貴州省太白地區鈾礦物特征及成因探討

黃偉星 鄭懋榮 洪超

摘要：綏陽縣太白鈾礦床位于北東向正安斷褶帶與南北向桐梓—遵義斷褶帶斜交復合部位，鈾礦富集受次級斷層及層間破碎帶控制。礦物成分比較復雜，主要有瀝青鈾礦、富鈣鈾礦、黑釩鈾礦、黃鐵礦。根據包裹體測溫可知，區內鈾為中低溫熱液成礦，形成于燕山晚期。

關鍵詞：鈾礦；礦物特征；成因探討；太白地區

1引言

該區位于揚子陸塊西南，黔北隆起區南北向鳳崗褶皺帶變形區西部邊緣，遵義南北向復向斜北部偏東。區內出露地層為寒武系中上統婁山關組，奧陶系下統，志留系下統，二疊系中上統，三疊系下統及第四系，巖性以碳酸鹽巖為主，其次為細碎屑巖。

區內褶皺斷裂發育，主要構造線方向為南北向，其次為北東向。鈾礦化受桐梓—遵義復向斜控制。南北向紅光壩向斜與北東向太白復向斜斜交復合部位有908、915、918等鈾礦點分布（圖1）。南北向茅坪向斜與北東向銅鼓坪背斜斜交復合部位有904、905、906等鈾礦點分布。

2.礦床特征

區內含鈾層位為二疊系中統茅口組；含礦巖石為富含有機質、泥質、細粒狀黃鐵礦內碎屑灰巖，生物碎屑灰巖，重結晶灰巖。

鈾礦化集中區受南北向桐梓—遵義大斷裂與北東向正安區域性斷裂斜交復合部位控制。鈾礦化帶、鈾礦體受大斷裂上盤次級斷層及層間破碎帶控制。鈾礦體呈透鏡狀、團塊狀、不規則狀。一般礦體長40m～60m，最長160m，礦體厚一般1.2m～4.4m，鈾含量為0.058%～0.308%，最高3.18%。

區內礦物成分較為復雜，主要礦物成分有：瀝青鈾礦、富鈣鈾礦、黑釩鈾礦、氧釩礦，其次是方鉛礦、硒鎳礦、赤鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦；鈾次生礦物有釩鈣鈾礦、硅鈣鈾礦。脈石礦物主要有：方解石、石英、重晶石、白云石等。

礦體圍巖蝕變有方解石化、重晶石化、硅化、碳酸鹽化、重結晶褪色化。

3.礦物特征

3.1礦物特征

（1）瀝青鈾礦：黑色，瀝青光澤，貝殼狀斷口，反光鏡下呈暗灰至灰白色，均質，無內反射。反射率13.1%～15.88%，莫氏硬度4，含氧系數2.39～2.55。

瀝青鈾礦分布廣，一般粒徑0.2mm～0.4mm。呈粒狀、膠狀分布。常賦存于方解石脈、重結晶方解石脈結晶顆粒之間及方解石兩側和破碎灰巖裂隙中。在瀝青鈾礦兩側有0.5cm～1.0cm寬為重結晶方解石顆粒組成的褪色帶。電子探針分析瀝青鈾礦中鈾含量61.68%，鈣3.87%，釩2.48%。

瀝青鈾礦形態呈脈狀、網脈狀（圖2a），球狀（圖2b），環帶狀（圖2c、d），針狀（圖2e），長條狀（圖2f），浸染狀、不規則狀（圖2g）。瀝青鈾礦中常分布細粒狀方鉛礦，硒鎳礦（圖2a、b），黃鐵礦（圖2e）。

（2）富鈣鈾礦：黑色、黑褐色，條痕為黑褐色，不透明，具有瀝青光澤、油脂光澤。在反射光下為灰色，暗灰色，均質。反射率低，僅26.23%，顯微硬度131kg/mm2～144kg/mm2（相當于莫氏硬度3.3左右），其形態呈腎狀、環帶狀構造，呈膠裝集合體充填于方解石脈中。

經電子探針分析，礦物主要成分為U、Ca、V，在礦物成分中分布均勻，含少量Pb、Al、Si、K、Mg，各元素含量見表1。

將富鈣鈾礦進行X射線粉晶分析，在常溫下無衍射圖譜，但加熱到900℃，1.5h后，變為黃褐色。加熱后與人工合成的鈣鈾氧化物具有相同的衍射圖。富鈣鈾礦常與瀝青鈾礦、硒鎳礦、氧釩礦、方鉛礦、黃鐵礦、赤鐵礦等礦物共生。

（3）黑釩鈾礦：黑色，不透明，瀝青光澤。呈粒狀晶體，硬度3.8～4.2，在反光鏡下呈灰色，均質，反射率為9.2%。該礦物與富鈣鈾礦密切共生，是一種鈾鈣釩的原生化合物。礦物成分經電子探針分析，主要是：鈾、平均含量38.6%，鈣6.4%，釩6.1%，鋁、硅、鎂微量。分布不均勻，個別測點鈣達13%，釩19.5%。

（4）氧釩礦：黑色、棕黑色，半金屬光澤，鏡下反射色為黃色。一般呈細針狀結合體，局部見大顆粒晶體。分布廣泛，常見分布于重結晶方解石脈兩側，在瀝青鈾礦中呈細小點狀集合體（圖2f）。

（5）硒鎳礦：古銅色，金屬光澤，硬度較大，呈粒狀、粒狀集合體和由粒狀組成的網脈狀，分布于瀝青鈾礦中，較大顆粒者包于環狀瀝青鈾礦中（圖2a）。由微細顆粒組成網狀，硒鎳礦則構成圓球狀、環帶狀外形的集合體（圖2h）。經電子探針分析：硒含量65.1%，鎳含量29.9%。

（6）閃鋅礦：脈狀、條帶狀，一般粒徑1mm～2mm，以半自粒狀為主，常與方鉛礦、黃鐵礦伴生。

（7）方鉛礦：鏡下呈灰白色，半自形、自形粒狀，一般晶粒直徑0.2mm～0.3mm。局部地段呈條帶狀、不規則狀集合體，常浸染在瀝青鈾礦中（圖a、b）。

（8）黃鐵礦：呈星點狀、細脈狀，賦存于富含瀝青鈾礦、氧釩礦、方解石脈中和方解石脈兩側脈壁中。粒狀一般為0.06mm～4.1mm之間。富含鈾含量0.024%～6.53%，鎳含量0.11%～2.24%（馬瑞，2013）。

（9）脈石礦物

以低溫熱液形成的方解石脈體為主。主要有三期，早期為白色，成脈狀、網脈狀，穿插于圍巖中。第二期為黑色，結晶粗大的重結晶方解石脈，呈不規則狀、團塊狀、短脈狀充填于裂隙、層間滑動面和穿插于早期形成的方解石脈中，與鈾礦化關系密切。瀝青鈾礦常呈粒狀、晶粒狀充填于重結晶方解石粒間或脈體內。第三期為細小白色方解石脈，切穿前期方解石脈。

3.2成礦階段及礦物生成順序

根據野外觀察和巖礦鑒定資料，結合礦石結構、構造及礦物脈體相互穿插關系、礦物共生結合等特征，初步認為區內有三個成礦階段：早期成礦階段形成團塊狀石英，純白色方解石脈，硒鎳礦，針鎳礦，黃鐵礦；第二成礦階段形成黑色粗晶方解石脈，重結晶方解石脈，脈狀、網脈狀瀝青鈾礦，富鈣鈾礦，黑釩鈾礦，氧釩礦，閃鋅礦，方鉛礦；第三成礦階段為細小白色方解石脈及鈾次生礦物釩鈣鈾礦、硅鈣鈾礦、褐鐵礦。

4.成因

根據區域成礦背景、礦點內圍巖蝕變、礦物成分、礦體形態、分布特征，結合包裹體成分、形成溫度，初步認為太白地區鈾成礦為中低溫熱液成礦。

4.1鈾成礦時代

在太白908鈾礦點，寬闊906鈾礦點采集瀝青鈾礦樣品進行鈾鉛同位素測定：908鈾礦點成礦時代為84.9±1.5Ma，906鈾礦點成礦時代為86.2±1.1Ma，與圍巖時差大，為燕山晚期產物。

4.2圍巖蝕變及礦物成分

區內圍巖蝕變發育，主要有碳酸鹽化，硅化，方解石化，特別是中低溫黑色粗晶重結晶方解石發育，成脈狀、網脈狀、束狀。礦物成分較為復雜，瀝青鈾礦、富鈣鈾礦、黑釩鈾礦為中低溫熱液原生礦物。瀝青鈾礦顆粒粗、含量多，呈脈狀、網脈狀、帶狀。

4.3成礦溫度及成礦流體

根據蝕變帶中石英，方解石包裹體，采用均一法測溫可知：906礦點早期成礦溫度為185℃～215℃，晚期成礦溫度為130℃～152℃，908礦點早期成礦溫度為174℃～200℃，晚期成礦溫度為130℃～148℃。成礦流體為中低溫、低鹽度、低密度流體（馬瑞2013）。

4.4鈾源

區內鈾源一部分來自深部寒武系下統牛蹄塘組下部含鈾磷塊巖及含鈾炭質頁巖，二疊系中統棲霞組、茅口組富含有機質、炭泥質生物碎屑灰巖。

另一部分來自深部地幔和隱伏花崗巖體早期噴溢的富含U、Si、CO2、V、Ni、Se的地熱流體。該區處于峨眉山地幔熱柱東南部邊緣。茅口世中期，地幔隆升，黔中及北部發生海相玄武巖噴溢；晚二疊世早期，峨眉山玄武巖發生噴溢，其后富含U、Si、CO2、V、Ni、Se的地熱流體沿桐梓—遵義南北向斷裂與北東向正安斷裂橫跨復合部位上升至淺部，在南北向及北東向次級斷層和層間破碎帶沉淀，在906、908地區鈾初步富集。燕山期貴州受到強烈造山運動影響，斷裂構造進一步復合，富含U、Si、CO2、V、Ni、Se等氣液流體沿南北向與北東向構造復合部位上升，促使原已形成的鈾進一步富集，形成工業鈾礦體。

5.結論

（1）太白地區鈾礦化受南北向與北東向斷裂斜交復合部位控制，鈾礦體受次級斷層及層間破碎帶控制。

（2）區內礦石物質成分較復雜，其中瀝青鈾礦、富鈣鈾礦、黑釩鈾礦發育。

（3）太白地區鈾成礦流體為富含U、CO2中低溫、低鹽度、低密度成礦流體，成礦溫度為130℃～200℃。

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