貴州省太白地區(qū)鈾礦物特征及成因探討

黃偉星 鄭懋榮 洪超

摘要：綏陽縣太白鈾礦床位于北東向正安斷褶帶與南北向桐梓—遵義斷褶帶斜交復合部位，鈾礦富集受次級斷層及層間破碎帶控制。礦物成分比較復雜，主要有瀝青鈾礦、富鈣鈾礦、黑釩鈾礦、黃鐵礦。根據包裹體測溫可知，區(qū)內鈾為中低溫熱液成礦，形成于燕山晚期。

關鍵詞：鈾礦；礦物特征；成因探討；太白地區(qū)

1引言

該區(qū)位于揚子陸塊西南，黔北隆起區(qū)南北向鳳崗褶皺帶變形區(qū)西部邊緣，遵義南北向復向斜北部偏東。區(qū)內出露地層為寒武系中上統(tǒng)婁山關組，奧陶系下統(tǒng)，志留系下統(tǒng)，二疊系中上統(tǒng)，三疊系下統(tǒng)及第四系，巖性以碳酸鹽巖為主，其次為細碎屑巖。

區(qū)內褶皺斷裂發(fā)育，主要構造線方向為南北向，其次為北東向。鈾礦化受桐梓—遵義復向斜控制。南北向紅光壩向斜與北東向太白復向斜斜交復合部位有908、915、918等鈾礦點分布（圖1）。南北向茅坪向斜與北東向銅鼓坪背斜斜交復合部位有904、905、906等鈾礦點分布。

2.礦床特征

區(qū)內含鈾層位為二疊系中統(tǒng)茅口組；含礦巖石為富含有機質、泥質、細粒狀黃鐵礦內碎屑灰?guī)r，生物碎屑灰?guī)r，重結晶灰?guī)r。

鈾礦化集中區(qū)受南北向桐梓—遵義大斷裂與北東向正安區(qū)域性斷裂斜交復合部位控制。鈾礦化帶、鈾礦體受大斷裂上盤次級斷層及層間破碎帶控制。鈾礦體呈透鏡狀、團塊狀、不規(guī)則狀。一般礦體長40m～60m，最長160m，礦體厚一般1.2m～4.4m，鈾含量為0.058%～0.308%，最高3.18%。

區(qū)內礦物成分較為復雜，主要礦物成分有：瀝青鈾礦、富鈣鈾礦、黑釩鈾礦、氧釩礦，其次是方鉛礦、硒鎳礦、赤鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦；鈾次生礦物有釩鈣鈾礦、硅鈣鈾礦。脈石礦物主要有：方解石、石英、重晶石、白云石等。

礦體圍巖蝕變有方解石化、重晶石化、硅化、碳酸鹽化、重結晶褪色化。

3.礦物特征

3.1礦物特征

（1）瀝青鈾礦：黑色，瀝青光澤，貝殼狀斷口，反光鏡下呈暗灰至灰白色，均質，無內反射。反射率13.1%～15.88%，莫氏硬度4，含氧系數2.39～2.55。

瀝青鈾礦分布廣，一般粒徑0.2mm～0.4mm。呈粒狀、膠狀分布。常賦存于方解石脈、重結晶方解石脈結晶顆粒之間及方解石兩側和破碎灰?guī)r裂隙中。在瀝青鈾礦兩側有0.5cm～1.0cm寬為重結晶方解石顆粒組成的褪色帶。電子探針分析瀝青鈾礦中鈾含量61.68%，鈣3.87%，釩2.48%。

瀝青鈾礦形態(tài)呈脈狀、網脈狀（圖2a），球狀（圖2b），環(huán)帶狀（圖2c、d），針狀（圖2e），長條狀（圖2f），浸染狀、不規(guī)則狀（圖2g）。瀝青鈾礦中常分布細粒狀方鉛礦，硒鎳礦（圖2a、b），黃鐵礦（圖2e）。

（2）富鈣鈾礦：黑色、黑褐色，條痕為黑褐色，不透明，具有瀝青光澤、油脂光澤。在反射光下為灰色，暗灰色，均質。反射率低，僅26.23%，顯微硬度131kg/mm2～144kg/mm2（相當于莫氏硬度3.3左右），其形態(tài)呈腎狀、環(huán)帶狀構造，呈膠裝集合體充填于方解石脈中。

經電子探針分析，礦物主要成分為U、Ca、V，在礦物成分中分布均勻，含少量Pb、Al、Si、K、Mg，各元素含量見表1。

將富鈣鈾礦進行X射線粉晶分析，在常溫下無衍射圖譜，但加熱到900℃，1.5h后，變?yōu)辄S褐色。加熱后與人工合成的鈣鈾氧化物具有相同的衍射圖。富鈣鈾礦常與瀝青鈾礦、硒鎳礦、氧釩礦、方鉛礦、黃鐵礦、赤鐵礦等礦物共生。

（3）黑釩鈾礦：黑色，不透明，瀝青光澤。呈粒狀晶體，硬度3.8～4.2，在反光鏡下呈灰色，均質，反射率為9.2%。該礦物與富鈣鈾礦密切共生，是一種鈾鈣釩的原生化合物。礦物成分經電子探針分析，主要是：鈾、平均含量38.6%，鈣6.4%，釩6.1%，鋁、硅、鎂微量。分布不均勻，個別測點鈣達13%，釩19.5%。

（4）氧釩礦：黑色、棕黑色，半金屬光澤，鏡下反射色為黃色。一般呈細針狀結合體，局部見大顆粒晶體。分布廣泛，常見分布于重結晶方解石脈兩側，在瀝青鈾礦中呈細小點狀集合體（圖2f）。

（5）硒鎳礦：古銅色，金屬光澤，硬度較大，呈粒狀、粒狀集合體和由粒狀組成的網脈狀，分布于瀝青鈾礦中，較大顆粒者包于環(huán)狀瀝青鈾礦中（圖2a）。由微細顆粒組成網狀，硒鎳礦則構成圓球狀、環(huán)帶狀外形的集合體（圖2h）。經電子探針分析：硒含量65.1%，鎳含量29.9%。

（6）閃鋅礦：脈狀、條帶狀，一般粒徑1mm～2mm，以半自粒狀為主，常與方鉛礦、黃鐵礦伴生。

（7）方鉛礦：鏡下呈灰白色，半自形、自形粒狀，一般晶粒直徑0.2mm～0.3mm。局部地段呈條帶狀、不規(guī)則狀集合體，常浸染在瀝青鈾礦中（圖a、b）。

（8）黃鐵礦：呈星點狀、細脈狀，賦存于富含瀝青鈾礦、氧釩礦、方解石脈中和方解石脈兩側脈壁中。粒狀一般為0.06mm～4.1mm之間。富含鈾含量0.024%～6.53%，鎳含量0.11%～2.24%（馬瑞，2013）。

（9）脈石礦物

以低溫熱液形成的方解石脈體為主。主要有三期，早期為白色，成脈狀、網脈狀，穿插于圍巖中。第二期為黑色，結晶粗大的重結晶方解石脈，呈不規(guī)則狀、團塊狀、短脈狀充填于裂隙、層間滑動面和穿插于早期形成的方解石脈中，與鈾礦化關系密切。瀝青鈾礦常呈粒狀、晶粒狀充填于重結晶方解石粒間或脈體內。第三期為細小白色方解石脈，切穿前期方解石脈。

3.2成礦階段及礦物生成順序

根據野外觀察和巖礦鑒定資料，結合礦石結構、構造及礦物脈體相互穿插關系、礦物共生結合等特征，初步認為區(qū)內有三個成礦階段：早期成礦階段形成團塊狀石英，純白色方解石脈，硒鎳礦，針鎳礦，黃鐵礦；第二成礦階段形成黑色粗晶方解石脈，重結晶方解石脈，脈狀、網脈狀瀝青鈾礦，富鈣鈾礦，黑釩鈾礦，氧釩礦，閃鋅礦，方鉛礦；第三成礦階段為細小白色方解石脈及鈾次生礦物釩鈣鈾礦、硅鈣鈾礦、褐鐵礦。

4.成因

根據區(qū)域成礦背景、礦點內圍巖蝕變、礦物成分、礦體形態(tài)、分布特征，結合包裹體成分、形成溫度，初步認為太白地區(qū)鈾成礦為中低溫熱液成礦。

4.1鈾成礦時代

在太白908鈾礦點，寬闊906鈾礦點采集瀝青鈾礦樣品進行鈾鉛同位素測定：908鈾礦點成礦時代為84.9±1.5Ma，906鈾礦點成礦時代為86.2±1.1Ma，與圍巖時差大，為燕山晚期產物。

4.2圍巖蝕變及礦物成分

區(qū)內圍巖蝕變發(fā)育，主要有碳酸鹽化，硅化，方解石化，特別是中低溫黑色粗晶重結晶方解石發(fā)育，成脈狀、網脈狀、束狀。礦物成分較為復雜，瀝青鈾礦、富鈣鈾礦、黑釩鈾礦為中低溫熱液原生礦物。瀝青鈾礦顆粒粗、含量多，呈脈狀、網脈狀、帶狀。

4.3成礦溫度及成礦流體

根據蝕變帶中石英，方解石包裹體，采用均一法測溫可知：906礦點早期成礦溫度為185℃～215℃，晚期成礦溫度為130℃～152℃，908礦點早期成礦溫度為174℃～200℃，晚期成礦溫度為130℃～148℃。成礦流體為中低溫、低鹽度、低密度流體（馬瑞2013）。

4.4鈾源

區(qū)內鈾源一部分來自深部寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組下部含鈾磷塊巖及含鈾炭質頁巖，二疊系中統(tǒng)棲霞組、茅口組富含有機質、炭泥質生物碎屑灰?guī)r。

另一部分來自深部地幔和隱伏花崗巖體早期噴溢的富含U、Si、CO2、V、Ni、Se的地熱流體。該區(qū)處于峨眉山地幔熱柱東南部邊緣。茅口世中期，地幔隆升，黔中及北部發(fā)生海相玄武巖噴溢；晚二疊世早期，峨眉山玄武巖發(fā)生噴溢，其后富含U、Si、CO2、V、Ni、Se的地熱流體沿桐梓—遵義南北向斷裂與北東向正安斷裂橫跨復合部位上升至淺部，在南北向及北東向次級斷層和層間破碎帶沉淀，在906、908地區(qū)鈾初步富集。燕山期貴州受到強烈造山運動影響，斷裂構造進一步復合，富含U、Si、CO2、V、Ni、Se等氣液流體沿南北向與北東向構造復合部位上升，促使原已形成的鈾進一步富集，形成工業(yè)鈾礦體。

5.結論

（1）太白地區(qū)鈾礦化受南北向與北東向斷裂斜交復合部位控制，鈾礦體受次級斷層及層間破碎帶控制。

（2）區(qū)內礦石物質成分較復雜，其中瀝青鈾礦、富鈣鈾礦、黑釩鈾礦發(fā)育。

（3）太白地區(qū)鈾成礦流體為富含U、CO2中低溫、低鹽度、低密度成礦流體，成礦溫度為130℃～200℃。

參考文獻：

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