廣西向陽坪鈾礦床黃鐵礦特征及其對(duì)礦體延伸的影響

黃 劍，譚 雙，陳 琪，高 翔，谷 勇

(核工業(yè)二三〇研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410011)

1 區(qū)域地質(zhì)背景

向陽坪鈾礦床大地構(gòu)造位置處于華南揚(yáng)子板塊江南被動(dòng)陸緣隆起帶南緣，苗兒山—越城嶺花崗巖穹窿構(gòu)造西翼的苗兒山巖體中段，南東側(cè)為華夏島弧系(見圖1)[1-2]。此構(gòu)造區(qū)是我國(guó)南嶺鈾—多金屬成礦帶中的重要成礦區(qū)，不僅有苗兒山礦田，還在越城嶺隆起邊緣晚古生代坳陷區(qū)分布有碳硅泥巖型的全州礦田。中部的新資斷陷紅盆內(nèi)分布的眾多鈾礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)是一些很有前景的鈾成礦區(qū)。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，發(fā)育加里東晚期、海西早期、印支期及燕山期的花崗巖，主要出露印支期香草坪巖體和燕山早期第2階段豆乍山巖體，為主要產(chǎn)鈾花崗巖體。區(qū)域上褶皺構(gòu)造主要為苗兒山復(fù)背斜，其核部由板溪群組成，呈NNE向延伸；斷裂構(gòu)造主要有NNE向的蘭蓉?cái)嗔褞?、香草坪斷裂帶、新資斷裂帶、紫花坪斷裂帶等[3-5]。

2 黃鐵礦特征

研究區(qū)見有不同期次，不同類型的黃鐵礦，既有晶型較好的自形—半自形的在光學(xué)顯微鏡下見小團(tuán)塊狀分布的(見圖2)，也有呈浸染狀、膠狀形式的含砷黃鐵礦形成的偏灰黑色的黃鐵礦脈(見圖3)。根據(jù)手標(biāo)本與光學(xué)顯微鏡鏡下觀察可見，研究區(qū)黃鐵礦具不透明，金屬光澤，高硬度，粒徑0.03～0.25 mm左右的特征，常與石英、長(zhǎng)石等共生，在背散射圖像中少見瀝青鈾礦等鈾礦物呈浸染狀分布于自形的黃鐵礦中，但可見一些結(jié)晶發(fā)育較差的黃鐵礦與鈾礦物共生(見圖3),綜合前人研究成果與本次樣品測(cè)試情況認(rèn)為浸染狀含砷黃鐵礦與鈾成礦關(guān)系密切[6-9]。

1 研究區(qū)位置；2 Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元邊界；3 NW向走滑轉(zhuǎn)換構(gòu)造帶；4 中生代NNE向走滑斷裂；5 加里東期陸塊碰撞縫合帶；6 走滑斷層疊接帶構(gòu)造；Ⅰ 揚(yáng)子板塊；Ⅰ 1(上揚(yáng)子地塊)；Ⅰ 2(江南地塊)；Ⅱ 華南活動(dòng)帶；Ⅱ 1(湘桂褶皺系)；Ⅱ 2(華夏褶皺系)；CCF 茶陵—郴州斷裂；ACF 安華—城步斷裂；GF 贛江斷裂；XZF 新寧—資源斷裂

圖1 廣西向陽坪鈾礦床大地構(gòu)造位置示意

圖2 黃鐵礦反射光鏡下照片

圖3 灰黑色膠狀黃鐵礦手標(biāo)本照片

對(duì)本次所采樣品進(jìn)行激光拉曼分析，由黃鐵礦激光拉曼光譜圖(見圖4)可知，特征最為明顯的譜峰位移有336，375，425 cm-1這3處，其中375 cm-1處峰值最高，這是因?yàn)镕e-[S2]的伸縮振動(dòng)，在336 cm-1和425 cm-1處吸收峰分別歸屬于Fe-[S2]的伸縮振動(dòng)以及S-S鍵的伸縮振動(dòng)。

圖4 黃鐵礦激光拉曼光譜

3 黃鐵礦對(duì)礦體延伸的影響

通過對(duì)樣品磨制的光薄片進(jìn)行掃描電子顯微鏡觀察分析，發(fā)現(xiàn)黃鐵礦與鈾礦化關(guān)系密切，背散射圖像中見有鈾礦物與黃鐵礦共生甚至交代黃鐵礦(見圖5c)，且觀察結(jié)果顯示鈾礦化與具有五角十二面體晶型的黃鐵礦關(guān)系尤為密切(見圖5a、b)。本次黃鐵礦的能譜分析共測(cè)試了26個(gè)點(diǎn)(見圖5d、e、f、h、g)，測(cè)試結(jié)果如表1所示，S含量為50.64%～53.73%，平均為51.71%；Fe含量為44.28%～46.97%，平均為45.61%；Fe/S比值平均為0.88。黃鐵礦的主元素為Fe和S，其理論值是ω(Fe)=43.55%，ω(s) =53.45%，F(xiàn)e/S=0.875。但在復(fù)雜的地質(zhì)作用過程中，因不同程度地混入了其他雜質(zhì)元素，而出現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)計(jì)量特點(diǎn)，使其主元素含量往往偏離理論值。Fe和S含量以及Fe/S比值均與理論值相近，略顯富Fe虧S的特征。As含量為0.17%～2.76%，平均為1.90%，從黃鐵礦核部往邊部含量明顯低。

(a、b)具五角十二面體晶形的黃鐵礦；(c)鈾礦物與黃鐵礦共生并交代黃鐵礦；(d、e、f、h、g)黃鐵礦背散射分析打點(diǎn)位置；(U)鈾礦物；(Py)黃鐵礦

研究表明：黃鐵礦中主成分含量及Fe/(S+As)值與其形成深度相關(guān)性較高，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.87，深部產(chǎn)出的黃鐵礦Fe/(S+As)值為0.846，中部為0.863，淺部為0.926[10-13]。表1中26個(gè)測(cè)點(diǎn)分析結(jié)果顯示：本區(qū)黃鐵礦中Fe/(S+As)值在0.65～1.36之間，平均為0.836，ω(Fe)與ω(S+As)具有負(fù)相關(guān)關(guān)系(見圖6)，說明其形成于中部至深部環(huán)境。對(duì)于內(nèi)生熱液礦床，形成深度越淺，越貧S、富Fe，而形成深度越深，則越富S、貧Fe。微量元素As、Sb、Co、Mo、Hg、Bi、Ni等能指示深部可能有隱伏鈾礦體存在，而非礦根相的黃鐵礦，應(yīng)是As、Sb、Co、Mo含量低，Hg、Bi、Ni含量高，Co/Ni，(As+Sb)/Bi比值小的黃鐵礦；反之，則意味著礦體剝蝕程度高，已進(jìn)入礦體的下部，深部找礦希望渺茫。如表1中所列樣品分析情況，成礦期黃鐵礦中As、Sb、Co出現(xiàn)高含量，相反，Bi、Ni含量相對(duì)較低，很可能就反映了礦體剝蝕程度較高，深部礦化揭露情況可能不佳，但綜合與鈾成礦相關(guān)性較高的含砷黃鐵礦形成于中部至深部的環(huán)境，研究區(qū)部分礦化點(diǎn)深部可能存在較好礦體。

圖6 ω(Fe)和ω(S+As)的相關(guān)性分析

4 結(jié) 論

1)研究區(qū)黃鐵礦見有晶形較好的呈自形—半自形的與浸染狀，膠狀形式的含砷黃鐵礦，其中浸染狀的黃鐵礦與鈾成礦關(guān)系密切，并且含砷黃鐵礦與礦體延伸關(guān)系比較密切。

2)本區(qū)與鈾成礦密切相關(guān)的黃鐵礦中Fe/(S+As)值在0.65～1.36之間，平均為0.836，ω(Fe)與ω(S+As)具有一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明其形成于中部至深部環(huán)境，同樣鈾成礦也可能形成于中部至深部。