相山鈾礦田東西部礦床中鈾礦物微區(qū)化學(xué)特征

趙海波 王運(yùn) 王志華 高海東 李元志

摘要:通過閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)及地質(zhì)調(diào)查,深入了解相山礦田含礦斷裂構(gòu)造特征,選取成礦差異較大的鄒家山和云際鈾礦床的含礦斷裂構(gòu)造進(jìn)行研究探討,運(yùn)用電子探針技術(shù)發(fā)現(xiàn)鄒家山主要鈾礦物為:瀝青鈾礦、鈦鈾礦、釷鈾石、鈾石;云際礦床鈾礦物主要為:鈦鈾礦、鈾石。對兩個鈾礦床同種主要鈾礦物微區(qū)進(jìn)行化學(xué)分析及對比,發(fā)現(xiàn)除U含量有起伏外,Ca、Fe、Zr的含量,鄒家山礦床均低于云際礦床;受鄒石斷裂控制的鈾礦床鈾礦物中U與Zr含量成負(fù)相關(guān),而受火山頸東部北東向斷裂控制的鈾礦床則相反。

關(guān)鍵詞:相山斷裂構(gòu)造鈾礦物微區(qū)化學(xué)特征

中圖分類號:P619 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0092-01

相山礦田經(jīng)歷加里東期和燕山期構(gòu)造活動,斷裂構(gòu)造廣泛發(fā)育,并于燕山晚期經(jīng)歷了兩期熱液鈾礦化作用,第一期為堿性熱液形成鈾-赤鐵礦化階段;第二期為酸性熱液形成鈾-螢石、水云母化階段[1],然而并非所有斷裂構(gòu)造都充填礦體。筆者選取相山礦田內(nèi)成礦差異較大的鄒家山與云際礦床含礦斷裂構(gòu)造進(jìn)行研究探討。

1地質(zhì)背景

鄒家山與云際鈾礦床以火山頸成近似東西對稱并同處于相山鈾礦田中。相山鈾礦田區(qū)域上受北東向遂川深斷裂與北北東向宜黃-安遠(yuǎn)深斷裂交匯控制,并受制于相山大型塌陷式火山盆地?；鹕脚璧卦谄拭嫔铣蕶E圓形,南北對稱,東陡西緩,近似“箕”狀?；鹕脚璧鼗讟?gòu)造主要為EW向?yàn)橹?其次為SN及NE、NW向;蓋層構(gòu)造表現(xiàn)為以NE向?yàn)橹鲗?dǎo)、NW向次之的線性斷裂和火山塌陷環(huán)狀斷裂交織格局[2]。

2礦田東西部礦床鈾礦物微區(qū)化學(xué)特征

2.1 地質(zhì)特征

相山礦田有數(shù)十個鈾礦床,考慮到地質(zhì)因素及其代表性,在此僅以鄒家山和云際礦床的含礦斷裂構(gòu)造為研究對象。

鄒家山鈾礦床位于相山礦田西部,礦化類型為螢石、水云母型[3],其控礦構(gòu)造主要為北東向的鄒-石構(gòu)造帶的旁側(cè)次級構(gòu)造及配套的北西、南北向構(gòu)造和火山塌陷構(gòu)造,通過測量統(tǒng)計(jì),這些斷裂構(gòu)造走向主要為北東向,傾角在35°～80°之間。斷裂兩側(cè)發(fā)育紅化、水云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、螢石化、黃鐵礦化等。斷裂中的脈石礦物主要為石英、水云母、綠泥石、螢石、方解石、磷灰石、鈉長石。并非所有斷裂中都充填礦體,而只有比較大的且與深部有溝通的伸展性斷裂中存在礦體。單條斷裂中鈾含量一般為5‰左右,多條斷裂交匯處,鈾礦含量較高,可以達(dá)到2%～8%。

云際鈾礦床位于相山礦田東部,礦化類型為鈉交代型[3],其控礦構(gòu)造主要為北東向的一組斷裂構(gòu)造,其次為弧形構(gòu)造剪切帶。通過測量統(tǒng)計(jì),這些斷裂構(gòu)造,走向主要為北東向,傾角在45°～60°之間。斷裂兩側(cè)發(fā)育方解石化、紅化、綠泥石化、水云母化、鈉長石化和還有少量的螢石化;斷裂中的脈石礦物為方解石,其次為少量的綠泥石、絹云母、磷灰石和螢石;該鈾礦床的鈾含量較低,一般在0.5‰～5‰之間。

2.2 鈾礦物微區(qū)化學(xué)特征

為較好的研究含礦斷裂構(gòu)特征,在兩鈾礦床井下進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查并在鈾含量較高的含礦斷裂處取樣,在鏡下鑒定的基礎(chǔ)上進(jìn)行電子探針分析,發(fā)現(xiàn)鄒家山礦床鈾礦物主要為:瀝青鈾礦、鈦鈾礦、釷鈾石、鈾石;云際礦床鈾礦物主要為:鈦鈾礦、鈾石。

2.2.1 兩礦床鈦鈾礦微區(qū)化學(xué)特征。

對兩個礦山的鈦鈾礦做電子探針分析(表1),對其各元素含量進(jìn)行比較,鄒家山礦床鈦。

2.2.2 兩礦床鈾石微區(qū)化學(xué)特征。

對兩個礦山的鈾石做電子探針分析(表1),對其各元素含量進(jìn)行比較,鄒家山礦床鈾石中U、Ca、Fe、Zr均明顯低于云際礦床。

3探討

相山地區(qū)礦體填充于伸展斷裂構(gòu)造裂隙中,即斷裂先拉張后擠壓。在擠壓過程中伴隨斷裂兩側(cè)巖石錯動、碾磨形成斷層泥,同時產(chǎn)生動力分異作用,使一些易活化的元素(如Ca、Fe)從圍巖中遷移出來[4]。通過野外、顯微鏡及電子探針背散射圖像觀察發(fā)現(xiàn)含礦斷裂構(gòu)造兩側(cè)及礦體發(fā)育赤鐵礦化、黃鐵礦化、方解石化、螢石化,并在電子探針背散射圖像中普遍發(fā)現(xiàn)鈾礦物包裹黃鐵礦或生長于黃鐵礦邊緣,螢石吸附鈾礦物,可以說明黃鐵礦和螢石形成要早于鈾礦物。這些富集的Fe、Ca主要來自于圍巖,即鈾成礦熱液出現(xiàn)前已經(jīng)形成黃鐵礦、螢石及方解石,當(dāng)含鈾熱液通過斷裂處時,經(jīng)過黃鐵礦還原作用形成鈾礦物,并吸附于黃鐵礦及螢石邊緣。

通過對兩個鈾礦床主要的同種鈾礦物微區(qū)化學(xué)分析發(fā)現(xiàn),在不計(jì)U含量的高低時,鄒家山礦床鈾礦物中的Ca、Fe、Zr含量均明顯低于云際礦床,且云際礦床同種鈾礦物中的U與Zr成正相關(guān),而鄒家山礦床同種鈾礦物中的U與Zr成負(fù)相關(guān)。相山礦田北部的橫澗、崗上英礦床礦石微量化學(xué)分析顯示U與Zr成負(fù)相關(guān)[3]。鄒家山、橫澗、崗上英礦床都是受北東向鄒石斷裂控制,而云際則為火山頸東部北東向斷裂控制。云際礦床鈾礦物中Zr含量偏高主要因其成礦熱液為堿性,在Na,K含量高時可溶性鋯絡(luò)合物易于從圍巖中遷移出來[5]。

4結(jié)語

(1)含礦斷裂構(gòu)造為主要為北東向,都為深大斷裂的次級構(gòu)造帶或與之連通的伸展斷裂構(gòu)造,其兩側(cè)圍巖蝕變強(qiáng)烈。(2)鄒家山礦床主要鈾礦物為:瀝青鈾礦、鈦鈾礦、釷鈾石、鈾石;而云際礦床鈾礦物則主要為:鈦鈾礦、鈾石。(3)兩礦床同種主要鈾礦物中除U含量有起伏外,Ca、Fe、Zr的含量,鄒家山礦床均低于云際礦床。(4)受鄒石斷裂控制的鈾礦床鈾礦物中U與Zr含量成負(fù)相關(guān),而受火山頸東部北東向斷裂控制的鈾礦床則相反。

參考文獻(xiàn)

[1] 邵飛,陳曉明,徐恒力,等.江西省相山鈾礦田成礦模式探討[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報,2008,14(1):65～75.

[2] 邱愛金,郭令智,鄭大瑜,等.大陸構(gòu)造作用對相山富大鈾礦形成的制約[M].北京:地質(zhì)出版社,2002.

[3] 邵飛.水一巖相互作用及其與鈾成礦關(guān)系研究:以相山鈾礦田為例[D].中國地質(zhì)大學(xué),2007年.

[4] 張治洮.斷裂帶的動力分異和化合[J].地球化學(xué),1983(1):62～70.

[5] 熊炳昆,溫旺光,等.鋯鉿冶金[M].冶金工業(yè)出版社,2002.