陜西省商（南）—丹（鳳）花崗偉晶巖型鈾礦控制因素分析

馮張生，陳金錄，程德進，周 琳，王 強，張夏濤

（中陜核工業(yè)集團公司，西安 710100）

陜西省商（南）—丹（鳳）花崗偉晶巖型鈾礦控制因素分析

馮張生，陳金錄，程德進，周 琳，王 強，張夏濤

（中陜核工業(yè)集團公司，西安 710100）

陜西省商（南）—丹（鳳）花崗偉晶巖型鈾礦區(qū)位于我國秦祁昆成礦域祁連—秦嶺成礦省北秦嶺鈾成礦帶東段巒莊塊體內，礦化類型為巖漿巖型偉晶巖類，屬于巖漿-熱液作用成礦。巒莊地塊中的秦嶺群第3巖性段、加里東期花崗巖接觸帶黑云母花崗偉晶巖、分水嶺斷裂及巒莊—桃坪斷裂帶共同控制了鈾礦床、礦點、異常點分布，礦床范圍與加里東期花崗巖接觸帶300 m內的礦化黑云母花崗偉晶巖分布區(qū)基本一致，礦床褶皺翼部、花崗巖接觸帶、脈巖產(chǎn)狀控制了礦體產(chǎn)出部位，鈾礦體產(chǎn)于巖體界面及礦化黑云母花崗偉晶巖形態(tài)呈波狀、產(chǎn)狀由陡變緩部位，礦石鈾品位與團塊狀黑云母及棕紅色更長石、磷灰石、鋯石等礦物含量呈正相關關系。

商（南）—丹（鳳）地區(qū)；花崗偉晶巖型鈾礦；控制因素

陜西省商（南）—丹（鳳）地區(qū)（簡稱為商丹地區(qū)）2013年被設立為國家鈾礦整裝勘查區(qū)，筆者通過研究商丹地區(qū)光石溝—陳家莊偉晶巖型鈾礦區(qū)以往勘查研究成果，提出了該區(qū)花崗偉晶巖型鈾礦控制因素及富集規(guī)律，以為該區(qū)花崗偉晶巖型鈾礦勘查提供借鑒。

1 成礦地質背景

商丹地區(qū)花崗偉晶巖型鈾礦區(qū)大地構造位置位于北秦嶺加里東褶皺帶東段巒莊塊體［1］，鈾成礦區(qū)帶位于祁連—秦嶺鈾成礦省北秦嶺鈾礦成礦帶東部，區(qū)內地層為富泥質沉積相、經(jīng)區(qū)域變質形成以片麻巖類為主的秦嶺群雜巖巒莊塊體；構造以秦嶺群雜巖片麻巖組成的褶皺為主；巖漿巖為殼幔混源成因的黃龍廟、騾子坪、灰池子巖基和陳家莊、毛芋園、大毛溝、高山溝巖株及花崗偉晶巖脈，其中分布于上述巖基及巖株接觸帶的黑云母花崗偉晶巖脈為區(qū)內礦化主巖（圖1），鈾礦體呈脈狀斷續(xù)產(chǎn)于黑云母花崗偉晶巖中，鈾礦物主要為晶質鈾礦［2］。

2 鈾成礦控制因素

2.1 巖性對成礦的控制作用

2.1.1 鈾源層

王濤，等（1997）將商丹地區(qū)花崗偉晶巖型鈾礦區(qū)出露的秦嶺群第3巖性段劃分為秦嶺群巒莊塊體［1］，由黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖及白云質大理巖組成，以黑云斜長片麻巖為主，角閃斜長片麻巖呈條帶狀分布于黑云斜長片麻巖中，白云質大理巖陳家莊礦區(qū)呈透鏡體分布、光石溝礦區(qū)偶見薄層大理巖。依據(jù)1:25 000能譜測量資料、光石溝及小花岔礦床測井資料不同巖性鈾含量的統(tǒng)計結果（表1）：片麻巖類鈾含量高于商丹地區(qū)秦嶺群鈾含量，黑云斜長片麻巖鈾含量為13.9×10-6，是商丹地區(qū)秦嶺群鈾含量的4.37倍；白云質大理巖鈾含量為1.80×10-6，是商丹地區(qū)秦嶺群鈾含量的0.57倍。商丹花崗偉晶巖型鈾礦區(qū)巖漿巖是幔源巖漿上侵過程中局部熔融秦嶺群分異結晶的產(chǎn)物［2］，可以認為商丹花崗偉晶巖型鈾礦區(qū)秦嶺群第 3巖性段片麻巖類是花崗偉晶巖型鈾礦的鈾源層。

圖1 商丹地區(qū)花崗偉晶巖型鈾礦地質簡圖Fig.1 Geological sketch of granite pegmatite type uranium deposit in Shangdan area

表1 不同巖性鈾含量Table 1 Uranium content in different rocks

2.1.2 鈾礦化主巖

不同地質體伽馬照射量率統(tǒng)計結果（表2）表明，片麻巖類、花崗巖的伽馬照射量率均值較低， 這兩種地質體是貧鈾層位。黑云母花崗偉晶巖的伽馬照射量率均值為6.48 nC/kg·h，是片麻巖類的 4.13倍、花崗巖的5.95倍，均方差達到11.25 nC/kg·h，依據(jù)礦區(qū)地質體伽馬照射量率統(tǒng)計結果確定黑云母花崗偉晶巖是區(qū)內惟一的含礦巖性［3］。

2.1.3 花崗偉晶巖對礦產(chǎn)的控制作用

商丹花崗偉晶巖型鈾礦區(qū)近巖體接觸帶的花崗偉晶巖為黑云母花崗偉晶巖，遠離巖體的花崗偉晶巖為二云母花崗偉晶巖及白云母花崗偉晶巖，鈾礦化嚴格產(chǎn)于巖體接觸帶內外300 m范圍內的黑云母花崗偉晶巖中，二云母花崗偉晶巖及白云母花崗偉晶巖中礦產(chǎn)為鈮、 鋰、 鈹?shù)V［4］。

2.1.4 鈾的賦存特征

礦化黑云母花崗偉晶巖中的鈾礦物為晶質鈾礦，主要呈立方體、八面體聚形、菱形十二面體（圖2A、B）［5］賦存于偉晶巖脈石礦物粒間，其富集程度與團塊狀黑云母、更長石礦物及磷灰石、獨居石、黃鐵礦等副礦物正相關。低品位花崗偉晶巖型鈾礦石（圖2C）中的晶質鈾礦主要分布于長石、石英粒間，少量分布于黑云母粒間，晶質鈾礦周圍常有磷灰石、獨居石、鋯石、黃鐵礦等副礦物 （圖2D），富集程度與副礦物正相關；中等品位花崗偉晶巖鈾礦石（圖2E、F）富團塊狀黑云母或棕紅色更長石，晶質鈾礦分布于黑云母及更長石粒間（圖2G、H）；高品位花崗偉晶巖鈾礦石（圖2I）同時富團塊狀黑云母、棕紅色更長石［2-3，6］。

2.2 構造對成礦的控制作用

2.2.1 褶皺對成礦的控制

礦區(qū)褶皺主要是巖漿底辟上侵成巖過程中頂托作用形成，區(qū)域巒莊—留仙坪復式背斜核部控制了灰池子巖基及黃龍廟巖基、騾子坪巖基產(chǎn)出位置。礦區(qū)牛家臺復式背斜、王家莊背斜等次級褶皺核部是大毛溝巖株、騾子坪巖體侵位成巖部位，次級褶皺翼部滑脫部位控制了花崗偉晶巖脈產(chǎn)出（圖3）［2］。

2.2.2 斷裂對成礦的控制

控礦斷裂主要是加里東期以前長期活動的區(qū)域性斷裂及變形帶，礦區(qū)偉晶巖型鈾礦化及異常主要產(chǎn)于分水嶺斷裂及巒莊—桃坪斷裂之間（圖1），加里東期巖漿侵位成巖后礦區(qū)控礦斷裂活動強度變弱至趨于穩(wěn)定；加里東期以后的斷裂類型以層間破碎帶為主，多位于礦體外圍，對礦體破壞及改造作用不大［2］。

2.2.3 巖體接觸面及脈巖產(chǎn)狀對成礦的控制

礦區(qū)鈾礦體多產(chǎn)于巖體接觸帶內外300 m范圍，鈾礦產(chǎn)出部位的巖體界面形態(tài)多呈波狀，鈾礦體產(chǎn)于巖體凹型界面范圍內花崗偉晶巖脈產(chǎn)狀由陡變緩部位（圖4），這是局部拉張的地球動力環(huán)境，有利于花崗偉晶巖脈中晶質鈾礦富集［6］。

2.3 巖體對成礦的控制作用

2.3.1 巖體類型對鈾礦化的控制

目前已查明的黃龍廟巖體、騾子坪巖體、灰池子巖體、桃坪巖體等4個產(chǎn)花崗偉晶巖型鈾礦的巖體都位于商丹地區(qū)東部巒莊塊體內。巖體分布區(qū)負磁場規(guī)模大，中心明顯，上述4個巖體屬于殼幔混源成因［4］，巖體接觸帶花崗偉晶巖脈密集發(fā)育，放射性物化探場屬于鈾釷鉀高場區(qū)或鈾釷鉀低場區(qū)。位于商丹地區(qū)西部的巖漿巖區(qū)負磁場規(guī)模?。ň植砍霈F(xiàn)正磁場），巖體無根、呈懸浮態(tài)存在于秦嶺群中，巖漿巖屬于原地混合巖化成因［4］，巖體接觸帶花崗偉晶巖脈不發(fā)育，放射性物化探場屬鈾釷鉀偏高， 目前未發(fā)現(xiàn)鈾礦化［2-3，6-7］。幔源物質不僅對秦嶺群中鈾的活化遷移總量具有控制作用，同時使巖漿結晶分異程度增強、最終形成富鈾殘漿，為形成脈巖型鈾礦提供了條件，主要原因是幔源中的F、CO2氣體為地層中的鈾在殼?；煸磶r漿中形成易溶絡合物（［UF2（CO3）3］4-），實現(xiàn)了巖漿分異結晶過程中的遷移富集，并為富鈾殘漿上升至一定深度由于壓力降低去氣作用使［UF2（CO3）3］4-絡合物分解以及鈾在fo2低狀態(tài)下形成晶質鈾礦提供了條件。因此，加里東期殼?；煸吹幕◢弾r中的幔源氣體是巖漿巖中殼源鈾遷移的必要條件，去氣作用是［UF2（CO3）3］4-絡合物分解沉淀的主要原因。因東部光石溝礦區(qū)幔源成分高，為地層中的鈾形成［UF2（CO3）3］4-絡合物提供了較多的幔源氣，后期富鈾殘漿距地表近、去氣作用強于西部陳家莊礦區(qū)，形成礦床規(guī)模東部大于西部。

表2 不同地質體伽馬照射量率統(tǒng)計結果Table 2 Statistical results of gamma exposure rate in different geological bodies

圖2 晶質鈾礦形態(tài)、晶質鈾礦與副礦物富集相關性圖像及照片 （C、E、F、I中黑色礦物為黑云母，棕紅色礦物為更長石）Fig.2 Images and photos showing the relationship of uraninite form，uraninite and accessory mineral enrichment（C，E，F(xiàn)，I black mineral is biotite，red brown mineral is oligoclase）

圖3 商丹地區(qū)花崗偉晶巖型鈾礦區(qū)地層、構造、巖漿巖剖面示意圖Fig.3 Schematic section of strata，structure magmatite granite pegmatite type uranium mineralization district in Shangdan area

圖4 小花岔鈾礦床典型剖面示意圖Fig.4 Typical geology section of Xiaohuacha uranium deposit

2.3.2 巖體演化對鈾成礦的控制

商丹花崗偉晶巖型鈾礦區(qū)產(chǎn)鈾巖漿巖演化都經(jīng)過巖基-巖株-花崗偉晶巖脈的同源巖漿分異演化過程，巖基鉀鈉比值小于1，巖株巖石鉀鈉比值大于1，在巖株階段常出現(xiàn)鉀轉折。巖石化學成分具有巖基-巖株-花崗偉晶巖脈鉀鈉比值增大、鈾含量增大、釷鈾比值減少的演化特點（表3），說明隨巖漿演化殘漿中的鈾含量增大、鈾逐步富集，為黑云母花崗偉晶巖成巖階段鈾富集成礦提供了條件。鈾礦化黑云母花崗偉晶巖具有富含基性成分的黑云母、更長石等礦物含量增加，以及出現(xiàn)磷灰石、獨居石等富氟含鈾礦物的特點［2-3，6］。

表3 商丹花崗偉晶巖型鈾礦區(qū)巖漿巖堿質含量及鈾釷含量統(tǒng)計結果Table 3 Statistical results of alkali and uranium，thorium contents of magmatitein the granite pegmatite type uranium mineralization area，Shangdan

3 結語

1）商丹花崗偉晶巖型鈾礦區(qū)秦嶺群巒莊塊體，加里東期殼?；煸闯梢驇r漿巖接觸帶，北部巒莊—桃坪斷裂、南部分水嶺—安基坪—小龍莊斷裂夾持部位的疊合區(qū)控制了花崗偉晶巖型鈾礦集中區(qū)分布范圍。

2）留仙坪—巒莊復式背斜的次級背斜翼部、巖株接觸帶300 m范圍黑云母花崗偉晶巖分布區(qū)控制了礦床分布范圍。鈾礦體產(chǎn)于巖體凹型界面范圍內的礦化黑云母花崗偉晶巖呈波狀起伏產(chǎn)狀由陡變緩部位。

3）商丹地區(qū)花崗偉晶巖型鈾礦鈾品位與黑云母花崗偉晶巖中團塊狀黑云母、更長石礦物及磷灰石、獨居石、黃鐵礦等副礦物富集程度呈正相關關系。低品位花崗偉晶巖型鈾礦石含少量黑云母、更長石；中等品位花崗偉晶巖礦石富團塊狀黑云母或棕紅色更長石；花崗偉晶巖富礦石同時富團塊狀黑云母、棕紅色更長石。

［1］王濤，胡能高，裴先治，等.秦嶺群雜巖的組成、構造格局及演化［J］.地球學報，1997，18（4）: 345-350.

［2］羅忠戌，沙亞洲，張展適，等.丹鳳地區(qū)花崗偉晶巖型鈾礦富集規(guī)律及成礦遠景預測研究報告［R］.北京：中國核工業(yè)地質局，2008.

［3］馮張生，程德進，張夏濤，等.陜西省商南縣光石溝鈾礦床詳查報告［R］.西安：陜西省核工業(yè)地質局224大隊，2014.

［4］張維吉，王全慶，胡能高，等.東秦嶺地質走廊研究［M］.西安：陜西科學技術出版社，1996.

［5］馮明月， 戎嘉樹，孫志富.北秦嶺偉晶巖鈾礦［M］.北京：原子能出版社，1996.

［6］馮張生，程德進，張夏濤，等.陜西省商南縣小花岔鈾礦床普查報告［R］.西安：陜西省核工業(yè)地質局224大隊，2013.

［7］柴寶民，吳伯林.商丹地區(qū)偉晶巖密集區(qū)基本地質特征、偉晶巖產(chǎn)出控制條件及其與鈾礦化的關系［R］.西安：核工業(yè)203所，1993.

Analysis on control factors of granite pegmatite type uranium deposit in Shangnan-Danfeng of Shaanxi province

FENG Zhangsheng，CHEN Jinglu，CHENG Dejin，ZHOU Lin，WANG Qiang，ZHANG Xiatao

（China Shaanxi Nuclear Industry Group Corporation，Xi’an 710100，China）

Granite pegmatite type uranium deposit in Shangnan-Danfeng area of Shaanxi province is located at Luan Zhuang block in the eastern of North Qinling Mountain uranium metallogenic belt in Qilian-Qinling metallogenic province of Qin-qi-kun metallogenic domain，the mineralization type is magmatic pegmatite class，which belongs to magmatic-hydrothermal mineralization.The distribution of uranium deposit，occurrence and abnormal point in Luanzhang block are controlled by the third lithologic section of Qinling group， the biotite granite pegmatite of granite contact zone in the Caledonian，F(xiàn)enshuiling fracture and Luanzhuang-Taoping fracture belt.The boundary of the deposit is basically the same with the distribution region of mineralized biotite granite pegmatite within 300 m to the Caledonian granite contact zone in 300 m，The shape of the ore body are controlled by the fold limbs，granite contact zone and vein attitude，uranium ore bodies are controlled by the shape of interface and mineralized biotite granite pegmatite，theore grade are positive correlated to the content of lump biotite and brown red oligoclase，apatite，zircon mineral etc.

Shangnan-Danfeng area；granite pegmatite type uranium ore；control factors

P619.14

A

1672-0636（2017）01-0014-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2017.01.003

2014-07-09；

2016-11-23

馮張生（1972—），男，甘肅西和人，高級工程師，長期從事花崗偉晶巖鈾礦勘查工作。

E-mail:1191753709@qq.com