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陜西商丹地區(qū)鈾礦成礦規(guī)律及勘查方法組合探討

高成1，王建國2，胡小佳1，程德進(jìn)1，沙亞洲1

(1.中陜核工業(yè)集團(tuán)二二四大隊(duì)有限公司，陜西 西安 710024；2.中陜核工業(yè)集團(tuán)公司，陜西 西安 710100)

秦嶺造山帶是我國金屬礦產(chǎn)資源的重要基地之一。通過對(duì)商丹地區(qū)不同類型鈾礦的區(qū)域地質(zhì)特征、礦區(qū)地質(zhì)特征及礦床地質(zhì)特征的綜合分析研究，劃分出花崗偉晶巖脈型、花崗巖型以及構(gòu)造熱液型三種鈾礦類型，進(jìn)而提出“依托地層、抓住巖體、控制巖脈(脈巖型)、查明構(gòu)造(構(gòu)造熱液型)、注意巖體中礦物結(jié)構(gòu)構(gòu)造及主要礦物含量變化部位(花崗巖型)” 等尋找鈾礦的找礦判據(jù)和找礦方向。同時(shí)針對(duì)該地區(qū)鈾礦的成礦地質(zhì)特點(diǎn)，提出立體式綜合勘查的技術(shù)方法和手段。

商丹地區(qū)；鈾礦；花崗偉晶巖脈型；花崗巖型；構(gòu)造熱液型

1 區(qū)域地質(zhì)概況

商州-丹鳳-商南地區(qū)位于秦嶺造山系東部[1]，區(qū)內(nèi)主要出露的地層為下元古界秦嶺群、下古生界丹鳳群(圖1)。

1．老第三系；2.三迭系一侏羅系；3.下古生界云架山群；4.下古生界丹鳳群第二巖性段；5.下古生界丹鳳群第一巖性段；6.下元古界秦嶺群第四巖性段；7.下元古界秦嶺群第三巖性段；8.下元古界秦嶺群第二巖性段；9.海西期花崗巖；10.加里東期第二階段花崗巖；11.加里東期第一階段花崗巖；12.不整合界線； 13.省界限；14. 斷裂構(gòu)造；15.偉晶狀花崗脈巖型鈾礦床；16.花崗原巖型鈾礦床17.構(gòu)造熱液型鈾礦床；18.巖體：Ⅰ戶家莊巖體、Ⅱ蔡凹巖體、Ⅲ黃龍廟巖體、Ⅳ灰池子巖體、Ⅴ許莊巖體、Ⅵ棗園巖體、Ⅶ騾子坪巖體、Ⅷ劉家臺(tái)巖體、Ⅸ寬坪巖體、Ⅹ高山寺巖體、Ⅺ商南巖體、Ⅻ鐵峪鋪巖體

圖1商丹地區(qū)地質(zhì)略圖(據(jù)[7]修編)

秦嶺群在區(qū)內(nèi)主要出露第2、3巖性段，以片麻巖、大理巖、石英片巖等為主，發(fā)育強(qiáng)烈的混合巖化、花崗巖化作用，是巖漿(熱液)成因鈾礦床的鈾源層[2]。丹鳳群以斜長角閃巖、陽起片巖、黑云斜長變粒巖、黑云斜長片巖、石英片巖、硅質(zhì)巖團(tuán)塊等為主，其第二巖性段底部的石英片巖與構(gòu)造雜巖為富鈾層位，是尋找構(gòu)造熱液型鈾礦的有利地段。

區(qū)內(nèi)斷裂由南向北分別發(fā)育商丹、雙槽、分水嶺、蔡川四條深大斷裂，其中商丹斷裂、分水嶺斷裂、蔡川斷裂為Ⅱ、Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元的分界線；華北板塊與楊子板塊的接觸部位為商丹蛇綠混雜巖帶，商丹斷裂與分水嶺斷裂夾持區(qū)為商丹蛇綠混雜巖帶，分水嶺斷裂與蔡川斷裂夾持區(qū)為北秦嶺活動(dòng)陸元弧。秦嶺群中的街子溝斷裂、大莊坪-倒管油斷裂、中桃坪湘水溝斷裂、老油坊斷裂總體呈北西西-南東東向，規(guī)模較大，主要形成于早古生代，后經(jīng)燕山期疊加，以平移走滑高角度斜沖性質(zhì)為主。

受加里東期揚(yáng)子板塊向華北板塊的俯沖-碰撞造山作用[3]，區(qū)內(nèi)中酸-酸性侵入活動(dòng)最為劇烈，演化時(shí)限跨度較大，區(qū)內(nèi)花崗巖體和偉晶巖脈群廣泛分布，形成了鈾從花崗巖巖體→偉晶巖脈→富集成礦的演化序列。

以灰池子[4，5]、黃龍廟[6]巖體為代表的殼?；煸瓷畛上嗷◢弾r巖體，巖性主要為片麻狀黑云母二長花崗巖，多侵位于秦嶺群地背斜軸部和片麻巖穹窿部位，為含鈾黑云母?jìng)ゾЩ◢弾r提供了鈾源。

2 典型礦床特征

在商丹地區(qū)發(fā)育典型的鈾礦床有光石溝礦床、紙房溝礦床、高山寺礦床等(圖1)。

2.1 光石溝礦床

光石溝鈾礦床位于大毛溝巖株南西方向外接觸帶200 m范圍內(nèi)(圖2)。

圖2 光石溝礦區(qū)地質(zhì)草圖

2.1.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦床出露的地層為下元古界秦嶺群第三巖性段第二亞段(Pt1qn3-2)，區(qū)內(nèi)由北向南發(fā)育上蒼房向斜、李家灣背斜、龍?zhí)栋枷蛐?，以及北西南東向的斷層(F2)，出露地表長約1 140 m，寬一般1～3 m，最寬8 m，巖石破碎帶發(fā)育；近東西向斷層(F1)，長約2 480 m左右，寬1～7 m，傾向SW，傾角45°左右，構(gòu)造破碎帶及構(gòu)造角礫巖發(fā)育。它們對(duì)含礦巖脈及礦體無破壞作用。區(qū)內(nèi)主要出露灰池子巖體(γ31)和大毛溝巖株(γ32)。

2.1.2 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)出露與鈾礦化有關(guān)偉晶巖脈80余條[8]，以黑云母?jìng)ゾЩ◢弾r脈為含礦主巖，出露于大毛溝巖株(γ32)及灰池子巖體(γ31)的外接觸帶，灰白色、淺肉紅色，以中粗粒-偉晶結(jié)構(gòu)為主，塊狀構(gòu)造，可見文像結(jié)構(gòu)發(fā)育，主要礦物為條紋斜長石、微斜長石、石英、黑云母。呈脈狀、似層狀展布，與圍巖以順層侵入接觸為主、局部切層侵入接觸。單個(gè)礦體一般長60～550 m，最長976 m，厚0.5～5.23 m，最大厚度7.18 m。鈾礦物主要為與黑云母密切共生晶質(zhì)鈾礦，少量瀝青鈾礦[8]。

2.2 紙房溝礦床

紙房溝礦床位于丹鳳縣北趙川鄉(xiāng)與巒莊鎮(zhèn)之間，騾子坪巖體北緣(圖1)。

2.2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦床出露的地層為下元古界秦嶺群第三巖性段(Pt1qn3)，區(qū)內(nèi)可見騾子坪-黃龍廟背斜(圖3)，其軸向?yàn)榻鼥|西向。斷裂比較發(fā)育，主要為近東西向、北西向、北東向以及近南北向，均為中生代脆性斷裂，屬于礦后斷裂，與鈾礦化關(guān)系不大。區(qū)內(nèi)主要出露騾子坪巖體(γ32)。

圖3 紙房溝地區(qū)構(gòu)造示意圖

2.2.2 礦體特征

鈾礦(化)體賦存于騾子坪巖體(γ32)與秦嶺群第三巖性段(Pt1qn3)內(nèi)接觸帶及其附近，主要受巖體內(nèi)接觸帶的中粗-偉晶狀鉀質(zhì)花崗巖控制，呈條帶狀、透鏡狀，大多以盲礦(化)體為主。含礦主巖為加里東期中粗粒-偉晶狀鉀質(zhì)花崗巖(圖4A)，以中-粗粒花崗結(jié)構(gòu)為主，局部見偉晶結(jié)構(gòu)、文象結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖4B)。礦物成份主要有鉀長石(40%～60%)、石英(20%～30%)、鈄長石(15%～20%)，次為黑云母、石榴子石等。礦體與圍巖界限不清，為漸變關(guān)系。具有品位低、厚度大、礦層多、潛在資源量大的巖體型特征。

圖4 野外和巖芯照片

2.3 高山寺礦床

高山寺礦床位于雙槽斷裂與分水嶺斷裂之間，高山寺巖體西南側(cè)(圖1)。

2.3.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦床出露地層為太古界下太華群第二和第三巖性段(Arth12-3)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造線方向?yàn)?10°，長期受構(gòu)造變動(dòng)和巖漿活動(dòng)的影響，褶皺和斷裂十分發(fā)育。區(qū)內(nèi)總體為一向南西傾斜的復(fù)雜單斜，傾角60°左右。區(qū)內(nèi)斷裂主要有兩組：一組走向110°～115°，為壓扭性，另一組走向50°～70°，多為張扭性(圖5)。區(qū)內(nèi)斷裂控制了礦(化)體展布出露特征。區(qū)內(nèi)主要出露寬坪巖體和高山寺巖體。

圖5 高山寺礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2.3.2 礦體特征

礦(化)體主要賦存于角礫巖化壓碎硅化大理巖中，淺灰綠-灰黑色、暗紅色，角礫狀構(gòu)造，糜棱結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)，角礫主要為糜棱巖化大理巖、壓碎硅化大理巖、硅質(zhì)礦體等，粒徑大者>30 cm，膠結(jié)物為黑色?？梢婞S鐵礦、方鉛礦、碳酸鹽脈等分布。礦(化)體主要分布在構(gòu)造拐彎膨大的偏張部位和兩組構(gòu)造的交切部位(圖5)。

3 成礦規(guī)律新認(rèn)識(shí)

研究表明，陜西商丹鈾礦礦集區(qū)存在“三種類型、兩種成因”的鈾礦。三種類型分別為花崗偉晶巖脈型、花崗巖型和構(gòu)造熱液型；兩種成因分別為巖漿成因和構(gòu)造巖漿--熱液成因。以上類型及成因的鈾礦總體表現(xiàn)出“地層多變、構(gòu)造多期、鈾源多源、巖漿多期”的特點(diǎn)。通過對(duì)典型礦床的詳細(xì)解剖，初步總結(jié)了商丹地區(qū)鈾礦的控礦因素和富集規(guī)律。

3.1 控礦因素

1)地層多變。區(qū)域褶皺構(gòu)造控制了巖體的侵位和含礦巖脈的空間分布。含礦巖脈或巖體在鉀化強(qiáng)烈部位、產(chǎn)狀突變部位和巖性、礦物結(jié)構(gòu)變化部位制約了礦體產(chǎn)出。2)構(gòu)造多期。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造控制了礦(化)體的空間分布，礦(化)體在構(gòu)造膨大偏張部位和斷層交匯部位產(chǎn)出，表現(xiàn)出多期多類型多成因構(gòu)造巖漿活動(dòng)[3]。成礦熱液主要有來自巖漿的熱液和構(gòu)造作用導(dǎo)致地層重熔的熱液，表現(xiàn)出多源特征。3)鈾源多源。鈾礦物質(zhì)來源以花崗質(zhì)熔漿為主，地層為輔。如：加里東期花崗巖、秦嶺群第三巖性段。4)巖漿多期。北秦嶺商丹地區(qū)及鄰區(qū)的構(gòu)造巖漿侵入活動(dòng)劃分為四期：晉寧期(1 000～700 Ma)、晚加里東-早華力西期(460～360 Ma)、晚華力西期-印支期(270～195 Ma)、燕山期(170～80 Ma)，而以晉寧期和晚加里東-早華力西期巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈，與北秦嶺地區(qū)的多期多類型俯沖-碰撞造山作用密切相關(guān)[3]。

3.2 富礦規(guī)律

1)礦區(qū)的含礦主巖為：黑云母花崗偉晶巖脈、中粗粒-偉晶狀鉀質(zhì)花崗巖、角礫巖化壓碎硅化大理巖。2)礦化異常多產(chǎn)于顏色混雜、礦物成份雜、結(jié)構(gòu)混雜、蝕變強(qiáng)、構(gòu)造拐彎膨大的偏張部位和兩組構(gòu)造的交切部位。3)獨(dú)居石、鋯石、磷灰石、石榴子石、磷釔礦等副礦物富集部位。4)脈體或巖體與黑云斜長片麻巖地層接觸帶及強(qiáng)烈混染的部位；脈體或巖體中變質(zhì)巖殘留體多，混染強(qiáng)烈，出現(xiàn)斑雜狀、云霧狀、條帶狀構(gòu)造的部位。礦化異常集中區(qū)分布在斷層兩側(cè)和巖體的內(nèi)外接觸帶。5)脈體或巖體邊部灰色、深灰色石英塊體或硅質(zhì)殼的部位。鈾-污色碳酸鹽金屬硫化物組合為富礦階段的礦物組合。6)產(chǎn)狀變化較大及構(gòu)造強(qiáng)烈部位。

4 結(jié)語

1)找礦方向。在實(shí)際工作中，要重點(diǎn)尋找含鈾有利層位，控制巖體、巖脈(偉晶巖型)展布特征，詳細(xì)查明構(gòu)造(構(gòu)造熱液型)活動(dòng)特征，特別注意巖體中礦物結(jié)構(gòu)構(gòu)造及主要礦物含量變化部位(花崗巖型)的調(diào)查研究，為丹鳳地區(qū)鈾礦工作提供找礦方向。

2)找礦方法組合。根據(jù)多年的地質(zhì)勘查實(shí)踐，在該地區(qū)找礦中，應(yīng)該注意加強(qiáng)立體式綜合勘查技術(shù)方法的研究和應(yīng)用。(1)航電、航磁、航空伽瑪、遙感選區(qū)。通過遙感解譯的區(qū)域環(huán)形構(gòu)造和線性構(gòu)造，選擇有利的構(gòu)造背景區(qū)，結(jié)合小比例尺的區(qū)域航測(cè)，選擇鈾成礦異常區(qū)。(2)礦田構(gòu)造研究。進(jìn)行專項(xiàng)的構(gòu)造研究，查清區(qū)域構(gòu)造分布及其演化特征。(3)放射性物探與地質(zhì)填圖同時(shí)開展。大比例尺地質(zhì)填圖結(jié)合放射性物探掃面查清巖體巖脈分布規(guī)律及其放射性特征，圈定異常，確定含鈾地質(zhì)體。(4)普通物探測(cè)深。對(duì)成礦重點(diǎn)區(qū)進(jìn)行普通物探測(cè)深研究，揭示礦體深部展布特征。(5)地球化學(xué)尋根。利用同位素地球化學(xué)示蹤技術(shù)，追根溯源，理清成礦物質(zhì)來源，預(yù)測(cè)礦體富集走向。(6)工程驗(yàn)證。采用槽探或淺鉆工程對(duì)物化探異常進(jìn)行揭露并圈定地表礦體，采用中淺部小型平硐或鉆探工程查明礦體在淺中部的產(chǎn)狀、品位、厚度及其展布特征，進(jìn)一步擴(kuò)大礦體規(guī)模。

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Acombinationofuraniummineralizationandprospectingmethodsinshangdan,shaanxiprovince

GAOCheng1，WANGJian-guo2，HUXiao-jia1，CHENGDe-jin1，SHAYa-zhou1

(1.China shaanxi nuclear industry group co., LTD., Xi'an 710024, China;2.China shaanxi nuclear industry corporation, Xi'an 710100, China)

Qinling orogenic belt is one of the important bases of metal mineral resources in China. Through the comprehensive analysis of regional geological characteristics, different types of uranium deposits of Shangdan area mine geology and geological features, divided pegmatite,granite type and tectonic hydrothermal type uranium deposit three. And then put forward the“relying on the strata, rocks, dikes (seize control dyke type), geological structure (tectonic hydrothermal type), pay attention to the changes in rock mass structure and mineral contents of main minerals (granite type)”looking for uranium prospecting criteria and prospecting direction. At the same time, according to the metallogenic geological characteristics of uranium deposits in this area, the technical methods and means of stereoscopic comprehensive exploration are put forward.

Shangdan area；uranium deposit；granite pegmatite vein type；granite type；tectonic hydrothermal type

P612

A

1004-1184(2017)05-0104-03

2017-06-20

陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2016JM4009)資助；整裝勘查區(qū)找礦預(yù)測(cè)與技術(shù)應(yīng)用示范項(xiàng)目

(12120114014401)資助

高成(1985-)，男，湖北宜昌人，工程師，主要從事鈾礦地質(zhì)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究。