棉花坑礦床深部鈾成礦特征分析

許麗麗，伏順成，徐文雄

（核工業(yè)二九〇研究所， 廣東 韶關 512029）

棉花坑礦床深部鈾成礦特征分析

許麗麗，伏順成，徐文雄

（核工業(yè)二九〇研究所， 廣東 韶關 512029）

棉花坑礦床是諸廣南部地區(qū)主要花崗巖型鈾礦床之一， 近年來的勘查成果顯示在深部仍有鈾礦體發(fā)育，且延伸穩(wěn)定，品位較高。通過對該區(qū)深部鈾成礦特征的分析研究，認為該區(qū)深部仍具有較大的找礦潛力和發(fā)展前景，這對該區(qū)鈾礦的可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實意義。

圍巖蝕變； 鈾礦化特征； 找礦潛力

諸廣巖體南部是華南鈾礦資源生產基地之一， 棉花坑礦床（302 礦床）是該區(qū)勘探開發(fā)較早的礦床之一。 經過 50多年的勘查， 投入大量工程，提交了一大批的礦床及鈾異常點、帶，但總體上勘查深度較淺，多數(shù)礦床控制深度大致在 500 m 以內［1］。 近年來的勘查成果顯示在深部有不少鈾礦化并未封閉，深部礦化蝕變延伸比較穩(wěn)定抑或有明顯變好現(xiàn)象，部分礦床少量探索性深孔， 發(fā)現(xiàn)在 500 m 及以 下仍存 在 較 富 較 大 的 礦 體［2］， 如棉花 坑 礦床在垂深 800～1 000 m 處仍發(fā)現(xiàn)富－特富鈾礦體。因此加強深部找礦工作對確定下一步找礦方向及不斷擴大鈾資源有著十分重要意義。

1 區(qū)域地質背景

諸廣巖體南部位于湘、桂、粵北海西-印支凹陷與華夏古陸閩贛后加里東隆起的交匯部位，棉花坑礦床位于諸廣南部巖體的中心部位。 區(qū)內主要有 NE、 NW、 EW、 SN 向等區(qū)域性深、大斷裂構造帶，這些深大斷裂對鈾礦產出均具一定的控 制 作 用［3-5］。 該區(qū)地殼演化總體上經歷了活動到穩(wěn)定再到活動的演化過程，先后包括了加里東、海西-印支、燕山、喜山等四個構造旋回。區(qū)內地層出露齊全，從晚元古界到第四系均有出露。區(qū)內巖漿活動頻繁，出露有印支期和燕山期花崗巖，其中以印支晚期中粒斑狀二云母花崗巖和燕山早期中粗粒斑狀黑云母花崗巖、中粒-中粗粒黑云母花崗巖為主，其次為印支期第2階段中粗粒斑狀二長花崗巖、燕山早期第3階段細不等粒斑狀黑云母花崗巖和燕山晚期細粒黑云母花崗巖，少量燕山晚期中基性巖脈、細晶巖脈侵入，另外還有堿汁作用形成的堿交代巖。 區(qū)內構造主要有 NEE 向（控礦構造）、 NWW 向 （既是控礦構造又是成礦構造）和 NNW 向（近 SN 向， 成礦構造）三組， 棉花坑礦床處于 NW 向油洞斷裂和 NEE 向棉花坑斷裂的夾持部位（圖 1）。 礦床含礦構造帶主要為一組近南北向蝕變破碎帶，發(fā)育在油洞與棉花坑斷裂夾持的楔狀巖塊中。礦床圍巖蝕變主要發(fā)育硅化、黃鐵礦化、赤鐵礦化及紫黑色螢石化等，鈾礦化的富集中心通常為形成硅質骨架的構造中心部位，礦體形態(tài)多呈脈狀、似脈狀、透鏡狀或扁豆狀。礦床礦石礦物成分較為簡單，鈾礦物以瀝青鈾礦為主，發(fā)育少量銅鈾云母、硅鈣鈾礦等次生鈾礦物［6］。

2 棉花坑礦床深部鈾成礦特征

2.1 花崗巖體特征

圖1 棉花坑鈾礦床地質簡圖Fig.1 Geologicalsketch of Mianhuakeng uranium deposit

根據(jù)巖漿巖地質體的穿插關系，巖石學、地球化學、放射性、絕對年齡和礦化特征，將區(qū)內印支期、燕山期巖漿巖的侵入活動劃分為 5 個 侵 入 階 段 （γ51-2、 γ51-3、 γ52-1、 γ52-2、 γ53）。其 中 印 支 晚 期 （γ51-3） 、 燕 山 早 期 第 1 階 段（γ52-1）、 第 2 階 段 （γ52-2）與 鈾 礦 化 關系 密 切。棉花坑礦床上部圍巖為印支期油洞巖體的中粒小斑狀二云母花崗巖（鋯石 U-Pb 年齡為（232±4）Ma）［7］； 中下部的圍巖為燕山早期長江巖體的中粒黑云母花崗巖 （鋯石 U-Pb 年齡為（160±2）Ma）， 外圍伴有幔源基性巖 脈 貫 入［7-8］。礦床中深部圍巖主要發(fā)育燕山早期第1階段（γ52-1） 的中粗粒黑云母花崗巖， 埋深在 100～1 000 m， 并延伸至 1 000 m 以下， 由于埋藏較深，目前只有少量鉆孔揭露，且粒度由淺至深有變粗的趨勢；在與印支期巖體接觸的邊緣往往有幾厘米至數(shù)米或者非常寬的細粒或不等粒結構的黑云母花崗巖，且常伴生強烈的接觸變質，這是本階段黑云母花崗巖屬較大巖體的標志之一；中粒和中粗粒黑云母花崗巖，新鮮者為淺灰色，有時略帶肉紅色調，其鉀長石斑晶多呈不定向排列，石英圓粒狀，斜長石白色或淺灰色，黑云母自形較好，大小不均，鏡下呈黃綠色至褐色，此外鉀長石與石英常成文象構造，斜長石與鉀長石發(fā)育自交代的鈉長石化；礦物含量表現(xiàn)為富石英， 其含量 35%左右， 巖石化學成分與上部 早 期 的 印 支 期 第 3 階 段 （γ51-3）比 ， 較 貧P2O5、 TiO2， 富 SiO2， 黑 云母中 富含鐵 ， 分散元素富含 Li、 Y、 Sn、 Nb； 副礦物常出現(xiàn)磷釔礦，獨居石，放射性中等至強，常有輝鉬礦、黃銅礦、 磁黃鐵礦等礦物［9］。

2.2 成礦構造帶特征

棉花坑礦床近外圍地區(qū)有近百條一定規(guī)模的含礦脈帶密集分布在不同時代的巖體中，其中以印支期第 2階段、 燕山早期第 1階段花崗巖體中分布 最多（徐文雄， 2014）。 脈帶常呈平行密集帶狀成組出現(xiàn)， 多呈 NNW 向展布，由一條或幾條規(guī)模較大的構成主脈帶，形成諸廣地區(qū)獨具特色的鈾礦脈密集分布區(qū)。脈帶長數(shù)百米至數(shù)千米，寬數(shù)十厘米至十幾米， 最長 5 000 m 以上， 最寬達 60 m； 傾向上延伸百余米至數(shù)百米，其中9號帶延伸最大， 大于 1 000 m， 其次 7 號帶延伸至 900 m左右。脈帶由中間硅質骨架及其兩側蝕變花崗巖組成，硅化巖位于脈帶中心。成組成群脈帶沿走向或傾向往往具膨大縮小、波狀彎曲、分枝復合、尖滅再現(xiàn)等特征。不同方向分布及不同規(guī)模的脈帶具有不同的含礦性，其中NNW 向中規(guī)模大的脈帶含礦性最好。

2.3 圍巖蝕變特征

棉花坑礦床含礦帶圍巖蝕變具有明顯的水平分帶特征，垂向上也存在變化規(guī)律。以9號含礦帶為例，水平方向：淺部含礦帶主要由含赤鐵礦化硅化碎裂巖、黃鐵礦化微晶石英巖、條帶狀螢石石英脈、灰白色石英巖、米黃色石英巖以及硅化角礫巖等組成，兩側為蝕變碎裂花崗巖，且具有明顯的水平分帶，由內到外依次為硅化、赤鐵礦化、絹云母化、（綠泥石化）、 高嶺石化、 堿性長石化、 正?；◢弾r（圖 2）（黃國龍， 2015； 徐文雄， 2014）。垂直方向： 1） 淺部含礦帶的中心硅質骨架較大，熱液礦物主要為成礦期的紅色微晶石英，充填在碎裂花崗巖中，形成硅化碎裂花崗巖，脈帶寬度一般 1～3 m； 深部含礦帶的中心硅質骨架較小，熱液礦物主要為成礦期的紅色微晶石英、灰色微晶石英，充填在碎裂花崗巖中， 脈帶寬度一般小于 1 m。 2）淺部鈾礦主要以次生鈾礦物、原生瀝青鈾礦形式存在；中深部以瀝青鈾礦為主，其中中部有少量的次生鈾礦物發(fā)育，深部以瀝青鈾礦主要呈團塊狀和細脈狀分布。 3）成礦期的熱液活動淺部以含針鐵礦或赤鐵礦的紅色微晶石英為主；中部也以紅色微晶石英為主，也常見灰色的微晶石英穿插，在瀝青鈾礦大量富集處，有大量的黃鐵礦伴生；深部有紅色微晶石英和灰色微晶石英，瀝青鈾礦的大量富集與灰色微晶石英、灰白色方解石關系密切（徐文雄， 2014）。

圖2 9號帶蝕變類型水平分帶示意圖Fig.2 Horizontal zoning plan of alteration type in Ore belt 9

2.4 鈾礦化特征

棉花坑鈾礦床為硅化帶型，鈾礦化分布于 NNW 向張扭性構造帶中， 淺部以石英脈型為主、中深部以硅化碎裂巖型為主，礦體規(guī)模較小變化較大， 從幾噸至 1 000 多 t均有，最大礦體為棉花坑 礦床 9-0 礦體， 達 1 000多 t， 品位變 化大， 有 0.01%以 下的貧 礦， 也有大于 1%的富礦。

1） 淺中部鈾礦化主要賦存于赤鐵礦化硅化碎裂花崗巖、棕紅色微晶石英巖中，鈾礦化品位與赤鐵礦化密切相關， 赤鐵礦化（紅化）強， 鈾礦化好（圖 3），反之， 鈾礦化較差。深部鈾礦化主要賦存于硅化碎裂花崗巖、淺灰色硅化碎裂巖（圖 4）、 綠泥石化碎裂花崗巖。

圖3 紫紅色赤鐵礦化強硅化碎裂巖Fig.3 Cataclastic rock of strong by silicification and strong purple hematitization

圖4 淺灰色強硅化碎裂巖Fig.4 Light-grey cataclastic rock of strong silicification

2） 構造破碎蝕變帶中深部寬度大、 向深部延伸穩(wěn)定，淺部寬度較小，同時深部礦化品位較淺部高。 如 XX～XX 號勘探線不同標高的構造蝕變帶寬度為：地表其寬度變化范圍 3～15 m， 在 300 m 標高以上平均寬度約 13 m，-200～-400 m 標高平均寬度約 16 m， 其中300～200 m 標高范圍構造蝕變帶寬度最大，平均寬 度約23 m（圖 5）。 構造帶作用越強，蝕變帶寬度越大，礦化越好。含礦帶及其礦體具有膨大收縮、尖滅再現(xiàn)、分支復合的規(guī)律，且構造帶膨大部位是成礦有利部位。

3） 礦石類型及礦物在垂向上分帶性較為明顯， 具有一定規(guī)律（圖 6）。 礦床上部為紅色帶，礦石類型主要為紅色硅化碎裂巖和紅色微晶石英巖；鈾礦物發(fā)育有次生鈾礦物和瀝青鈾礦， 其中次生鈾礦物主要有硅鈣鈾礦（圖7）、 鈣鈾云母等， 主要伴生礦物黃鐵礦含量較低。礦床中部為雜色帶，以紅色硅化碎裂巖和紅色硅化碎裂花崗巖為主要礦石類型；鈾礦物以瀝青鈾礦為主，同時在瀝青鈾礦富集部位，黃鐵礦的含量較高。礦床下部為灰綠色帶，礦石類型主要為紅化碎裂花崗巖和淺灰色硅化碎裂花崗巖等，此部位為瀝青鈾礦的富集部位， 鈾礦物主要為瀝青鈾礦（圖 8）及鈾黑，少量次生鈾礦，黃鐵礦含量較高。

4） 成礦期的熱液活動在淺部以含針鐵礦或赤鐵礦的紅色微晶石英為主；中部也以紅色微晶石英為主，也常見灰色的微晶石英穿插，在瀝青鈾礦大量富集處，有大量的黃鐵礦伴生；深部有紅色微晶石英和灰色微晶石英，瀝青鈾礦的大量富集與灰色微晶石英關系更為密切，同時與白色片狀方解石關系緊密。

5） 根據(jù)近年來鉆孔揭露及礦山開采數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，礦石品位由淺部到深部有逐漸變富的趨勢， 標高 300 m 以上部位品位較低、50 m 以下品位較高（表1）； 礦體垂直縱投影圖上也顯示，區(qū)內富鈾礦鉆孔主要分布在礦床的中部-深部。

6） 鈾成礦環(huán)境： 淺部為氧化-弱氧化；中部為弱氧化；中深部為弱氧化-弱還原。礦床上部與下部礦石的化學成分、微量元素組成 、酸 性 和 揮 發(fā) 性 組 分 （SiO2、P2O5、 F、 S、Sn、 Nb 等 ） 、 堿 性 和 基 性 組 分 （Na2O、 K2O、MgO 等）、 氧化性組分（Fe2O3）以及還原性組分（FeO）的含量均存在較明顯差異（表2～4）， 這種規(guī)律反映了 “上部氧化下部還原” 的礦床垂直分帶特點，這種垂直分帶現(xiàn)象顯然與熱液的混合作用有關。

3 深部找礦潛力討論

圖5 棉花坑礦床不同標高蝕變帶寬度示意圖Fig.5 Schematic diagram of width of alteration zone at different elevation in Mianhuakeng deposit

圖6 棉花坑礦床9號礦帶礦石的垂直分帶特征Fig.6 The vertical zoning characteristics of Ore belt 9 in Mianhuakeng deposit

圖7 紫黑色螢石邊緣發(fā)育黃色硅鈣鈾礦Fig.7 Yellow uranophane developed in the edge of purple black fluorite

圖8 瀝青鈾礦與紫黑色螢石共生Fig.8 The symbiosis between uraninite and purple black fluorite

據(jù)上述分析，該區(qū)中深部與鈾礦化關系密切的含礦圍巖， 即燕山早期第 1 階段（γ52-1）的中?；蛑写至：谠颇富◢弾r延伸范圍較大，100～1 000 m 均有分布。 含礦構造帶礦化特征有明顯的垂向變化規(guī)律，從淺部到深部礦體品位增高； 由次生礦物（硅鈣鈾礦、 銅鈾云母）為主到原生礦物（以團塊狀和細脈狀瀝青鈾礦）為主； 沿傾向含礦構造及鈾礦化延伸穩(wěn)定， 在埋深 900 m 上下部位仍有較好的鈾礦化，礦石品位較高，厚度較大，如棉花坑斷裂附近延深至標高-600 m， 41 線附近延深至標高-600 m， 15 線附 近延深 至標高-500 m（圖 9）； 同 時 隨 著 深度的增加， 酸堿變化、氧化還原等有利于形成富礦的地球化學條件增強，且在今年來深部找礦勘查工作中，在埋深 1 000 m 上下部位仍發(fā)現(xiàn)有較大較富的鈾礦體， 有些礦段品位達 1%以上， 甚至更富，且礦體向深部并未封閉，有繼續(xù)延伸的趨勢，綜上所述，棉花坑礦床深部有較好的找礦空間和較大的找礦潛力。

表1 棉花坑礦床9號礦帶品位變化統(tǒng)計Table 1 The grade change of ore belt 9 in Mianhuakeng deposit

4結論

1） 該區(qū)與鈾礦化關系密切的含礦圍巖主 要 有 印 支 晚 期 （γ51-3） 、 燕山早期第 1 階段（γ52-1）、 第 2 階段 （γ52-2）， 在礦床中深部以燕山早期第 1 階段（γ52-1）的中?；蛑写至：谠颇富◢弾r為主， 其延伸范圍大， 100～1 000 m均有分布。

表2 棉花坑鈾礦床礦石化學成分 wB/%Table 2 Chemicalcomposition wB/%of ore in Mianhuakeng uranium deposit

表3 棉花坑鈾礦床礦石微量元素/10-6Table 3 The trace element/10-6of ore in Mianhuakeng uranium deposit

表4 棉花坑鈾礦床不同標高瀝青鈾礦成分/10-6Table 4 Composition/10-6of uraninite at different elevation in Mianhuakeng uranium deposit

圖 9 9號帶 XX 號勘探線鉆孔地質剖面圖Fig.9 Geological profile of exploration Line XX in Ore belt 9

2）棉花坑礦床深部鈾礦化嚴格受 NNW向 9號、7號等構造蝕變帶控制，為多次構造作用形成，含礦脈體的主要填充物為多期多階段熱液作用形成的硅質脈體，延伸至 1 000 m 以下， 礦體的產狀與斷裂帶基本一致。

3）該區(qū)圍巖蝕變在空間上具有一定的規(guī)律，水平方向上具有明顯的分帶特征，垂向上含礦帶的寬度、熱液礦物類型、鈾賦存狀態(tài)等均有一定的變化規(guī)律。

4）深部鈾礦化主要賦存于淺灰色硅化碎裂巖、硅化碎裂花崗巖中，構造破碎蝕變帶中深部寬度大且向深部延伸穩(wěn)定，淺部寬度較小，含礦帶及其礦體具有膨大收縮、尖滅再現(xiàn)、分支復合的規(guī)律。礦石類型及礦物具有分帶性，由淺至深劃分為紅色、雜色、灰色三個礦石帶。深部瀝青鈾礦的大量富集與灰色微晶石英關系更為密切，同時與白色片狀方解石關系緊密。鈾成礦環(huán)境由淺至深依次為氧化-弱氧化、弱氧化、弱氧化-弱還原。

5）綜合上述分析及近年來在該區(qū)深部找礦成果，可推測該區(qū)深部有較好的找礦空間和找礦潛力。

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Analysis on metallogenic characteristics in the deep of Mianhuakeng uranium deposit

XU Lili， FU Shuncheng， XU Wenxiong
（Research Institute No.290， CNNC， Shaoguan， Guangdong 512029， China）

Mianhuakeng uranium deposit is one of the main granite type uranium deposits in South Zhuguang area.Results of exploration in recent years show that uranium ore bodies are still developed in the deep， with stable extension and high grade.Through analyzing and studying mineralization characteristics in the deep of the deposit， it was considered that the deposit has great prospecting potential and development prospects which has practical significance for the sustainable development of uranium exploration in this area.

wall rock alteration； uranium mineralization characteristics； prospecting potential

P619.14

A

1672-0636（2017）02-0063-07

10.3969/j.issn.1672-0636.2017.02.001

中國核工業(yè)地質局規(guī)劃管轄的中央財政資金項目（編號： 201369）資助。

2016-11-14；

2017-01-17

許麗麗（1984— ） 女， 河南杞縣人， 工程師， 主要從事鈾礦地質工作。E-mail:652131889@qq.com