廣西屯林鈾礦與北方典型砂巖型鈾礦對比研究

劉瑤　趙晶　汪剛

摘 要：我國北方典型砂巖型鈾礦多集中產(chǎn)出在西北地區(qū)，伊犁盆地、吐哈盆地和鄂爾多斯盆地均為富礦盆地。通過對比研究可看出，屯林礦床與北方幾個(gè)典型鈾礦床形成有諸多類似的地方：礦巖時(shí)差大，鈾源均具有蝕源區(qū)來源的特點(diǎn)，礦石特征也具有呈吸附狀的鈾離子。成礦嚴(yán)格受構(gòu)造和層位的控制。有機(jī)質(zhì)和油氣作用在某些盆地鈾成礦時(shí)起到還原劑的作用。

關(guān)鍵詞：鈾礦；砂巖；鈾離子；作用

1.地質(zhì)背景

北方典型砂巖型鈾礦主要產(chǎn)在西北地區(qū)，且多為大中型盆地，其地質(zhì)背景為中央亞洲活動帶，位于歐亞鈾礦帶上。中央亞洲活動帶在其從貝加爾期至海西一印支期的長期演化中“曾多次發(fā)生區(qū)域性拉伸運(yùn)動”（邵濟(jì)安等，1992）。權(quán)志高等（2012）對西北產(chǎn)鈾盆地構(gòu)造類型研究認(rèn)為主要有板緣造山帶型，板內(nèi)陸臺型和板緣過渡帶型，各占比56%，36%和8%。十萬大山盆地是華廈地塊與楊子地塊會聚、碰撞造山過程中與之相伴隨的地質(zhì)產(chǎn)物，是形成于造山環(huán)境中的擠壓型前陸盆地。屯林礦床位于十萬大山東南側(cè)。

2.鈾源特征

砂巖型鈾礦物質(zhì)來源的研究，目前有兩種得到大家普遍認(rèn)可。一種是認(rèn)為鈾來自前中生代建造不斷被破壞的巖石，即由蝕源區(qū)巖石帶入；二是從含礦層本身的巖石中被活化提取出來；至于第三種即有深源溶液或流體帶入還需要進(jìn)一步的研究。焦養(yǎng)泉等（2005）研究認(rèn)為東勝鈾礦鈾源主要來自蝕源區(qū)花崗巖。而吐哈、伊犁兩個(gè)鈾礦床鈾源既有蝕源區(qū)來源特征，也有容礦層本身的來源（夏毓亮等，2001）。屯林鈾礦床鈾源具有與吐哈和伊犁相似的特征。

3.成礦時(shí)代

我國砂巖型鈾礦賦礦層位多集中在侏羅系，推測可能與中生代構(gòu)造熱事件有關(guān)。伊犁盆地砂巖型鈾礦的成礦年齡有12Ma、5～6.7Ma和1～2Ma；吐哈盆地為48Ma、28Ma；東勝地區(qū)砂巖型鈾礦的成礦年齡為107Ma。而與之相對應(yīng)的蝕源區(qū)巖體年齡分別為308Ma，283Ma和175～525Ma。屯林鈾礦床瀝青鈾礦同位素年齡38～113Ma，含礦淺色砂巖形成時(shí)間為136～172Ma，通過以上可看出成巖和成礦在時(shí)間上有較大差異。

4.礦體特征

砂巖型鈾礦礦體形態(tài)較復(fù)雜，概括起來有三類：①礦體與圍巖之間大致整合，呈透鏡狀、板狀、似層狀，該種形態(tài)較為常見。②卷狀礦體，礦體垂直或大角度斜交巖層面或其他沉積構(gòu)造。③復(fù)雜不規(guī)則狀，包括堆狀、管狀等其他形態(tài)的礦體。東勝鈾礦礦體多以板狀形態(tài)產(chǎn)出，局部有卷狀，鈾礦類型為潛水-層間氧化帶型。伊犁和吐哈盆地鈾礦礦體則多成卷狀，屬層間氧化帶型。屯林鈾礦礦體為似層狀、透鏡狀，厚度較小，前人資料研究屬后生疊加成礦的層控砂巖型鈾礦床。

5.礦物組合特征

伊犁盆地512礦床鈾礦物主要為瀝青鈾礦，少量為鈾石。鈾主要呈吸附狀態(tài)，被大量的有機(jī)質(zhì)、炭化植物碎屑、黃鐵礦（莓狀）、粘土（以高嶺土為主）等吸附。吐哈盆地十紅灘鈾礦石中鈾主要以吸附形式存在，部分瀝青鈾礦、鈾石，少見鈦鈾礦、含鈾鈦鐵氧化物、含鈾鋯石以及獨(dú)居石。吸附狀鈾與黃鐵礦、炭質(zhì)有機(jī)物和綠泥石的粘土質(zhì)交接物有關(guān)（權(quán)志高等，2002）。東勝鈾礦鈾礦石中鈾主要以吸附狀鈾和鈾礦物形式存在，其中吸附狀鈾為巖石中的有機(jī)物和黏土礦物吸附，鈾礦物主要為鈾石，少量為瀝青鈾礦，且主要以膠狀、微粒狀賦存在黃鐵礦邊緣、氧化鈦鐵礦或碎屑物周圍，局部呈自形短柱狀晶體（陳宏斌等，2006）。屯林鈾礦石中鈾的存在形式有鈾礦物和吸附狀態(tài)鈾。鈾礦物以瀝青鈾礦為主，鈾石次之；吸附狀態(tài)的鈾，主要是鈾呈離子吸附狀態(tài)，被有機(jī)質(zhì)、泥質(zhì)和鐵質(zhì)及周圍膠結(jié)物吸附，是鈾存在的主要形式。其它伴生金屬礦物主要有黃鐵礦、赤鐵礦、黃銅礦等。

6.控礦因素

伊犁盆地沉積蓋層的地層結(jié)構(gòu)兩個(gè)隔水層（弱透水層）夾一透水層的地層結(jié)構(gòu)是形成層間氧化帶砂巖型鈾礦的關(guān)鍵條件。伊犁盆地蓋層含礦巖系自下而上共分7個(gè)旋回，第I一Ⅳ旋回含礦層地層結(jié)構(gòu)為礫巖（弱透水層）一砂巖一礫巖（弱透水層）；占512礦床儲量70%的第Ⅴ旋回含礦層地層結(jié)構(gòu)為泥巖一砂巖一泥巖，所以其成礦條件最佳；第Ⅵ旋回含礦層地層結(jié)構(gòu)為煤巖一砂巖一泥巖，經(jīng)濟(jì)意義較差。東勝鈾礦床鈾礦化產(chǎn)于直羅組灰綠色砂巖與灰色砂巖之間的過渡帶中，灰綠色砂巖總體分布于礦床的北部和東北部，呈半環(huán)狀包圍灰色砂巖，在剖面上呈舌狀體插入灰色砂巖之中，與層間氧化帶的空間分布形態(tài)極為相似。錢家店礦床鈾礦體主要賦存于姚家組上巖性段下部砂體的中下部和下巖性段砂體的中上部，即灰白色粘土蝕變帶與灰色還原帶的過渡部位，三層區(qū)域性分布的紫紅色泥巖隔水層把姚家組含礦地層分為上下兩個(gè)含礦含水層，即姚家組下段含礦含水層（姚下段含礦砂體）和姚家組上段含礦含水層。十萬大山盆地鈾礦化嚴(yán)格受層位與巖性控制，鈾礦化賦存于J2n3-3下部淺灰綠色中厚層中細(xì)粒長石石英砂巖體中。它形成于濱湖三角洲前緣相支流口砂壩亞相內(nèi)。

7.總結(jié)

通過對北方典型砂巖型鈾礦與屯林鈾礦以上幾方面的對比，可得出：①礦床具有構(gòu)造控礦的特點(diǎn)，礦床的形成都與構(gòu)造有關(guān)。②盆山耦合作用不僅為成礦提供豐富的鈾源和成礦流體的運(yùn)移通道，也形成良好的儲集空間。③礦巖時(shí)差大，大部分礦床形成在中生代，可能與中生代的幾次重大的構(gòu)造熱事件有關(guān)。④除東勝鈾礦外，其余幾個(gè)鈾礦床鈾礦物主要以瀝青鈾礦的形式存在，典型的黃鐵礦等低溫?zé)嵋寒a(chǎn)物均反應(yīng)出成礦過程中低溫?zé)嵋鹤饔锰卣鳌|勝鈾礦可能還與油氣作用有關(guān)。⑤普遍存在有機(jī)質(zhì)及粘土礦物吸附作用。（作者單位：成都理工大學(xué)地球化學(xué)系）

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