華陽川鈾多金屬礦床鈾成礦地質(zhì)特征

洪斌躍，彭瑞強，魏星星，張濤，賴靜

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華陽川鈾多金屬礦床鈾成礦地質(zhì)特征

洪斌躍，彭瑞強，魏星星，張濤，賴靜

（東華理工大學地球科學學院，南昌 330013）

華陽川鈾多金屬礦床位于華北板塊與秦嶺造山帶接觸的小秦嶺地區(qū)，該礦床的成礦類型極具獨特性，在國內(nèi)外尚未發(fā)現(xiàn)該類型的如此大規(guī)模的鈾多金屬礦床。該礦床具有多礦種、大礦量、潛力大的特點。該礦床的地質(zhì)科研工作程度較低。通過綜合分析前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合野外地質(zhì)特征，探明了該礦床的含礦主巖為偉晶巖及碳酸巖脈；與礦化密切相關(guān)的主要熱液蝕變類型為霓輝石化、微斜長石化、陽起石化和黑云母化；鈾礦化類型可分為含鈾黑云母化（或陽起石化）偉晶巖脈型、含鈾鉀化偉晶巖脈型、含鈾霓輝石（或黑云母、陽起石）方解石石英脈型和含鈾片麻狀花崗巖型；鈾在礦石中的賦存形式主要為鈮鈦鈾礦、晶質(zhì)鈾礦、瀝青鈾礦和鈾釷石。

鈾礦：多金屬；華北板塊；華陽川

華陽川鈾多金屬礦床位于華北板塊與秦嶺造山帶接觸的小秦嶺地區(qū)，是我國重要的金、鉬、鈾礦產(chǎn)地之一。區(qū)內(nèi)構(gòu)造運動、變質(zhì)作用和巖漿活動十分活躍，具備了鈾及多金屬礦成礦的有利條件[1]自上世紀50年代就有地質(zhì)工作者對該礦床進行研究，近年來又陸續(xù)有更多的地質(zhì)工作者對該礦床進行科研工作，但目前對該礦床的地質(zhì)科研工作程度還是相對較低，筆者在綜合分析前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合野外實際地質(zhì)特征，對該礦床的鈾成礦地質(zhì)特征進一步深入分析，以此為今后研究者加強對該礦區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)研究、地質(zhì)勘探找礦提供一定的指導作用。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

華陽川鈾多金屬礦床位于陜西華陰市華縣境內(nèi)，大地構(gòu)造上位于華北陸塊南緣與秦嶺造山帶接觸的小秦嶺陸內(nèi)造山帶（圖1），地質(zhì)和地球物理資料表明，小秦嶺陸內(nèi)造山帶是華北陸塊南緣一個狹長的古隆起區(qū)，其南北分別為寶雞-固始-欒川斷裂和丹鳳-商南斷裂所限制，前者為秦嶺褶皺帶與華北陸塊的邊界斷裂，而后者為北秦嶺與中秦嶺的邊界斷裂[2]。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖[3]

區(qū)域內(nèi)出露地層主要有太古界太華群三關(guān)廟組（Arth1s）、秦倉溝組（Arth2q）、中元古界長城系熊耳群（Pt2xn）、高山河組（Pt2g）、薊縣系龍家園組（Pt2l）、巡檢司組（Pt2x）和杜關(guān)組（Pt2d）。

區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，整體上呈近EW向展布，主要為多期次的近EW向韌性剪切帶，其次有NWW向、NW向、NE向的斷裂構(gòu)造帶。其中近EW向斷裂由于受到多次不同方向構(gòu)造應(yīng)力的作用，往往具有多種性質(zhì)的疊加表現(xiàn)。如在燕山運動以前為壓性特征，燕山運動早期受到NE向擠壓作用而顯扭性，并控制一系列中酸性小巖體的展布[3]。

區(qū)域內(nèi)巖漿巖廣泛發(fā)育，巖漿作用強烈，具有長期性和多期性。巖漿侵入活動以中-酸性為主，主要有晉寧期、晚加里東-早華力西期和印支-燕山期，以燕山期巖漿活動最為強烈，燕山晚期形成的花崗斑巖巖株控制區(qū)內(nèi)鉬、鉛、鋅、銅礦帶及礦床分布。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露的地層較為簡單，主要為太華群變質(zhì)巖地層，主要巖性為黑云母片巖、黑云母斜長片麻巖和角閃斜長片麻巖。礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，形成了NW-SE向裂隙密集帶，裂隙中多被不同類型的脈巖、礦脈充填，褶皺主要是由片麻理構(gòu)成的層間褶皺[4,5,6]。礦區(qū)巖漿巖種類較多，主要以巖體和巖脈的形式產(chǎn)出，如華山巖體、老牛山巖體、小河巖體、黑云母花崗斑巖脈、偉晶巖脈、碳酸巖脈、煌斑巖脈、細?；◢弾r脈等。

2.1 巖脈

礦區(qū)內(nèi)出露有大量的巖脈，如變質(zhì)閃長巖脈、黑云母角閃巖脈、黑云母花崗斑巖脈、偉晶巖脈、碳酸巖脈、煌斑巖脈、細?；◢弾r脈等，其中與鈾礦化密切相關(guān)的為偉晶巖脈和碳酸巖脈。

2.1.1偉晶巖脈特征

礦區(qū)內(nèi)偉晶巖脈廣泛分布，是主要的賦礦圍巖，但一般規(guī)模不大，主要為花崗偉晶巖，以NW走向為主，主要呈脈狀、透鏡狀沿早期張性、張扭性裂隙充填。脈體規(guī)模大小不等，寬度幾厘米到幾十米不等，長度幾十米到幾百米。巖石呈灰白色-肉紅色，中粗粒-偉晶結(jié)構(gòu)，局部呈似斑狀結(jié)構(gòu)和文象結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成份為石英、鉀長石、斜長石，少量黑云母、角閃石等暗色礦物。副礦物有榍石、鋯石、磁鐵礦、褐簾石、獨居石以及少量釷石、鈾釷礦等。巖石中常見細脈狀、星點狀、團塊狀的方鉛礦化、黃鐵礦化、磁鐵礦化，偶見星點狀黃銅礦化。

礦區(qū)內(nèi)的偉晶巖主要為花崗偉晶巖，同時發(fā)育有黑云母化（或陽起石化）偉晶巖和鉀化偉晶巖，后兩類偉晶巖分布廣泛，但脈體規(guī)模較小，寬度一般小于十米，主要呈NW走向和NNW走向，少量NE走向。礦區(qū)內(nèi)與鈾礦化關(guān)系最為緊密的偉晶巖為黑云母化（或陽起石化）偉晶巖，其次是鉀交代偉晶巖，而花崗偉晶巖鈾礦化現(xiàn)象較弱，裂隙發(fā)育部位偶見鈾礦化，較完整的花崗偉晶巖無明顯的鈾礦化現(xiàn)象。黑云母化（或陽起石化）主要發(fā)育于偉晶巖脈與圍巖接觸部位及裂隙處，黑云母化（或陽起石化）較強的部位常見有較強的鈾礦化現(xiàn)象，偶見浸染狀的鈮鈦鈾礦產(chǎn)出。

2.1.2碳酸巖脈特征

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育有大量的碳酸巖脈，是最主要的賦礦圍巖，主要沿NW向張性和張扭性斷裂及其伴生的次級裂隙充填，呈脈狀或網(wǎng)脈狀穿插于早期的太華群變質(zhì)巖地層、花崗巖、花崗斑巖和花崗偉晶巖中[2]，脈體寬度范圍較廣，從幾厘米到幾米均有發(fā)育，碳酸巖脈的產(chǎn)狀、形態(tài)規(guī)模和空間分布與斷裂和裂隙構(gòu)造的發(fā)育情況密切相關(guān)，在斷裂和裂隙構(gòu)造較發(fā)育地段，大小脈體呈網(wǎng)狀交織，脈體分布和形態(tài)非常復雜。礦區(qū)內(nèi)大多數(shù)碳酸巖脈受到構(gòu)造、熱液作用的改造而產(chǎn)生破碎，裂隙中常見有鈾鈮礦化和鉛礦化的發(fā)育，是該礦床最重要的含礦巖脈類型，而發(fā)育較為完整、純凈的碳酸巖脈無明顯的礦化現(xiàn)象。

礦化碳酸巖脈中礦物種類繁多，以方解石、石英為主，另含有多種硅酸鹽礦物（如微斜長石、霓輝石、陽起石、黑云母、沸石等）、金屬礦物（黃鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦、黃銅礦等）、Sr、Ba礦物（如天青石、重晶石、菱鍶礦等），以及各種稀有、稀土和放射性元素的礦物（如鈮鈦鈾礦、釷石、褐簾石、獨居石、磷灰石、鋯石等）[2,7]。這些礦物大多沿著碳酸巖脈內(nèi)裂隙充填，明顯晚于碳酸巖形成，表明碳酸巖形成后受到構(gòu)造、熱液作用的改造而形成破碎裂隙，不同期次的含礦熱液沿這些裂隙充填沉淀成礦。礦區(qū)內(nèi)與鈾礦化關(guān)系最為緊密的碳酸巖脈為含霓輝石（或黑云母、陽起石）方解石石英脈，其次是含重晶石方解石石英脈，而含沸石方解石石英脈及較為純凈的方解石石英脈并無明顯的鈾礦化現(xiàn)象，主要為方鉛礦化。

王林均等[8]和惠小朝等[9]對該礦區(qū)內(nèi)含礦碳酸巖進行化學成分、微量元素分析，結(jié)果顯示碳酸巖中富含Ba、Sr、REE等不相容元素，明顯區(qū)別于沉積碳酸巖，與典型的火成碳酸巖特征相符，且δ13CV-PDB和δ18OV-SMOW基本一致，均落在初始火成碳酸巖范圍內(nèi)，說明該礦區(qū)范圍內(nèi)的碳酸巖為火成碳酸巖。

2.2 礦體特征

礦體主要受斷裂構(gòu)造和各類巖脈（特別是偉晶巖脈和碳酸巖脈）控制，裂隙構(gòu)造和巖脈越發(fā)育的地段礦體規(guī)模越大。礦體總體上呈北西走向，傾向北東，傾角35°～50°。鈾礦體形態(tài)主要呈似層狀、不規(guī)則大透鏡狀、大脈狀和厚大網(wǎng)脈狀。鈾礦體在1 300m標高以上礦體集中、形態(tài)完整、厚度較大，主要礦體厚度2～94m，厚度變化系數(shù)41%～77%，厚度較穩(wěn)定[6,10]。

3 熱液蝕變與鈾礦化特征

3.1 熱液蝕變

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，熱液作用強烈，熱液沿著構(gòu)造裂隙運移時，與圍巖發(fā)生物質(zhì)交換，同時產(chǎn)生不同的圍巖蝕變，而不同的蝕變礦物類型往往指示著不同的礦化。該礦床內(nèi)與鈾礦化密切相關(guān)的熱液蝕變作用主要是偉晶巖脈與碳酸巖脈內(nèi)的熱液蝕變作用，與鈾礦化密切相關(guān)的主要蝕變類型主要有霓輝石化、微斜長石化、陽起石化和黑云母化，其次是鈉長石化、硅化和碳酸鹽化等[2,7]，這些蝕變類型的空間分布與偉晶巖脈及碳酸巖脈的產(chǎn)出和分布密切相關(guān)，各種圍巖蝕變常見彼此疊加，形成本區(qū)復雜的蝕變巖石。

1）霓輝石化：是礦區(qū)內(nèi)最為重要的圍巖蝕變類型，主要分布于碳酸巖脈內(nèi)及附近圍巖的中，主要表現(xiàn)為霓輝石含量增高，其它礦物（如石英、黑云母等）減少，呈暗綠色，呈團塊狀（1×2~4×5cm）、條帶狀（1~3cm）、細脈狀（﹤1cm）分布于碳酸巖脈內(nèi)或圍巖中，見少量發(fā)育于偉晶巖脈內(nèi)。碳酸巖脈和偉晶巖脈內(nèi)的霓輝石化與鈾礦化最為緊密，常伴有暗褐紅色的鈾礦物產(chǎn)出。

2）微斜長石化：是礦區(qū)內(nèi)主要的一種圍巖蝕變類型，主要發(fā)育于偉晶巖脈和碳酸巖脈中，主要表現(xiàn)為由大量的微斜長石、少量的石英和鈉長石及微量的黑云母和褐簾石等構(gòu)成的集合體。一般呈似脈狀或條帶狀交代偉晶巖脈內(nèi)早期生成的礦物。微斜長石化的產(chǎn)出常伴有鈾礦化。

3）陽起石化：分布較廣，各種圍巖及脈巖內(nèi)均有分布，主要表現(xiàn)為陽起石交代石英、微斜長石、霓輝石等，與鈾礦化密切相關(guān)，特別是偉晶巖脈和碳酸巖脈內(nèi)的陽起石化常伴有鈾礦化。

4）黑云母化：主要發(fā)育于偉晶巖脈、碳酸巖脈及附近的片麻巖當中，主要表現(xiàn)為黑云母交代鉀長石、斜長石、角閃石等，致使原巖中黑云母含量升高，形成黑云母條帶，條帶寬度不等，一至幾厘米寬均有分布，部分黑云母呈團塊狀，團塊大小1×2cm至3×4cm。黑云母化的產(chǎn)出常伴有鈾礦化。

5）鈉長石化：主要發(fā)育于碳酸巖脈附近的黑云母花崗斑巖和花崗偉晶巖中，主要表現(xiàn)為由細粒鈉長石構(gòu)成的鈉長石化條帶，部分碳酸巖脈內(nèi)也有發(fā)育，可見細粒鈉長石沿方解石顆粒間隙交代早期方解石或石英的現(xiàn)象。

6）硅化：分布較廣，各種圍巖及脈巖內(nèi)均有分布，主要表現(xiàn)為它形粒狀石英交代微斜長石、霓輝石、方解石或早期形成的石英，接觸部位為可見次生加大邊，致使原巖石英含量增高，原巖（特特別是片麻巖類）的結(jié)構(gòu)變得更加致密。

7）碳酸鹽化：常見碳酸巖脈中的方解石呈粒狀、浸染狀交代圍巖中的斜長石、黑云母等礦物。

3.2 鈾礦化特征

3.2.1鈾礦化類型

根據(jù)賦礦圍巖及礦物共生組合的不同，該礦床的鈾礦化類型可分為含鈾黑云母化（或陽起石化）偉晶巖脈型、含鈾鉀化偉晶巖脈型、含鈾霓輝石（或黑云母、陽起石）方解石石英脈型和含鈾片麻狀花崗巖型。

1）含鈾黑云母化（或陽起石化）偉晶巖脈型：該類型的鈾礦化主要發(fā)育于黑云母化（或陽起石化）偉晶巖脈中的裂隙內(nèi)，常見黑云母和陽起石與鈾礦物共生（圖2A），鈾礦物呈星點狀分布。

2）含鈾鉀化偉晶巖脈型：該類型的鈾礦化主要發(fā)育于鉀化偉晶巖脈中（圖2B），鈾礦物主要發(fā)育于微斜長石顆粒間隙及裂隙內(nèi)，呈浸染狀或脈狀產(chǎn)出。

3）含鈾霓輝石（或黑云母、陽起石）方解石石英脈型：該類型的鈾礦化主要發(fā)育于含霓輝石（或黑云母、陽起石）方解石石英脈中（圖2C），常見有霓輝石、黑云母和陽起石與鈾礦物共生，鈾礦物呈浸染狀產(chǎn)出。

4）含鈾片麻狀花崗巖型：該類型的鈾礦化主要發(fā)育于片麻狀花崗巖的裂隙內(nèi)（圖2D），常見有黃鐵礦與鈾礦物共生，鈾礦物呈脈狀產(chǎn)出。

3.2.2礦石特征

惠小朝等[7,11]對華陽川鈾鈮鉛多金屬礦床中的礦石進行研究，認為礦石中主要的有用礦物為鈮鈦鈾礦和方鉛礦，其次為褐簾石、獨居石、磷灰石、重晶石和天青石等。脈石礦物主要有方解石、微斜長石、石英、斜長石、霓輝石、角閃石和黑云母等。其它金屬礦物主要有黃鐵礦、磁鐵礦和黃銅礦等。礦石結(jié)構(gòu)主要為自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、包含包裹結(jié)構(gòu)、環(huán)帶結(jié)構(gòu)、溶蝕結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要為不規(guī)則團塊狀構(gòu)造、細脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造，局部呈條帶狀構(gòu)造和晶洞構(gòu)造。

3.2.3鈾的賦存狀態(tài)

惠小朝[3]、武翠蓮等[12]和高成等[13]等對華陽川鈾多金屬礦床中鈾的賦存狀態(tài)進行研究，認為鈾在礦石中的賦存形式主要有兩種，一種是以含鈾礦物的形式存在，另一種是以鈾礦物的形式存在。含鈾礦物主要為鈮鈦鈾礦、鈾釷石和釷石，少量以類質(zhì)同象形式存在于長白礦、獨居石、褐簾石、磷灰石、榍石等當中，鈾礦物主要為晶質(zhì)鈾礦和瀝青鈾礦。

4 結(jié)論及展望

綜合分析前人對華陽川鈾多金屬礦床的研究成果，結(jié)合野外實際地質(zhì)特征，探明了該礦床的含礦主巖為偉晶巖及碳酸巖脈；與礦化密切相關(guān)的主要熱液蝕變類型為霓輝石化、微斜長石化、陽起石化和黑云母化；鈾礦化類型可分為含鈾黑云母化（或陽起石化）偉晶巖脈型、含鈾鉀化偉晶巖脈型、含鈾霓輝石（或黑云母、陽起石）方解石石英脈型和含鈾片麻狀花崗巖型；鈾在礦石中的賦存形式主要為鈮鈦鈾礦、晶質(zhì)鈾礦、瀝青鈾礦和鈾釷石。

該礦床的地質(zhì)科研工作程度相對較低，對該礦床的成礦流體及成礦物質(zhì)來源、成礦溫度、礦床成因、成礦年齡、礦物的共生組合及分布規(guī)律等方面均未具體查明，希望今后研究者能在這些方面進一步研究，豐富礦床基礎(chǔ)研究，建立礦床模型，為下一步找礦工作提供一定的理論基礎(chǔ)。

圖2 華陽川鈾多金屬礦床不同鈾礦化類型

A、含鈾黑云母化（或陽起石化）偉晶巖脈型：土黃色的鈾礦物呈星點狀發(fā)育于黑云母化和陽起石化的偉晶巖脈內(nèi)；B、含鈾鉀化偉晶巖脈型：暗褐色的鈾礦物呈細脈狀或浸染狀發(fā)育于鉀化的偉晶巖脈內(nèi)；C、含鈾霓輝石（或黑云母、陽起石）方解石石英脈型：暗褐色的鈾礦物呈浸染狀發(fā)育于含霓輝石、黑云母和陽起石的方解石石英脈內(nèi)；D、含鈾片麻狀花崗巖型：暗褐色的鈾礦物呈細脈狀發(fā)育于片麻狀花崗巖內(nèi)。

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Geological Features of Uranium Metallization in the Huayangchuan U-Polymetallic Deposit

HONG Bin-yue PENG Rui-qiang WEI Xing-xing ZHANG Tao LAI Jing

(College of Earth Sciences, East China University of Technology, Nanchang 330013)

The Huayangchuan U-polymetallic deposit lies in the Xiaoqinling gold deposit cluster area between the North China plate and the Qinling orogenic belt. This deposit type has not been found at home and abroad. The deposit is hosted in pegmatite and carbonate dykes. Main wallrock alteration types are aegirine-augitization, microclinization, actinolitization and biotitization. Uranium mineralization may be divided into 4 types such as uranium-bearing biotitizated (or actinolitizated) pegmatite dyke type, uranium-bearing potassium feldspathizated pegmatite dyke type, uranium-bearing aegirine-augite (or biotite-actinolite) calcite-quartz vein type and uranium-bearing gneissic grante type. The uranium minerals are betafite, uraninite, pitchblende and uranothorite.

uranium-polymetallic mineralization; type; Huayangchuan; Xiaoqinling gold deposit cluster area

2017-11-08

東華理工大學校長基金項目（基金編號：DHXK201402）資助

洪斌躍（1991-），男，福建泉州人，碩士研究生，研究方向：鈾礦地質(zhì)學

P619. 14

A

1006-0995（2018）01-0097-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.01.021