相山鈾礦田東西部礦床中鈾礦物微區化學特征

趙海波 王運 王志華 高海東 李元志

摘要:通過閱讀大量相關文獻及地質調查,深入了解相山礦田含礦斷裂構造特征,選取成礦差異較大的鄒家山和云際鈾礦床的含礦斷裂構造進行研究探討,運用電子探針技術發現鄒家山主要鈾礦物為:瀝青鈾礦、鈦鈾礦、釷鈾石、鈾石;云際礦床鈾礦物主要為:鈦鈾礦、鈾石。對兩個鈾礦床同種主要鈾礦物微區進行化學分析及對比,發現除U含量有起伏外,Ca、Fe、Zr的含量,鄒家山礦床均低于云際礦床;受鄒石斷裂控制的鈾礦床鈾礦物中U與Zr含量成負相關,而受火山頸東部北東向斷裂控制的鈾礦床則相反。

關鍵詞:相山斷裂構造鈾礦物微區化學特征

中圖分類號:P619 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0092-01

相山礦田經歷加里東期和燕山期構造活動,斷裂構造廣泛發育,并于燕山晚期經歷了兩期熱液鈾礦化作用,第一期為堿性熱液形成鈾-赤鐵礦化階段;第二期為酸性熱液形成鈾-螢石、水云母化階段[1],然而并非所有斷裂構造都充填礦體。筆者選取相山礦田內成礦差異較大的鄒家山與云際礦床含礦斷裂構造進行研究探討。

1地質背景

鄒家山與云際鈾礦床以火山頸成近似東西對稱并同處于相山鈾礦田中。相山鈾礦田區域上受北東向遂川深斷裂與北北東向宜黃-安遠深斷裂交匯控制,并受制于相山大型塌陷式火山盆地。火山盆地在剖面上呈橢圓形,南北對稱,東陡西緩,近似“箕”狀。火山盆地基底構造主要為EW向為主,其次為SN及NE、NW向;蓋層構造表現為以NE向為主導、NW向次之的線性斷裂和火山塌陷環狀斷裂交織格局[2]。

2礦田東西部礦床鈾礦物微區化學特征

2.1 地質特征

相山礦田有數十個鈾礦床,考慮到地質因素及其代表性,在此僅以鄒家山和云際礦床的含礦斷裂構造為研究對象。

鄒家山鈾礦床位于相山礦田西部,礦化類型為螢石、水云母型[3],其控礦構造主要為北東向的鄒-石構造帶的旁側次級構造及配套的北西、南北向構造和火山塌陷構造,通過測量統計,這些斷裂構造走向主要為北東向,傾角在35°～80°之間。斷裂兩側發育紅化、水云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、螢石化、黃鐵礦化等。斷裂中的脈石礦物主要為石英、水云母、綠泥石、螢石、方解石、磷灰石、鈉長石。并非所有斷裂中都充填礦體,而只有比較大的且與深部有溝通的伸展性斷裂中存在礦體。單條斷裂中鈾含量一般為5‰左右,多條斷裂交匯處,鈾礦含量較高,可以達到2%～8%。

云際鈾礦床位于相山礦田東部,礦化類型為鈉交代型[3],其控礦構造主要為北東向的一組斷裂構造,其次為弧形構造剪切帶。通過測量統計,這些斷裂構造,走向主要為北東向,傾角在45°～60°之間。斷裂兩側發育方解石化、紅化、綠泥石化、水云母化、鈉長石化和還有少量的螢石化;斷裂中的脈石礦物為方解石,其次為少量的綠泥石、絹云母、磷灰石和螢石;該鈾礦床的鈾含量較低,一般在0.5‰～5‰之間。

2.2 鈾礦物微區化學特征

為較好的研究含礦斷裂構特征,在兩鈾礦床井下進行詳細的地質調查并在鈾含量較高的含礦斷裂處取樣,在鏡下鑒定的基礎上進行電子探針分析,發現鄒家山礦床鈾礦物主要為:瀝青鈾礦、鈦鈾礦、釷鈾石、鈾石;云際礦床鈾礦物主要為:鈦鈾礦、鈾石。

2.2.1 兩礦床鈦鈾礦微區化學特征。

對兩個礦山的鈦鈾礦做電子探針分析(表1),對其各元素含量進行比較,鄒家山礦床鈦。

2.2.2 兩礦床鈾石微區化學特征。

對兩個礦山的鈾石做電子探針分析(表1),對其各元素含量進行比較,鄒家山礦床鈾石中U、Ca、Fe、Zr均明顯低于云際礦床。

3探討

相山地區礦體填充于伸展斷裂構造裂隙中,即斷裂先拉張后擠壓。在擠壓過程中伴隨斷裂兩側巖石錯動、碾磨形成斷層泥,同時產生動力分異作用,使一些易活化的元素(如Ca、Fe)從圍巖中遷移出來[4]。通過野外、顯微鏡及電子探針背散射圖像觀察發現含礦斷裂構造兩側及礦體發育赤鐵礦化、黃鐵礦化、方解石化、螢石化,并在電子探針背散射圖像中普遍發現鈾礦物包裹黃鐵礦或生長于黃鐵礦邊緣,螢石吸附鈾礦物,可以說明黃鐵礦和螢石形成要早于鈾礦物。這些富集的Fe、Ca主要來自于圍巖,即鈾成礦熱液出現前已經形成黃鐵礦、螢石及方解石,當含鈾熱液通過斷裂處時,經過黃鐵礦還原作用形成鈾礦物,并吸附于黃鐵礦及螢石邊緣。

通過對兩個鈾礦床主要的同種鈾礦物微區化學分析發現,在不計U含量的高低時,鄒家山礦床鈾礦物中的Ca、Fe、Zr含量均明顯低于云際礦床,且云際礦床同種鈾礦物中的U與Zr成正相關,而鄒家山礦床同種鈾礦物中的U與Zr成負相關。相山礦田北部的橫澗、崗上英礦床礦石微量化學分析顯示U與Zr成負相關[3]。鄒家山、橫澗、崗上英礦床都是受北東向鄒石斷裂控制,而云際則為火山頸東部北東向斷裂控制。云際礦床鈾礦物中Zr含量偏高主要因其成礦熱液為堿性,在Na,K含量高時可溶性鋯絡合物易于從圍巖中遷移出來[5]。

4結語

(1)含礦斷裂構造為主要為北東向,都為深大斷裂的次級構造帶或與之連通的伸展斷裂構造,其兩側圍巖蝕變強烈。(2)鄒家山礦床主要鈾礦物為:瀝青鈾礦、鈦鈾礦、釷鈾石、鈾石;而云際礦床鈾礦物則主要為:鈦鈾礦、鈾石。(3)兩礦床同種主要鈾礦物中除U含量有起伏外,Ca、Fe、Zr的含量,鄒家山礦床均低于云際礦床。(4)受鄒石斷裂控制的鈾礦床鈾礦物中U與Zr含量成負相關,而受火山頸東部北東向斷裂控制的鈾礦床則相反。

參考文獻

[1] 邵飛,陳曉明,徐恒力,等.江西省相山鈾礦田成礦模式探討[J].地質力學學報,2008,14(1):65～75.

[2] 邱愛金,郭令智,鄭大瑜,等.大陸構造作用對相山富大鈾礦形成的制約[M].北京:地質出版社,2002.

[3] 邵飛.水一巖相互作用及其與鈾成礦關系研究:以相山鈾礦田為例[D].中國地質大學,2007年.

[4] 張治洮.斷裂帶的動力分異和化合[J].地球化學,1983(1):62～70.

[5] 熊炳昆,溫旺光,等.鋯鉿冶金[M].冶金工業出版社,2002.