铀成矿规律 篇1
依据湖北省区域地质背景、成矿地质特征、铀资源类型的研究成果, 湖北省区大致可划分为鄂西北热叠加改造型碳硅泥岩型铀-钒-铜-钼成矿系列、鄂中热卤水还原砂岩型铀-铜-多金属成矿系列和鄂东南内外带热液型U-V-Be成矿系列等3个主要成矿系列。
2 区域铀成矿规律
在对湖北省区域地质背景分析和成矿地质环境、成矿地质特征及典型矿床、矿点研究的基础上, 初步总结了湖北省区域铀资源成矿规律:
2.1 特定的区域构造环境成矿规律
湖北省区域地质成矿构造环境大致可分为鄂西北武当陆缘裂谷成矿构造环境、鄂东南被动大陆边缘坳陷槽成矿构造环境和鄂中裂陷伸展断陷红盆成矿构造环境等三类。湖北省主要的铀矿床、矿点均分布在以上三种区域构造环境区。
武当陆缘裂谷成矿构造环境形成于早古生代寒武纪期和早志留世期, 发育Cu、Mo、V、Fe、Nb、稀土元素的双峰式碱性火山岩建造。早寒武世水口沟期和早志留世大贵坪期由于火山岛弧的障壁作用出现半闭塞式滞流的裂陷槽构造环境, 这种构造环境控制了鄂西北早寒武世水口沟组、早志留世大贵坪组富铀、钒、钼、铜、磷元素的黑色硅质岩、硅质板岩、碳质板岩建造及产铀层的形成;产铀层的铀含量普遍在20×10-6~100×10-6之间。V2O5含量0.13~0.26%;Mo含量0.014~0.023%;Cu含量0.058%;P2O5含量0.21~1.7%。这套成矿元素的富集作用主要处于半闭塞、滞流的裂陷槽构造环境及其火山作用控制。鄂东南被动大陆边缘坳陷槽成矿构造环境形成于早古生代。由于晚震旦世末的花山构造运动导致基底隆升呈陆岛及其碳酸盐台地的障壁作用, 本区早寒武世期处于半闭塞、滞流的坳陷槽构造环境, 这种构造环境控制了早寒武世王音铺组富铀、钒、磷、黄铁矿的碳质硅板岩、碳质板岩、硅质岩建造及产铀层的形成, 产铀层的铀含量达40×10-6~100×10-6, P2O5含量0.03~0.4%。鄂东南地区的铀矿床、矿点主要分布在下寒武统王音铺组, 它既是矿源层, 又是赋铀层, 在邻省的江西省北部和湖南省的湘西地区的硅质泥岩型铀矿床均主要产于下寒武统王音铺组地层中, 其分布具有区域性。
鄂中裂陷伸展断坳盆地成矿地质环境形成于新近纪。白垩世以来, 由于受太平洋板块俯冲作用后的拉张作用影响, 区内表现以裂陷伸展断坳构造环境为特点, 形成了宜昌、远安、荆当等一系列近SN向的裂陷伸展箕状断坳盆地, 在断坳盆地内发育巨厚的陆屑蒸发岩夹玄武岩建造及生油岩、富铀砂岩及蒸发岩建造。这种构造环境控制了区内热卤水砂岩型铀-铜多金属的成矿作用及同生沉积铀成矿作用。
2.2 铀预富集成矿规律
铀预富集作用是铀矿床成矿作用的初级阶段, 它是矿床形成的直接铀源层 (体) 及矿床空间定位的前提因素。据大量的野外调查和积累的资料证明, 湖北省区铀元素的预富集作用主要发生在新元古代钾质混合岩化、壳源重熔型二长花岗岩浆活动期;早寒武世水口沟、王音铺碳、硅、泥建造期, 早志留世大贵坪硅质岩、碳质岩建造期和侏罗-白垩纪壳源重熔型花岗岩浆活动期及早白垩世五龙山期炭屑灰色砂岩建造期。新元古代期混合岩、壳源重熔型二长花岗岩铀含量达 (3~5) ×10-6, 是区域元古代变质岩铀含量[ (1~2) ×10-6]的2倍以上;早寒武世水口沟组、王音铺组及早志留世大贵坪组碳质灰岩、灰板岩、炭板岩铀含量达 (20~100) ×10-6, 是区域同类地层背景值4~10倍;侏罗-白垩纪期的壳源重熔型似斑状花岗岩、黑云母花岗岩铀含量 (10~20) ×10-6, 是区域花岗岩背景值的3~7倍;早白垩世五龙山组含炭屑灰色砂岩铀含量 (50~100) ×10-6, 是正常砂岩铀含量的12~35倍。湖北省区已发现的矿床、矿点无一例外均分布在以上铀预富集层 (体) 中。
综上所述, 湖北省区铀矿床、矿点的成矿均经历了属于不同时期的铀预富集作用过程, 最后在中新生代构造-岩浆热液的改造下富集成矿, 在不同铀元素预富集层 (体) 形成不同成因的铀矿床。
2.3 中、新生代断陷红盆构造岩浆活动期成矿规律
湖北省铀矿床、矿点的含矿主岩形成于 (∈1、S1、K1、K2) 等不同的地质时代, 岩石类型繁多, 但铀的主成矿作用可能与中、新生代断陷红盆构造岩浆活动相关密切。在湖北省区鄂西北、鄂东南、鄂中三个主要铀矿区均发育侏罗纪壳源重熔型富铀花岗岩浆活动及白垩-新近纪裂陷伸展断陷红盆幔源玄武岩浆活动。该两期岩浆活动可能是湖北省区热叠造铀成矿的主要热源地质事件。铀矿床、矿点在空间上多数是围绕中、新生代裂陷伸展断陷红盆分布或产于盆缘断裂带中。反映了湖北省区铀矿床、矿点的成矿作用与中生代裂陷伸展红盆-构造岩浆活动有内在的成因联系。
2.4 贯通性基底断裂及褶断层间破碎带与白垩纪-新近纪断陷红盆叠合区控矿规律
贯通性基底断裂是指控制前寒武纪基底及古生代盖层建造;中、新生代表现强烈复活, 控制中、新生代断陷盆地及岩浆活动的断裂;是控制岩浆活动、热液活动的通道及铀成矿带的断裂带;褶断层间破碎带构造是指中三叠世以来伴随的褶皱造山作用所形成的层间断裂破碎带构造。区内贯通性基底断裂较发育, 保罗北西向、东西向、近南北向、北东向等4个同方向的断裂构造。北西向基底断裂主要有青峰-襄樊-广济断裂带、雾渡河断裂带和英店-青山口断裂带等3条区域性NW向基底断裂, 其中青峰-襄樊-广济NW向基底断裂横贯湖北省北部, 是秦岭造山系与扬子陆块的分界线断裂, 它控制着前中生代裂陷槽沉积建造及中基性、酸性火山岩浆活动、重熔型岩浆活动及中生代断陷红盆的分布, 沿其走向分布有桂坪铀矿床及许多铀矿点及安陆铀矿点和Cu、Pb、Zn多金属矿床, 是一条区域性的导矿构造。两陨和竹山NW向褶断层间破碎带是鄂西北地区的主控矿、容矿构造。
近南北向贯通性基底断裂主要分布于鄂中地区, 发育有通城河断裂、远安断裂带、南漳-荆门断裂带和仙女山断裂带等4条, 它们控制白垩-新近纪裂陷伸展断陷盆地的形成及其中基性火山岩浆活动和成矿热卤水渗出还原铀-铜多金属成矿作用, 沿控盆的近南北向贯通性基底断裂带分布铀铜家湾砂岩型铀-铜矿床, 三宝山铜矿床和小汉口铜-铅锌矿床及宜昌南冲, 赵家台、大桥边等砂岩型铀矿点, 近南北向贯通性基底断裂是鄂中地区重要的控矿容矿断裂构造带。
NNE向贯通性基底断裂带主要分布于鄂东南地区, 发育有麻团NNE向贯通性基底断裂带, 它与咸宁-灵乡、崇阳-通山NEE向褶断层间破碎带构造交切的构造结控制了幕阜山富铀花岗岩体侵位、白垩纪-新近纪裂陷伸展断陷红盆的形成及构造岩浆热液活动中心。在该构造结区分布有外带梯冲矿床、大沙坪矿点及内带狮子尖矿点、李家椴矿点、富坪矿点、麦市矿点和茶蒲矿床等, 显示了较好的成矿构造环境和找矿潜力。
总之, 湖北省铀矿控矿构造可概括为鄂西北NW向褶断层间破碎带与NW向白垩纪裂陷断陷红盆叠合区控矿、鄂中近SN向贯通性基底断裂与白垩纪-新近纪裂陷伸展断陷红盆叠合区控矿, 鄂东南NNE向贯通性基底断裂与NEE向褶断层间破碎带交切控制的富铀花岗岩活动中心和白垩-新近纪裂陷伸展断陷红盆叠合区控矿等3种控矿构造类型, 这3种控矿构造类型是湖北省铀矿的主要控矿构造类型, 具有区域性规律。
2.5 分带性成矿规律
湖北省铀成矿作用由西北向东南在水平上有一定的分带性成矿规律。
鄂西北地区为古裂谷 (∈1~S1) 中低温热液型铀、钒、铜成矿系列和稀有金属Nb-稀土元素成矿系列分布区;热液蚀变主要为硅化、碳酸盐化、紫色萤石化和水云母化、菱铁矿化组合;鄂中地区为白垩纪-新近纪裂陷红盆低温热卤水砂岩型铀-铜、铅、锌、银成矿系列和同生沉积砂岩型铀成矿系列的分布区;成矿热液蚀变有褪色蚀变 (高岭土化) 、灰绿色蚀变 (水云母化) 、菱铁矿化、白云石化等。反映了低温热卤水还原蚀变矿物组合的特点。鄂东南地区外带为古坳陷盆地 (∈1) 中低温热液型铀、钒、钼成矿系列和内带重熔型花岗岩 (J3) 中低温热液型铀-萤石成矿系列分布区;成矿热液蚀变为硅化 (微晶石英脉) , 水云母化、菱铁矿化、紫色萤石化及碳酸盐化等。
2.6 伽玛高场、激电、210Po异常成矿规律
区域铀成矿区均有明显的伽玛高场、激电、210Po异常及爱曼晕圈异常的分布, 它是富铀地质体及含矿构造的地表显示和区域找矿的直接标志。
3 区域铀成矿模式
在综合分析湖北省区域地质构造环境、区域成矿地质特征、成矿规律及矿床成矿系列特征的基础上, 用热液成矿观点将各矿床的典型特征及成矿地质作用过程及代表性标志有机地结合在一起, 构建了区域成矿模式 (图1) 。我们在建立区域成矿模式中, 考虑的主要地质因素有以下五方面:
3.1 成矿的区域构造环境
鄂西北铀成矿区产于武当陆缘裂谷 (Nh) 区;鄂中铀-铜多金属成矿区产于鄂中碳酸盐台地 (Pz1) 与米仓山-大巴山基底逆推带2个Ⅲ级构造单元的结合区;鄂东南铀成矿区产于幕阜山被动大陆边缘盆地 (Pz1) 区。
3.2 区域铀成矿地质作用过程
湖北省铀成矿历经了新元古代钾质混合岩化、壳源重熔型花岗岩铀的初始富集[铀含量 (3~5) ×10-6]→早寒武世、早志留世碳质灰岩、碳质板岩铀预富集[铀含量 (20~100) ×10-6]→侏罗纪壳源重熔型花岗岩预富集[铀含量 (10~20) ×10-6]→白垩纪-新近纪裂陷伸展幔源火山岩浆热液热叠加改造铀成矿作用、热卤水还原铀成矿作用和岩浆热液铀成矿作用→新近纪以来的断块差异隆升剥蚀表生淋积铀成矿作用的成矿地质作用演化过程。主成矿期为白垩纪至古近纪裂陷伸展岩浆热液活动期。
3.3 成矿铀源
鄂西北、鄂中地区铀成矿的铀源主要来自基底富铀二长花岗岩及下寒武统水口沟、下志留统大贵坪组赋铀层;鄂东南地区铀成矿的铀源主要来自下寒武统王音铺组富铀层及幕阜山富铀花岗岩。
3.4 成矿热源
湖北省铀的成矿属中低温为主, 部分属低温。铀成矿的热源主要是晚中生代幔源火山岩浆活动及壳源重熔花岗岩浆活动提供热源。
3.5 成矿构造
湖北省铀成矿构造主要为早古生代裂谷构造、早古生代坳陷盆地构造及晚中生代裂陷伸展断陷盆地构造。控矿构造主要为NW向褶断层间破碎带、近SN向贯通性基底断裂、NEE向褶断层间破碎带。
摘要：本文综合湖北各地铀矿床、矿点地质特征、成矿条件进行了分析, 总结了湖北省的区域铀矿成矿系列、成矿规律、模式, 对不同时期、不同类型的铀矿床找矿以及开发具有一定的指导意义。
关键词：铀矿,系列划分,成矿规律、模式
参考文献
[1]湖北省区域地质志.地质出版社, 1993.
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[5]1970年地质总结报告.核工业三〇九地质大队, 1971.
[6]309矿床总结报告.核工业三〇九地质大队, 1977.
铀成矿规律 篇2
关键词：伊犁盆地南缘,乌库尔其,砂体特征,铀成矿
乌库尔其铀矿床早在20世纪50年代就已发现,该矿床是继库捷尔太、扎吉斯坦矿床后在伊犁盆地南缘发现的第三个可地浸砂岩型铀矿床。通过对该矿床的普查和勘探工作,落实了两个矿带的铀资源量,其中西山窑组下段矿带规模大,延伸稳定,砂体厚度适中,含矿性最好,是矿床的主含矿带。前人在该区已做了一定的工作,如:王果以伊犁盆地南缘乌库尔其地区矿床为研究对象,阐述了层间氧化带砂岩型矿床层间铀成矿过程中的流体作用及伊犁盆地流体演化史对砂岩型铀成矿的控制[1];李细根对乌库尔其矿区砂岩型铀矿化特征及其控矿因素进行了分析和总结[2];刘陶勇对该矿床第Ⅴ沉积旋回铀矿富集因素进行分析,认为乌库尔其铀矿富集的关键因素为含铀建造(砂体)的存在、含氧含铀水的长期补给以及有效还原剂的存在[3]。其相关研究主要集中于矿床成矿机理方面。然而砂体与铀成矿关系方面的资料很缺乏。纵所周知,砂体是砂岩型铀矿体的赋存介质,砂体的特性(均一性、连通性、还原容量等)对砂体的聚铀能力有很大的影响,甚至对铀矿体的形态和品位都有很强的制约作用[4,5]。因此,砂体研究对铀成矿作用的深入探讨和指导找矿都具有十分重要的现实意义。鉴于此,通过收集研究区西山窑组下段砂体相关数据,结合室内普通薄片镜下鉴定,对该层位的砂体特征进行了详细研究,为今后该矿床的地浸开采和外围找寻砂岩型铀矿提供借鉴。
1 矿区地质背景
乌库尔其铀矿床位于伊犁盆地南缘西部斜坡带东侧,总体构造形态为一次级微隆起区,称乌库尔其微凸起。矿床东西长8 km,南北宽5 km,面积约40 km2。凸起的轴部位于397线至445线间,宽约1.8 km,轴部的走向及倾向略呈北北西向,倾角4°~6°,凸起的翼部分别向东西两侧倾斜,倾角3°~7°。矿床内不发育断层,但在矿床以北1 km处发育一条近东西向隐伏压扭性断层,横跨伊犁盆地南缘中-西段(图1)。
矿区中新生代地层直接覆盖在中-下石炭统中酸性火山岩、火山碎屑岩基底古风化壳之上,自下而上由中上三叠统小泉沟群(T2-3xq)冲积扇-浅湖相沉积、中下统水西沟群(J1-2sh)陆相含煤碎屑岩建造、中侏罗统头屯河组(J2t)河流相沉积、新近系(N)和第四系(Q)冲洪积物组成。中下统水西沟群(J1-2sh)为区内含矿和赋矿地层,超覆不整合于石炭系基底之上,为一套陆相含煤碎屑岩沉积,可见十二层煤(第一-第十二煤),以第五、八、十煤最为稳定,是研究区地层划分和对比的标志层。根据岩石沉积韵律特征,可将其自下而上分为八个沉积旋回[6],即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ。工业铀矿化主要赋存于中侏罗统西山窑组下段和中侏罗统西山窑组上段。从沉积相看,伊犁盆地南缘侏罗系地层扇三角洲的平原相部分非常发育,而前缘相不太发育,前扇三角洲相在该地区不太发育,可能是靠近盆地边缘的缘故。从已经查明的铀矿化情况来看,矿化主要赋存在与煤层共生的扇三角洲平原或前缘分流河道砂体中[7,8]。
1为盆地边界;2为八煤露头;3为正断层;4为逆断层;5为压扭性倒转断层;6为性质不明断层;7为铀矿床
2 砂体特征
中侏罗统西山窑组下段含矿目的层砂体岩性总体以中-粗粒砂岩和含砾砂岩为主,垂向上的粒度组成变化自下而上具有粗-细或细-粗-细的特征,上部为粉砂岩、泥岩与煤(第八煤层)见图8。不同粒级岩石原生色调均以灰、深灰、浅灰、灰白色为主,氧化后呈褐红、褐黄、黄、浅黄和灰黄色。有机质含量与黏土化程度是主导矿石及围岩原生色调深浅变化的主要因素,当有机质含量增高时,岩矿石以灰色为主,肉眼可见的有机质主要是炭化植物碎屑,局部定向分布,呈微细水平纹层出现。
岩石多为块状构造,细砂岩中可见小型斜层理或波纹层理,以泥质或泥砂质胶结为主,固结疏松,一般表现为粒级越粗,固结越疏松,蚀变的比未蚀变的疏松,局部可见少量钙质或铁质(黄铁矿)胶结。
2.1 砂体岩石学特征
本文选取研究区中侏罗统西山窑组下段含矿目的层砂岩的26件样品,进行普通薄片镜下鉴定,将砂岩碎屑颗粒进行归类统计含量,最后在Folk(1968)的分类图上进行投点,得到图2。样品投点大都落于砂岩分类图的Ⅵ和Ⅶ区(即长石岩屑砂岩和岩屑砂岩)中,个别样品落于Ⅲ区(岩屑石英砂岩)。
2.1.1 碎屑成分特征
碎屑颗粒是母岩机械破碎的产物。最常见的碎屑成分为石英、长石和岩屑。薄片镜下鉴定结果表明,乌库尔其铀矿床西山窑组下段砂岩的碎屑矿物主要由石英、岩屑、长石组成。石英颗粒含量一般为40%~60%,以单晶石英为主,单晶石英应主要来自中酸性火山岩,颗粒常见港湾状溶蚀边,表面光洁(图3A),常见由若干石英或众多微晶石英组成的多晶石英,如石英片岩、燧石等,其石英颗粒呈缝合线状接触,波状消光现象明显。可见石英晶屑次生加大现象,石英的磨圆度较好,呈次棱角状-次圆状,分选性较好;岩屑的含量仅次于石英,岩屑种类有凝灰岩、霏细岩、千枚岩岩屑和个别安山岩、花岗岩、浅成酸性岩岩屑(图3A、3B)。常见球粒结构、斑状结构和脱玻化现象,即大多数火山岩屑脱玻化后析出来的不透明铁质物,斑晶多为长石和石英。以次圆状-次棱角状为主,岩屑具轻微程度绢云母化;长石含量很少,据双晶特点,主要是钾长石中的微斜长石和条纹长石,钾长石的粘土化普遍,镜下表面“肮脏”,个别为斜长石。长石多为板条状和粒状,棱角状-次棱角状;云母主要为白云母和黑云母,其中白云母含量较高,也可见到黑云母,呈弯曲片状和鳞片状(图3C);炭屑含量通常<3%,呈碎片状分布于杂基中,可见明显的细胞腔结构,重矿物包括锆石、电气石、绿帘石和石榴石等,粒径<0.2 mm,不均匀分布,微量。
Ⅰ为石英砂岩;Ⅱ为长石石英砂岩;Ⅲ为岩屑石英砂岩;Ⅳ为长石砂岩;Ⅴ为岩屑长石砂岩;ⅤL为长石岩屑砂岩;Ⅶ为岩屑砂岩
2.1.2 结构特征
总体上,中侏罗统西山窑组下段砂岩成分成熟度和结构成熟度都较低,成分成熟度指数大都<1。在碎屑成分上,岩屑含量与石英含量相当,长石含量较少,并以不稳定的中酸性火山岩为主;碎屑颗粒的粒度粗、细均有,常有不等粒结构。粒径范围大都在(0.30~1.50)mm,少数粒径可达2 mm以上。大多具有中细粒结构和中粗粒结构,少量细粉砂结构。砂岩分选性中等-差,碎屑颗粒以次棱角-次圆状为主,磨圆度较好。颗粒接触关系以点接触为主,胶结类型为孔隙式胶结为主,少数基底式胶结,具近源沉积特征。
2.1.3 填隙物特征
填隙物的含量一般为5%~13%,根据薄片镜下观察,填隙物由细粉砂质和自生黏土矿物,细粉砂质填隙物多由微晶石英、长石组成。部分填隙物发生重结晶,生成显微鳞片状绢云母,少数样品见碳酸盐胶结物或自生铁矿物胶结。碳酸盐胶结物为亮晶碳酸盐。亮晶碳酸盐多分布于孔隙中,多呈连晶形式分布,镜下特征为碳酸盐交代填隙物并溶蚀长石和石英而分布于胶结物中(图3A),自生铁矿物胶结为黄铁矿胶结。自生黏土矿物主要为高岭石,少量伊利石(水云母)、蒙脱石。高岭石重结晶后,呈书页状分布于粒间,棉絮状最为常见(图3D)。
综合上述分析,乌库尔其铀矿床西山窑组下段砂岩岩石类型主要为长石岩屑砂岩和岩屑砂岩,岩屑主要为中酸性火山岩和少量微晶石英岩、花岗岩。砂岩总体成熟度均较低,分选性中等-差,以次棱角-次圆状为主,胶结类型为孔隙式胶结,除少数有碳酸盐胶结物外,填隙物都是高岭石,成岩环境为中酸性氧化环境,具有离蚀源区较近、快速堆积和埋藏深度不大的特点。
2.2 含矿砂体特征
2.2.1 砂体厚度平面展布特征
通过对揭穿西山窑组下段砂体钻孔资料的统计,西山窑组下段砂体厚度范围在(10.10~32.00)m之间,一般(15~25)m,平均22.30 m,从砂体等厚图中可以看出(图4),该套砂体整体表现为南部砂体较厚,向北有变薄的趋势,西山窑组下段砂体在研究区内出现了明显的几个沉积中心,在平面上呈朵体分布,较厚砂体集中在373~389线南部、445~453线南部、477~485线北部以及451线和461线,厚度在(23~30)m,偶见大于30 m的砂体,由于405~429线北部钻孔控制程度较低且往北部未施工钻孔,对分析结果有一定的影响。砂体厚度高值分布呈现出在449线以西呈北西向展布,449线以东呈北东向展布。从373~429线向北西向砂体发育较差,砂体厚度明显变薄,469线至485线南部、437~465线北部以及449线南部~469线南部砂体较薄,厚度在(10~15)m之间,并且泥岩夹层增多,夹层数(1~3)层,多位于砂体的中、下部,泥岩夹层厚度(0.40~2.70)m,平均厚度1.40 m,单层砂体厚度一般小于8.0 m,上部砂体厚度一般(8.0~14.8)m,为主要含矿砂体。综合上述分析可看出西山窑组下段砂体在研究区发育不太稳定且横向连通性相对较差,但是南部的厚大砂体与北部449~485线、429~445线北西部的厚大“朵状”砂体仍存在连接通道。
A为碳酸盐(Cc)的连晶形式与交代作用,斜长石(Pl),25×,正交偏光;B为钾长石(Kfs)、火山岩岩屑(VRF),花岗岩岩屑(GRF),25×,正交偏光;C为白云母(Ms)、黑云母(Bi),25×,正交偏光;D为棉絮状高岭石(Kln),25×,正交偏光
2.2.2 砂地比平面展布特征
在统计的砂地比(砂体厚度与地层除去煤层厚度的比值)等值线图中可以看出(图5),砂体厚度较大的区域与砂地比等值线高值区域十分吻合。砂地比值范围在(0.38~0.92)之间,平均值0.62,砂地比值高的区域主要分布在389线和(421~469)线南部,以及405~437线和449~485线北部,砂地比值都在0.80以上,最大达0.92。然而在389线以西砂地比在北西方向上呈逐渐变小的趋势,砂地比值由0.83减小到0.50,至349线又有所增大;389~437线之间砂地比值变化特征以413线为中心,向东西两侧呈逐渐变小趋势,砂地比值在0.38~0.62之间;437~469线向北西方向以及477~485线南部砂地比值亦逐渐减小,在0.38~0.65之间。
3 铀成矿分析
为了更好地了解研究区砂体的分布情况与铀成矿的关系,通过野外钻孔岩心观察,统计钻孔资料,分析钻孔中砂体的发育与砂体相关数据的基础上,结合砂体等值线图和砂地比等值线图,勾画了西山窑组下段砂体沉积相平面分布图(图6)。从图中可以看出,研究区主要为扇三角洲平原相至扇三角洲前缘相沉积,南部有二条主要的分流河道入湖,东侧河道入湖后产生分叉,产生了两条水下分流河道。西侧和东侧的分流河道共产生了三条水下分流河道,水下分流河道之间由砂体发育较差,以泥岩或泥质粉砂岩为主的水下分流间湾所隔开。从沉积微相的展布形态可推测成矿部位为分流河道入湖以后形成的水下分流河道和水下决口扇。扇三角洲平原分流河道砂体氧化充分,在水下分流河道和水下决口扇因泥质含量相对较高,有机质含量较分流河道砂体要高,还原能力较强,渗透性较差,消耗含铀含氧流体的自由氧并减缓流体的运移速度,水岩作用时间充裕,形成了主要铀矿化富集区域。同时该地层铀含量背景值较高为6.58×10-6,铀在后期地质作用中遭受活化、迁移,这也有利于此后铀的成矿富集[9,10]。此外,在西南侧的扇三角洲平原相分流河道砂体中亦发现有局部铀矿化富集现象,但铀矿化较弱,结合研究区钻孔资料分析由于粒度粗大(含砾粗砂岩、砂砾岩)的分流河道砂体中砂体孔隙度极高,渗透性极强,后期含氧含铀流体渗入作用非常发育,然而通过近几年前人在伊犁盆地南缘各铀矿床层间氧化带与地球化学障的研究工作,发现乌库尔其铀矿床地球化学障反差度最小,含矿砂体缺少有机质等还原性组分,西山窑组下段砂体有机碳含量平均值0.23%[11],因此这也是该区铀矿化较弱的主要因素之一。从研究区已有的钻探成果以及钻孔勘探线剖面图上砂体的特点,469~455线含矿层砂体侧向连通性较好,砂体氧化作用较强,水下分流河道由宽变窄,沉积微相转变为水下决口扇,砂体厚度逐渐由厚变薄,岩性自东向西由砂砾岩-中粗砂岩-细砂岩,粒度由粗变细,随着泥岩含量的增加,水动力强度由强变弱,砂体的非均质性增强和地层还原能力增加,这些都会抑制砂体层间氧化带的发育,进而促使铀成矿,因此该区域为铀成矿的理想部位。
1为扇三角洲平原分流河道;2为扇三角洲平原分流间湾;3为扇三角洲前缘分流河道;4为扇三角洲前缘水下天然堤;5为扇三角洲前缘分流间湾;6为扇三角洲前缘水下决口扇;7为地下水运移方向;8为含氧含铀水运移方向;9为铀矿体
1为砂砾岩;2为含砾粗砂岩;3为粗砂岩;4为中砂岩;5为细砂岩;6为粉砂岩;7为泥岩;8为煤;9为氧化带;10为还原带;11为铀矿(化)体
此外,通过对该层位工业铀矿化钻孔砂体厚度以及矿石粒度中百分值的统计,定量研究发现研究区西山窑组下段砂体铀成矿最佳厚度为(15~20)m,而厚度小于15 m或大于20 m的砂体中铀矿体发育较差(图7A);铀矿体主要赋存于孔隙度较高、渗透性较好的粗砂岩、含砾粗砂岩和中砂岩中所占比例高达86.6%,成矿最好的沉积物为粗砂岩(图7B、图8)。结合野外钻孔岩心编录来看,含矿砂岩均疏松易碎,在水中易裂解,矿石渗透性较好[(0.23~0.65)m/d]、孔隙度较高(18.37%~30.79%),这就有利于含铀含氧水的迁移,并为铀的沉淀和富集提供了储存空间,此外还发现铀矿化富集程度与成熟度较高的炭屑、炭化植物碎屑呈正相关关系,它们常呈分散状、块状分布于砂岩中,品位越高的矿石一般含炭屑等有机质越丰富,其岩石色调也越深。
4 结论
通过对研究区中侏罗统西山窑组下段砂体特征及其与铀成矿关系的研究,得出以下几点认识:
(1)研究区扇三角洲砂体的磨圆度、分选性中等-差,成熟度较低,砂岩类型以长石岩屑砂岩和岩屑砂岩为主,最佳赋矿砂体以扇三角洲前缘相水下分流河道砂体、水下决口扇为主,其次是平原相分流河道砂体;
(2)研究区中侏罗统西山窑组下段砂体的孔隙度较高、渗透性较好、厚度适中、固结松散,为含矿流体运移和储矿提供了良好的储层空间;
(3)砂体条件是影响地浸砂岩型铀矿成矿的关键条件之一,砂体的岩性、厚度、规模以及砂体的形成环境、聚铀能力等对后生铀成矿起着一定的制约作用。具体表现为:砂体连通性和均质性由好变差的部位,如砂体厚度急剧变薄的部位以及砂体粒度递变位置(或相变部位),会造成砂体非均质性增强,含铀含氧地下水的流速减缓,地球化学反差度增大,水岩作用充分,促使铀从水中析出沉淀富集。
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铀成矿规律 篇3
摘要：关山岩体位于北秦岭成矿带西段陇山地区，属印支早期二长花岗岩，呈岩基状产出。矿物成分主要为石英、长石、黑云母及含少量角闪石，岩石富硅、富碱、铝过饱，贫铁、钛、钙、镁。大离子亲石元素Rb、Ba、Th含量高。稀土元素总量不高，δEu为0.69～0.84，为铕亏损型，从稀土元素分配曲线上来看，呈右倾，属轻稀土富集型，轻重稀土分馏程度较明显。整体显示S型花岗岩特点。与岩体有关的铀矿化主要分布在其内外接触带及元古界变质岩残留捕虏体中，岩体接触带附近混合岩中的铀矿化前景较好。
关键词：关山花岗岩；地球化学特征；铀成矿；北秦岭成矿带
1. 区域地质特征
北秦岭铀成矿带东起陕西省商南，西至甘肃省天水，呈近东西向伸展。长约550km，宽40km～60km，面积约22万km2。该区经历了多期次构造——岩浆——变质作用，地质构造强烈复杂，是一条重要的花岗岩型、花岗伟晶岩型和变质混合岩型铀成矿带。
该区处于北秦岭加里东褶皱带，区内有北西向八渡——虢镇一级大断裂、北西向固关——高楼三级大断裂，北西西向拓石——城隍庙三级大断裂。主要出露古元古界陇山岩群、中元古界宽坪岩群及下白垩系六盘山群。陇山岩群呈北西——南东向展布于区内，主要由黑云斜（二）长片麻岩、黑云（斜长）石英片岩、斜长角闪质岩、钙硅酸盐岩和白云石大理岩等组成。宽坪岩群分布在岩体南部边缘，主要为四岔口岩组的云母石英片岩、斜长角闪岩、大理岩等；六盘山群出露于本区东部及南部一带，由三桥组的紫红、灰紫色厚层、块状复成分砾岩（图2）。
关山岩体分布于陇山地区的椿树滩——吴山一带，呈岩基产出，出露面积约550km2，属印支早期花岗岩。东与白垩系沉积岩不整合及断层接触，南与拓石岩体呈侵入接触关系，其余各向被陇山岩群“包围”，呈侵入接触，界线清楚（图1、2）。
岩体的生成及改造明显受东西向和北西向区域性构造控制，在空间上处于固关——高楼与拓石——城隍庙大断裂的夹持部位，整个岩体形态呈一个平卧的“V”字形。许多单个岩体的长轴方向基本上与地层走向一致，而岩体线形分布特征不明显，因此岩体的形成可能与褶皱造山作用有关。中、新生代的强烈构造运动，又在岩体中形成多组断裂构造和一些中、新生代的断陷盆地（香泉盆地、大底村盆地），使整个岩体形态更显复杂（图2）。
2. 岩石学特征
关山花岗岩主要造岩矿物为钾长石、斜长石、石英、黑云母及少量角闪石等，岩性主要为浅肉红色二长花岗岩（图3）。由早到晚，岩体矿物结晶粒度由细到粗，斑晶含量逐渐增加。根据矿物粒度不同，将关山岩体分为浅肉红色细粒二长花岗岩（ηγ51-1a）、浅肉红、肉红色中粒含斑二长花岗岩（ηγ51-1b）、浅肉红色粗粒似斑状二长花岗岩（ηγ51-1c），其岩石学特征见表1，照片1、2。
中细粒花岗结构，块状构造。左侧微斜长石，格子状双晶，斜长石是半自形板条状，聚片双晶，白色者是石英，它形粒状，三者混杂分布。
3. 岩石地球化学特征
3.1 主量元素特征
关山岩体岩石化学成分见表2。可以看出：从早到晚，具有SiO2含量递减，TiO2、Al2O3、Fe2O3、组合指数δ渐增的趋势。SiO2含量较高，全碱8.5%，ω（K2O）/ω（Na2O）>1，A/CNK>1.0，铝过饱和，具备S型花岗岩一般特征。分异指数DI达90，固结指数SI=2.25～5.22，岩浆分异程度高，组合指数δ<3.3，属钙碱性系列。结合ACF图解（图4）判定，关山岩体岩石落入S区。由此认为关山岩体岩石类型属富硅、富碱、铝过饱和，贫铁、钛、钙、镁的S型花岗岩。
3.2 微量元素特征
与秦巴花岗岩相比，关山岩体微量元素Pb、Nb、Re、Se相对富集，V、Cr、Co 、Ni、Sr、Zr、Ba相对亏损。蛛网图显示大离子亲石元素Rb、Ba、Th含量高，表现出壳源S型花岗岩特征（表2，图5）。
3.3 稀土元素特征
稀土元素总量不高，∑REE=101～185×10-6，岩石粒度由细到粗，表现出稀土总量递增的趋势（图6，表3）。三种岩石稀土元素特征类似，右倾，δEu为0.69～0.84，为铕亏损型，LREE/HREE为6.2～7.1，LaN/YbN为15.3～23.9，LaN/SmN为5.2～5.5，GdN/YbN为1.9～2.4，属轻稀土富集型，轻重稀土分馏程度较明显；三种岩石中，仅细粒花岗岩δCe为1.12，呈弱正异常，其余与秦巴花岗岩接近，无Ce异常。整体显示S型花岗岩特点。
4. 铀成矿
研究发现与关山岩体有关的铀矿化较集中分布在岩体接触带附近及其中地层残留体槐家沟背斜中，主要类型有花岗岩内、外带热液型、淋积型及伟晶岩脉型，见图2。
4.1 岩体的含铀性
关山岩体花岗岩铀含量中等、浸出率中等。细粒、中粒、粗粒花岗岩U、Th含量分别为5.0、26.8（×10-6），5.5、20.8（×10-6），5.4、35.6（×10-6），比维氏U、Th值（3.5、18×10-6）高。Th/U比值大于3，平均为5。铀浸出率33%～51%。花岗岩矿石中U含量可达744×10-6，平均281×10-6，Th含量最高达38.8×10-6，平均22×10-6。
4.2 岩体内部的铀矿化
岩体中有热液活动存在，岩体经受多次构造活动，形成一定规模的断裂系统，某些断裂带热液活动明显，形成不同规模的硅化断裂带，绢英岩蚀变带及萤石、伊利水云母、赤铁矿化蚀变破碎带。目前岩体中的矿化大多赋存在这些部位，但矿化均呈团块状、透镜状，品位多在0.03%以下。
4.3 岩体内外接触带的铀矿化
从本区铀矿化分布及特点来看，岩体内外接触带附近的铀矿化点多、品位高，明显优于花岗岩内部的铀矿化，如904矿床、350、903矿点等。花岗岩的接触带既是一个构造的薄弱环节，又是不同岩性的物理化学界面，热液运移到接触带的两侧，条件发生了明显的改变，打破了热液的平衡，铀和其他一些物质就会发生沉淀，所以不少矿床、矿点产在接触带附近。
5. 结论
1. 关山岩体具备产铀岩体岩石化学方面的基本特征：①酸度大，SiO2含量一般都在70%～76%。②碱质高，ω（K2O+Na2O）大于8%。③钾大于钠。④铝过饱和。⑤暗色组分少。⑥稀土总量少，分布形式为轻稀土富集型。但铀含量、浸出率都比一般产铀岩体稍低，Th/U比值大于3，偏高。
2. 本区岩浆活动频繁，分布广泛，为元古界的混合岩化及铀成矿提供了热液及部分铀源，为铀的活化、迁移、富集创造了一定的条件，且赋存在岩体接触带附近混合岩中的铀矿化前景较好。
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铀成矿规律 篇4
威海-荣成地区成矿规律及成矿预测
威海-荣成地区位于胶东半岛西北部金矿集中区的`东部,成矿条件有利,已发现金属、非金属矿产45种,贵金属有金、银;有色金属有铜、铅、锌、钼等,但该区工作程度较低.依据地质、物化探综合信息,与已知矿区类比,进行了金等多金属成矿规律和成矿预测研究,圈定了Au、Ag及多金属矿产成矿远景预测区,并划分了类别,共圈定A类预测区9个,B类预测区4个,C类预测区4个.在此基础上,优选出 5个成矿预测区作为金矿靶区,以及下一步进行预查-勘查的靶区.
作 者：袁文花 沈少莹 杨之利 毕明光 霍光 作者单位：山东省第六地质矿产勘查院,山东,招远,265400刊 名：甘肃科技英文刊名：GANSU SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：25(2)分类号：P612关键词：成矿规律 成矿预测 靶区 威海-荣成