貴州劍河圭深鈾礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志研究

李 浙，王 瓊，林 丹

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局核資源地質(zhì)調(diào)查院，貴州 貴陽 550000）

貴州省劍河縣南明向斜區(qū)域已發(fā)現(xiàn)鈾礦（化）點(diǎn)10余處，近年來通過省地勘基金項(xiàng)目《貴州省岑鞏注溪-劍河南明鈾礦整裝勘查》，發(fā)現(xiàn)一中型鈾礦床（圭深鈾礦床），屬典型碳硅泥巖型鈾礦床。在對(duì)前人研究成果的收集整理、分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，通過礦床地質(zhì)特征研究，探討礦床成礦規(guī)律，并總結(jié)找礦標(biāo)志，進(jìn)而為該區(qū)及鄰區(qū)同類型礦床的找礦和預(yù)測(cè)提供一定幫助[1]。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 區(qū)域地質(zhì)略圖

研究區(qū)大地構(gòu)造位置屬雪峰山基底逆沖推覆帶（圖1）。區(qū)內(nèi)中元古淺變質(zhì)碎屑巖構(gòu)成基底，蓋層為深水斜坡相、淺海陸棚相及臺(tái)地相之碳酸鹽巖和陸源碎屑巖組合，蓋層與基底之間呈假整合接觸。區(qū)域上構(gòu)造多屬雪峰運(yùn)動(dòng)、加里東運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)發(fā)展起來的。褶皺、斷裂為區(qū)域上構(gòu)造的主要表現(xiàn)形式。

區(qū)域內(nèi)斷裂主要發(fā)育北東、北北東及東西向等，常造成地層的重復(fù)、缺失及不正常接觸，形成規(guī)模不等、形態(tài)各異的斷夾塊，主要為魚塘斷層、龍章斷層、翻滾平推斷層、織云逆斷層；褶皺主要為革溪背斜、南明向斜、天柱向斜及斷層旁側(cè)的牽引褶皺，多呈北東向展布。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露主要地層見圖2、表1，其各地層巖性簡(jiǎn)述如下：

圖2 礦區(qū)地質(zhì)圖

表1 礦區(qū)地層簡(jiǎn)表

2.2 構(gòu)造

2.2.1 褶皺

南明向斜：軸向35°，經(jīng)圭平、孟思和岑廣等地，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)35公里，寬12公里。孟思以北，核部由下寒武統(tǒng)及震旦系組成，兩翼對(duì)稱，巖層傾角40～50°；孟思以南，核部由寒武系清水江組第三段組成，兩翼巖層傾角15～25°，東南翼略緩?？偟内厔?shì)是向西南昂起，脊線略有起伏。在凱寨附近被東西向翻滾斷層切斷，并由于該斷層和東西向巴米向斜的影響，軸線呈“S”型彎曲。在南明附近，由二疊系組成的燕山期向斜覆于其上[2]。

2.2.2 斷層

翻滾平推斷層：經(jīng)翻滾、凱寨等地，長(zhǎng)約40公里。走向80°，傾向北，傾角50～60°，西端與大田壩斷層斜接；東端在盤罔附近消失。為上盤下降的左向平推斷層。由西向東斷距逐漸減小，最大平推斷距1000米左右，最大垂直斷距約200米。地形上常形成直谷，沿線有硅化、角礫巖和水平擠壓破碎等現(xiàn)象。在凱寨以東2公里處，由于二疊系被錯(cuò)斷，說明燕山期有復(fù)活現(xiàn)象。

魚塘斷層：位于南明向斜區(qū)北西部，北東端延出圖外，南西端于橋頭北約0.6公里處尖滅，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約18公里。魚塘向南西一段，斷層走向北東60°，傾向南西，傾角70～85°，斷層走向微有彎曲。其中，外革溪—魚塘段，斷層在下江群清水江組及平略組通過，南東盤相對(duì)北西盤地層要新，而外革溪向南西延展，斷層切過震旦紀(jì)地層，桂平組與清水江組第一段呈角度不整合接觸，但不整合面上、下地層斷距沒有明顯差異。該斷層可見1.5～4米的斷層破碎帶及構(gòu)造角礫巖帶，斷層切過老堡組地層時(shí)，斷層帶中見有褐鐵礦塊充填。魚塘向北東段，斷層走向南東65°，傾向北西，傾角約70～85°。此段斷層在平略組二、三段地層通過，多次錯(cuò)切平略組二段變質(zhì)砂巖。可見2～30米不等的斷層破碎帶或巖層陡帶，北西盤相對(duì)南東盤要老，表現(xiàn)為逆斷層性質(zhì)。

織云斷層：位于南明向斜區(qū)北東部，經(jīng)平地、岳寨分布。走向北東60°，傾向南西，傾角80°，長(zhǎng)度26公里，為逆斷層，北西盤和南東盤均為清水江組—九門沖組，可見10～15米的構(gòu)造破碎帶或巖層陡帶，在震旦系、寒武系地層中形成構(gòu)造透鏡體。

龍章斷層:位于南明向斜東部，走向南西50°，傾向南東，傾角87°，長(zhǎng)度26公里，為逆斷層。兩盤地層均為清水江組—隆里組可見0.6～5m的擠壓破碎帶、構(gòu)造角礫巖帶，構(gòu)造透鏡體及拖拉褶曲發(fā)育。

2.3 含礦地層特征

區(qū)內(nèi)含礦地層為震旦-寒武系老堡組、寒武系九門沖組一段，含礦巖石為灰黑、黑色炭質(zhì)泥巖、含炭質(zhì)粉砂巖。含礦地層沿向斜兩翼展布，異常強(qiáng)度較高，礦（化）層厚度偏薄，但整體連續(xù)性較好、規(guī)模大[3]。

2.3.1 九門沖組（∈1jm）

上部為灰黑、深灰色薄至中層細(xì)晶灰?guī)r，其間常夾極薄層炭質(zhì)頁巖。厚約38m。下部為灰黑、黑色炭質(zhì)泥巖、含炭質(zhì)粉砂巖，普遍含細(xì)粒黃鐵礦。是區(qū)內(nèi)磷、鈾、釩等多元素異常層。屬斜坡相深水沉積。厚約145m。通過地表物探測(cè)量，區(qū)內(nèi)γ值多在50～150×10-6之間，高值可達(dá)200～300×10-6；據(jù)鉆孔測(cè)井結(jié)果，本組地層均有鈾礦化，鈾含量為xxx～xxx%，厚度1.05～2.40m；炭質(zhì)含量增高、巖石呈松散狀時(shí)，局部富集成礦，鈾含量可達(dá)xxx%，局部達(dá)xxx%。

2.3.2 老堡組（Z∈l）

為黑色、灰黑色薄至中層硅質(zhì)巖、含炭硅質(zhì)巖夾薄層炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)粉砂巖，水平層理發(fā)育，普遍含細(xì)粒黃鐵礦。屬斜坡相深水沉積，硅質(zhì)巖—炭質(zhì)泥巖組合，炭質(zhì)泥巖層為區(qū)內(nèi)賦鈾礦巖石。為區(qū)內(nèi)成規(guī)模鈾多金屬礦床的含鈾建造。厚約44m。

通過地表物探測(cè)量，區(qū)內(nèi)總量本底當(dāng)量值為22～30×10-6，鈾背景當(dāng)量值為5～20×10-6；老堡組地層中總量測(cè)量當(dāng)量值為50～270×10-6，鈾測(cè)量當(dāng)量值為30～93.7×10-6，普遍具有鈾異常，主要分布于南明向斜區(qū)域?？偟膩砜?，南明向斜區(qū)域以老堡組為主要含礦層位，向斜兩翼含礦層產(chǎn)狀較為凌亂，局部?jī)A角陡立，南東翼礦化層較為穩(wěn)定、連續(xù)，礦化層多。

2.4 礦體特征

圭深鈾礦床位于南明向斜南東翼。因受斷層、層間破碎帶影響，各礦化層間距變化較大，礦化程度不連續(xù)，結(jié)合山地工程及深部鉆孔施工情況進(jìn)行對(duì)比，礦體賦存空間位置對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)有5個(gè)礦（化）層，由下至上編號(hào)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，其中有3層較連續(xù)(如圖3），現(xiàn)將其特征分述如下：

圖3 礦層空間對(duì)比圖

區(qū)內(nèi)已施工探槽（剝土）25條，揭露礦（化）層厚0.21～0.63m，品位xxx～xxx%；完成鉆孔4孔，揭露礦（化）層厚度0.19～0.90m，品位xxx～xxx%。

圖4 山地工程素描圖

2.4.1 Ⅰ礦（化）層

位于老堡組下部，為炭質(zhì)泥巖層，距陡山沱組白云巖約6m～7m。圈定1個(gè)礦體，由2個(gè)見礦工程控制，走向控制長(zhǎng)0.23km，真厚0.43m～0.63m，平均真厚0.53m，品位xxx%～xxx%，平均品位xxx%。

礦化層除受沉積建造控制外，同時(shí)與層間破碎帶有關(guān)，礦化蝕變主要為黃鐵礦化、褐鐵礦化。在下么和老虎沖地段，Ⅰ礦化層產(chǎn)出位置層間破碎帶發(fā)育強(qiáng)烈，受其影響，鈾富集，厚度增大。

2.4.2 Ⅱ礦（化）層

位于老堡組下部，為炭質(zhì)泥巖夾極薄層硅質(zhì)巖，距Ⅰ礦化層3.0m～9.0m，較連續(xù)。由10個(gè)工程揭露控制，礦化層真厚0.21m～0.63m，平均0.38m，品位xxx～xxx%，平均xxx%。

圈定1個(gè)礦體，由2個(gè)見礦工程控制，走向控制長(zhǎng)0.23km，真厚0.21m～0.63m，平均真厚0.42m，品位xxx%～xxx%，平均品位0.103%。

2.4.3 Ⅲ礦（化）層

位于老堡組中部，為區(qū)內(nèi)主礦化層，為炭質(zhì)頁巖層，較連續(xù)，距Ⅱ礦化層1.4m～9.5m，一般為6m～7m。由23個(gè)工程揭露控制，礦化層真厚0.15m～0.70m，平均0.39m，品位xxx-xxx%，平均xxx%。

圈定1個(gè)礦體，由3個(gè)見礦工程控制，走向控制長(zhǎng)0.73km，平均真厚0.44m，平均品位xxx%。

2.4.4 Ⅳ礦（化）層

位于老堡組中部，為炭質(zhì)泥巖層，較連續(xù)，距Ⅲ礦化層5.0m～12.0m，一般為6m。由7個(gè)工程揭露控制，真厚0.19m～0.42m，平均真厚0.31m，品位xxx%～xxx%，平均品位xxx%。

圈定礦體1個(gè)，由3個(gè)見礦工程控制，走向控制長(zhǎng)0.73km，平均真厚0.37m，平均品位xxx%。

2.4.5 Ⅴ礦化層

位于老堡組中部，為黑色炭質(zhì)泥巖，距Ⅳ礦化層2.65m-8.0m，一般4m，其厚度薄，真厚0.18m-0.66m，一般0.30m，品位xxx-xxx%，平均一般xxx-xxx%。

2.5 礦石特征

鈾礦物主要為鈾云母、硅鈣鈾礦，金屬礦物主要為黃鐵礦，次為磁黃鐵礦，非金屬礦物主要為玉髓、蛋白石、白云石、方解石。礦化蝕變主要為黃鐵礦化，亦見少量硅化、白云巖化。具微晶、隱晶結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。

通過對(duì)礦石樣品進(jìn)行巖礦鑒定結(jié)果表明，礦石中主要由微晶粒狀、隱晶狀石英、硅質(zhì)，半自形菱面體狀、它形碳酸鹽，顯微鱗片狀絹云母，隱晶狀、膠狀粘土礦物，不透明炭質(zhì)，黃鐵礦等組成，構(gòu)成微晶、隱晶結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。巖石中的碳酸鹽、硅質(zhì)、粘土礦物等分別相對(duì)聚集呈交替互層狀分布。其中，石英、硅質(zhì)含約63%，粘土礦物含約12%，碳酸鹽含約7%，炭質(zhì)含約13%，不透明鐵質(zhì)含約5%；光片下可見少量黃鐵礦呈自形、半自形四邊形狀、五邊形狀，它形粒狀，淺亮黃色，均質(zhì)，粒徑0.001～0.025毫米，浸染狀分散分布，部分相對(duì)聚集略顯紋層狀分布（圖5A）。

而另一礦石標(biāo)本則由粒徑0.01～0.08毫米的自形、半自形菱面體狀白云石，它形粒狀方解石，石英、硅質(zhì)，顯微鱗片狀絹云母，炭質(zhì)，黃鐵礦等組成，構(gòu)成粉晶晶粒狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。白云石含約64%，方解石含約12%，石英、硅質(zhì)含約5%，粘土礦物含約7%，炭質(zhì)含約8%，黃鐵礦含約4%；片下可見少量黃鐵礦呈它形粒狀，半自形四邊形狀、五邊形狀，淺亮黃色，均質(zhì)，粒徑0.001～0.04毫米，浸染狀分散分布，部分相對(duì)聚集略顯紋層狀分布（圖5B）。

南明地區(qū)局部可見層間褐鐵礦亦富含鈾，其主要由隱晶狀、膠狀氧化鐵質(zhì)、水鋁氧石、粘土礦物、膠磷礦等組成的不規(guī)則團(tuán)粒、團(tuán)塊，和膠結(jié)團(tuán)塊、團(tuán)粒的氧化鐵質(zhì)、水鋁氧石、粘土礦物等組成，構(gòu)成隱晶狀、膠狀結(jié)構(gòu)，團(tuán)粒、團(tuán)塊結(jié)構(gòu)。巖石多發(fā)育孔洞。其中，團(tuán)粒、團(tuán)塊含約32%，不規(guī)則狀，團(tuán)粒狀，多由硅質(zhì)、水鋁氧石、膠磷礦、粘土礦物和少量絹云母、氧化鐵質(zhì)等組成。膠結(jié)物含約68%，膠狀、隱晶狀，半透明或透明，灰白色，見干裂紋，多由氧化鐵質(zhì)、粘土礦物、水鋁氧石、少量膠磷礦、硅質(zhì)等組成，膠結(jié)團(tuán)粒、團(tuán)塊。約含U為0.1%，V2O5為1.5%，含微量的P、Cu，Ni等元素。見大量褐鐵礦呈膠狀，條帶狀，膠結(jié)物狀，灰白色微帶藍(lán)色，顏色分布不均勻，非均質(zhì)性，褐色內(nèi)反射色。以及黃鐵礦呈它形粒狀，粒狀集合體狀，淺亮黃色，均質(zhì)，痕量。

經(jīng)取樣分析，礦石化學(xué)成分簡(jiǎn)單，以SiO2、Al2O3、MgO、CaO為主，其中SiO2：23.10%～67.62%，Al2O3：0.94%～3.05%，F(xiàn)e2O3：2.55%～5.14%，K2O：0.44%～1.67%，MgO：1.75%～9.63%，Na2O：0.07%～0.13%，P2O5：0.36%～6.70%，TiO2：0.04%～0.13%，MnO：0.02%～0.03%，CaO：6.54%～18.16%，燒失量11.29%～41.77%。

微量元素以鉬、釩、銀、硒、鎘、磷、鉑、鈀含量較高，其它含量較低，Co：2.62～10.20×10-6，Ni：23.70～123×10-6，Cu ：35.70～218×10-6，Zn ：19.60～461×10-6，Mo：81.20～336×10-6，Cd：0.43～12.70×10-6，W ：2.65～7.77×10-6，Pb：8.79～25.80×10-6，Bi：0.07～1.07×10-6，Se ：0.01～3.79×10-6。

圖5 A標(biāo)本B1-10鏡下鑒定照片

圖5 B標(biāo)本B1-11鏡下鑒定照片

2.6 礦體圍巖和夾石

礦體主要產(chǎn)出于震旦—寒武系老堡組黑色薄—中層硅質(zhì)巖的夾層中，含礦巖性主要為炭質(zhì)粉砂巖（炭質(zhì)泥巖），根據(jù)其賦礦特征結(jié)合物探定向測(cè)量以及化學(xué)分析結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)礦體圍巖為老堡組硅質(zhì)巖，其夾石亦如此。經(jīng)物探、化學(xué)手段均能證明硅質(zhì)巖鈾含量明顯低于其夾層中的鈾含量，且異常差異極為明顯。

圍巖及夾石主要由微晶、隱晶、放射集合體狀石英、硅質(zhì)，和分布其中的粘土礦物、鐵質(zhì)等組成，構(gòu)成微晶隱晶結(jié)構(gòu)，巖石發(fā)育裂隙，裂隙中充填較晚期它形晶粒狀石英。其中石英、硅質(zhì)含約97%，粘土礦物含約2%，鐵質(zhì)含約1%，可見微量赤鐵礦，不規(guī)則狀，非均質(zhì)性，紅褐色內(nèi)反射色，分散分布以及黃鐵礦以它形粒狀，淺亮黃色，均質(zhì)，粒徑0.002～0.015毫米，星點(diǎn)狀分散分布。

夾石主要由薄層硅質(zhì)巖夾極薄層狀炭質(zhì)頁巖組成，主要存在于三穗向斜兩個(gè)鈾礦床Ⅲ號(hào)礦層中，厚度在0.36～0.45m，其厚度小于規(guī)范中夾石剔除厚度0.70m，對(duì)區(qū)內(nèi)礦體完整性影響不大。

圍巖及夾石成分單一，主要以石英、硅質(zhì)為主，其對(duì)區(qū)內(nèi)鈾礦完整性影響不大，但硅質(zhì)巖較脆，亦受擠壓或拉伸后發(fā)生形變，對(duì)夾層間軟弱礦層穩(wěn)定性存在一定影響。

3 控礦因素及找礦標(biāo)志

3.1 控礦因素

巖相古地理控制了區(qū)域鈾礦化、地層巖性對(duì)鈾礦控制明顯、構(gòu)造控制了鈾礦體的產(chǎn)出。 因此該區(qū)成礦應(yīng)受地層、巖性、構(gòu)造、巖相古地理等多重因素控制。

（1）地層巖性控制因素。區(qū)內(nèi)鈾礦具有明顯的層控特點(diǎn)，寒武系下統(tǒng)黑色巖層為成礦過程提供有機(jī)質(zhì)，成礦金屬富集與有機(jī)質(zhì)演化具備正相關(guān)關(guān)系。

晚震旦世燈影時(shí)期至早寒武世梅樹村—滄浪鋪村時(shí)期的巖相古地理，形成一套泥硅—碳酸鹽組合，富含有機(jī)質(zhì)、磷質(zhì)、黃鐵礦等還原劑、吸附劑，為鈾礦提供了良好的富集條件，形成了粉砂巖、炭質(zhì)泥巖夾層及黑色硅質(zhì)巖等含鈾巖系。在后期構(gòu)造活動(dòng)過程中，含鈾巖系的物質(zhì)組分發(fā)生改變，活化了含鈾巖系內(nèi)的鈾，使鈾進(jìn)一步富集，形成鈾礦（化）體。

震旦至寒武系老堡組由硅質(zhì)巖夾炭質(zhì)頁巖組成，是區(qū)內(nèi)鈾礦的主要賦礦層位；寒武系下統(tǒng)渣拉溝組以炭質(zhì)頁巖為主，也是區(qū)內(nèi)磷、鈾、釩等多金屬礦產(chǎn)出的重要層位。有利的含礦巖石為黃鐵礦化炭質(zhì)頁巖，在黃鐵礦化、硅化、碳酸鹽化等蝕變疊加塊段，礦石品位增高。

（2）構(gòu)造控制因素。區(qū)域深大斷裂（松桃—榕江深大斷裂）貫穿全區(qū)，溝通地殼與上地幔，保證了持續(xù)、穩(wěn)定的物源供給。深部構(gòu)造對(duì)成礦起控制作用，構(gòu)造使成礦元素與熱水一起噴流沉積而形成礦床，產(chǎn)于海相黑色巖系中，主要為分布在該區(qū)域老堡組中熱水沉積的黑色巖系型鈾多金屬礦床。納雍-貴陽東西向斷裂（六盤水-鎮(zhèn)遠(yuǎn)斷裂）和松桃-榕江深斷裂在該區(qū)交匯。納雍-貴陽東西向斷裂橫切三穗向斜北部，形成巨型低洼黑色斷裂帶或斷陷帶。沿?cái)嗔褞С灾林兴嵝詭r脈、巖體侵入，控制了鈾礦化的分布。松桃-榕江深斷裂切割三穗向斜東翼，后期繼承性多次活動(dòng)，直接順層（或近似順層）切割鈾礦化層，為地下熱水帶來的鈾元素提供了一個(gè)良好的聚集還原沉淀環(huán)境，也為礦化層后期淺部氧化淋釋向斷裂帶或?qū)娱g破碎帶下滲疊加富集創(chuàng)造了條件。

3.2 找礦標(biāo)志

鈾元素異常濃集中心及高異常帶、伽馬高異常帶、黃鐵礦化圍巖蝕變、富有機(jī)質(zhì)（炭質(zhì)）夾層等標(biāo)志是區(qū)內(nèi)良好的找礦標(biāo)志。

（1）鈾元素異常濃集中心及高異常帶：區(qū)內(nèi)高值鈾元素異常呈近南北向帶狀分布，展布與地層、構(gòu)造及礦產(chǎn)的關(guān)系較為明顯，特別是其鈾元素異常濃集中心，與已知鈾礦床及礦（化）點(diǎn)套合好，為較好的間接找礦標(biāo)志。

（2）伽馬高異常帶：區(qū)內(nèi)伽馬高異常呈近南北向帶狀分布，異常帶規(guī)模較大，強(qiáng)度較高且連續(xù)，異常與鈾礦化套合緊密，為較好的間接找礦標(biāo)志。

（3）黃鐵礦化圍巖蝕變：區(qū)內(nèi)鈾礦體圍巖蝕變普遍有黃鐵礦化、硅化和黑色蝕變現(xiàn)象，鈾礦化與黃鐵礦、有機(jī)質(zhì)、泥質(zhì)關(guān)系密切，為較好的找礦標(biāo)志。

（4）富有機(jī)質(zhì)（炭質(zhì)）夾層或斷層破碎帶：區(qū)內(nèi)鈾礦化主要產(chǎn)于震旦至寒武系老堡組、寒武系下統(tǒng)渣拉溝組地層中富有機(jī)質(zhì)（炭質(zhì)）夾層內(nèi)，因此區(qū)內(nèi)黑色巖系地層中的富有機(jī)質(zhì)（炭質(zhì)）夾層為鈾礦找礦標(biāo)志。

今后在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行鈾礦找礦，建議重點(diǎn)在黑色巖系地層中富有機(jī)質(zhì)（炭質(zhì)）和黃鐵礦的夾層等部位找礦，特別是黃鐵礦化、硅化、黑色蝕變現(xiàn)象等蝕變疊加部位，有望實(shí)現(xiàn)找礦突破。