貴州省黔南方村向斜地區(qū)鈾礦找礦遠景分析

黃偉星 衛(wèi)永華 洪超

摘要：含鈾煤巖型鈾礦作為陸相碎屑巖型鈾礦的一種亞類型，是貴州地區(qū)重要的工業(yè)鈾礦床類型，具有規(guī)模較大、埋藏較淺、受層位控礦的特點。通過對黔南方村向斜含鈾煤巖型鈾礦的控礦因素、沉積建造及巖相古地理特征進行分析，圈定了黔南方村向斜地區(qū)的該類型鈾礦的找礦遠景區(qū)，認為其具有較大的找礦遠景。

關鍵詞：含鈾煤巖型鈾礦；方村向斜；沉積環(huán)境；巖相古地理特征；找礦遠景

1.區(qū)域地質(zhì)背景

方村向斜大地構(gòu)造位置位于揚子陸塊南部被動邊緣褶沖帶都勻南北向褶皺區(qū)東南段。成礦區(qū)帶屬于畢節(jié)—安順—三都地區(qū)煤巖型、碳硅泥巖型鈾礦成礦帶。都勻南北向褶皺區(qū)受燕山—海西—印支期強烈造山運動擠壓，使區(qū)域構(gòu)造進一步活化和發(fā)展，喜山期進一步加強，構(gòu)成現(xiàn)在的構(gòu)造格局，同時也為鈾及其他多金屬活化轉(zhuǎn)移與后生富集成礦提供了優(yōu)越的條件。

區(qū)內(nèi)主要以淺海相碳酸鹽巖類沉積為主，次為碎屑沉積，有較典型古陸邊緣凹陷沉積的特點，區(qū)域上從青白口系到三疊系均有較完整的沉積（圖1），工作區(qū)缺失上奧陶統(tǒng)，中、上志留統(tǒng)，下二疊統(tǒng)，三疊系上統(tǒng)等地層；區(qū)內(nèi)泥盆系，石炭系，二疊系，三疊系地層分布最廣，約占90%以上。

區(qū)域上地質(zhì)構(gòu)造較為復雜，褶皺、斷層較為發(fā)育，北北西和北北東兩組構(gòu)造體系由北向南散開，構(gòu)成了區(qū)域上的構(gòu)造格局；由南往北構(gòu)造變形程度加強，北部以斷層為主，南部以褶皺為特色。褶皺多保留為向斜，背斜常被斷層破壞而發(fā)育不全。南部以方村向斜為代表，西翼地層倒轉(zhuǎn)，東翼地層平緩，軸面走向近南北向，傾向西，向北揚起；在其兩翼發(fā)育一系列次級向斜，次級背斜均被斷層破壞。

2.礦床地質(zhì)特征

2.1含礦層特征

區(qū)內(nèi)主要含礦層為吳家坪組底部的劣煤層。從實測地質(zhì)剖面和地質(zhì)測量資料來看，該段主要為海灣沼澤相和海陸交替相沉積。

吳家坪組地層在區(qū)內(nèi)發(fā)生沉積相變現(xiàn)象，由北至南可分為海灣沼澤相（下岳至石蠟）、相變過渡帶（塘州—巴良）、海陸交替相（的空—地莪）3個相帶。不同相帶吳家坪組的地層巖性不同，含礦層厚度也發(fā)生變化，礦化效果存在一定的差異。其中海灣沼澤相內(nèi)鈾礦化較好，海陸交替相和相變過渡帶鈾礦化相對較差。

本區(qū)含礦層厚度與礦化強度成正相關關系，當?shù)V層（含鈾煤層）厚度較大時，礦化較好，當?shù)V層（含鈾煤層）薄、砂質(zhì)粘土增多時，礦化強度降低。由北至南，含礦層厚度逐漸減小，礦化強度逐漸減弱。其中，下岳至安塘屬于海灣沼澤相，含礦層厚度最大，一般穩(wěn)定在0.6m～1.8m之間，平均厚度1.2m，鈾含量最高可達0.1%以上。通過地面伽馬總量測量顯示，異常場主要集中在工作區(qū)中部下岳、安塘、的空、的領、朋賓、方村、梅桃、地莪等地。異常形態(tài)呈帶狀、點狀、透鏡狀分布于吳家坪組的炭質(zhì)頁巖、劣煤層內(nèi)。

2.2含鈾煤特征

含鈾煤層在區(qū)內(nèi)廣泛分布。煤層呈黑色，具油脂光澤，堅硬、性脆，纖維狀斷口，木質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。沿層間裂隙充填細粒狀、細脈狀黃鐵礦。取樣分析化驗所得結(jié)果（表1）可知：區(qū)內(nèi)含鈾煤為半無煙、變質(zhì)程度低、低發(fā)熱量、低揮發(fā)分、中硫、高灰分、高固定碳褐煤。

2.3礦體特征

區(qū)內(nèi)鈾礦體主要產(chǎn)于方村向斜北段下岳至安塘地區(qū)的吳家坪組底部含鈾煤巖性段內(nèi)，礦化較好、層位穩(wěn)定、鈾品位較高。礦體走向北東向，長約755m～1200m，傾向?qū)捈s160m～ 385m，平均鉛錘厚度0.71m～1.42m；礦體受層位巖性及構(gòu)造控制，形態(tài)為似層狀、透鏡狀，產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀一致，近東或西向傾斜，傾角27°～45°；礦體平均品位為0.058%～0.065%。

3.鈾礦成因分析

（1）鈾源。鈾煤層中鈾主要來源晚二疊世吳家坪早期峨眉山地幔熱柱部分海相玄武巖第一噴發(fā)旋回后期，從地幔柱攜帶富含SiO2、Au、Sb、U、CO2等氣液流體，溶入海水中，從北西向南東流入方村向斜北段一帶的海灣沼澤相地區(qū)，在還原環(huán)境下鈾元素初步富集。

（2）沉積建造及巖相古地理特征。區(qū)內(nèi)主要含鈾建造為二疊系上統(tǒng)吳家坪組含鈾煤建造，鈾主要賦存于吳家坪組劣煤層中，含鈾層位穩(wěn)定，呈似層狀或透鏡狀分布。

上古生代期間，地殼小幅度上升、下降，海岸線不斷遷移，而海水向東時進時退，造成地殼超覆和缺失，沉積以碳酸鹽巖為主，次為碎屑巖。中泥盆紀初，地形高差懸殊，有半棱角狀砂礫巖在濱海沉積，短期海水加深，堿度增高，沉積有較少灰?guī)r、白云巖。

泥盆紀末，地殼曾一度隆起，后逐漸下降為濱海地區(qū)，氣候溫暖，堆積了薄煤層和砂、頁巖。石炭紀末和二疊紀初海水向東擴展，此時沉積有白云巖和灰?guī)r。

早、中二疊世，由于晚石炭世末的黔桂運動使地殼短暫上升后開始下降，海侵范圍逐漸擴大，至棲霞中期全部變?yōu)樘妓猁}巖沉積，以灰、深灰、灰黑色灰?guī)r為主，區(qū)內(nèi)屬開闊臺地相帶。

中二疊世末的東吳運動不僅使貴州大部分上升為陸，而且改變了古地理格局，沉積相帶由中二疊世的近南北分異轉(zhuǎn)變?yōu)橥矶B世的北西—南東向分異。同期峨眉山玄武巖噴發(fā)，為晚二疊世鈾成礦提供了較豐富的鈾源。區(qū)內(nèi)吳家坪組屬半局限臺地相，主要沉積為灰、深灰、灰黑色灰?guī)r、泥灰?guī)r、頁巖及煤層，層位穩(wěn)定。

（3）受沉積環(huán)境控制。在下二疊紀末，本區(qū)升出海面處于大陸狀態(tài)，茅口灰?guī)r遭受風化剝蝕形成喀斯特地形，并有風化殼存在，樂平早期，地殼下降，海水向東漫延到下岳、安塘、塘州海灣一帶，從陸地上帶入灰質(zhì)，泥質(zhì)在海灣沼澤相環(huán)境中沉積。之后地殼稍有下沉，由于氣候和沉積環(huán)境的影響，沉積灰?guī)r中有微量石膏、白云質(zhì)晶體析出。隨后海灣稍有上升，形成沼澤，植物繁盛，堆積了煤層，較為穩(wěn)定。同時陸地上及同生海水所帶的鈾，在沼澤環(huán)境中被吸附、還原沉淀，在沉積成巖過程中初步富集。成煤后期，海灣繼續(xù)處于穩(wěn)定時期，僅有小幅度振蕩，構(gòu)成較厚的黑色含炭泥灰?guī)r沉積，其中間夾薄層砂頁巖。樂平晚期，地殼不斷振蕩，海水時進時退，造成陸相和淺海相交替沉積，超覆于海灣沼澤相之上。

（4）后生富集成礦。方村向斜地段，緊靠江南陸塊西部邊緣，燕山期受到東西向強烈擠壓，喜山期地殼抬升，形成南北向褶皺帶和近南北向斷裂帶。方村向斜北部下岳、安塘等地段，在淺部上二疊統(tǒng)吳家坪組底部介殼灰?guī)r，硅質(zhì)灰?guī)r與劣煤層之間形成層間滑動。層間滑動過程中，由于巖層受力不均，劣煤層在應力薄弱部位富集增厚，使沉積時煤層初步富集的鈾進一步遷移富集。

綜上，晚二疊世早期，方村向斜北部地段，處于潮坪洼陷地段半封閉海灣沼澤相環(huán)境，由原生生長和搬運來的陸生植物遺體經(jīng)喜氧細菌分解，形成的腐殖酸溶液通過吸附和離子交替等作用，形成鈾酰腐殖酸鹽。在成巖階段，富含鈾酰腐殖酸鹽的泥炭沉積經(jīng)深埋壓實作用，變質(zhì)形成褐煤，而此時水介質(zhì)中的溶解氧逐漸減少消失，厭氧細菌開始活躍，使有機質(zhì)進一步分解，產(chǎn)生H2S、H2、CH4等氣體，使介質(zhì)從酸性變成堿性還原環(huán)境，介質(zhì)中PH、EH值發(fā)生變化，U+6變成U+4，從溶液中沉淀出來，鈾形成初步富集。

由于后期構(gòu)造作用，晚二疊世吳家坪組下部劣煤層與介殼灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r之間形成層間滑動，在層間滑動過程中，劣煤層在應力薄弱部位富集增厚，鈾源進一步濃縮富集，形成工業(yè)礦體。

4.找礦遠景分析

根據(jù)方村向斜的地質(zhì)、礦產(chǎn)及相關資料，結(jié)合已發(fā)現(xiàn)的礦床、礦點和其他礦產(chǎn)顯示的線索，綜合分析工作區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)形成和分布規(guī)律，認為以下幾片地區(qū)有較好的找礦前景。

（1）下岳—安塘找礦遠景區(qū)。處于潮坪洼陷地段半封閉海灣沼澤相環(huán)境，鈾源豐富，含礦層位穩(wěn)定；發(fā)育有安塘向斜和下約向斜，有多條陡傾斷裂存在，層間滑動現(xiàn)象普見；放射性異常密集，異常點集中且異常值較高，異常帶走向長，面積較大。目前已有一個201礦床和一個205礦點及多個礦化點，成礦地質(zhì)條件好，找礦潛力大，有望發(fā)現(xiàn)中大型礦床。

（2）的空—的領找礦遠景區(qū)。處于海陸交替相環(huán)境中，鈾源豐富，含礦層位穩(wěn)定，發(fā)育有三條煤線，出露較好且連續(xù)；位于方村向斜東翼，遠景區(qū)旁側(cè)見多條小規(guī)模斷層且局部普見有褶皺發(fā)育現(xiàn)象；區(qū)內(nèi)共有三個異常點，2個異常帶，異常值較高，異常帶走向長，異常面積較大；區(qū)內(nèi)工作程度低，僅開展了少量地表工作，有較好的找礦潛力。

（3）朋賓—方村找礦遠景區(qū)。沿方村向斜東翼呈北東向條形展布，處于海陸交替相環(huán)境中，鈾源豐富，含礦層位穩(wěn)定，出露完整且連續(xù)，發(fā)育有三條煤線；構(gòu)造較為發(fā)育，有北向向斷層從遠景區(qū)北端經(jīng)過，北東向斷層貫穿整個遠景區(qū)，局部見有褶皺現(xiàn)象；區(qū)內(nèi)有2個異常點及2個異常帶，異常值較高，異常面積較大；有較大的找礦潛力。

（4）納排—梅桃—地莪找礦遠景區(qū)。處于海陸交替相環(huán)境中，鈾源豐富，含礦層位穩(wěn)定，出露完整且連續(xù)；區(qū)內(nèi)有5個異常點、3個異常帶且異常值較高、延伸較長（2km）、面積較大，1個偏高場，偏高場貫穿整個遠景區(qū)，面積較大，有一定的找礦潛力。

5.結(jié)論

（1）區(qū)內(nèi)鈾成礦主要受地層巖性控制，并受構(gòu)造影響。鈾元素在含礦層吳家坪組劣煤層的沉積成巖過程中初步富集，并受褶皺及陡傾斷裂構(gòu)造影響，形成層間滑脫帶，在應力薄弱部位進一步濃縮富集形成工業(yè)礦體。（2）鈾礦化與含礦層厚度呈正相關：當含礦層厚度增大時，鈾含量也隨著增高。一般穩(wěn)定礦化厚度在0.6m～1.8m之間。（3）貴州含鈾煤巖分布范圍大，目前的勘查和研究程度較低，找礦遠景區(qū)多，找礦潛力較大。（4）建議積極推廣“煤鈾兼探”的創(chuàng)新型找礦思路，發(fā)揮多行業(yè)的技術優(yōu)勢，在更大的范圍內(nèi)整合煤炭和鈾礦的地質(zhì)資料，開展全省綜合找礦。

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