湖北省崇陽縣梯沖鈾礦床成礦控制因素探討

劉 艷

(湖北省核工業地質局，湖北孝感 432000)

1 區域成礦地質背景

崇陽梯沖鈾礦床位于揚子準地臺下揚子臺坪東南的咸寧臺褶束與江南臺隆的過渡地帶——幕阜臺坳，礦區處于通山臺褶束南端的通山復式向斜南翼，同時也是九宮山復背斜的北翼區域。

2 礦區地質

出露的地層主要為奧陶系下統、寒武系上統(∈3)、寒武系中統(∈2)、寒武系下統牛蹄塘組(∈1n)、寒武系下統觀音塘組(∈1g)、震旦系上統燈影組(Z2dn)、震旦系下統(Z1)。礦區位于區域上，桃樹港內斷裂與近東西向的層間破碎帶的復合部位。大湖山巖體位于礦區南側，約3 km，呈巖株出露(圖1)。

2．1 含礦地層

本區的鈾礦化主要賦存于寒武系下統牛蹄塘組，為一套富含有機質、黃鐵礦的碳質板巖、硅質板巖組成，含黃鐵礦石英脈也較為發育(照片1)，巖石、礦物的熱變質現象普遍。該組又可進一步細分為三個巖性段(∈1n1、∈1n2、∈1n3)、每個巖性段均為含炭泥巖、含炭硅質巖的韻律組合，構成有規律沉積韻律層。

與區域上對比，礦區牛蹄塘組具有沉積厚度大，巖性復雜，變化明顯，熱變質現象普遍等特點。區域上該組厚度一般為100～200 m，礦區厚達364 m以上。區域上巖性單一、穩定，只見一個沉積韻律，礦區則有三個沉積韻律，且有機炭、黃鐵礦明顯增加，巖石種類甚多，出現富炭泥板巖、碳質泥板巖、富炭泥巖透鏡體和多種多層結核層①張金帶等，中南鈾礦地質志 (上卷)，中國核工業地質局，2005。。

在含礦層中，富炭泥巖透鏡體與鈾礦化關系密切，多形成品位較高的富礦體，其鈾含量最高可達1%以上。此外，在該層位中還有三個含釩層，但鈾、釩礦層位一般不重疊。

圖1 梯沖鈾礦床地質簡圖Fig.1 Generalized geologic map of Tichong uranium deposit1．第四系;2．奧陶系下統;3．寒武系上統;4．寒武系中統;5．寒武系下統觀音堂組上段;6．寒武系下統觀音堂組下段;7．寒武系下統牛蹄塘組上段;8．寒武系下統牛蹄塘組中段;9．寒武系下統牛蹄塘組下段;10．震旦系上統燈影組;11．震旦系下統;12．燕山期花崗巖;13．地質界線;14．斷層及編號;15．礦體。

2．2 構造

礦區位于東西向與北東—北北東向構造復合地帶，為多次構造運動的產物。其中加里東期以升降運動為主，印支期以褶皺運動為主，形成一系列近東西向褶皺帶和層間斷裂，燕山期以斷裂構造為主，并以北東—北北東向斷裂最發育，規模最大。礦床西部的桃樹港斷裂為區域大斷裂一部分，長達60 km，寬20 m左右，傾向南東，傾角70°左右，切割了冷家溪群—三疊系、燕山期花崗巖及北東東向褶皺束等地質體，具平推逆斷層性質，其中斷裂的東盤向北平移，斷裂附近巖層發生明顯拖曳，斷層內有閃長巖脈貫入，為區域性斷裂。近東西向、北西向斷裂為主干斷裂的次級構造;其中近東西向的一組斷裂(F1、F2、F3)在礦區最發育，與鈾礦化關系極為密切，直接控制鈾礦體、鈾礦化的產出，是在褶皺過程中層間滑動的基礎上發生、發展起來的順層斷裂，對鈾礦化的后生富集有明顯的控制作用。勘查揭露表明，已揭露出的礦體多聚集于層間斷裂(F1、F2)近側，近地表的三條近東西向的層間斷裂(F1、F2、F3)分別控制著北、中、南三個礦化帶(圖1)，其中南礦帶(F3)地表有異常點的分布。

照片1 梯沖鈾礦床含礦層中的石英脈及孔雀石Photo.1 Quartz vein and malachite in ore-bearing strata

3 鈾礦化地質特征

3．1 礦化特征

礦區的鈾礦體鈾礦化賦存于牛蹄塘組，以上段(∈1n3)的鈾礦體規模最大，下段僅有鈾礦化。礦體賦存于礦區的三條近東西向層間破碎帶關系極為密切(F1、F2、F3)，其中 F2為礦區的主含礦構造，在 F2層間破碎帶中主礦體占礦區儲量的70%，F1中的礦體占區內儲量的30%［1］，F3中目前僅有工業鈾礦化，還未發現工業鈾礦體。因此礦區的鈾礦體受層位和層間破碎帶的控制是十分明顯的。

3．2 礦石特征

礦石中原生鈾礦物有顯微粒狀、顯微細脈狀瀝青鈾礦，次生鈾礦物有放射狀、球粒狀硅鈣鈾礦、菊花狀β硅鈣鈾礦、銅鈾云母、鈣鈾云母、釩鈣鈾礦、準銅鈾云母、磷鈾礦等，含鈾礦物有含鈾褐鐵礦、含鈾蛋白石、含鈾高嶺石和含鈾水鋁英石，伴生金屬礦物有蘭輝銅礦、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、赤鐵礦、褐鐵礦和硫鎘石等，伴生非金屬礦物有重晶石、水鋁英石、膠磷礦、蛋白石、玉髓和磷鋁石等。

鈾主要呈吸附態存在，其次呈粒徑為0．001～0．009 mm的瀝青鈾礦物產出。根據礦石全巖U-Pb同位素年齡測定，礦床鈾成礦年齡范圍大，成礦時間長，最早成礦時間為500 Ma以前(與沉積成巖期相近)，最晚為10 Ma，年齡值越小礦石越富。

3．3 礦化類型

從勘查資料證明鈾礦體的形成具有沉積成巖預富集，層間破碎帶中表生淋積改造再富集的特點，屬典型的淋積改造型鈾礦床。

4 成礦地質條件分析

4．1 區域構造環境對鈾成礦的控制

梯沖礦床的區域構造環境為揚子陸塊被動邊緣坳陷盆地，是“近東西向褶皺帶和層間斷裂破碎帶、桃樹港(NNE向)貫通性基底斷裂、大湖山巖體”的三位一體的疊合區，同時屬雪峰—九嶺成礦帶的組成部分。因此，處于有利鈾礦成礦的區域地質構造環境。

4．2 地層巖性對鈾成礦的控制

區內下寒武統牛蹄塘組為一套富含有機炭、硅質、泥質條帶，硅質、泥質、磷質、黃鐵礦結核和透閃石巖透鏡體巖類組合，厚度大(最厚達364 m以上)。上段斑點狀含碳硅質板巖鈾含量為102×10－6，千枚狀碳質板巖鈾含量63×10－6;中段含磷質結核、碳質板巖鈾含量34×10－6;下段含碳硅質板巖鈾含量43×10－6;上段含鈾量是區域同類巖石的6～10倍，牛蹄塘組鈾源豐富，是鈾成礦的物質來源。

4．3 礦區構造環境對鈾成礦的控制

桃樹港斷裂(NNE向)屬貫通性基底斷裂控制區內近東西向層間破碎帶等次級構造。鈾礦化主要位于褶皺層間破碎帶與NNE向貫通性基底斷裂的交切復合區;礦區內三條次級構造斷裂F1、F2、F3分別位于三個韻律層的不同巖性組合結合面。平面上三條斷裂都呈弧形，特別是F2斷裂向南弧形凸出更明顯。弧內側產狀發生變異地段，巖石強烈破裂，規模加大，次級構造發育，是成礦有利空間，因此東西向層間破碎帶是儲礦的有利場所。

4．4 水文地質及氧化帶對鈾礦的控制

區內地下水水質類型為SO4—HCO3—Ca—Mg型，含鈾量在1．04 ×10－4～9．88×10～4之間。pH=4 ～5，屬弱酸性水，有利于鈾的溶蝕與搬運。F1、F2、F3斷裂為隔水構造，地下水分別位于其上下兩盤，受層間裂隙構造控制，地下水類型應屬層間構造裂隙水。以F2為例:潛水面在中段上盤標高619．92～672．89 m之間變動;下盤標高在528．94～597．35 m 之間變動;氧化帶的發育是含鈾地下水在破裂巖石中長期活動的結果。因此層間破碎帶中弱酸性水對鈾的活化、分解、運移、再富集成礦體起了極為關鍵的作用。

從坑道巖石比電位測定結果及黃鐵礦的氧化程度來看，推測含鈾層內氧化帶發育較淺，礦體主要部分均處于潛水面以上的氧化帶及氧化—還原過渡帶。現今礦體已處破壞階段。據氣候、地貌特征，推測礦床氧化帶可能形成較早，屬古氧化帶。成礦后，由于各種地質作用，尤其是新構造運動，使早期已形成的礦體逐漸上升至地表，隨之遭受風化、剝蝕并形成現代氧化帶。這樣礦體上部以及含鈾層不斷遭受破壞、淋失，繼而又被地下水帶到下部，在有利的環境、場所，沉淀富集成礦。

5 結束語

根據上面的敘述，礦床受層位、巖性、層間破碎帶、氧化還原帶等因素控制。寒武系下統牛蹄塘組鈾源豐富，為成礦作用提供了豐富的物質來源;層間破碎帶這種次級構造，為鈾源活化、運移富集成礦提供了有利的空間，水文地質作用形成較發育氧化帶為鈾源活化、運移創造了條件。礦床成因具有沉積成巖預富集，層間破碎帶弱酸性水對富集的鈾的氧化、分解、運移，再富集成礦。因此礦床屬原生沉積、后生淋積改造再富集的淋積型礦床。

［1］ 羅毅，等．湖北省鈾礦資源潛力評價與找礦靶區優選［M］．北京:原子能出版社，2011:68－71．