滇西梁河盆地砂巖型鈾礦化特征及控礦因素

張亮，孫澤軒，莫幫洪，張凱，鄧祖林

（核工業(yè)二八〇研究所，四川 廣漢 618300）

滇西（云南省怒江以西）地區(qū)發(fā)育眾多新生代山間盆地，其中蘊(yùn)藏著豐富的鈾資源?，F(xiàn)已在龍川江盆地、梁河盆地和騰沖盆地內(nèi)探明中、小型砂巖型鈾礦床8個(gè)，構(gòu)成我國(guó)重要的砂巖型鈾礦成礦帶之一［1］，成為鈾礦地質(zhì)工作者研究的熱點(diǎn)地區(qū)。前人多將滇西新生代盆地作為一個(gè)整體，研究其區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化與盆山耦合［1-3］、砂巖型鈾礦成礦條件［4-7］。就賦礦盆地而言，研究較為詳細(xì)的是龍川江盆地，前人的研究主要集中在盆地沉積特征［8-9］、砂巖型鈾礦化特征及控礦因素［10-14］、成礦模式［15］以及綜合物探找礦方法應(yīng)用［16］等。梁河盆地亦是滇西地區(qū)主要賦礦盆地之一，現(xiàn)已探明砂巖型鈾礦床2個(gè)（601、602礦床），礦點(diǎn)6個(gè)，礦化點(diǎn)2個(gè)。梁河盆地砂巖型鈾礦研究程度非常低，前人僅就該盆地砂巖型鈾礦水文地質(zhì)條件和物探找礦方法開(kāi)展過(guò)研究［17-18］。近年來(lái)的勘查實(shí)踐表明，梁河盆地砂巖型鈾礦床特征、控礦因素以及成礦條件等，與龍川江盆地存在一定的差異。筆者等通過(guò)野外調(diào)查，結(jié)合鉆探查證，對(duì)梁河盆地砂巖型鈾礦化特征及控礦因素進(jìn)行探討，旨在對(duì)盆地內(nèi)從事砂巖型鈾礦找礦工作的同行們有所啟迪。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

梁河盆地在大地構(gòu)造位置上位于印度板塊與歐亞板塊縫合線(xiàn)東側(cè)之騰沖微板塊上［19］。騰沖微板塊東部以怒江斷裂（亦稱(chēng)瀘水—瑞麗弧形走滑斷裂）為界與保山微板塊相拼接，西部沿葡萄—密支那早新生代縫合線(xiàn)與緬甸微板塊相拼接。騰沖微板塊原屬岡瓦納大陸的一部分，二疊紀(jì)末從岡瓦納大陸分裂出來(lái)向北漂移而與歐亞板塊拼合［20］。始新世，歐亞板塊與印度板塊強(qiáng)烈碰撞［21］，一方面，造成了青藏地區(qū)地殼的增厚與隆升；另一方面，造成了青藏高原周緣微板塊的擠壓、逃逸和旋轉(zhuǎn)［20］，發(fā)育了大規(guī)模走滑構(gòu)造帶。中新世以來(lái)，位于青藏高原南東部的騰沖微板塊發(fā)生了右旋走滑運(yùn)動(dòng)［21］。在造山帶內(nèi)部，沿瀘水—瑞麗弧形走滑斷裂及其西部次級(jí)斷裂帶發(fā)育了大量小型走滑拉分盆地［21］，并伴有強(qiáng)烈的火山活動(dòng)，在盆地內(nèi)發(fā)育中新世至更新世的火山-沉積建造［1，15，20］。梁河盆地即為此期間發(fā)育于高黎貢山隆起帶上的小型山間斷陷陸相沉積盆地，盆地面積約326 km2。

2 盆地地質(zhì)

2.1 基底與蝕源區(qū)

盆地基底與蝕源區(qū)由中元古界高黎貢山群（Pt2gl）中-深變質(zhì)巖系、上石炭統(tǒng)勐洪群（C2mh）淺變質(zhì)巖系，以及燕山早期花崗巖（γ52）組成［7，20］（圖1）。其中，中元古界高黎貢山群主要巖性為絹云母片巖、片麻巖、眼球狀混合巖、混合花崗巖、變粒巖等；上石炭統(tǒng)勐洪群主要巖性為含礫粉砂質(zhì)泥（板）巖、含礫泥質(zhì)粉砂巖、含礫板巖、結(jié)晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r等；燕山早期花崗巖為粗粒、中粗粒似斑狀黑云母花崗巖、二云母花崗巖、中細(xì)?；◢弾r。

圖1 梁河盆地鈾礦地質(zhì)略圖（據(jù)孫澤軒，等，2006；劉文高，等，2009）Fig.1 Geological sketch of uranium deposits in Lianghe basin（After SUN Zexuan，et al，2006；LIU Wengao，et al，2009）

2.2 沉積蓋層

盆地沉積蓋層由中新統(tǒng)南林組（N1n）、上新統(tǒng)芒棒組（N2m）陸相碎屑巖系、第四系（Q）松散砂礫、砂土層，以及上新世玄武巖（N2β）、更新世玄武巖（Qβ）、安山巖（Qα）組成［20］（圖2）。其中，南林組為初始成盆期產(chǎn)物，發(fā)育沖積扇-辮狀河沉積體系；芒棒組為盆地?cái)U(kuò)張-盆地收縮期產(chǎn)物，發(fā)育湖泊-辮狀河沉積體系。

2.3 構(gòu)造

梁河盆地地處騰沖弧形構(gòu)造帶的弧頂?shù)貐^(qū)（構(gòu)造應(yīng)力集中區(qū)），地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜［17］。盆地內(nèi)斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，并具多期活動(dòng)特點(diǎn)。受斷裂構(gòu)造多次活動(dòng)影響，盆地基底形成多個(gè)地塹、地壘式斷塊。規(guī)模較大的斷裂為近南北-北東向弧形斷裂和北西-北北西向斷裂，前者形成時(shí)間較早，多被后者錯(cuò)斷。在黃瓜箐地區(qū)，沿近南北向斷裂出露大量溫泉。這些溫泉，按化學(xué)成分分類(lèi)，可劃分為碳酸泉、硫磺泉、硫酸泉3種類(lèi)型，水溫一般50～70℃，最高達(dá)98℃，構(gòu)成我國(guó)著名的旅游風(fēng)景名勝地—騰沖熱海。

2.4 賦礦層位及沉積特征

中新統(tǒng)南林組為梁河盆地砂巖型鈾礦賦礦層位。根據(jù)礦床勘探資料，南林組自下而上劃分為3段。其中，南林組第二段第一層為梁河盆地砂巖型鈾礦主要賦礦層位（圖2）。

圖2 梁河盆地綜合地層柱狀圖（據(jù)劉文高，等，2009）Fig.2 Comprehensive stratigraphic column of Lianghe basin（After LIU Wengao，et al，2009）

南林組第三段（N1n3）：主要巖性為礫巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖，夾泥巖、炭質(zhì)泥巖。組成多個(gè)下粗上細(xì)的正向半韻律，單個(gè)韻律厚度一般10～30 m，各韻律之間見(jiàn)沖刷構(gòu)造。礫石成分為花崗巖，礫徑2～5 cm，磨圓度好。砂巖分選性好，發(fā)育交錯(cuò)層理。為辮狀河沉積環(huán)境。

南林組第二段（N1n2）：分為上、下兩層。

第二層（N1n2-2）：深灰色粉砂巖、泥巖（圖3a）、炭質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖，夾含細(xì)礫砂巖、含細(xì)礫粉砂巖。為扇緣相泥沼沉積環(huán)境。

第一層（N1n2-1）：上部為灰、黃褐色礫巖、含礫粗砂巖（圖3b）、含礫中細(xì)砂巖，夾粉砂巖、炭質(zhì)粉砂巖、含炭砂巖（圖3d），有機(jī)炭含量0.4%～1.2%，砂巖分選性較好，發(fā)育交錯(cuò)層理、平行層理。礫石成分為花崗巖、長(zhǎng)石、石英，礫徑一般為0.2～0.5 cm，最大達(dá)1 cm，次棱角狀，填隙物為粉砂-細(xì)砂，為扇中相礫質(zhì)辮狀河沉積環(huán)境；中下部為灰、黃褐色含礫泥質(zhì)砂巖、泥質(zhì)細(xì)礫巖（圖3c），夾中礫巖。礫石成分為花崗巖、長(zhǎng)石、石英，礫徑一般為0.2～1 cm，最大達(dá)5 cm以上，次棱角-棱角狀，塊狀構(gòu)造，分選較差，為扇中相顆粒流沉積環(huán)境。

南林組第一段（N1n1）：灰色、紫紅色粗礫巖、巨礫巖（圖3e）、含巖塊巨礫巖，夾中砂巖。上部夾含礫砂巖透鏡體，見(jiàn)鈾異常；中下部含大量紫紅色含礫泥質(zhì)砂巖、泥巖、砂巖透鏡體和團(tuán)塊。礫石成分為花崗巖、片麻巖、石英巖，礫徑一般為10～20 cm，最大大于1 m，棱角狀，填隙物為泥-粗砂，塊狀構(gòu)造，分選性差，為扇根相碎屑流沉積環(huán)境。

圖3 梁河盆地沉積蓋層礦物巖石巖心照片F(xiàn)ig.3 Photos of Mineral and rock core from the sedimentary caprock in Lianghe basin

3 鈾礦化特征

3.1 礦床空間分布與定位

梁河盆地已探明砂巖型鈾礦床（601、602礦床）、礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)主要沿東部勐連花崗巖隆起區(qū)分布。砂巖型鈾礦賦礦層位南林組沿勐連花崗巖隆起區(qū)呈沖積扇群分布，能識(shí)別出朱星街、老熊箐和大坪山三個(gè)大的沖積扇扇體。已探明砂巖型鈾礦床定位于朱星街沖積扇扇體上（圖4）。

3.2 礦體空間定位

根據(jù)鉆孔巖心編錄，南林組第二段第一層碎屑巖以灰、灰白色為主，但也存在淺黃至黃褐色巖石，從而出現(xiàn)完全氧化（圖3f）、弱氧化（圖3g）向原生灰白色（圖3h）過(guò)渡的巖石特征。由此可見(jiàn)，南林組第二段第一層碎屑巖中發(fā)生了后生氧化蝕變，從而發(fā)育了氧化帶。按氧化帶成因，可劃分為潛水氧化帶和潛水層間氧化帶兩種基本類(lèi)型。礦區(qū)內(nèi)南林組第一段紫紅色泥質(zhì)巨礫巖、泥質(zhì)細(xì)礫巖、含礫泥質(zhì)砂巖等，泥質(zhì)含量高，透水性差，為隔水底板；更新世安山巖、玄武巖為隔水頂板。

鈾礦體定位于潛水層間氧化帶前鋒與上、下翼（圖4、5）。鈾礦化集中部位，巖石粒度相對(duì)較細(xì)，富含有機(jī)質(zhì)和炭質(zhì)（圖3i），有機(jī)炭含量最高達(dá)2.5%。

圖4 梁河盆地砂巖型鈾礦床與沖積扇關(guān)系示意圖Fig.4 Sketch showing the relation between sandstone-type uranium deposit and alluvial fan in Lianghe basin

3.3 礦體形態(tài)與規(guī)模

在剖面上，礦體形態(tài)呈似層狀、透鏡狀和薄層狀；在平面上，礦體沿潛水層間氧化帶前鋒線(xiàn)呈帶狀分布。礦體走向延伸100～2 350 m，傾向延伸50～300 m。礦體埋深一般80～150 m，最淺至地表，最深至287.66 m。礦體平均厚度2.0～5.0 m，最大厚度23.4 m。

3.4 礦石類(lèi)型與鈾存在形式

根據(jù)含礦主巖，將鈾礦石劃分為砂巖型和花崗巖風(fēng)化殼型兩種類(lèi)型。礦石中鈾以吸附狀態(tài)鈾和鈾礦物兩種形式存在，以吸附狀態(tài)鈾為主［24］。

吸附狀態(tài)鈾：一是分布于細(xì)分散的炭質(zhì)或黏土周?chē)惶抠|(zhì)或黏土吸附（圖6a）；二是被銳鈦礦或黃鐵礦吸附，形成含鈾銳鈦礦（圖6d）、含鈾黃鐵礦。

鈾礦物：主要有瀝青鈾礦、鈾黑，呈顯微粒狀、浸染狀分布于膠結(jié)物中（圖6b、c）。

圖6 梁河盆地砂巖型鈾礦物存在形式示意圖Fig.6 Image showing the existence of minerals of sandstone-type uranium in Lianghe basin

3.5 熱水改造作用

梁河盆地601、602礦床地處騰沖熱海旅游風(fēng)景名勝地外圍2.5 km范圍內(nèi)。礦區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育熱水蝕變，并具分帶性?？拷鼰岷Ｂ糜物L(fēng)景名勝地發(fā)育硅化蝕變，并見(jiàn)硅質(zhì)脈體沿裂隙貫入砂巖中，硅質(zhì)脈體由石英、玉髓、蛋白石脈體組成（圖3j）；遠(yuǎn)離熱海旅游風(fēng)景名勝地發(fā)育黏土化蝕變，黏土礦物總量達(dá)41.4%～52.1%。黏土礦物成分為高嶺石、迪開(kāi)石、明礬石、伊利石、蒙脫石、綠泥石等。蝕變帶內(nèi)常見(jiàn)脈狀、細(xì)分散狀黃鐵礦（圖3k）、白鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、毒砂、輝銻礦、辰砂、雄黃、雌黃等金屬硫化物。

在熱水蝕變帶內(nèi)，一方面，賦礦砂巖膠結(jié)致密，且礦化變富，601礦床ZK04鉆孔中見(jiàn)品位達(dá)1.117%的富鈾礦體；另一方面，氧化砂巖發(fā)生二次還原退色，氧化帶內(nèi)出現(xiàn)含黃色團(tuán)塊或斑點(diǎn)的灰綠色巖石，給氧化帶識(shí)別帶來(lái)一定的困難。

3.6 成礦年齡

利用鈾-鉛同位素測(cè)齡法對(duì)梁河盆地601、602礦床瀝青鈾礦進(jìn)行了同位素年齡測(cè)定［10］，成礦年齡在5.0～0.5Ma之間。而主要賦礦層位南林組第二段第一層形成的上限年齡為7.2Ma，顯示梁河盆地砂巖型鈾成礦晚于成巖。

4 控礦因素

4.1 蝕源區(qū)巖石

滇西新生代盆地內(nèi)已探明砂巖型鈾礦床均沿勐連花崗巖隆起區(qū)分布，可能反映了砂巖型鈾礦床的形成與鈾源（層）體間的成生聯(lián)系。滇西新生代盆地砂巖型鈾礦成礦時(shí)代新，蝕源區(qū)巖石鈾含量高低對(duì)盆地內(nèi)砂巖型鈾礦成礦起到至關(guān)重要的作用。就梁河盆地而言，東部蝕源區(qū)由中元古界高黎貢山群（Pt2gl）中-深變質(zhì)巖系和燕山早期花崗巖（γ52）組成。蝕源區(qū)巖石鈾含量較高，其中，高黎貢山群絹云母片巖、片麻巖、眼球狀混合巖、混合花崗巖、變粒巖等，鈾含量為6.7×10-6～11.1×10-6；燕山早期粗粒、中粗粒似斑狀黑云母花崗巖、二云母花崗巖、中細(xì)粒花崗巖為高硅、富鋁、鉀大于鈉的“S”型花崗巖，鈾含量為8.5×10-6～21.1×10-6。根據(jù)鈾浸出試驗(yàn)［17］，用pH值 為6的蒸 餾 水室內(nèi) 浸 泡25 d，花崗巖鈾浸出率為5.5%～8.7%，混合巖、混合花崗巖鈾浸出率為8.2%～29.4%。由此可見(jiàn)，盆地東部蝕源區(qū)巖石中的鈾容易被浸出，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)代中，為盆地沉積蓋層提供了豐富的鈾源。

4.2 基底凹槽（沖積扇扇體）

滇西新生代盆地內(nèi)已探明砂巖型鈾礦床受基底地形的控制。從現(xiàn)代地貌景觀(guān)來(lái)看，龍川江盆地、騰沖盆地內(nèi)已探明砂巖型鈾礦床均位于現(xiàn)代地貌大的溝谷（基底凹槽）內(nèi)，呈現(xiàn)一條大的沖溝（溝谷）控制一個(gè)砂巖型鈾礦床的地貌景觀(guān)。究其原因，滇西新生代盆地沉積蓋層形成的時(shí)代新，現(xiàn)代地貌溝谷與盆地蓋層形成時(shí)的地貌景觀(guān)具有繼承性。一條大的沖溝（溝谷）控制一個(gè)大的沖積扇扇體，已探明砂巖型鈾礦床均定位于某個(gè)沖積扇扇體上。梁河盆地亦然，已探明砂巖型鈾礦床（601、602礦床）定位于朱星街沖積扇扇體上（圖4）。

4.3 地層層位、巖性巖相

梁河盆地內(nèi)已探明工業(yè)鈾礦化賦存于中新統(tǒng)南林組第二段第一層扇中相顆粒流-礫質(zhì)辮狀河砂體。當(dāng)南林組第二段第一層砂體超覆于基底花崗巖、混合花崗巖之上，且含有豐富的有機(jī)質(zhì)、炭質(zhì)的地段礦化較好。當(dāng)基底被玄武巖直接覆蓋，阻隔后期含鈾含氧水向深部滲入的地段或南林組第二段第一層沉積砂體厚度較小且缺乏有機(jī)質(zhì)、炭質(zhì)的地段，則不利于成礦；南林組第一段扇根相碎屑流沉積粗碎屑巖泥質(zhì)含量重，透水性差，不利于后期含鈾含氧水向深部滲入，對(duì)成礦不利；南林組第三段辮狀河沉積砂體雖滲透性好，盆地南部?jī)H發(fā)育潛水氧化帶，潛水層間氧化帶不發(fā)育，加之沉積部位遠(yuǎn)離蝕源區(qū)，鈾源供給不足，對(duì)成礦不利。

4.4 潛水層間氧化帶

梁河盆地在剖面上，形成基底—沖積扇相碎屑巖—辮狀河相碎屑巖—湖泊相泥巖（火山巖）—辮狀河相碎屑巖—湖泊相泥巖（火山巖）的巖性地層結(jié)構(gòu)，區(qū)域上發(fā)育穩(wěn)定的含水層與隔水層，具備形成潛水層間氧化帶砂巖型鈾礦的巖性、巖相和水文地質(zhì)條件。已探明砂巖型鈾礦床礦區(qū)內(nèi)，潛水層間氧化帶的發(fā)育寬度距盆緣2～3 km（圖4）。潛水層間氧化帶的展布方向直接控制了鈾礦體的空間展布，鈾礦體定位于潛水層間氧化帶前鋒與上、下翼（圖5）。

圖5 梁河盆地601鈾礦床0號(hào)勘探剖面示意圖Fig.5 Prospecting profile Line 0 of uranium deposit 601 in Lianghe basin

4.5 熱水改造作用

梁河盆地內(nèi)已探明砂巖型鈾礦床地處騰沖熱海旅游風(fēng)景名勝地外圍2.5 km范圍內(nèi)，礦區(qū)內(nèi)熱水改造作用非常強(qiáng)烈。601礦床ZK04鉆孔內(nèi)品位達(dá)1.117%的富鈾礦體中見(jiàn)熱水成因立方體黃鐵礦［24］；在現(xiàn)代地?zé)峄顒?dòng)中心沉積蓋層發(fā)育水熱爆破（隱爆）角礫巖，并在部分現(xiàn)代溫泉泉口發(fā)現(xiàn)瀝青鈾礦沉淀［25］。地下熱水中富含HCO3－，有利于基底巖石中鈾的淋出，呈重碳酸鈾酰絡(luò)合物形式遷移，含鈾熱水沿?cái)嗔褞仙M(jìn)入沉積蓋層中，在富含有機(jī)質(zhì)、炭質(zhì)的地段被吸附沉淀，疊加在潛水層間氧化帶形成的鈾礦體上，從而形成富鈾礦體并控制富鈾礦體的展布。

5 結(jié)論

1）梁河盆地是形成砂巖型鈾礦的有利盆地，主要賦礦層位為中新統(tǒng)南林組第二段第一層，鈾礦床定位于沖積扇扇中顆粒流-礫質(zhì)辮狀河沉積砂體中。

2）梁河盆地砂巖型鈾礦為潛水層間氧化帶砂巖鈾礦類(lèi)型，潛水層間氧化帶的展布方向直接控制了鈾礦體的空間展布，鈾礦體定位于潛水層間氧化帶前鋒與上、下翼。

3）熱水改造作用，一方面，有利于基底巖石中鈾的淋出，含鈾熱水沿?cái)嗔褞仙M(jìn)入沉積蓋層中，在富含有機(jī)質(zhì)、炭質(zhì)的地段被吸附沉淀，疊加在潛水層間氧化帶形成的鈾礦體上，從而形成富鈾礦體；另一方面，熱水也帶來(lái)大量的硅質(zhì)，導(dǎo)致賦礦巖石膠結(jié)致密，黏土礦化亦使巖石的滲透率降低，從而使砂巖型鈾礦變得不易地浸。從地浸砂巖型鈾礦找礦角度來(lái)看，下一步鉆探工程布置應(yīng)避開(kāi)深部熱水改造強(qiáng)烈的區(qū)域。老熊箐和大坪山?jīng)_積扇扇體遠(yuǎn)離熱水改造中心，其潛水層間氧化帶砂巖型鈾礦成礦條件與朱星街沖積扇扇體類(lèi)似，建議下一步在沖積扇扇體上開(kāi)展帶鉆區(qū)域評(píng)價(jià)工作。

致謝：研究過(guò)程中，在資料收集方面，得到云南省核工業(yè)二〇九地質(zhì)大隊(duì)、云南省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心的大力支持與幫助；東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張成勇博士在鈾礦物分析方面做了大量的工作，在此表示謝意。