甘肅7903礦床鈾礦化特征及成因分析

謝宏標(biāo)

（甘肅省核地質(zhì)二一九大隊(duì)，甘肅 天水 741025）

甘肅7903礦床鈾礦化特征及成因分析

謝宏標(biāo)

（甘肅省核地質(zhì)二一九大隊(duì)，甘肅 天水 741025）

主要論述了7903礦床地質(zhì)背景和礦化特征，通過對(duì)礦床的成因分析，認(rèn)為礦床受構(gòu)造和層位雙重控制，鈾源主要來自花崗巖，礦床成因?qū)俦砩芊e型鈾礦化。

鈾礦；特征；成因；分析

1　地質(zhì)背景

7903鈾礦床位于秦嶺褶皺系禮縣—柞水冒地槽褶皺帶西段中部，地處秦嶺東西向構(gòu)造帶與天水—武都隱伏基底深斷裂的交匯復(fù)合部位 （如圖1所示）。

圖1　交匯復(fù)合部位圖

1.1地層

區(qū)內(nèi)出露地層主要有中泥盆統(tǒng)和中石炭統(tǒng)。中泥盆統(tǒng)和中石炭統(tǒng)經(jīng)海西期區(qū)域變質(zhì)作用，巖石普遍發(fā)生了淺變質(zhì)（如圖2所示）。

圖2　中川巖體示意圖

中泥盆統(tǒng)（D2）在區(qū)內(nèi)以下坪—崖灣—梁坪一線為界劃分兩個(gè)不同的巖相，南相為西漢水組（D2X），北相為舒家壩組（D2S）。

西漢水組（D2X）：為一套淺變質(zhì)的淺海潮坪相及次深海相沉積。巖性以碎屑巖為主，夾碳酸鹽巖，組成草山下—坪溝里復(fù)式向斜。

舒家壩組（D2S）：屬大陸斜坡相沉積。巖性以碎屑巖為主，偶夾少量碳酸鹽巖，具粗細(xì)相間重復(fù)韻律特征，組成馬塢—酒店復(fù)式背斜。

中石炭統(tǒng)（C2）是在原泥盆紀(jì)隆起時(shí)，由于南北向擠壓力的減弱，同生大斷裂進(jìn)一步裂開擴(kuò)張而形成的裂陷槽盆相沉積。巖性為一套淺變質(zhì)的含碳碎屑巖夾碳酸鹽巖。劃分為五個(gè)巖性段，十個(gè)亞層，總厚度825～3759m，組成石家河壩復(fù)式向斜。中石炭統(tǒng)呈角度不整合于中泥盆統(tǒng)之上，部分地段為斷層接觸。地層總體呈北西—北西西展布，其中第二巖性段下部和第三巖性段下部為區(qū)內(nèi)主要含鈾層位，產(chǎn)有7903、7901鈾礦床。

1.2構(gòu)造

本區(qū)位于宕昌—禮縣—高橋大斷裂西段膨大、分枝的“入”字型夾持區(qū)，基本構(gòu)造線呈北西—北西西向展布。北西西向褶皺構(gòu)造、層間擠壓破碎帶、中川巖體東外帶弧形斷裂巖帶構(gòu)成了區(qū)內(nèi)的基本構(gòu)造格架。高橋—洮坪同生大斷裂西段的兩分枝斷裂為本區(qū)的主要導(dǎo)礦構(gòu)造。近東西向?qū)娱g擠壓蝕變碎裂帶、北北東向、北北西向、北東向蝕變碎裂帶控制著本區(qū)鈾礦床和礦點(diǎn)的空間展布。

1.3巖漿巖

礦床西北部為中川復(fù)式巖體，產(chǎn)出面積216km2，Rb-Sr同位素年齡為232.9Ma［1］。巖體與圍巖界限清晰，侵位距離大，成巖溫度較高（850～900℃，淬火法測(cè)定）。

中川巖體為一等軸狀巖基，從早到晚分五次侵入活動(dòng)，分別形成了石英閃長(zhǎng)巖（Qδ51-1）、花崗閃長(zhǎng)巖（γδ51-2）、中粗粒斑狀黑云母花崗巖（γ51-3）、中粒含斑黑云母花崗巖（γ51-4）和中細(xì)粒黑云母花崗巖（γ52）。Qδ51-1和γδ51-2在巖體邊部為殘留體產(chǎn)出。γ51-3、γ51-4、γ52由外向內(nèi)呈同心環(huán)狀分布。這三期次花崗巖為同源活動(dòng)的產(chǎn)物，巖石類型屬二長(zhǎng)花崗巖，巖石化學(xué)類型為富硅偏堿鋁過飽和型，鉀含量大于鈉含量［1］。

2　礦床地質(zhì)

礦床位于中川巖體的東南外帶，在2.6km2的礦床范圍內(nèi)，出露地層主要為中石炭統(tǒng)淺變質(zhì)巖系，上覆大片第四系沉積物。

2.1地層

中石炭統(tǒng)在礦床范圍內(nèi)分為2個(gè)巖性段、6個(gè)巖性層。鈾礦化賦存于C2z2-2硅板巖夾粘板巖或含炭粘板巖夾硅板巖中。主要含礦巖石為含炭粉板巖、含炭硅板巖、含炭粘板巖及它們之間的過渡巖石。此外還有角礫巖、構(gòu)造泥、微細(xì)?；◢彴邘r等。均屬C2z2-2層位。

2.2構(gòu)造特征

礦床位于石家河壩復(fù)式向斜南翼。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造、次一級(jí)褶皺極為發(fā)育。區(qū)內(nèi)的3號(hào)向斜為主要控礦褶曲，它位于F629斷裂帶上盤，距斷裂帶30～50m，軸向280°～300°，向北西290°～300°方向傾伏，傾伏角10°～18°。向斜開闊平緩，兩翼近于對(duì)稱，軸面近于直立，微向南傾。區(qū)內(nèi)主要礦體均產(chǎn)于此褶曲的南翼或核部。

F629斷裂帶為主要控礦構(gòu)造，呈舒緩波狀東西向展布。全長(zhǎng)1100m，傾向北東（5°～15°），傾角50°～65°，西端微向南彎，歸并于F30號(hào)帶，東端向北彎曲，歸并于F601。

2.3熱液活動(dòng)和圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)熱液活動(dòng)較弱，規(guī)模小，多呈脈狀及網(wǎng)脈狀，以充填為主。主要脈體有石英脈、黃鐵礦脈及伴隨的微弱蝕變現(xiàn)象，但均與礦化無成因關(guān)系。偶見瀝青鈾礦—黃鐵礦細(xì)脈，黃鐵礦呈他形隱晶質(zhì)，瀝青鈾礦多呈殘余鈾黑。

3　鈾礦化特征

3.1含礦巖石特征

主要含礦巖石為含炭粉板巖、硅板巖、粘板巖及構(gòu)造角礫巖、微細(xì)?；◢彴邘r等。巖石的總體特征是：普遍含炭，破碎，常有退色蝕變現(xiàn)象，微細(xì)裂隙發(fā)育。充填有粘土礦物、鐵的氧化物、高嶺土、黃鐵礦、鈾黑等。

3.2鈾的存在形式及鈾礦物

區(qū)內(nèi)鈾以單鈾礦物、含鈾礦物、分散吸附狀鈾三種形式存在。單礦物主要是鈾黑，次為鈣鈾云母、水硫鈾礦、水鈾釩和鈾銅釩。含鈾礦物有含鈾石膏。分散吸附狀態(tài)的鈾是普遍的存在形式，被氧化鐵、粘土、構(gòu)造泥所吸附。

3.3礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦物共生組合

鈾礦物結(jié)晶細(xì)小或呈膠狀，常充填于微細(xì)裂隙中，礦石構(gòu)造為細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀、角礫狀、膠狀等。

共生礦物有星點(diǎn)狀黃鐵礦、瀝清鈾礦、殘余鈾黑所組成的同一條細(xì)脈，并見瀝清鈾礦交代黃鐵礦。伴生礦物有結(jié)晶較好的黃鐵礦、白鐵礦。伴生元素含量甚微，無綜合利用價(jià)值。

4　礦體特征

工業(yè)礦體主要分布于 F629斷裂帶上盤，C2Z2-2-2地層下部和C2Z2-2-1地層的上部，在三號(hào)向斜的有利巖性中礦體比較集中并有礦體埋深增大而遠(yuǎn)離F629的現(xiàn)象。礦體出露總趨勢(shì)東高西低，分布在長(zhǎng)700m，寬50～100m范圍內(nèi)，與三號(hào)向斜C2Z2-2-2層底板起伏大體一致。地化環(huán)境處于弱氧化帶至氧化還原過渡帶之間。礦體均為盲礦體，按其展布方向分為近東向、北東向、近南北向三組。

近東西向組：礦體形態(tài)與斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造、微細(xì)裂隙及巖性有關(guān)，呈似層狀、透鏡狀。礦化受巖層產(chǎn)狀、層間構(gòu)造及有利巖石中微裂隙控制，但礦化對(duì)裂隙方向、充填物等無選擇性，如9、10號(hào)礦體，賦存在F629斷裂上盤，三號(hào)向斜的有利巖性中，礦體形態(tài)與巖層褶皺產(chǎn)狀近似，呈南高北低的不對(duì)稱“V”字形。礦體走向較長(zhǎng)，延深不大，厚度變化在0.43～12m間。在構(gòu)造變異部位、向斜凹槽內(nèi)礦體厚度增大，品位增高。區(qū)內(nèi)百分之九十以上的資源量屬這類礦體［2］。

北東向組：主要受北東向斷裂構(gòu)造控制，產(chǎn)于北東向斷裂和斷裂所組成的楔形地塊內(nèi)。此類礦體屬早期熱液產(chǎn)物，明顯偏鐳。

近南北向組：礦體受南北向斷裂控制，為數(shù)極少。

總體看，礦體規(guī)模一般較小，長(zhǎng)度大于80m的礦體只有5個(gè)。主要礦體規(guī)模、品位、形態(tài)見下表。主要礦體規(guī)模、形態(tài)見表1。

表1　主要礦體規(guī)模、形態(tài)一覽表

5　礦床成因分析

5.1地質(zhì)背景條件優(yōu)越

7903礦床是在特定的地質(zhì)背景條件下形成的。處于秦嶺東西向構(gòu)造帶與南北向天水—武都基地深斷裂的交匯復(fù)合部位。由于各構(gòu)造體系的長(zhǎng)期相互作用，致使區(qū)內(nèi)構(gòu)造形跡復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁，熱液活動(dòng)和圍巖蝕變強(qiáng)烈。為本區(qū)鈾礦床的形成奠定了地質(zhì)基礎(chǔ)。

5.2鈾源豐富

中川巖體是區(qū)內(nèi)主要的鈾礦含礦地質(zhì)體。在廣泛發(fā)育規(guī)模較大的巖體蝕變碎裂巖帶中，鈾含量高出正?；◢弾r鈾含量的2～2.8倍。巖漿活動(dòng)為鈾等多金屬元素的活化、遷移和富集提供了熱動(dòng)力條件，也是提供鈾及多金屬元素的物質(zhì)源。

5.3斷裂構(gòu)造控制鈾成礦

礦床內(nèi)的礦體嚴(yán)格受控于近東向、北東向、近南北向三組斷裂。F269斷裂中存在一定厚度的斷層泥是良好的隔水層，斷裂帶上盤的碎裂巖石是礦液的通道，其中的構(gòu)造裂隙、微裂隙、巖石孔隙是礦液停積的空間。因此近東西向的小向斜和斷裂對(duì)礦體起到了聯(lián)合控制作用。

5.4C2Z2-2地層是成礦的有利層位

中石炭統(tǒng)中川組總體上呈北西、北西西向展布，為一套碎屑巖夾碳酸鹽巖建造的海相沉積巖系。礦化主要產(chǎn)于巖石孔隙度大、性脆、易破碎的C2Z2-2砂質(zhì)板巖巖層內(nèi)，含礦層位均為含水 （透水）層，富含黃鐵礦、炭質(zhì)、褐鐵礦、粘土礦物等還原吸附劑。

5.5地下水及層狀氧化帶，是后生改造富集的重要因素

礦床的形成和破壞與地下水活動(dòng)、水文地球化學(xué)關(guān)系密切。礦體主要賦存于F269斷裂帶上盤的契形部位和三號(hào)向斜南翼或核部，處于弱氧化帶至氧化還原過渡帶中。

6　結(jié)論

7903礦床嚴(yán)格受構(gòu)造和層位控制。鈾的存在形式主要為分散吸附狀，次為少量的鈾黑和次生鈾礦物。礦床的形成與特定的球化學(xué)環(huán)境有關(guān)。礦床礦物組合簡(jiǎn)單。鈾源主要來自花崗巖，少量來自圍巖和早期熱液鈾礦化，屬淋積型鈾礦化成因。

［1］李永軍，霍福臣.西秦嶺東段侵入巖的構(gòu)造成因類型［J］.甘肅地質(zhì)學(xué)報(bào)，1996，5（1）：30-44.

［2］張玉龍.甘肅7902鈾礦床特征及控礦因素分析［J］.西北鈾礦地質(zhì)，2008，69（1）：14-20.

［3］7903礦床儲(chǔ)量報(bào)告［R］.二一九地質(zhì)大隊(duì)，1978，19-22.

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