以南雄盆地下俄井為例探討淺色層與鈾成礦關系

張玉

摘要：白堊系一古近系的紅盆陸源碎屑沉積型鈾礦分布廣泛，具有重要的工業意義。本文以南雄盆地下俄井地區鈾礦化為例，簡述了該地區淺色層控礦特征，介紹了淺色層的不同成因類型，提出淺色層是紅盆中尋找沙巖型鈾礦重要而又直觀的找礦標志。

關鍵詞：陸源碎屑沉積；鈾礦；淺色層；找礦標志

引言

南雄盆地中陸源碎屑沉積的鈾礦化與淺色層密切相關，鈾礦化常產于淺灰、紫紅色交互層中的淺色砂巖中。國內多個紅盆均有相似的淺色層控礦特征，如衡陽盆地大浦鈾礦田產于車江組（K₂～E₁c）紅層中的淺（灰）色砂巖中，有多個砂巖型鈾礦床產出，是核工業早期鈾礦基地。廣西十萬大山盆地、金雞盆地的砂巖型礦床均產于紅層中的淺（灰）色砂巖中。在川北南江一通江鈾成礦區內，幾個砂巖型鈾礦床毫無例外地產于下白堊統蒼溪組（K₁c）紅層所夾淺（灰）色砂巖中，這一類型的鈾礦床分布廣泛，具有重要的工業意義。

下俄井地區位于廣東省南雄盆地西半盆，區域上處于周田一始興東西向構造帶與北東向南雄斷凹的復合部位。該區北緣盆邊為諸廣巖體，盆緣斷裂一南雄斷裂在該段走向50。左右，南緣盆外為一個被斷裂構造破壞的復式向斜。區內出露地層主要為白堊系主田組三段（K₂z³），據沉積韻律及巖性組合特征自上而下可進一步劃分為三層，其中第二層（K₂z^3（2））淺色層廣泛發育，是本區主要的含礦層位。

1.古地理與地層

K₂z^3（2）以河流相為主，橫向上，往北過渡為山麓洪積相。鈾礦化產于山麓洪積前緣古河流靠下游的部位。

K₂z^3（2）是由礫巖、砂礫巖、含礫砂巖、粉砂巖等以二元一四元的不同組合的許多小韻律層所構成的復式大韻律層，呈棕紅色、紫紅色間夾灰白色、灰色、灰綠色、青灰色、灰黑色。該地層中淺色層廣泛發育，從西至東，呈疊瓦狀展布，自上而下可分四個大層，沿走向延伸長300m～3500m，沿傾向延伸700m～1900m不等。各淺色大層又由多個淺色單層組成，累計厚度5m～90m不等。淺色層的巖性組成和紅層的巖性組成有一定的差異。淺色層的主要巖性為淺灰色、淺土黃色、淺灰黃色的鈣泥質膠結次長石細角礫粗砂巖、長石含礫粗砂巖、長石中砂巖、長石中細砂巖、長石細砂巖、長石石英粉砂巖。紅層的主要巖性為棕紅色、紫紅色的礫巖、砂礫巖、長石粗中砂巖、鐵鈣質膠結長石細中砂巖、鐵泥質皎結長石石英砂質粉砂巖。

2.淺色層成因

淺色層是尋找砂巖銅、銀礦床及其重要而又直觀的找礦標志，以往對淺色層的形成有3種假設。20世紀30年代初的氧化說認為：原始沉積時巖石的顏色是淺色的（深水沉積），由于接近地表，大氣層中游離氧豐富，使原來的淺色層逐漸氧化成紫色。還原說認為：巖石原來是紫色的，三價鐵經還原作用，隨著地質歷史的演化，逐漸將紫色退化成淺色（還原色）。后生改造說認為：由于沉積時帶來有機質，在成巖期碳碎分解，析出還原性氣體造成局部還原環境，將紫色層改造成淺色層，這是成巖過程中的物質再分配。

下俄井地區淺色層主要形成于沉積成巖作用階段，屬沉積成巖成因。依據是：淺色層沿著一定層位延伸，縱橫兩度空間延伸的長度和厚度具有一定的規模，產狀與巖層產狀基本一致；淺色層中普遍分布有炭質碎屑、植物殘骸和有機質；顏色與碎屑成分無關，而主要與有機碳含量有關，色調在空間分布上較為一致。

在淺色層沉積成巖作用階段，開始由流水帶來淺色碎屑（含下伏巖層的紅色漂礫）沉積，與紅層呈突變接觸。爾后由于其中埋藏的有機質的分解和厭氧細菌的作用，產生富含H₂S的局部還原環境，此活動的H2S可將這種局部還原環境擴展到有機碎屑物堆積區以外，把原來沉積時呈紅色的巖石還原為淺灰色至黑灰色巖石。因而，淺色層的邊界面就會產生不一致，與紅層的接觸呈漸變，淺色層中也不是處處都一定有炭質碎屑。除H2S成因的淺色層之外，尚存在由非H₂S的還原性流體對紅色碎屑巖的褪色蝕變作用而形成的鈾礦化，按成因稱之為潛育型鈾礦化，如陜甘寧紅盆中的紅井鈾礦床。不含H₂S的潛育水（主要含烴類，N₂、CO₂以及H₂）對紅色碎屑巖的還原作用，導致Fe³⁺轉變為Fe²⁺，紅色巖石經淺育化后成為“蒼白色”的“淺色帶”。該盆地中蝕變巖石鈾含量與未蝕變砂巖近似，均為本底值，說明褪色蝕變的“淺色帶”沒有為成礦提供鈾源。

3.淺色層基本特征

淺色層在平面上一般呈帶狀和條帶狀，在剖面上呈似層狀、透鏡狀，有的問夾薄的透鏡狀紅層，顏色一般為灰色、灰綠色、灰黑色，與紅層接觸界線較清楚或呈漸變。層內出現的單韻律一般為幾個到幾十個，但淺色層邊界與淺色層邊緣的單韻律的頂板或底板界面并不完全一致。淺色層中，炭質碎屑、黃鐵礦和琥珀等物質分布普遍，巖性沿走向和傾向變化較大，但淺色層的產狀基本與巖層產狀一致。

4.淺色層含礦特征

下俄井地區地表分布的鈾異常有93個。這些異常，76.8%以上控制在K₂z^3（2）層內，且主要控制于第一淺色大層，其次是第二淺色大層中。異常多為不連續的透鏡狀或串珠狀，與紅化、炭質物、黃鐵礦有關。異常巖性為淺黃色、淺灰綠色泥質長石石英粉砂巖、細粒長石石英砂巖、含礫粗粒長石石英砂巖和粉砂巖，富含炭化植物碎屑。鈾礦化常產生在淺色層厚度較大及夾有相當數量紅層的地段，淺色層的尖滅端或其與紅層交替部位的淺色層一側，以及淺色層內呈灰一灰黑色、富含炭質物、粒度相對較粗的中粗粒、粗中粒、細中粒長石砂巖或長石石英砂巖中。但由于不同部位的淺色層或同一淺色層的不同部位的地質條件常有差異，因而有的部位的淺色層礦化較好，有的部位淺色層礦化較差，也有很多部位的淺色層完全不具礦化。綜上所述，本區礦化主要受K₂z^3（2）層控制，賦存于淺色層中，礦化具有分布廣、層數多、不連續、厚度小和品位中等等特點。

5.淺色層與紅層巖化特點對比

鈾礦化之所以賦存在淺色層中，而不在紅層內，是因為淺色層具有如下巖化特點：①鈾含量：淺色層（5.91ppm）比紅層（1.94ppm）高出2倍。②有機碳含量：淺色層為0.097%～0.21%，平均0.18%，而紅層一般為0%（個別達0.07%）。③氧化還原系數（F）：淺色層為0.51～1.68，平均1.23，屬中性偏弱還原相；紅層為1.65～4.14，平均3.11，屬氧化相。④氧化還原差減電位（/kEh）：淺色層為59.89Mv～69Mv，平均65.49Mv，紅層為44.33Mv～53.97Mv，平均50.59Mv。表明淺色層具有較強的還原能力。

結語

下俄井地區淺色層廣泛發育，形成于沉積成巖作用階段，屬沉積成巖成因，是重要的富礦地質體。淺色層中局部常含有機質及黃鐵礦，而有機質是鈾最好的吸附劑，所以鈾礦化常產于淺灰、紫紅色交互層中的淺色砂巖中，所以，淺色層是紅盆中尋找砂巖型鈾礦重要而又直觀的找礦標志。