黃沙坑地區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦礦石礦物學特征

俞祺智

（廣東省核工業(yè)地質局二九三大隊，廣東廣州510800）

下莊礦田黃沙坑地區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦成礦地質條件優(yōu)越、找礦潛力巨大，近年來找礦勘查工作已取得了較大的突破。但因地質勘查工作的局限性，研究區(qū)基礎地質研究程度仍非常薄弱，礦石礦物學的研究一直未能引起足夠重視，因此本文主要研究黃沙坑地區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦礦石礦物組份特征，為蝕變碎裂巖型鈾礦成因提供新的證據(jù)、為礦石選冶提供科學依據(jù)。

1 區(qū)域地質背景

下莊礦田位于貴東巖體的東部，位于燕山期巖漿分異活動中心，東西向、北北東向及北東東向構造帶的復合部位。已查明鈾礦化主要分布于北東東向黃陂石英斷裂帶與馬屎山斷裂帶夾持區(qū)內(nèi)，多個鈾礦床及一批鈾礦（化）點，構成“下莊礦田”（圖1）。

礦田東部、東北部、北部外接觸帶見有寒武系下亞群牛角河群，礦田西南、南部外接觸帶見泥盆系中統(tǒng)桂頭組，礦田東南部外接觸帶見白堊系上統(tǒng)南雄群。

礦田內(nèi)斷裂構造十分發(fā)育，主要有東西向、北東東向及北北東向三組構造帶，三組構造具有活動的長期性和繼承性[1]，縱橫交錯，構成了礦田的棋盤格狀圈圍構造格局，控制著礦床礦體的形態(tài)和分布。

礦田內(nèi)巖漿活動具有多期多次的特點，主侵入體、補充侵入體、中基性巖脈發(fā)育。主體巖石為燕山第一期主侵入花崗巖，呈巖基產(chǎn)出，巖體分相較好，巖性為漸變關系；中心相分布在礦田南部，出露面積小，巖性為粗粒斑狀黑云母花崗巖；過渡相巖石在礦田廣泛分布，巖性為中粒斑狀黑云母花崗巖；邊緣相僅見于礦田東緣，巖性主要為細粒黑云母、二云母花崗巖[2]。

礦田北部、東北部、東部外接觸帶見有寒武系下亞群牛角河群，為灰綠、深灰色砂巖、板巖與淺變質石英砂巖或長石石英砂巖互層；礦田南部、西南外接觸帶見泥盆系中統(tǒng)桂頭組砂巖夾頁巖、粉砂巖；礦田東南部外接觸帶見白堊系上統(tǒng)南雄群礫巖、砂礫巖、粉砂巖。

2 研究區(qū)地質特征

研究區(qū)位于下莊礦田西部，為下莊礦田內(nèi)的黃陂石英斷裂帶與黃陂—張光營中基性巖脈的交匯部位。

2.1 巖漿巖

研究區(qū)巖性簡單，主要為粗粒斑狀黑云母花崗巖、中粒斑狀黑云母花崗巖、細粒二云母花崗巖、細粒黑云母花崗巖等，同時區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育，以中基性巖為主。

2.2 構造特征

研究區(qū)內(nèi)構造較為發(fā)育，有多期性和繼承性特點，按構造展布方向可分為北東東向及北西向兩組，北東東向的構造和北西向的構造相交構成了研究區(qū)基本構造格架。

（1）北東東向構造帶：是本區(qū)的主要控礦構造帶，主要有黃陂石英斷裂帶、F3組帶、上洞斷裂帶。

①黃陂石英斷裂帶：該帶為區(qū)域性大斷裂，是區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的一組構造，由西南往東北橫貫研究區(qū)。充填物成份比較復雜，隨著位置和深度變化而變化，主要有硅化花崗巖、塊狀石英、碎裂花崗巖、角礫巖、糜棱巖等。由于構造活動的多期性，各種硅質細脈發(fā)育，具有分枝、復合、膨脹、收縮等特點。

②F3組帶：該帶具有壓扭性質，左行扭動，為一組近平行或小角度相交的硅化碎裂巖帶，主要出露于研究區(qū)的東部，具有西南段撒開，北東段收斂略呈帚狀趨勢展布的特點。成份復雜，主要由硅化碎裂巖、雜色微晶石英（玉髓）、玉髓膠結角礫巖、蝕變碎裂花崗巖、交代石英正長巖組成[3]。

③上洞斷裂帶：該帶位于研究區(qū)北部，具有壓扭性質，左行扭動，為硅化碎裂巖帶，成份主要由硅化碎裂巖、雜色微晶石英（玉髓）、玉髓膠結角礫巖、蝕變碎裂花崗巖、交代石英正長巖組成，局部為石英脈、蝕變花崗巖、碎裂巖。

（2）北西西向構造帶：研究區(qū)主要為黃陂—張光營輝綠巖組，主要充填中基性巖脈，它們的單條延伸短、厚度小、走向變化大，且多數(shù)被北東東向構造錯斷拉開。該斷裂帶中異常點多，尤其是與構造帶交切處，鈾礦化明顯。

2.3 圍巖蝕變特征

研究區(qū)內(nèi)巖石因受構造作用、巖漿熱液作用和地下水作用而發(fā)生了多種類、多期次的圍巖蝕變，蝕變發(fā)育，其中區(qū)域性蝕變主要有綠泥石化、高嶺土化，局部見黃鐵礦化、黑云母化、角閃石化、硅化、碳酸鹽化、赤鐵礦化、電氣石化、褐鐵礦化及絹云母化；近礦圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、高嶺土化、黃鐵礦化、赤鐵礦化、綠泥石化、碳酸鹽化等[4]。蝕變多分布在構造帶及其上下盤的圍巖中，具有一定的分帶性。

2.4 礦體特征

研究區(qū)內(nèi)的蝕變碎裂巖型鈾礦體賦存在蝕變碎裂巖帶、破碎帶中，呈脈狀，產(chǎn)狀與構造帶產(chǎn)狀基本一致，嚴格受蝕變碎裂巖帶、破碎帶的控制[5]。含礦主巖大多為強烈破碎粘土化、綠泥石化、絹云母化、硅化、赤鐵礦化的碎裂花崗巖，巖石中常見有微晶石英、螢石、黃鐵礦、瀝青鈾礦等細小脈體；金屬礦物主要有瀝青鈾礦、黃鐵礦及次生鈾礦物鈣鈾云母、銅鈾云母；脈石礦物主要有微晶石英、玉髓、方解石和螢石。近礦圍巖蝕變主要有硅化、赤鐵礦化、高嶺土化等；礦體主要分布在研究區(qū)內(nèi)北東東向的黃陂石英斷裂帶、F3組帶及上洞斷裂帶中。

3 礦石礦物特征

3.1 礦石類型

根據(jù)礦石物質組成的種類、鈾礦物與共生礦物、化學成分、含礦圍巖等，研究區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦的礦石的類型為瀝青鈾礦—微晶石英—黃鐵礦型，礦石的工業(yè)類型為鋁硅酸鹽鈾礦石。

3.2 礦石礦物成份

（1）金屬礦物。

①瀝青鈾礦：為主要的鈾礦物，呈團狀、乳滴狀結構，集合體呈浸染狀、脈狀或團塊狀分布，反光鏡下一般呈亮灰色，反射率低于方鉛礦。有的具環(huán)帶構造；干裂隙比較發(fā)育，在干裂隙中可見瀝青鈾礦交代黃鐵礦，同時被硅質膠結。與其共生的金屬礦物有黃鐵礦；關系密切的脈石礦物有紅、黑色玉髓，肉紅色方解石及紫黑色螢石。

②黃鐵礦：除浸染狀分散的黃鐵礦，晶形為完整的立方體五角十二面體，其他結晶程度差，為不規(guī)則的粒狀、膠狀或團塊狀、細脈狀。光片中呈淺亮黃色，反射率高，硬度大。黃鐵礦與鈾礦化關系較密切，一般次生鈾礦周圍有黃鐵礦出現(xiàn)。

③次生鈾礦：為蝕變碎裂巖型鈾礦的主要金屬礦物，主要為鈣鈾云母、銅鈾云母，均為地表常見的鈾的次生礦物。其中鈣鈾云母呈淺黃綠色，鱗片狀集合體，發(fā)出強的黃綠色螢光。解理完全，平行消光，具多色性，沿解理方向為負延性，二軸晶負光性；銅鈾云母呈祖母綠色或蘋果綠色，發(fā)出強的黃綠色螢光，板狀、短柱狀晶體，具多色性，一組完全解理。

（2）脈石礦物。

①石英、玉髓：淺白色、暗紅色，晶質隱晶質顯微晶質體，有的見環(huán)帶結構，主要在蝕變破碎帶或其附近分布，成脈狀，不規(guī)則團塊或晶洞狀膠結中基性巖角礫。顯微鏡下，石英常成犬齒狀緊密相嵌。表面常有泥質、鐵質污染而成淺褐色。石英多于玉髓，是多期熱液作用形成的。隱晶質玉髓與顯微粒狀石英有較明顯的接觸界限；大粒黃鐵礦中有少量粒狀石英，有的黃鐵礦成浸染狀出現(xiàn)在石英玉髓中，玉髓石英、黃鐵礦環(huán)繞方解石發(fā)育或成細脈穿插于方解石中，并有交代方解石現(xiàn)象或其中有方解石的包裹體。有的紅色玉髓成角礫被方解石、黃鐵礦膠結，有后期白色梳狀石英脈穿插于硅質巖中。黃鐵礦化紅色玉髓、黑色玉髓與鈾礦化關系密切。

②方解石：白色、淺紅色晶質體。分布不如石英、玉髓廣泛。常成細脈狀、團塊狀出現(xiàn)，少數(shù)方解石膠結角閃中基性巖角礫，有的成膠狀充填在石英脈之間或石英晶洞中，有的穿插螢石，可見后期的方解石穿插前期方解石脈，亦有分布在團塊狀黃鐵礦中，是多期性礦物。淺紅色方解石、紅色方解石與鈾礦化關系較為密切。

③螢石：紫色螢石較多，綠色螢石次之。晶質體，晶形完整。斷面是四邊形或五邊形，見環(huán)行結構。成不規(guī)則狀和細脈狀充填在石英玉髓裂隙和空洞中，少數(shù)膠結角閃中基性巖，有包裹石英的現(xiàn)象，亦見有黃鐵礦、白鐵礦分散其中。后期白色方解石成網(wǎng)狀細脈穿插或方解石在其鋸齒狀頂端生長。紫色螢石與鈾礦化關系密切。

3.3 礦石結構構造

（1）礦石結構：不規(guī)則團狀、乳滴狀、結核狀、交代鑲邊結構。

（2）礦石構造：似脈狀、細脈狀、浸染狀構造。

3.4 礦石礦物共生組合

研究區(qū)礦石礦物共生組合簡單，結晶差，粒度小，色深，雜質多，礦脈以張性充填為主。蝕變碎裂巖型鈾礦礦石的礦物組合為黃鐵礦、微晶石英與瀝青鈾礦共生組合。

3.5 鈾的存在形式

研究區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦礦石中鈾的存在形式為單鈾礦物和分散吸附狀鈾兩種。

（1）單鈾礦物。鈾以瀝青油礦及鈾的次生礦物鈣鈾云母、銅鈾云母的形式存在。

（2）分散吸附狀態(tài)的鈾。鈾以分散狀吸附狀態(tài)存在赤鐵礦、碳酸鹽中，或呈星點狀存在于微粒鉀長石顆粒表面。

3.6 礦物生成順序

因礦物種類不多，瀝青鈾礦少見，研究區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦礦物生成順序大致為：黃鐵礦—瀝青油礦—表生次生鈾礦（鈣鈾云母、銅鈾云母），而微晶石英貫穿整個成礦期。

3.7 巖礦石化學特征

通過取樣分析，黃沙坑地區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦的礦石屬于微晶石英型礦石，鋁含量高，鐵含量低；巖石化學成分與竹筒尖礦床相近，屬高鉀鈣堿性過鋁質S型花崗巖，具有酸度大（SiO2）、堿質高、鋁過飽和特點，K2O含量較高[6]（表1）。

表1 巖礦石硅酸鹽含量表

3.8 礦石加工技術性能

過類比相同礦化類型的礦石加工技術性能，黃沙坑地區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦礦石易破碎，礦石礦物共生組合簡單，宜用酸法浸出，耗酸量低，不需添加氧化劑，無需加熱，鈾浸出時間短，浸出率高，尾礦中鈾含量低，萃取率高，萃取不發(fā)生乳化現(xiàn)象，其礦石水冶加工性能好，屬易處理礦石。

4 成因探討

研究區(qū)地質構造背景復雜，處于北東東向成礦帶與北西向復雜構造帶復合部位，是早、晚兩期鈾成礦熱液活動疊加區(qū)。區(qū)內(nèi)巖石碎裂、裂隙較普遍，但發(fā)育不均勻。在構造帶及附近，巖石碎裂強烈，蝕變較強；裂隙為熱液的運移和循環(huán)提供了通道，巖石物理性質的差異又為鈾的成礦提供了空間場所，因此有良好的鈾成礦環(huán)境。

黃沙坑地區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦體產(chǎn)于蝕變碎裂巖帶中，并發(fā)育有硅化、赤鐵礦化、高嶺土化、絹云母化、綠泥石化等中低溫熱液蝕變，共生礦物具有中低溫熱液礦物組合特征，礦石礦物主要為次生鈾礦銅鈾云母、鈣鈾云母和瀝青鈾礦，脈石礦物以石英、玉髓、方解石、螢石為主。因此，分析認為黃沙坑地區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦成因類型屬花崗巖型中—低溫熱液礦床。

5 結論

通過對黃沙坑地區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦礦石類型、礦石礦物成份、礦石結構構造、礦石礦物共生組合、鈾的存在形式、礦物生成順序、巖礦石化學特征、礦石加工技術性能等方面的研究，在黃沙坑地區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦的礦石礦物學特征方面取得了以下認識：

（1）黃沙坑地區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦的鈾礦物主要有次生鈾礦物，其次為少量的瀝青鈾礦；金屬礦物主要有黃鐵礦；脈石礦物主要有石英、玉髓、方解石及螢石。礦物生成順序為黃鐵礦—瀝青油礦—表生次生鈾礦。

（2）黃沙坑地區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦的礦石礦物共生組合主要為黃鐵礦、微晶石英與瀝青鈾礦共生組合；礦石的類型為瀝青鈾礦—微晶石英—黃鐵礦型，礦石的工業(yè)類型為鋁硅酸鹽鈾礦石；礦石加工技術性能屬易處理礦石。

（3）黃沙坑地區(qū)蝕變碎裂巖型鈾礦已探明的工業(yè)礦體嚴格受蝕變碎裂巖帶控制，礦物共生組合和圍巖蝕變簡單，礦石類型單一，綜合礦石結構構造和鈾礦物特點，屬花崗巖型中—低溫熱液型鈾礦床[7]。