花崗巖型鈾礦床類型及成礦模式

(成都理工大學(xué)　四川　成都　610059)

鈾資源是我國重要的戰(zhàn)略資源和能源資源，也是我國核工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)原料。我國鈾礦資源分部較廣，鈾礦床類型目前主要劃分為花崗巖型、砂巖型、火山巖型和碳硅泥巖型?；◢弾r型鈾礦就是含鈾熱液在運移、沉淀、富集過程與花崗巖體有一定的相關(guān)性的鈾礦體，是我國最主要的鈾礦床類型，占已探明總儲量的38.8%。我國幅員遼闊，花崗巖出露面積廣泛，約有85萬多平方公里，具有很大的找礦前景，因此對花崗巖型鈾礦的研究十分重要。

一、花崗巖型鈾礦的類型

花崗巖型鈾礦床根據(jù)礦體產(chǎn)出位置可以劃分為花崗巖體內(nèi)部、花崗巖體外接觸帶和花崗巖體上疊斷陷紅盆三種類型。這三種類型的礦床除了產(chǎn)出位置的不同和礦體圍巖性不同外，他們的成礦機理，成礦過程十分接近。一般情況下花崗巖型鈾礦床是分布在大型的花崗巖體內(nèi)部或者外部接觸帶附近，分布規(guī)律與花崗巖體的分布面積有關(guān)。

(一)產(chǎn)于花崗巖內(nèi)部

產(chǎn)于花崗巖內(nèi)部的鈾礦床的成礦機制一般是熱液成礦，是花崗巖型鈾礦床中出現(xiàn)較多的類型。該類型又可以根據(jù)與鈾礦物共生的礦石礦物的不同和蝕變類型的不同分為硅化斷裂帶型、交點型、粘土蝕變巖型和堿交代巖型四種類型。

硅化斷裂帶簡稱硅化帶，是由石英、碎屑和未交代的殘余巖石構(gòu)成，顆粒大小不等，結(jié)晶程度不同。硅化帶是花崗巖型鈾礦主要的控礦構(gòu)造。硅化帶發(fā)育成礦期棕紅色微晶石英、灰黑色微晶石英、黑色螢石和紅色方解石，根據(jù)這些成分硅化斷裂帶型鈾礦可以繼續(xù)劃分為微晶石英型、螢石型、綠泥石型和次生鈾礦型。

交點型礦床是指硅化帶與中基性巖墻相交位置影響的鈾礦床，礦體賦存于相交位置。兩者交接復(fù)合的方式不同，礦化規(guī)模和礦體產(chǎn)狀也會不同，具體規(guī)律為：反接復(fù)合，在交點形成柱狀富礦體；斜接復(fù)合，礦體賦存在交接部位的硅化帶及其上下盤花崗巖和中基性巖墻中，礦體產(chǎn)狀與硅化帶一致；重接復(fù)合，礦體在重接復(fù)合的硅化帶及次級帶；走向平行，傾向交接，形成階梯狀礦體群。交點型礦床按脈石礦物可分為微晶石英型和碳酸鹽型。

粘土蝕變巖型鈾礦床指產(chǎn)于有明顯粘土化蝕變的碎裂巖中，主要有水云母化和綠泥石化。粘土化是水巖作用的產(chǎn)物，其發(fā)育程度主要取決于巖石的碎裂程度、水巖作用時間的長短和巖石裂隙和孔隙度。蝕變碎裂巖帶多處于硅化帶附近上下盤中，碎裂度較大，蝕變程度強較強，蝕變層次性明顯。

堿交代巖型礦床是指在鉀化、鈉化及鉀-鈉混合交代等蝕變帶中賦存的鈾礦床。我國把這種類型也稱為堿性蝕變碎裂巖型鈾礦床，由堿性熱液作用下產(chǎn)生，產(chǎn)在碎裂堿交代巖(堿性蝕變巖)中的鈾礦。與鈾有關(guān)的堿性蝕變巖與正?；◢弾r比較，主要化學(xué)成分K2O、Na2O、Fe2O3、TiO2等組分普遍增高，而硅、鈣和二價鐵減少，相應(yīng)的礦物發(fā)生變化。礦化只產(chǎn)出在蝕變碎裂巖中，通常碎裂巖帶的規(guī)模越大、碎裂程度越高，礦化的規(guī)模也越大，品位越高。

(二)產(chǎn)于花崗巖體外接觸帶

外帶型鈾礦床主要是在花崗巖體外接觸帶含黃鐵礦的變質(zhì)巖和沉積巖中賦存。其中一類鈾礦化主要在巖體內(nèi)部，少部分在外接觸帶，另一類為非典型的產(chǎn)鈾巖體，主要產(chǎn)出在外接觸帶，內(nèi)部基本沒有或僅有少量的礦。外接觸帶礦床受褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造聯(lián)合控制，并具有層控性，賦存在富含碳質(zhì)、有機質(zhì)、硫化物和低價鐵的還原性地層中。多為單鈾型礦化，有其他元素伴生，但與鈾成礦不是同期產(chǎn)物。

(三)產(chǎn)于巖體上疊斷陷紅盆

巖體上疊斷陷紅盆中鈾礦床產(chǎn)出在斷陷紅盆中靠近控盆斷裂一側(cè)?？嘏铇?gòu)造多為長期活動的拉伸構(gòu)造(拆離構(gòu)造)。其下盤為花崗巖或變質(zhì)巖，常遭受強烈的擠壓片麻巖化，顯示深部構(gòu)造變形特征，上盤紅色碎屑巖發(fā)生退色蝕變。多為單鈾型礦化。

二、成礦模式

鈾成礦作用是源—運—聚的動力學(xué)過程，花崗巖型熱液鈾礦床是構(gòu)造演化—巖漿作用—成礦流體系統(tǒng)演化的產(chǎn)物。鈾源是鈾成礦的先決條件，亦是鈾礦形成的基本條件。形成鈾礦床的鈾，主要來源于鈾活化的富鈾花崗巖，但部分鈾也可能來自地幔流體從深部地殼和上部地層中萃取的鈾和燕山晚期酸性巖漿熔體結(jié)晶過程中趨向進入流體的鈾。鈾源充足是富鈾礦體形成最基本的前提。

伴隨印支-燕山早期及更早時期的構(gòu)造-巖漿活動，在地幔熱柱作用中的地幔流體殘余作用下，使鈾源層中的鈾進入熱液，并促使鈾發(fā)生運移富集，即含鈾或富鈾古陸殼(前寒武紀(jì)變質(zhì)基底)重熔上侵形成印支期、燕山早期富鈾花崗巖體；在高溫高壓的巖漿自交代環(huán)境中，產(chǎn)生白云母化、鈉長石化、石榴子石化等，其中以白云母化最強和最廣，使穩(wěn)定狀態(tài)下的鈾發(fā)生活化，主要以鈾酰配合物或離子狀態(tài)賦存于富硅、富鈉和富氟、二氧化碳揮發(fā)份的氣液中，并伴隨巖漿進一步演化分異而被帶入熱液中，而極少晶出鈾礦物直接成礦體，這就是花崗巖型鈾礦床只有熱液礦床的根本原因之一。

燕山晚期，地殼伸展減薄、拉張裂陷的強烈構(gòu)造活動時期，地幔堿質(zhì)流體上升、殼源或殼?；旌系乃嵝詭r漿和幔源基性巖漿上侵，這不僅使早期巖體中巖石鈾進一步遭受變質(zhì)作用、堿質(zhì)交代作用和構(gòu)造熱液作用的強烈改造與活化，促使花崗巖體中的鈾呈更進一步活化狀態(tài)；并且更為重要的是，又為鈾成礦直接提供了豐富的熱能、熱流體和礦化劑。多階段熱液蝕變疊加、巖石破碎、蝕變、變質(zhì)強烈為富鈾礦體的形成提供更多鈾源，并促使鈾發(fā)生多次運移而更加富集。

此時成礦熱液富∑CO2、富U，隨著富鈾熱液上升至斷裂破碎帶時，在相對開放的構(gòu)造環(huán)境中，由于壓力和氧逸度等物理化學(xué)條件的變化，在Fe2+、S2-等還原劑的作用下，鈾酰配合物分解，大量∑CO2逸出，U6+還原成U4+在有利部位進而沉淀成礦。