莫幫洪，朱西養(yǎng)，姚毅鋒，孫澤軒，張輯

（1.核工業(yè)二八○研究所，四川廣漢618300；2.四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，成都610000）

貴州504礦床鈾礦化特征及控礦因素分析

莫幫洪1，朱西養(yǎng)2，姚毅鋒1，孫澤軒1，張輯1

（1.核工業(yè)二八○研究所，四川廣漢618300；2.四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，成都610000）

504礦床是貴州省碳酸鹽巖中唯一具有工業(yè)價(jià)值的鈾-汞-鉬多金屬礦床。在野外調(diào)查和收集整理前人資料基礎(chǔ)上，從鈾礦體空間定位、礦體特征、礦石特征、圍巖蝕變、鈾的存在形式、鈾與某些化學(xué)成分及元素的關(guān)系、成礦年齡等方面對(duì)鈾礦化特征進(jìn)行了深入的分析和總結(jié)，認(rèn)為鈾礦化受F1、F2控制，與黑色蝕變等多種蝕變關(guān)系密切，產(chǎn)于一定層位；控礦因素主要是斷裂構(gòu)造、巖性-構(gòu)造組合、圍巖蝕變以及有機(jī)質(zhì)。根據(jù)該礦床外圍找礦工作結(jié)果并結(jié)合對(duì)控礦因素的分析，指出下一步工作應(yīng)探索礦床深部的成礦潛力。

504礦床；鈾礦化特征；控礦因素

貴州省504礦床汞礦開(kāi)采冶煉最早可追溯到唐代，鈾礦的系統(tǒng)勘探、開(kāi)采始于二十世紀(jì)六十年代，閉坑于九十年代初。礦床富含鈾（U）、汞（Hg）、鉬（Mo），伴生鉈（Tl）、鎳（Ni）、銦（In）、錸（Re）、硒（Se）等稀有元素。近年來(lái)，礦區(qū)被列為鈾礦整裝勘查區(qū)，新一輪科研及勘查工作相繼開(kāi)展。前人研究主要著重礦床各種稀有元素分布特征［1］，清墟洞組成礦的有利條件［2］，白馬洞斷層及其它構(gòu)造［3］，礦床地球化學(xué)特征［4］等方面，對(duì)鈾礦的進(jìn)一步研究相對(duì)較少。筆者在礦區(qū)外圍1∶10 000地質(zhì)、伽馬能譜及巖石地球化學(xué)測(cè)量的基礎(chǔ)上，對(duì)收集鉆孔資料進(jìn)行再認(rèn)識(shí)，分析了504礦床鈾礦化特征，提出礦化控礦因素，希望對(duì)礦床外圍及深部找礦工作起到拋磚引玉的作用。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

504礦床地理位置位于開(kāi)陽(yáng)縣雙流鎮(zhèn)白馬村，距貴陽(yáng)61 km（圖1）。大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)西南緣黔北臺(tái)隆中部遵義斷拱之貴陽(yáng)復(fù)雜變形區(qū)上。

區(qū)域上，從新元古界板溪群至第四系均有出露，缺失奧陶系、志留系、泥盆系，以震旦系、寒武系、石炭系、二疊系為主，發(fā)育齊全，分布廣，厚度大。巖性以淺海相碳酸鹽巖和碎屑巖為主。巖漿巖、變質(zhì)巖不發(fā)育。

圖1 白馬洞地區(qū)地質(zhì)圖Fig.1Geological map of Baimadong area

區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，尤以斷裂構(gòu)造為主。斷裂構(gòu)造可分為NNE向和NEE向兩組。NEE向斷裂為區(qū)域性大斷裂，規(guī)模大，延伸遠(yuǎn)，控制了上下盤(pán)地層的整體展布，總體上多為傾向南的逆斷層，具多期活動(dòng)特征；NNE向斷裂規(guī)模小，向南西延伸斜接于NEE向斷裂之上。褶皺形態(tài)往往受斷裂控制，軸向呈NNE向和NEE向兩組。白馬洞斷裂（F1）以北褶皺規(guī)模大，軸向NNE，主要褶皺為洋水背斜；以南褶皺規(guī)模小，軸向NEE。504礦床位于洋水背斜南東翼傾沒(méi)端，白馬洞斷裂（F1）和犀牛洞斷裂（F2）夾持部位。

2 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)出露地層:下寒武統(tǒng)清墟洞組（∈1q）、中寒武統(tǒng)高臺(tái)組（∈2g）、石冷水組（∈2s）及上寒武統(tǒng)婁山關(guān)群（∈3ls）。震旦系、下寒武統(tǒng)出露于礦區(qū)西部，石炭系、二疊系出露于東部。從表1可知，含礦層是∈1q、∈2g、∈2s，巖性為黑色蝕變硅化巖，黑色蝕變白云巖，原巖蝕變強(qiáng)烈。含礦層下伏∈1n含鈾背景值平均為25.8×10-6，釷鈾比值小于1，可視為區(qū)域富鈾層位，對(duì)鈾成礦有利；含礦層碳酸鹽巖含鈾背景值高于震旦系、二疊系碳酸鹽巖，顯示在沉積成巖過(guò)程中鈾預(yù)富集基礎(chǔ)條件好。

表1504 礦床地層及含鈾性Table 1Stratigraphy and Uranium content of Deposit 504

礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，F(xiàn)1和F2控制了礦床的產(chǎn)出（圖2）。F1為黔中深斷裂的組成部分，全長(zhǎng)大于54 km，走向80°左右，傾向南，傾角50°～85°。破碎帶較寬，一般為20～80 m，兩側(cè)巖層多形成陡壁，常見(jiàn)斷層泥以及與斷層泥膠結(jié)緊密的上下盤(pán)巖石碎塊。該斷裂破碎帶內(nèi)常見(jiàn)黑色蝕變硅質(zhì)巖、白云巖、角礫巖，黃鐵礦及膠黃鐵礦分布普遍，黑色蝕變及深色重結(jié)晶蝕變發(fā)育。斷層旁側(cè)次級(jí)構(gòu)造發(fā)育，切割地層從震旦系至三疊系，形成于燕山期，喜山期有繼承性活動(dòng)，是一條具有多期活動(dòng)特征的壓扭性斷層，控制了礦床南界面。F2全長(zhǎng)約8 km左右，走向10°～40°，傾向南東，為一壓扭性逆沖斷層，南端呈弧形與F1相交。具弱黑色蝕變現(xiàn)象，局部地段發(fā)現(xiàn)鈾礦化，控制了礦床的北西界面［5］。

受F1和F2影響，在兩斷裂夾持部位發(fā)育NE向斷裂組，以及NW向、NE向牽引褶皺［6］。

圖2504 礦床地質(zhì)略圖（據(jù)二機(jī)部三局二○六地質(zhì)大隊(duì)修改，1981）Fig.2Sketch showing geology of Deposit 504（Modified from Geologic Party No.206，Third Bureau in Second Ministry of Machinery Industry，1981）

3 鈾礦化特征

3.1 鈾礦體空間定位

平面上，鈾、汞、鉬及其它稀有元素集中分布于F1和F2夾持部位層間蝕變帶中，F(xiàn)1南側(cè)沒(méi)有蝕變和礦化現(xiàn)象，F(xiàn)2下盤(pán)與F1斜接交匯處具弱蝕變，僅有零星礦化。

剖面上，根據(jù)鈾礦體的產(chǎn)出部位、地層巖性及蝕變特征，以高臺(tái)組頁(yè)巖為界，分為上蝕變帶和下蝕變帶，即上礦帶和下礦帶。上蝕變帶走向NE，傾向SE，傾角一般20°～30°，局部近直立，長(zhǎng)900 m，延伸150 m，厚度10～30 m，中心大于70 m；下蝕變帶走向NE，傾向SE，傾角20°～35°，長(zhǎng)850 m，延伸200～350 m，一般厚度32～62 m，似層狀，與地層產(chǎn)狀一致，局部略有斜交，產(chǎn)狀變陡。底界起伏變化大，形狀復(fù)雜。就空間關(guān)系而言，汞在上、下蝕變帶儲(chǔ)量相差不大，鈾主要產(chǎn)于下蝕變帶，80%鈾儲(chǔ)量賦存于其中（圖3）。

鈾礦體無(wú)論是上蝕變帶或下蝕變帶，近地表礦體都是小而分散的，與深部礦體都是不連續(xù)的，產(chǎn)狀也不一致。

3.2 礦體特征

鈾、汞、鉬礦體有時(shí)分別單獨(dú)出現(xiàn)，有時(shí)以鈾-汞、鈾-鉬、汞-鉬、鈾-汞-鉬混合型

礦體出現(xiàn)。單鈾或以鈾為主的礦體共圈定142個(gè)，礦體一般長(zhǎng)30～80 m，寬10～20 m，厚0.7～5 m，平均厚度6.5 m，鈾平均品位0.098%。賦存標(biāo)高1 250～1 100 m，礦化垂幅150 m。礦體形狀和產(chǎn)狀變化大，小而分散。上蝕變帶中礦體形態(tài)多呈透鏡狀、不規(guī)則巢狀；下蝕變帶中呈似層狀、透鏡狀（圖4）。

3.3 礦石特征

圖3504 礦床剖面示意圖（據(jù)二機(jī)部三局二○六地質(zhì)大隊(duì)修改，1981）Fig.3Schematic profile of Deposit 504（Modified from Geologic Party No.206，Third Bureau in Second Ministry of Machinery Industry，1981）

礦石可分為酸性礦石（黑色蝕變硅化巖）和堿性礦石（黑色蝕變白云巖）兩類(lèi)，鈾在兩類(lèi)礦石的儲(chǔ)量比為1.004［5］，鈾礦化對(duì)圍巖無(wú)選擇性，垂直分帶規(guī)律性不強(qiáng)。金屬礦物為硫鉬礦、膠黃鐵礦、黃鐵礦、輝銻礦、辰砂、赤鐵礦、閃鋅礦、輝鉬礦、自然汞、針鎳礦、瀝青鈾礦等；非金屬礦物為石英、白云石、重晶石、絹云母、石墨、方解石、螢石、固體瀝青等。

3.4 圍巖蝕變

圍巖蝕變類(lèi)型多，蝕變強(qiáng)烈是504礦床的重要特征。蝕變類(lèi)型主要為黑色蝕變、硅化、其次為黃鐵礦化、紅化、方解石化、重晶石化、黏土化、螢石化。

黑色蝕變是該礦床分布最廣、最為獨(dú)特的蝕變，主要包括黑色蝕變硅化巖、黑色蝕變白云巖、黑色蝕變角礫巖等，常常疊加硅化及黏土化。礦物成分主要是黑色微細(xì)粒黃鐵礦、膠黃鐵礦、煙灰狀金屬硫化物和有機(jī)質(zhì)，少量為瀝青和石墨，呈微細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀、云霧狀分布在巖石中，致使原巖黑化。黑色蝕變巖石以黑色蝕變硅化巖為主，主要化學(xué)成分為SiO2、Al2O3，TFe，三者含量一般大于85%。有機(jī)碳含量明顯增加，同時(shí)還含有原白云巖缺乏的As、Sb、Ni、Zn、Mo、Co、Ba、Zr、Sr等元素，反應(yīng)強(qiáng)烈的交代作用帶來(lái)了大量成礦物質(zhì)［7］。

與鈾礦化關(guān)系密切的其它蝕變還包括黃鐵礦化、紅化、方解石化，原生鈾礦物常產(chǎn)于黃鐵礦、赤鐵礦和方解石細(xì)脈中。

3.5 鈾的存在形式

礦石中鈾主要以瀝青鈾礦和吸附狀態(tài)鈾存在。瀝青鈾礦以顯微、超顯微粒級(jí)，呈膠狀、腎狀主要分布于黑色蝕變白云巖中。瀝青鈾礦產(chǎn)出形式:瀝青鈾礦-黃鐵礦-輝銻礦-方解石脈、瀝青鈾礦-黃鐵礦-有機(jī)質(zhì)細(xì)脈或方解石細(xì)脈、瀝青鈾礦-赤鐵礦-方解石脈；吸附狀態(tài)鈾主要分布于黑色蝕變硅化巖中，以分散吸附狀存在于有機(jī)質(zhì)和煙灰狀硫化物中。

地表可見(jiàn)鈾黑、鈣鈾云母、銅鈾云母等次生鈾礦物。

3.6 鈾與某些化學(xué)成分及元素的關(guān)系

U、Hg、Mo相關(guān)性不強(qiáng)［1］。U與Ni、Re、Se、Au、Cu、Co、Zn、Pb正相關(guān)。此外，U還與S2-，有機(jī)碳正相關(guān)［7］，與SiO2負(fù)相關(guān)，與Al2O3正相關(guān)［8］。

圖4504 礦床25—25＇勘探線(xiàn)剖面圖（據(jù)二機(jī)部三局二○六地質(zhì)大隊(duì)修改，1981）Fig.4Profile along prospecting line 25-25’of Deposit 504（Modified from Geologic Party No.206，Third Bureau in Second Ministry of Machinery Industry，1981）

3.7 成礦年齡

根據(jù)瀝青鈾礦鈾-鉛同位素年齡數(shù)據(jù)，礦石與含礦主巖時(shí)差很大。含礦主巖屬于早寒武世晚期-中寒武世（513～507 Ma），而鈾成礦年齡較晚，可分為3期:第1期51.5～44.7 Ma［7］；第2期37.5～37.3 Ma；第3期28.9～27.8 Ma［8］。

4 控礦因素

4.1 構(gòu)造控礦

F1、F2控制了礦區(qū)地層和構(gòu)造的展布，構(gòu)成了礦區(qū)基本構(gòu)造格架。F1以北地區(qū)位于洋水背斜SE翼，地層傾向SE。構(gòu)造簡(jiǎn)單，以NNE向斷裂構(gòu)造為主，斜接交匯于F1，F(xiàn)1、F2控制了蝕變帶的邊界，鈾礦體受兩斷裂圍限。F1以南，F(xiàn)2以北、以西圍巖蝕變?nèi)?，僅發(fā)現(xiàn)零星礦體。無(wú)論是地表還是深部，鈾礦體均產(chǎn)于兩斷裂夾持部位，F(xiàn)1、F2控制了次級(jí)構(gòu)造的分布。受F1、F2影響，礦區(qū)廣泛發(fā)育NW、NE向牽引褶皺以及F20、F22、F44等NE向斷裂，鈾礦產(chǎn)于NE向與NW向小褶皺橫跨部位。斷裂發(fā)育，巖石破碎，進(jìn)一步促進(jìn)蝕變發(fā)育。鈾多富集于黑色松散粉末狀硅化巖、黏土狀硅化巖以及孔隙較多的黑色蝕變白云巖中；F1、F2多期次活動(dòng)，為礦液的遷移、富集創(chuàng)造有利條件，對(duì)成礦起了疊加改造作用。鈾、汞、鉬及稀有元素在混合型礦體中更富，以及成礦年齡可分為3期便是佐證。

4.2 巖性-構(gòu)造組合控礦

鈾礦產(chǎn)于∈1q、∈2g、∈2s，以∈1q為主。首先，區(qū)域上，∈1q礦產(chǎn)豐富。如務(wù)川木油廠超大型汞礦、松桃嗅腦鉛鋅礦、都勻牛角塘鉛鋅礦、銅仁穿洞鈾礦點(diǎn)和湖南花垣鉛鋅礦等［2］。其次，∈1q底部頁(yè)巖、黏土巖，∈2g頁(yè)巖，∈2s頂部石英粉砂巖與碳酸鹽巖構(gòu)成了頁(yè)巖-碳酸鹽巖-頁(yè)巖（粉砂巖）組合，碳酸鹽巖受力容易破碎，利于構(gòu)造發(fā)育，是良好的儲(chǔ)礦場(chǎng)所。而頁(yè)巖、粉砂巖透水性差，對(duì)礦液的遷移起著阻擋作用，易于形成地球化學(xué)障。巖性組合與F1、F2共同構(gòu)成了鈾成礦的半封閉-半開(kāi)放空間，礦液沿著導(dǎo)礦構(gòu)造運(yùn)移，在F1、F2斷層破碎帶及∈2g頁(yè)巖的阻擋下，于∈1q、∈2s破碎的巖石中進(jìn)行充分的成礦作用進(jìn)而富集為礦。

4.3 蝕變控礦

野外露頭圍巖呈白色而完整，含礦主巖呈黑色夾紅色且破碎，這是最直接的找礦標(biāo)志，從側(cè)面反映了礦床廣泛發(fā)育以黑色蝕變、黃鐵礦化、紅化為代表的中-低溫?zé)嵋何g變。含礦主巖為一套淺海相碳酸鹽巖建造，成礦元素含量近于地殼平均值［1，7］。上述圍巖蝕變改變了原巖白云巖的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，交代作用本身就是礦化富集的過(guò)程。鈾、汞、鉬礦體均產(chǎn)于蝕變帶中，未蝕變的圍巖則很少發(fā)現(xiàn)異常。U與Al2O3、TFe、S2-等化學(xué)成分正相關(guān)，與Pb、Zn、Ni、Co等元素也呈正相關(guān)，說(shuō)明鈾與以金屬硫化物為代表的黑色蝕變、黃鐵礦化、紅化具有密切關(guān)系，這與鈾礦體的空間定位相互印證。

4.4 有機(jī)質(zhì)控礦

不論是砂巖型鈾礦，還是碳硅泥巖型鈾礦，有機(jī)質(zhì)都是鈾的重要吸附劑和還原劑［9］。鈾在沉積-成巖階段被有機(jī)質(zhì)吸附，易于形成鈾的預(yù)富集，表現(xiàn)為含礦層∈1q、∈2g、∈2s鈾含量背景值高于P1q，P1m。有機(jī)質(zhì)在分解腐爛的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量H2S等還原性氣體，降低成礦溶液的Eh值，改變成礦地球化學(xué)環(huán)境，從而促使鈾的沉淀富集。此外，有機(jī)質(zhì)本身含有大量吸附鈾。因此，有機(jī)質(zhì)與鈾礦化關(guān)系密切。瀝青鈾礦產(chǎn)于有機(jī)質(zhì)細(xì)脈中，黑色蝕變硅化巖中的鈾主要以吸附狀態(tài)存在于有機(jī)質(zhì)中，以及鈾與有機(jī)碳呈正比，這些事實(shí)證明了有機(jī)質(zhì)對(duì)鈾的控制作用。

5 結(jié)論

綜上所述，無(wú)論是地表還是深部，鈾礦體都位于F1、F2夾持部位，兩斷裂控制了黑色蝕變巖的分布，從而控制了礦體空間位置，且分別構(gòu)成了礦床南界面和北西界面。主要的工業(yè)礦體定位于下蝕變帶中，與黑色蝕變、黃鐵礦化、紅化、方解石化密切相關(guān)，產(chǎn)于∈1q、∈2g、∈2s破碎強(qiáng)烈、孔隙較多的巖石中。復(fù)雜多變的礦體形態(tài)，為數(shù)眾多的礦物共生組合，以及成礦年齡的多期性均說(shuō)明礦床是在構(gòu)造-巖性-熱液有機(jī)配合下相互作用形成的?？氐V因素是斷裂構(gòu)造、巖性-構(gòu)造組合、圍巖蝕變以及有機(jī)質(zhì)。

已完成的礦床外圍1∶10 000地質(zhì)測(cè)量及配套物化探工作并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的異常點(diǎn)（帶），也沒(méi)有較好的物化探異常顯示。通過(guò)對(duì)控礦因素的研究，認(rèn)為下一步工作應(yīng)該在F1以北地區(qū)，加強(qiáng)對(duì)控礦構(gòu)造基本地質(zhì)特征的研究，并開(kāi)展針對(duì)礦床深部的物化探方法，探索礦床深部的成礦潛力。

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［9］王朋沖，徐爭(zhēng)啟，李萍，等.373鈾礦有機(jī)質(zhì)和鈾成礦關(guān)系［J］.金屬礦山，2014，453（3）：101-104．

Analysis on uranium mineralization characteristics and ore-controlling factors of Deposit 504，Guizhou

MO Banghong1，ZHU Xiyang2，YAO Yifeng1，SUN Zexuan1，ZHANG Ji1

（1.Research Institute No.280，CNNC，Guanghan，Sichuan 618300，China；2.Institute of Nuclear Geology，Chengdu 610000，China）

Deposit 504 is uranium-mercury-molybdenum polymetallic deposit，which is the only one with industrial value in carbonate rock in Guizhou.Based on field survey，collection and complication of previous data，this paper makes a deep analysis and summary on the uranium ore body space location，characteristics of ore，wall rock alteration and existing form of uranium，relationship between uranium and some chemical composition and elements，mineralization age.It is believed that uranium mineralization is produced in the specific strata which controlled by F1and F2，and closely associated with the black alteration and other alterations.The ore-controlling factors are mainly fractural structure，lithology and fault combination，wall rock alteration and organic matter. According to the results of exploration in the periphery of the deposit and analysis of ore-controlling factors，next efforts should be the exploration of metallogenetic potentiality in the deep.

Deposit 504；uranium mineralization characteristics；ore-controlling factors

P611；P619.14

A

1672-0636（2016）01-0019-07

10．3969/j．issn．1672-0636．2016．01．004

中國(guó)核工業(yè)地質(zhì)局基礎(chǔ)地質(zhì)項(xiàng)目“西南地區(qū)非常規(guī)鈾資源綜合評(píng)價(jià)”（編號(hào):200840）資助。

2015-10-12；

2015-12-06

莫幫洪（1981—），男，四川廣漢人，工程師，主要從事地質(zhì)找礦工作。E-mail:huntforjob@126.com