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        甘肅7903礦床鈾礦化特征及成因分析

        2016-11-16 09:27:26謝宏標(biāo)
        甘肅科技 2016年20期

        謝宏標(biāo)

        (甘肅省核地質(zhì)二一九大隊,甘肅 天水 741025)

        甘肅7903礦床鈾礦化特征及成因分析

        謝宏標(biāo)

        (甘肅省核地質(zhì)二一九大隊,甘肅 天水 741025)

        主要論述了7903礦床地質(zhì)背景和礦化特征,通過對礦床的成因分析,認(rèn)為礦床受構(gòu)造和層位雙重控制,鈾源主要來自花崗巖,礦床成因?qū)俦砩芊e型鈾礦化。

        鈾礦;特征;成因;分析

        1 地質(zhì)背景

        7903鈾礦床位于秦嶺褶皺系禮縣—柞水冒地槽褶皺帶西段中部,地處秦嶺東西向構(gòu)造帶與天水—武都隱伏基底深斷裂的交匯復(fù)合部位 (如圖1所示)。

        圖1 交匯復(fù)合部位圖

        1.1地層

        區(qū)內(nèi)出露地層主要有中泥盆統(tǒng)和中石炭統(tǒng)。中泥盆統(tǒng)和中石炭統(tǒng)經(jīng)海西期區(qū)域變質(zhì)作用,巖石普遍發(fā)生了淺變質(zhì)(如圖2所示)。

        圖2 中川巖體示意圖

        中泥盆統(tǒng)(D2)在區(qū)內(nèi)以下坪—崖灣—梁坪一線為界劃分兩個不同的巖相,南相為西漢水組(D2X),北相為舒家壩組(D2S)。

        西漢水組(D2X):為一套淺變質(zhì)的淺海潮坪相及次深海相沉積。巖性以碎屑巖為主,夾碳酸鹽巖,組成草山下—坪溝里復(fù)式向斜。

        舒家壩組(D2S):屬大陸斜坡相沉積。巖性以碎屑巖為主,偶夾少量碳酸鹽巖,具粗細(xì)相間重復(fù)韻律特征,組成馬塢—酒店復(fù)式背斜。

        中石炭統(tǒng)(C2)是在原泥盆紀(jì)隆起時,由于南北向擠壓力的減弱,同生大斷裂進(jìn)一步裂開擴(kuò)張而形成的裂陷槽盆相沉積。巖性為一套淺變質(zhì)的含碳碎屑巖夾碳酸鹽巖。劃分為五個巖性段,十個亞層,總厚度825~3759m,組成石家河壩復(fù)式向斜。中石炭統(tǒng)呈角度不整合于中泥盆統(tǒng)之上,部分地段為斷層接觸。地層總體呈北西—北西西展布,其中第二巖性段下部和第三巖性段下部為區(qū)內(nèi)主要含鈾層位,產(chǎn)有7903、7901鈾礦床。

        1.2構(gòu)造

        本區(qū)位于宕昌—禮縣—高橋大斷裂西段膨大、分枝的“入”字型夾持區(qū),基本構(gòu)造線呈北西—北西西向展布。北西西向褶皺構(gòu)造、層間擠壓破碎帶、中川巖體東外帶弧形斷裂巖帶構(gòu)成了區(qū)內(nèi)的基本構(gòu)造格架。高橋—洮坪同生大斷裂西段的兩分枝斷裂為本區(qū)的主要導(dǎo)礦構(gòu)造。近東西向?qū)娱g擠壓蝕變碎裂帶、北北東向、北北西向、北東向蝕變碎裂帶控制著本區(qū)鈾礦床和礦點(diǎn)的空間展布。

        1.3巖漿巖

        礦床西北部為中川復(fù)式巖體,產(chǎn)出面積216km2,Rb-Sr同位素年齡為232.9Ma[1]。巖體與圍巖界限清晰,侵位距離大,成巖溫度較高(850~900℃,淬火法測定)。

        中川巖體為一等軸狀巖基,從早到晚分五次侵入活動,分別形成了石英閃長巖(Qδ51-1)、花崗閃長巖(γδ51-2)、中粗粒斑狀黑云母花崗巖(γ51-3)、中粒含斑黑云母花崗巖(γ51-4)和中細(xì)粒黑云母花崗巖(γ52)。Qδ51-1和γδ51-2在巖體邊部為殘留體產(chǎn)出。γ51-3、γ51-4、γ52由外向內(nèi)呈同心環(huán)狀分布。這三期次花崗巖為同源活動的產(chǎn)物,巖石類型屬二長花崗巖,巖石化學(xué)類型為富硅偏堿鋁過飽和型,鉀含量大于鈉含量[1]。

        2 礦床地質(zhì)

        礦床位于中川巖體的東南外帶,在2.6km2的礦床范圍內(nèi),出露地層主要為中石炭統(tǒng)淺變質(zhì)巖系,上覆大片第四系沉積物。

        2.1地層

        中石炭統(tǒng)在礦床范圍內(nèi)分為2個巖性段、6個巖性層。鈾礦化賦存于C2z2-2硅板巖夾粘板巖或含炭粘板巖夾硅板巖中。主要含礦巖石為含炭粉板巖、含炭硅板巖、含炭粘板巖及它們之間的過渡巖石。此外還有角礫巖、構(gòu)造泥、微細(xì)?;◢彴邘r等。均屬C2z2-2層位。

        2.2構(gòu)造特征

        礦床位于石家河壩復(fù)式向斜南翼。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造、次一級褶皺極為發(fā)育。區(qū)內(nèi)的3號向斜為主要控礦褶曲,它位于F629斷裂帶上盤,距斷裂帶30~50m,軸向280°~300°,向北西290°~300°方向傾伏,傾伏角10°~18°。向斜開闊平緩,兩翼近于對稱,軸面近于直立,微向南傾。區(qū)內(nèi)主要礦體均產(chǎn)于此褶曲的南翼或核部。

        F629斷裂帶為主要控礦構(gòu)造,呈舒緩波狀東西向展布。全長1100m,傾向北東(5°~15°),傾角50°~65°,西端微向南彎,歸并于F30號帶,東端向北彎曲,歸并于F601。

        2.3熱液活動和圍巖蝕變

        礦區(qū)內(nèi)熱液活動較弱,規(guī)模小,多呈脈狀及網(wǎng)脈狀,以充填為主。主要脈體有石英脈、黃鐵礦脈及伴隨的微弱蝕變現(xiàn)象,但均與礦化無成因關(guān)系。偶見瀝青鈾礦—黃鐵礦細(xì)脈,黃鐵礦呈他形隱晶質(zhì),瀝青鈾礦多呈殘余鈾黑。

        3 鈾礦化特征

        3.1含礦巖石特征

        主要含礦巖石為含炭粉板巖、硅板巖、粘板巖及構(gòu)造角礫巖、微細(xì)?;◢彴邘r等。巖石的總體特征是:普遍含炭,破碎,常有退色蝕變現(xiàn)象,微細(xì)裂隙發(fā)育。充填有粘土礦物、鐵的氧化物、高嶺土、黃鐵礦、鈾黑等。

        3.2鈾的存在形式及鈾礦物

        區(qū)內(nèi)鈾以單鈾礦物、含鈾礦物、分散吸附狀鈾三種形式存在。單礦物主要是鈾黑,次為鈣鈾云母、水硫鈾礦、水鈾釩和鈾銅釩。含鈾礦物有含鈾石膏。分散吸附狀態(tài)的鈾是普遍的存在形式,被氧化鐵、粘土、構(gòu)造泥所吸附。

        3.3礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦物共生組合

        鈾礦物結(jié)晶細(xì)小或呈膠狀,常充填于微細(xì)裂隙中,礦石構(gòu)造為細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀、角礫狀、膠狀等。

        共生礦物有星點(diǎn)狀黃鐵礦、瀝清鈾礦、殘余鈾黑所組成的同一條細(xì)脈,并見瀝清鈾礦交代黃鐵礦。伴生礦物有結(jié)晶較好的黃鐵礦、白鐵礦。伴生元素含量甚微,無綜合利用價值。

        4 礦體特征

        工業(yè)礦體主要分布于 F629斷裂帶上盤,C2Z2-2-2地層下部和C2Z2-2-1地層的上部,在三號向斜的有利巖性中礦體比較集中并有礦體埋深增大而遠(yuǎn)離F629的現(xiàn)象。礦體出露總趨勢東高西低,分布在長700m,寬50~100m范圍內(nèi),與三號向斜C2Z2-2-2層底板起伏大體一致。地化環(huán)境處于弱氧化帶至氧化還原過渡帶之間。礦體均為盲礦體,按其展布方向分為近東向、北東向、近南北向三組。

        近東西向組:礦體形態(tài)與斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造、微細(xì)裂隙及巖性有關(guān),呈似層狀、透鏡狀。礦化受巖層產(chǎn)狀、層間構(gòu)造及有利巖石中微裂隙控制,但礦化對裂隙方向、充填物等無選擇性,如9、10號礦體,賦存在F629斷裂上盤,三號向斜的有利巖性中,礦體形態(tài)與巖層褶皺產(chǎn)狀近似,呈南高北低的不對稱“V”字形。礦體走向較長,延深不大,厚度變化在0.43~12m間。在構(gòu)造變異部位、向斜凹槽內(nèi)礦體厚度增大,品位增高。區(qū)內(nèi)百分之九十以上的資源量屬這類礦體[2]。

        北東向組:主要受北東向斷裂構(gòu)造控制,產(chǎn)于北東向斷裂和斷裂所組成的楔形地塊內(nèi)。此類礦體屬早期熱液產(chǎn)物,明顯偏鐳。

        近南北向組:礦體受南北向斷裂控制,為數(shù)極少。

        總體看,礦體規(guī)模一般較小,長度大于80m的礦體只有5個。主要礦體規(guī)模、品位、形態(tài)見下表。主要礦體規(guī)模、形態(tài)見表1。

        表1 主要礦體規(guī)模、形態(tài)一覽表

        5 礦床成因分析

        5.1地質(zhì)背景條件優(yōu)越

        7903礦床是在特定的地質(zhì)背景條件下形成的。處于秦嶺東西向構(gòu)造帶與南北向天水—武都基地深斷裂的交匯復(fù)合部位。由于各構(gòu)造體系的長期相互作用,致使區(qū)內(nèi)構(gòu)造形跡復(fù)雜,巖漿活動頻繁,熱液活動和圍巖蝕變強(qiáng)烈。為本區(qū)鈾礦床的形成奠定了地質(zhì)基礎(chǔ)。

        5.2鈾源豐富

        中川巖體是區(qū)內(nèi)主要的鈾礦含礦地質(zhì)體。在廣泛發(fā)育規(guī)模較大的巖體蝕變碎裂巖帶中,鈾含量高出正?;◢弾r鈾含量的2~2.8倍。巖漿活動為鈾等多金屬元素的活化、遷移和富集提供了熱動力條件,也是提供鈾及多金屬元素的物質(zhì)源。

        5.3斷裂構(gòu)造控制鈾成礦

        礦床內(nèi)的礦體嚴(yán)格受控于近東向、北東向、近南北向三組斷裂。F269斷裂中存在一定厚度的斷層泥是良好的隔水層,斷裂帶上盤的碎裂巖石是礦液的通道,其中的構(gòu)造裂隙、微裂隙、巖石孔隙是礦液停積的空間。因此近東西向的小向斜和斷裂對礦體起到了聯(lián)合控制作用。

        5.4C2Z2-2地層是成礦的有利層位

        中石炭統(tǒng)中川組總體上呈北西、北西西向展布,為一套碎屑巖夾碳酸鹽巖建造的海相沉積巖系。礦化主要產(chǎn)于巖石孔隙度大、性脆、易破碎的C2Z2-2砂質(zhì)板巖巖層內(nèi),含礦層位均為含水 (透水)層,富含黃鐵礦、炭質(zhì)、褐鐵礦、粘土礦物等還原吸附劑。

        5.5地下水及層狀氧化帶,是后生改造富集的重要因素

        礦床的形成和破壞與地下水活動、水文地球化學(xué)關(guān)系密切。礦體主要賦存于F269斷裂帶上盤的契形部位和三號向斜南翼或核部,處于弱氧化帶至氧化還原過渡帶中。

        6 結(jié)論

        7903礦床嚴(yán)格受構(gòu)造和層位控制。鈾的存在形式主要為分散吸附狀,次為少量的鈾黑和次生鈾礦物。礦床的形成與特定的球化學(xué)環(huán)境有關(guān)。礦床礦物組合簡單。鈾源主要來自花崗巖,少量來自圍巖和早期熱液鈾礦化,屬淋積型鈾礦化成因。

        [1]李永軍,霍福臣.西秦嶺東段侵入巖的構(gòu)造成因類型[J].甘肅地質(zhì)學(xué)報,1996,5(1):30-44.

        [2]張玉龍.甘肅7902鈾礦床特征及控礦因素分析[J].西北鈾礦地質(zhì),2008,69(1):14-20.

        [3]7903礦床儲量報告[R].二一九地質(zhì)大隊,1978,19-22.

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