为10～45g/t，并富含磷质、碳质、粘土质和黄铁矿等吸附剂和还原剂，其上、下Th、P、Yb、Sr、Cu、Pb、Zn偏高，显示出铀在沉积成岩阶段产生了铀的成岩富集作用。含矿岩层上、下均有隔水层，上为J3e2～4上部和J3e2～5的碳质页岩、泥灰岩和粉砂岩，下为打鼓顶组的粉砂岩。含矿岩层是透水性好的层位，岩石脆性大，与上下隔水层相比，两者在化学－机械物理性质方面反差较大，受后期构造应力作用易破碎，形成层间破碎带和裂隙带，利于铀矿化的形成。同时，含矿层位中富含碳质、粘土质、磷质和黄铁矿等铀的还原剂和吸附剂，又为后期的热液成矿提供了良好的铀富集条件。
2）矿床构造形态及成矿构造
矿床所在区域，经历了长期的地质发展历史和多阶段多期次的活化作用，尤其是燕山中期陆相火山活动极为强烈，形成复杂的构造－火山喷发活化区。矿区位于盛源火山断陷盆地内部断陷带边缘的一个向南西倾斜的向斜盆地中，盆地中地层产状平缓，倾角一般在15°～200，没有明显的大的褶皱构造，仅局部见一些小褶曲构造。
矿区内断裂构造十分发育，主要有东西向、北东向和北西向3组。东西向断裂规模最大，主要分布在矿区的北部边缘和矿区的东部和南部（图4-4）。北部边缘的东西向断裂为倾角较缓的逆掩断层，造成盆地边缘的晚侏罗世地层局部倒转；东部（F2）和南部（F1）两条东西向断裂控制晚三叠世断陷盆地的分布。北东向断裂主要有F4、F5、F6（图4-4），是一组走向40°～60°，倾向南东或北西，倾角60°～88°压剪性断层，均以硅化挤压破碎带的形式出露地表，沿F。断裂热液粘土化广泛发育。北西向断裂是一组张性或张剪性断裂，主要有F3等，这组断裂规模较小，一般长数十米，宽几十厘米至1米。
铀矿化主要分布在F1和F2两条东西向断裂控制的熊家东西向断陷带之中，铀矿体的定位受层位和一些产状平缓、规模较小的顺层破碎带和裂隙带控制。从剖面上看（图4-5），这些破碎带或裂隙带产出的部位，都是含矿地层产状发生变化的地段，含矿地层产状的变化与北东向断裂有关，常常发生在该组断裂带的附近，顺层破碎带或裂隙带与北东向裂隙带交汇处，通常是富大矿体产出的集中地段。
3）火山岩及其与铀成矿关系
核工业部北京地质研究院（1977）把盛源盆地中晚侏罗世火山活动划分为两大期6次火山活动，即打鼓顶期和鹅湖岭期。打鼓顶期进一步细分为3次火山活动，第一次为J3d2，堆积了厚度几十米的火山弹熔结凝灰岩和熔结凝灰岩；第二次为J3d3～4的晶屑凝灰岩，第三次为J3d4的安山质岩浆的喷发。鹅湖岭期也划分出3次火山活动，第一次为J3e2的熔结凝灰岩，第二次为J3e3的凝灰岩、层凝灰岩，第三次为J3e4的熔结凝灰岩或晶屑－玻屑凝灰岩，以第一次最为强烈为特点。
由于火山强烈喷发阶段的喷发次数多，一次喷发和喷溢所形成的火山岩厚度相对较大，伴有较多的铀源、矿化剂和热液。因此，喷发－沉积旋回中强烈喷发阶段形成的火山岩对铀成矿具有明显的控制作用，熊家矿区的铀矿化产出层位J3e2～1和J3e2～3两层凝灰岩，就是鹅湖岭期第一次火山活动强烈爆发的产物。此外，火山喷发作用间歇的次数与铀成矿也有较密切的关系，间歇次数较多的喷发作用形成的火山岩系中沉积岩夹层较多，沉积岩夹层与火山岩的岩石物理力学性质具明显的差异，在后期构造应力作用下在火山岩层中易形成破碎带，为成矿提供有利的空间。
图4-4 熊家矿床地质略图
（据核工业部北京地质研究院和265队资料综合而成）
1.冲积、坡积物；2.粉砂岩、细砂岩夹凝灰岩；3.熔结凝灰岩、层凝灰岩、凝灰质砂岩、粉砂岩；4.粉砂岩夹凝灰岩；5.长石石英砂岩夹煤层；6.浅变质砂岩、千枚岩、片岩；7.黑云母花岗岩；8.压性断裂；9.压剪性断裂；10.张性断裂；11.性质不明断裂
4）矿体形态和近矿围岩蚀变
铀矿体的形态，主要受赋矿主岩的岩性、成分和顺层破碎带、裂隙带，以及切层的北东向裂隙带的联合控制。矿体形态主要为透镜状、厚饼状、豆荚状、似层状（图4-6），工业矿化全部产于鹅湖岭组中下部，但又不严格受层位的限制，常出现跨层的矿体。特别是在晚期铀－钼矿化改造和叠加地段，矿体形态比较复杂，厚度增大，品位增高，最高品位达1.6%。
图4-5 熊家矿床九号剖面图
（据265大队资料）
1.碳质页岩、粉砂岩；2.砂岩；3.砂砾岩、含砾砂岩；4.矿体；5.凝灰质砂岩；6.层凝灰岩；7.晶屑－玻屑凝灰岩；8.含砾凝灰质砂岩
矿体近矿围岩蚀变作用发育，主要有迪开石化、水云母化、高岭石化、硅化、萤石化和碳酸盐化等。与铀矿化有关的围岩蚀变有两期，即早期热液粘土化和晚期硅化。早期热液粘土化具有面积大、蚀变矿物简单和分带不十分严格的特点。粘土化主要发生在较大的北东或北西走向的断裂附近的鹅湖岭组中下部火山碎屑沉积岩的层间破碎带、裂隙带和透水岩层中，蚀变带中最特征的矿物就是迪开石，其次为玉髓、水云母、高岭石、碳酸盐。根据矿物组合，核工业部北京地质研究院（1977）划分出迪开石－微石英带（中心带）和水云母－碳酸盐带（外带），铀磷矿化主要分布在上述两个带之间靠迪开石－微石英带的一侧（图4-7），常常形成既厚又富的铀－磷矿体，矿化范围比热液粘土蚀变带范围小得多，但是矿体的形态与粘土化晕圈形态很相似，常形成厚透镜状、“矿卷”状等矿体。晚期硅化，是利用早期热液粘土化的通道和蚀变空间进行的，其严格地叠加在早期热液粘土化之上，但范围要比粘土化小得多。在矿化地段的一些钻孔中，见到铀－磷矿化中叠加有弱的硅化现象，并伴随有紫色萤石和金属硫化物的生成，导致铀的品位有增高。而在晚期硅化强烈的地段（如1110孔）可见到晚期硅化对早期粘土化强烈的改造现象，并显示出明显的叠加分带性（王传文等，1980），蚀变带的中心为石英带，两侧为石英－迪开石带，外带为水云母－碳酸盐带，在石英－迪开石带伴随大量的萤石、硫钼矿、黄铁矿和水铝氟石生成，与晚期硅化相伴的铀钼矿化叠加和改造了早期铀－磷矿化，在矿化中心，铀的品位达1.06%～1.6%。因此，在晚期硅化强烈叠加改造的地段常形成既富又厚的铀磷和铀钼混合矿体（图4-6）。
图4-6 熊家矿床11地段联合剖面图
（据核工业部北京地质研究院）
1.粉砂岩；2.层凝灰岩、粉砂岩；3.晶屑层凝灰岩；4.凝灰质粉砂岩；5.砂质页岩、粉砂岩；6.地层不整合接触界线；7.地层假整合接触界线；8.地层整合接触界线；9.工业矿床；10.钻孔编号；11.钻孔深度（m）
5）矿石结构构造及物质成分
矿石结构构造按矿石类型的不同具有不同的特点，铀磷矿石的结构构造与含矿岩石的结构构造相关，晶屑层凝灰岩矿石，具胶结状结构，块状构造，含铀胶磷矿以胶结物形式出现，在富矿石中胶磷矿呈筛状构造；在凝灰质砂岩矿石中胶磷矿呈凝胶团块分布于矿石中，在粉砂岩矿石中，胶磷矿沿微层理分布形成微层理构造，而受到晚期铀钼矿化叠加改造的矿石，常出现脉状、网脉状构造。
图4-7 熊家矿床11号横剖面围岩蚀变分带示意图
（据核工业部北京地质研究院）
1.砂质页岩；2.粉砂岩；3.砂岩粉砂岩互层；4.凝灰质砂岩；5.含凝灰质砂岩；6.晶屑层凝灰岩；
7.层凝灰岩；8.层凝灰砾岩；9.层间破碎带；10.微石英－迪开石带；11.水云母碳酸盐带；
12.水云母化；13.工业矿体；14.第二期矿化蚀变带
矿石的物质成分随其形成时代不同而有所区别，两期铀矿化矿石的化学全分析结果见表4-3。早期铀磷矿石主要由石英、迪开石、胶磷矿、水云母、方解石、黄铁矿等组成。晚期铀钼矿化通常叠加在早期铀磷矿化之上，属铀－磷－钼混合矿石，它的矿物组合较复杂，除胶磷矿、石英、迪开石外，还有大量的萤石、水铝氟石和金属矿化物，详见表4-4。早期铀磷矿化分布广泛，是矿床主成矿期和主成矿作用的产物，晚期铀钼矿化叠加于早期铀磷矿化之上，形成矿物成分较复杂，铀矿石品位较富的多因复成型铀矿石。铀的存在形式，在不同矿石类型中表现形式不同，在铀磷矿石中，铀主要呈吸附形式赋存于含铀胶磷矿中，其量约占该类矿石的90%。在铀钼矿石中，铀主要呈吸附形式赋存在胶硫钼矿、胶黄铁矿和萤石中，或呈微细沥青铀矿形式分布。
磷的存在形式，在铀磷矿石中以胶磷矿形式出现。胶磷矿呈黄褐色至灰白色，胶状结构，有时见清晰的干裂纹，以团块状、平行条带状、筛状形态产出。胶磷矿不是非晶质矿物，而是六方柱晶体的磷灰石结构的晶质矿物。这可能表明胶磷矿最初是以非晶质的磷酸钙胶体沉积，后经脱水、硬化开始聚集和结晶，形成超显微状的磷灰石晶体的集合体，但仍保留胶状结构和形式。在铀钼矿石中，磷是以较粗粒的柱状磷灰石形式产出。它是在早期胶磷矿形成之后，经强烈热液改造后，重结晶作用形成的产物。
表4-2 熊家矿床赋矿围岩化学全分析（%）
（据核工业部北京地质研究院）
表4-3 熊家矿床矿石化学全分析（%）
（据核工业部北京地质研究院）
表4-4 矿床两种矿石类型矿物成分表
铀与磷的关系，据张万良研究，在铀磷矿石中呈明显的正相关系，相关系数达0.8～0.9。而在铀钼矿石中铀磷关系不明显，因早期含铀的胶磷矿，在重结晶作用中铀被净化（图4-8）。
图4-8 两种不同矿石中铀磷关系图
（据张万良）
1.铀磷矿石；2.铀钼矿石
6）同位素地质
铀矿石的铀－铅同位素研究表明（北京三所，1977），存在有两期铀矿化年龄。对含铀胶磷矿的铀－铅法测量结果为127～136Ma，相当于早白垩世的下限年龄，表明铀－磷矿化是在鹅湖岭地层形成之后才开始的。对铀钼矿化的胶硫钼矿进行铀－铅法测量表明，矿化年龄为106Ma，相当于晚白垩世形成。结合两期矿化的矿物组合特点，认为熊家矿床的形成经历了明显的两期热液成矿作用，136～127Ma为主成矿期。
3.矿床形成条件分析
1）成矿物质来源
熊家矿床的成矿铀源，王传文等（1980）认为主要来自含矿岩系中某些低品位的同生磷铀层和岩石中比较分散的铀。华东地质局赣杭带专题组（1988）认为铀除了来自喷出物外，主要是来自矿床外围古老基底，特别是来自铀含量平均为51g/t，厚数十米的下寒武统的碳质页岩，后者经风化可提供较多的铀。鉴于该矿床具有多期成矿和多种成矿作用的特点，我们认为成矿铀源是多源的，上侏罗世成岩阶段既有来自蚀源区寒武纪碳质板岩和加里东期花岗岩中的铀，又有来自喷出物的铀，导致火山碎屑沉积岩中铀的成岩富集达10～45g/t，为后生热液叠加和改造成矿作用提供了较充足的铀源，也是多阶段成矿作用中原始的铀富集基础。此外，尔后的热液成矿作用过程中，也会带来某些深部铀源和含矿岩系中分散的铀，在有利部位叠加累积成矿。
2）成矿的物理化学条件
从矿化带内的主成矿期——铀磷矿化期的蚀变作用看，主要是迪开石化、水云母化和方解石化发育，可以认为主成矿作用是在中低温条件下进行。对与晚期铀－钼矿化同期的紫色萤石进行均一法测温，结果为150～190℃，在矿化中心强硅化带中，有中高温条件下形成的水铝氟石。此外，伴随铀钼矿化也发生了热液粘土化蚀变作用，说明熊家矿床晚期形成铀－钼矿化的热液活动，经历了一个由中高温到中低温的演化过程。矿化主要赋存于产状平缓的层凝灰岩的顺层破碎带中，从矿体剖面上分析，矿体上覆的地层厚度不大，累计在350～400m以内，矿物组合以中低温型为主，可以推测主成矿期的深度为中浅成，成矿压力为中等偏低。
3）成矿空间和动力条件
矿床的空间条件十分有利，表现在成矿地段在剖面上处于有利的构造地球化学界面和岩石地球化学界面附近。从含矿岩系的岩性、成分与铀矿化在剖面上分布的情况看出，矿体主要赋存于鹅湖岭组中下部的中粗粒层凝灰岩和粗粒凝灰质砂岩中，属透水性良好的脆性岩层，其上下岩层为相对柔性的隔水层，由于两者物理机械性质差异大，受构造应力作用后，极易产生破碎，形成层间破碎带，引起含矿岩系内各种构造裂隙发育，从而形成有利成矿的空间。
燕山期构造－岩浆活化作用，为铀成矿提供了热液和驱动力条件，盛源火山盆地上侏罗统中划分出两大期共6次火山活动，矿区东部有燕山期黑云母花岗岩分布，表明矿区地壳在燕山期处在强烈活化作用之中，为铀成矿作用提供了充足的热液和动力源，使先成地层中的铀活化，形成矿体，再次活化和再次富集沉淀，形成大型铀矿床。
4.成矿作用的演化
1）成矿大地构造的演化
矿区及区域成矿大地构造演化，经历了地槽、地台和地洼3个大地构造阶段。地槽阶段的沉积期形成一套新元古代至早古生代的以复理石韵律为特征的碎屑岩及海相火山岩建造；中志留世末期加里东构造运动使地槽回返，使先成岩层普遍经受浅度的区域变质作用，伴随有加里东期花岗岩类岩体的侵入。矿区内地台构造层缺失，但区域上泥盆纪至中三叠世，早期沉积了陆相碎屑岩沉积，中晚期形成一套分布广厚度大的浅海相碳酸盐岩为主，夹有碎屑岩的岩石建造，最后为海陆交互相含煤地层的沉积，共同组合成地台构造层。
晚三叠世至今为地洼阶段，晚三叠世沉积了一套陆相含煤碎屑岩建造。晚侏罗世形成了一套火山沉积碎屑岩，早白垩世沉积了厚度较大的红层，充填于盛源火山盆地内，构成地洼构造层。该构造层以发育一套上侏罗统的酸性火山碎屑沉积岩为主要特征，并以不整合形式覆盖在地槽构造层之上。在地洼阶段激烈期（燕山运动中、晚期），区内有燕山期黑云母花岗岩侵入和大规模的中酸性火山活动，表明构造－岩浆活化作用强烈发育。
2）铀成矿作用的演化
根据熊家矿床的地质特征和矿区及区域地质演化简史，该矿床的形成经历了火山盆地基底岩石的铀初步富集、地洼阶段沉积－成岩期铀的成岩富集作用和地洼阶段改造叠加富化期的热液成矿作用。
火山盆地基底岩石的铀初步富集。地槽构造层内，寒武纪地层中有一套黑色页岩系，铀丰度值较高，平均为51g/t，成为地槽阶段沉积成岩期的原始富集层，为尔后的成矿作用提供重要的铀源。
地洼阶段沉积－成岩期铀的富集作用。矿区及其周围区域内，在地槽阶段形成的浅变质岩系和加里东期花岗岩体中，均存在铀含量较高的岩层或岩体，在地洼阶段激烈期的构造－岩浆活化作用下，形成地貌反差强度大的富铀蚀源区。同时，在盛源断陷盆地中发生了大规模的火山喷发，导致在鹅湖岭组地层中下部一些层位内形成了富含碳质、粘土质、磷质和黄铁矿等铀的吸附剂和还原剂和使铀发生成岩富集（10～45g/t）的含矿层位，含铀层位的累计厚度又达80～100m。因此，鹅湖岭组中下部的火山碎屑沉积岩系，既是矿床的含矿主岩，又是铀源层，属成岩后热液成矿作用的铀源层之一。
地洼阶段改造叠加富化期热液成矿作用，是在经历了火山盆地基底岩石的铀初步富集作用及盆地盖层中火山－沉积岩铀的成岩富集作用之后，在地洼阶段激动期中晚期的构造－岩浆活化作用影响下，形成的多次热液成矿作用。根据铀矿石年龄及矿石矿物共生组合，并结合矿床地质特征和成矿条件分析，可把熊家矿床的热液成矿作用期划分为两个成矿世代，即燕山中期中低温火山热液成矿作用和燕山晚期热液叠加富集成矿作用。火山热液成矿作用是最重要的铀成矿作用，是以火山热液为主，有古地表地下水参与混合构成的混合成矿热液，在构造驱动力作用下，上升至矿区鹅湖岭组中下部的有利构造－岩性部位成矿，以形成矿石年龄为127～136Ma的铀磷矿化为代表。燕山晚期热液叠加富集成矿作用，以形成矿石年龄为106Ma的铀钼矿化为代表，铀钼矿化通常仅叠加在早期铀磷矿化之上，使矿体变富、变厚。从矿化中心部位的矿物组合来看（表4-4），有中高温条件下形成的水铝氟石，说明成矿溶液的初始温度相当高。矿石中萤石的大量出现和胶硫钼矿的发育，均表明含矿热液可能主要来源于深部。我们倾向性认为，燕山晚期的铀钼矿化与该区异常地幔（研究区位于赣杭坳陷带与武夷隆起带复合部位），在早白垩世晚期重新剧烈活动，分异出的富F、富∑CO：等矿化剂的成矿流体有关，这种成矿流体通常继承已有的火山岩浆的上升通道，在火山盆地内叠加成矿。
综上所述，熊家矿床的形成，是经历了多大地构造阶段、多种成矿铀源和多次铀成矿作用的叠加富集所致，我们把熊家矿床的成因，归为以火山热液成矿作用为主，具多来源、多阶段、多成因和累积叠增特点的多因复成铀矿床。