下莊礦田湖子鈾礦床特富"交點(diǎn)"型鈾礦體與鈾鐳平衡系數(shù)關(guān)系的分析

■陳允森 陳渝羅

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì) 廣東廣州510800）

下莊礦田湖子鈾礦床特富"交點(diǎn)"型鈾礦體與鈾鐳平衡系數(shù)關(guān)系的分析

■陳允森 陳渝羅

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì) 廣東廣州510800）

鈾鐳平衡系數(shù)是鈾礦床中重要的參數(shù)，它直接關(guān)系到鈾礦床的資源量估算。本文通過湖子鈾礦床特富"交點(diǎn)"型鈾礦體的鈾鐳平衡系數(shù)的分析研究，找到特富"交點(diǎn)"型鈾礦體的鈾鐳平衡變化規(guī)律，對(duì)指導(dǎo)下一步找礦有一定的意義。

湖子鈾礦床特富"交點(diǎn)"型鈾鐳平衡

1　鈾礦床地質(zhì)特征

湖子鈾礦床處于下莊礦田中部，礦區(qū)主要出露中粒斑狀黑云母花崗巖和輝綠巖，北北東向新橋-下莊斷裂帶、6009號(hào)帶和北西西向黃陂-張光營輝綠巖組構(gòu)成礦區(qū)基本構(gòu)造框架。6009號(hào)帶是主要控礦構(gòu)造，傾向近正西；6009號(hào)帶與新橋-下莊斷裂帶構(gòu)成小斷陷區(qū)，屬于由新橋-下莊斷裂帶與102-石角圍斷裂帶構(gòu)成的斷陷區(qū)的組成部分；斷陷區(qū)內(nèi)次級(jí)平行帶發(fā)育，出露的有207、205、204、201號(hào)帶。斷裂帶物質(zhì)成分復(fù)雜，充填各色微晶石英、黃鐵礦、赤鐵礦、螢石、方解石等，特別是北東構(gòu)造與近東西向輝綠巖脈交接復(fù)合部位多形成較好工業(yè)鈾礦體（圖1）。

湖子礦床鈾礦化主要有硅化帶型和“交點(diǎn)”型。硅化帶型礦體群嚴(yán)格受硅化斷裂帶組控制，礦體產(chǎn)狀與構(gòu)造帶產(chǎn)狀基本一致?！敖稽c(diǎn)”型鈾礦體受硅化斷裂帶與輝綠巖交切復(fù)合軌跡控制，礦體規(guī)模大小與軌跡面密切相關(guān)，礦體走向長(zhǎng)度為10～30m；其傾向上延伸一般為沿走向延伸的5～10倍，已發(fā)現(xiàn)礦體31個(gè)，“交點(diǎn)”型鈾礦體品位較富，平均品位為0.181%。

2　特富“交點(diǎn)”型鈾礦體特征

下莊礦田“交點(diǎn)”型鈾礦“淺富易”，查明的資源量占礦田鈾資源總量的40%，其中40%的“交點(diǎn)”型礦體平均品位達(dá)到0.3%富礦指標(biāo)，礦石易采、易選、易煉。

礦體產(chǎn)于構(gòu)造與輝綠巖脈相交部位，嚴(yán)格受構(gòu)造與輝綠巖脈復(fù)合軌跡控制，輝綠巖的寬度往往為礦體的長(zhǎng)度；礦體呈板柱狀，長(zhǎng)度小，延深大，長(zhǎng)深比例往往在幾倍至十幾倍，主要為瀝青鈾礦—紫黑色螢石、黑色微晶石英型和瀝青鈾礦—方解石型礦石；熱液蝕變主要有赤鐵礦化、絹云母化、硅化、綠泥石化、粘土化等。

3　特富“交點(diǎn)”型鈾礦體的形成機(jī)理分析

圖1　湖子鈾礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖

圖2　Fe3++Fe2++Ti——Al——Mg圖解和K2O——Na2O圖解

對(duì)控礦構(gòu)造進(jìn)行包裹體測(cè)溫，結(jié)合前人對(duì)成礦溫度的研究[1]，得出成礦期溫度為220～270℃。前人研究表明，下莊礦田中基性巖脈與鈾成礦存在著密切聯(lián)系[2]。但前人對(duì)下莊礦田中基性巖脈的研究尚有不足，就巖性而言，爭(zhēng)議較大[3-4]，前人認(rèn)為中基性巖脈提供的礦化劑 ΣCO2對(duì)鈾成礦密切[5]；結(jié)合最新研究成果，由Fe3++Fe2++Ti-Al-Mg圖解（圖2a，內(nèi)部數(shù)據(jù)）可知，除部分點(diǎn)落在高鋁拉斑玄武巖的范圍外，其他落在了高鐵拉斑玄武巖的范圍，可以認(rèn)為是所取樣品被強(qiáng)硅化及堿交代所致；在K2O-Na2O圖解（圖2b，內(nèi)部數(shù)據(jù)）中，礦石樣品點(diǎn)落在了鉀質(zhì)范圍內(nèi)，無礦樣品點(diǎn)落在了鈉質(zhì)范圍內(nèi)。

綜上分析認(rèn)為，特富“交點(diǎn)”型鈾礦體，初步認(rèn)為是中基性巖脈在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，更易破碎形成成礦物質(zhì)的運(yùn)移通道和沉淀場(chǎng)所，其成因可能是在形成常規(guī)“交點(diǎn)”型鈾礦化的基礎(chǔ)上，疊加富硅富堿熱液在特定地球化學(xué)環(huán)境中成礦。特富“交點(diǎn)”型鈾礦體與常規(guī)“交點(diǎn)”型鈾礦體的產(chǎn)出形式一致，因此，在勘查思路上應(yīng)該從現(xiàn)有的硅化帶與中基性巖脈復(fù)合控礦的“交點(diǎn)”向存在富硅富堿熱液運(yùn)移匯集的“交點(diǎn)”轉(zhuǎn)移。

4　鈾鐳平衡特征

鈾的地球化學(xué)特點(diǎn)是化學(xué)性質(zhì)活潑，具有吸附作用，易與氧化合，在巖石中鈾以穩(wěn)定的氧化物形式存在，鈾易溶于酸性。鈾的半衰期很長(zhǎng)，為4.51×109年。在原生礦石中鐳總是與鈾緊密共生在一起，鐳在化學(xué)性質(zhì)上不同于鈾，與氧不易化合，與硫酸和碳酸結(jié)合，鐳的半衰期不很長(zhǎng)，為1602年。

在實(shí)際伽瑪測(cè)量中，我們測(cè)量到的伽瑪射線照射量率有98%是鐳組核素引起的，實(shí)際上野外工作是通過測(cè)定鐳含量來達(dá)到確定鈾的含量。因此，鈾鐳平衡非常重要，它是通過鈾鐳平衡系數(shù)計(jì)算公式Kp=QRa/（Qu×3.4×10-7）來表示。其中Kp為鈾鐳平衡系數(shù)，QRa為鐳的含量，Qu為鈾的含量。當(dāng)Kp=1時(shí)，表示該地區(qū)鈾鐳處于平衡；Kp＜1時(shí)，表示該地區(qū)平衡偏鈾；Kp＞1時(shí)，表示該地區(qū)平衡偏鐳。

5　數(shù)據(jù)處理和分析研究

湖子地區(qū)從2006到2014年，共采了45組“交點(diǎn)”型輝綠巖鈾鐳平衡系數(shù)樣，計(jì)算平均鈾鐳平衡系數(shù)為0.90，特富“交點(diǎn)”型輝綠巖鈾鐳平衡系數(shù)樣17組，計(jì)算平均鈾鐳平衡系數(shù)為0.80，見表1。

表1　湖子鈾礦床特富“交點(diǎn)”型鈾礦體鈾鐳平衡系數(shù)表

從表中看出，儀器讀數(shù)超過儀器上限的礦段鈾鐳平衡系數(shù)分別為0.55、0.84和0.68，嚴(yán)重偏鈾。特富“交點(diǎn)”型鈾礦體輝綠巖礦段的γ測(cè)井解釋鈾品位比實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)的品位普遍小很多，有的甚至小幾倍。

鈾易溶于酸性，而特富“交點(diǎn)”型的化學(xué)環(huán)境為富硅富堿，當(dāng)富含鈾離子的巖漿熱液從地幔沿著構(gòu)造帶上升活動(dòng)，遇到中基性巖脈，中基性輝綠巖中的Fe離子作為還原劑，鈾開始沉淀、富集，少量的鐳卻在堿溶液中分解、流失，經(jīng)過多次熱液活動(dòng)，鈾越聚越多，鐳即越來越少。相對(duì)鈾的半衰期（4.51×109年），鐳的半衰期（1602年）很短，隨著時(shí)間的變遷，鐳衰變?cè)絹碓蕉?，留下來的鐳越來越少。我們知道，伽瑪射線的照射量率的98%是由鐳組引起的，隨著鐳的減少，伽瑪射線的照射量率成倍減少，而鈾礦的品位是根據(jù)伽瑪射線的照射量率來測(cè)定的，所以伽瑪測(cè)井測(cè)出的鈾品位比實(shí)際的鈾品位少很多。

根據(jù)這種情況，我們要進(jìn)行鈾鐳平衡修正，特富“交點(diǎn)”型鈾礦體的實(shí)際鈾品位是伽瑪測(cè)井解釋的品位除以平均鈾鐳平衡系數(shù)，即Q=Qu/0.8，實(shí)際鈾品位比伽瑪測(cè)井解釋的品位增加了25%，相對(duì)實(shí)際鈾資源量也就增加了25%。

6　結(jié)束語

鈾鐳平衡系數(shù)是鈾礦勘查中最重要的參數(shù)之一，它貫穿整個(gè)鈾礦勘查，即從開始找礦到落實(shí)礦床，都離不開鈾鐳平衡系數(shù)。

湖子鈾礦床的鈾鐳平衡是偏鈾的，特富“交點(diǎn)”型輝綠巖鈾礦體更是嚴(yán)重偏鈾，鈾礦床要進(jìn)行鈾鐳平衡系數(shù)修正。

我們進(jìn)行鈾礦勘查時(shí)，要取鈾鐳平衡系數(shù)樣，分析鈾鐳平衡系數(shù)變化規(guī)律，以免漏掉有工業(yè)價(jià)值的鈾礦體。特別是進(jìn)行“交點(diǎn)”型鈾礦揭露時(shí)，即使不是富礦，也要進(jìn)行鈾鐳平衡分析，確定取樣地點(diǎn)是偏鈾或偏鐳，如果是偏鈾，基本確定該地區(qū)是鈾礦成礦的有利部位，可以繼續(xù)擴(kuò)大追索范圍，直到發(fā)現(xiàn)有工業(yè)價(jià)值的“交點(diǎn)”型鈾礦體。

[1]潘家永,曹雙林,管太陽等.下莊鈾礦田流體包裹體地球化學(xué)研究 [J].鈾礦地質(zhì), 2007.23(5):257--261.

[2]胡瑞忠.XW鈾礦床成礦機(jī)理.成都地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào) [J].1989.(3):1--9.

[3-4]王正其、李子穎、吳烈勤等.幔源鈾成礦作用的地球化學(xué)證據(jù)--以下莊小水"交點(diǎn)型"鈾礦床為例 [J].鈾礦地質(zhì).2010,26(1):24～34

[5]張國全,胡瑞忠,商朋強(qiáng),等.302鈾礦床方解石C--O同位素組成與成礦動(dòng)力學(xué)背景研究 [J].2008.28(4):413--420.

P621[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-103-2

陳允森（1969～），男，物探及遙感工程師，研究方向?yàn)殁櫟V地質(zhì)勘查。