湖北省崇陽(yáng)縣梯沖礦床地質(zhì)特征及資源潛力分析

廖志強(qiáng)，文永華，李安邦，任麗萍

（湖北省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院, 湖北 孝感 432000）

梯沖鈾礦位于鄂、湘、贛三省交界的湖北省咸寧市崇陽(yáng)縣東南部，是湖北省內(nèi)重要的碳硅泥巖型鈾礦床。本區(qū)鈾礦地質(zhì)調(diào)查工作始于二十世紀(jì)的五十年代。二十世紀(jì)80年代，湖北省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院（原核工業(yè)中南地勘局309大隊(duì)）完成了本區(qū)地表揭露和重點(diǎn)地段的淺部揭露評(píng)價(jià)工作，落實(shí)為1處小型鈾礦床。2014年，湖北省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院獲得該地區(qū)鈾礦普查探礦權(quán)。作者在分析本礦鈾成礦地質(zhì)條件、鈾礦化特征的基礎(chǔ)上，探討了該地區(qū)鈾資源潛力以及下一步找礦方向，為深入勘查提供指導(dǎo)。

1 成礦地質(zhì)條件分析

1.1 區(qū)域地質(zhì)條件

礦區(qū)位于江南古陸北緣與下?lián)P子地塊交接處，是下?lián)P子臺(tái)坪東南的鄂東南褶沖帶與江南臺(tái)隆的過(guò)渡地帶—幕阜臺(tái)拗，礦床產(chǎn)出于通山臺(tái)褶束南端的九宮山復(fù)背斜的北翼，同時(shí)也是通山復(fù)向斜的南翼區(qū)域[1]。從全國(guó)鈾礦區(qū)帶劃分看，該區(qū)屬于下?lián)P子鈾成礦帶幕阜山—修水鈾成礦區(qū)[2]。

區(qū)域主要出露地層為中元古界—志留系中淺變質(zhì)巖系(圖1)。中元古界冷家溪群主要巖性為板巖、雜砂巖。上元古界南華系蓮沱組為雜砂巖、砂礫巖；南沱組為冰磧砂質(zhì)礫巖；震旦系主要為一套雜砂巖、硅質(zhì)巖組合。下古生界寒武系牛蹄塘組巖性為炭質(zhì)板巖、含炭泥板巖，為區(qū)內(nèi)主要含礦層位；奧陶系～志留系主要為灰?guī)r、碎屑巖建造。

本區(qū)構(gòu)造非常發(fā)育，整體屬九宮山復(fù)背斜的北翼及通山復(fù)向斜的南翼，呈近東西偏北向展布，背斜核部為冷家溪群，向斜核部為志留系，地層在礦區(qū)以緊閉同斜倒轉(zhuǎn)背斜為主，剝蝕后呈現(xiàn)反向假“單斜構(gòu)造”，多見(jiàn)次級(jí)褶皺及地層撓曲。區(qū)域斷裂構(gòu)造以NE向，EW向?yàn)橹?，NE向桃樹(shù)港斷裂沿礦區(qū)西側(cè)通過(guò)，EW向?qū)娱g斷裂構(gòu)造橫貫礦區(qū)。

1.2 礦源條件

早寒武世牛蹄塘期，本區(qū)處于臺(tái)溝中水流不暢的非補(bǔ)償性淺?！肷詈＿€原環(huán)境或半封閉的海灣還原環(huán)境，巖石普遍富鈾、釩、炭質(zhì)以及黃鐵礦。根據(jù)伽瑪能譜測(cè)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果[3]，牛蹄塘組上段平均鈾含量為（104.77～ 127.51）×10-6，平均釷含量為6.30～12.14）×10-6，Th/U比值較小，平均值在（0.05～1.32）×10-6之間，鈾含量普遍達(dá)到預(yù)富集作用。富鈾層厚度可達(dá)500m，分布范圍超過(guò)10km2，形成區(qū)域十分豐富的鈾源層。

1.3 巖性條件

鈾礦化主要賦存于下寒武統(tǒng)牛蹄塘組上段中。下寒武統(tǒng)牛蹄塘組含礦層在礦區(qū)內(nèi)呈近東西向展布，靠近桃樹(shù)港斷裂處受其牽引作用的影響，變?yōu)楸睎|—南西向展布。牛蹄塘組上段下部（∈1n1-3a）下層為千枚狀泥板巖夾富炭泥巖透鏡體含少量磷質(zhì)結(jié)核，底部常見(jiàn)硅質(zhì)餅狀結(jié)核；中層為中厚層炭質(zhì)硅質(zhì)泥板巖夾富炭泥巖、炭質(zhì)泥灰?guī)r透鏡體，偶夾薄層硅質(zhì)泥板巖透鏡體；上層為中層斑點(diǎn)狀含炭泥板巖夾富炭泥巖透鏡體。牛蹄塘組上段上部（∈1n1-3b）下層為薄～中層炭質(zhì)泥板巖夾炭質(zhì)硅質(zhì)泥板巖透鏡體，底部見(jiàn)磷質(zhì)結(jié)核；中層為富炭泥巖、炭質(zhì)泥板巖夾硅質(zhì)泥板巖透鏡體；上層為薄層泥板巖。本段地層是礦區(qū)出露最厚的地層，厚度150m～250m，由西向東橫貫礦區(qū)，厚度逐步變薄，是礦區(qū)主要含鈾層，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的主要礦體都賦存在本段地層中。同時(shí)，富炭泥巖透鏡體與鈾礦化關(guān)系密切，多形成品位較高的富礦體，其鈾含量最高可達(dá)0.1%以上。硅質(zhì)巖類（薄層硅質(zhì)板巖、硅質(zhì)泥板巖）含鈾性相對(duì)較差。

1.4 構(gòu)造條件

礦區(qū)位于壟塘溝倒轉(zhuǎn)背斜的北翼。壟塘溝倒轉(zhuǎn)背斜為九宮山復(fù)背斜的一部分，背斜核部地層為震旦系陡山沱組，礦區(qū)為其北翼的南華系—寒武系地層區(qū)（圖2、圖3），背斜軸部呈近東西向展布，北翼地層產(chǎn)狀倒轉(zhuǎn)，傾向150°～200°，傾角40°～90°。據(jù)鉆探揭露，倒轉(zhuǎn)軸向南側(cè)伏，深部200m地層產(chǎn)狀變?yōu)檎?。在印支期褶皺?gòu)造形成過(guò)程中，伴隨倒轉(zhuǎn)背斜發(fā)育一組EW向斷裂構(gòu)造，順層產(chǎn)出于下寒武統(tǒng)牛蹄塘組含礦層內(nèi)，由北向南依次劃分為F1、F2、F3斷裂，系礦區(qū)內(nèi)主要斷裂構(gòu)造。區(qū)內(nèi)發(fā)育大量切層小斷裂和順層斷裂破碎帶，均為F1、F2、F3斷裂的次級(jí)斷裂。礦區(qū)內(nèi)F1、F2、F3 等EW向斷裂構(gòu)造與鈾礦體在空間分布上具有一定的相關(guān)關(guān)系，礦體一般位于斷裂構(gòu)造上、下盤(pán)（5～20）m范圍內(nèi)，但EW向斷裂構(gòu)造本身不含礦。

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖1—第四系；2—志留系；3—奧陶系；4—上寒武統(tǒng)西陽(yáng)山組；5—中下寒武統(tǒng)楊柳崗組；6—下寒武統(tǒng)石牌組；7—下寒武統(tǒng)牛蹄塘組；8—震旦系；9—南華系；10—中元古界冷家溪群；11—閃長(zhǎng)巖脈；12—晉寧期花崗巖；13—地質(zhì)界線；14—斷裂構(gòu)造；15—鈾異常點(diǎn)

圖2 梯沖鈾礦區(qū)12勘探線—大湖山地質(zhì)構(gòu)造剖面示意圖1—中下寒武統(tǒng)楊柳崗組；2—下寒武統(tǒng)石牌組二段；3—下寒武統(tǒng)牛蹄塘組；4—震旦系老堡組；5—震旦系陡山沱組；6—南華系南沱組；7—震旦系蓮沱組；8—中元古界冷家溪群；9—斷裂構(gòu)造；10—鈾礦體

圖3 湖北省梯沖鈾礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)曾朝輝等，2017）[4]1-下寒武統(tǒng)石牌組下段；2-下寒武統(tǒng)牛蹄塘組上段上層；3-牛蹄塘組上段下層；4-牛蹄塘組中段上層；5-牛蹄塘組中段中層；6-牛蹄塘組中段下層；7-牛蹄塘組下段上層；8-牛蹄塘組下段下層；9-斷裂構(gòu)造及編號(hào)；10-鈾礦體；11-鈾礦化體

2 礦化特征

2.1 礦體特征

礦區(qū)共圈定鈾礦體25個(gè)，其中2個(gè)分布于F1斷裂（北礦帶）構(gòu)造上盤(pán)，23個(gè)分布于F2斷裂（中礦帶）構(gòu)造下盤(pán)(圖3)。單個(gè)礦體呈似層狀或透鏡狀順層產(chǎn)出，具有沿走向方向延伸長(zhǎng)、沿傾向方向延伸短的特點(diǎn)。如67號(hào)主礦體在走向上長(zhǎng)280m，傾向上延伸40m。各礦體在整體上呈多層狀相互平行產(chǎn)出，在剖面上由南向北礦體逐漸下降呈邊幕式排列。礦體一般厚1m～8m，各礦體平均厚度2.08m，厚度變化系數(shù)（45～97）%，但異常層厚度大，一般10m～20m，最厚可達(dá)80m。礦體埋藏較淺，最大埋深80m。礦體賦存標(biāo)高（650～500）m，礦化垂幅（40～80）m。

2.2 礦石品位及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦床鈾平均品位為0.074%，最高品位0.564%，品位變化系數(shù)（70～195）%，總體上屬低品位礦床。礦石中主要礦物成分為粘土礦物水云母、高嶺土、滑石等，其次為石英碎屑，富含黃鐵礦和有機(jī)質(zhì)，少見(jiàn)紅柱石、透閃石等變質(zhì)礦物。鈾與黃鐵礦、有機(jī)質(zhì)關(guān)系密切。黃鐵礦多呈微粒狀、星散狀分布，偶見(jiàn)黃鐵礦沿微裂隙呈脈狀分布。有機(jī)質(zhì)則呈粉末狀均勻分布于粘土礦物之中。礦石結(jié)構(gòu)以顯微變晶結(jié)構(gòu)為主，見(jiàn)有擠壓變形結(jié)構(gòu)和泥狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造以及斑點(diǎn)狀構(gòu)造等。

2.3 成礦時(shí)代及成礦模式

曾朝輝(2017)等人研究了崇陽(yáng)縣東山地區(qū)鈾成礦年齡，其成果表明：研究區(qū)瀝青鈾礦206Pb/204Pb-238U/204Pb同位素等時(shí)線年齡值為57.9±2.2Ma，成礦時(shí)代屬于新生代古近紀(jì)古新世。本區(qū)鈾礦工業(yè)類型為碳硅泥巖型，成因類型為中低溫?zé)嵋侯愋蚚4]。

研究區(qū)鈾成礦受控于巖石圈裂陷伸展的動(dòng)力學(xué)背景。燕山晚期至喜山初期，本區(qū)地殼經(jīng)由擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)橐龔?，在拉伸背景下修水?dāng)嘞菁t盆生成，NE向桃樹(shù)港深大斷裂活動(dòng)。

熱水溶液經(jīng)桃樹(shù)港深大斷裂上侵至礦區(qū)F1、F2等EW向?qū)娱g斷裂向圍巖地層滲透，導(dǎo)致下寒武統(tǒng)牛蹄塘組上段鈾源層中鈾元素的活化、遷移，在F1斷裂上盤(pán)以及F2斷裂下盤(pán)5m～20m范圍內(nèi)沉淀生成瀝青鈾礦，形成富礦體。

3 礦產(chǎn)資源潛力分析及找礦方向

綜合分析梯沖礦床鈾成礦地質(zhì)背景和成礦地質(zhì)條件，梳理本區(qū)鈾成礦主要有利條件：

⑴梯沖鈾礦處于有利鈾富集的巖相古地理環(huán)境中。礦區(qū)及外圍下寒武統(tǒng)牛蹄塘組上段地層發(fā)育，分布廣泛且穩(wěn)定，鈾含量普遍達(dá)到預(yù)富集作用（30～100）×10-6，具有豐富的鈾源條件。

⑵沿北礦帶F1上盤(pán)和中礦帶F2下盤(pán)分布的地表鈾礦體和伽瑪異常，顯示了極好的成礦地質(zhì)條件。前期探明鈾資源量320噸，成礦信息明顯。

⑶由于前期勘查工作匆忙下馬，造成本區(qū)多個(gè)地段勘查工程控制程度不夠，繼續(xù)開(kāi)展鉆探工作有利于進(jìn)一步揭露控制礦體，可在原有礦體基礎(chǔ)上控制更多鈾資源量[5]。

3.1 梯沖礦區(qū)北礦帶與中礦帶之間是強(qiáng)化找礦的主要地段

梯沖鈾礦北礦帶與中礦帶之間找礦條件優(yōu)越：5號(hào)礦體（60號(hào)勘探線）以西，67號(hào)礦體（20號(hào)勘探線）以西，51號(hào)勘探線以東、0號(hào)線至20號(hào)勘探線、50號(hào)勘探線以西和北礦帶與中礦帶之間均具有一定的找礦遠(yuǎn)景，勘探工程控制不足，做補(bǔ)充勘探能夠擴(kuò)大一定的鈾資源量。礦床西部80～120號(hào)勘探線地段，地勢(shì)較低，抬升剝蝕作用強(qiáng)烈，賦礦巖石不發(fā)育，找礦潛力差。

3.2 石門(mén)關(guān)—東山一帶是深入找礦的有利地段

礦床南部靠近桃樹(shù)港斷裂的石門(mén)關(guān)—東山地段，發(fā)育牛蹄塘組第一和第三巖性段，該區(qū)域鈾礦化點(diǎn)、伽瑪異常點(diǎn)多且礦化強(qiáng)烈?？蛇M(jìn)一步開(kāi)展大比例尺地質(zhì)調(diào)查和少量鉆探查證工作，查明含礦層分布范圍、產(chǎn)狀、厚度特征及含鈾性，探索該地段鈾成礦潛力。石門(mén)關(guān)—東山地段具備發(fā)現(xiàn)類似于梯沖礦床的新礦床的潛力。