Question

火山岩型铀矿研究现状

Answer 1

我国铀矿床分类一直以赋矿围岩为依据，已发现的铀矿类型主要有花岗岩型、火山岩型、碳硅泥岩型和砂岩型，其中花岗岩型和火山岩型铀矿无论是在矿床数量上还是在资源量上都占主导地位。需要指出的是，这种分类没有考虑成矿作用。就相山矿田铀矿床分类，本书沿用火山岩型铀矿术语。

火山岩型铀矿系指其成因和物质来源与火山作用及其产物有密切联系，并且以具有明显的热液蚀变和大多数矿体以脉型产出为主要特征。因而，火山岩型铀矿是一种热液脉型铀矿，在国内外一直是作为热液矿床（Hydrothermal deposit）进行研究的。

世界上目前有二十多个国家发现有火山岩型铀矿床，主要产于环太平洋带、阿尔卑斯-喜马拉雅山带、俄罗斯西伯利亚地台南部（覃慕陶等，2001）。火山岩型铀矿的研究成果表现在对其成因认识的不断深化，岩浆分异热液成矿说曾一度占统治地位，但随着资料的积累和成矿作用研究的深入，人们认识到岩浆分异热液成矿说并不能解释全部火山岩型铀矿床的成因。随后，众多学者根据火山岩型铀矿存在矿岩时差、含矿火山盆地长时间内存在承压水动力系统、成矿溶液的稳定同位素组成等基本地质事实，结合典型火山岩型铀矿的观察和研究，相继提出了浅成低温热液改造成矿说、古脉状承压热水排泄区铀成矿说（李学礼等，2000）、双混合成矿说（Chen Zhaobo，1981）和碱交代作用成矿说（杜乐天，2001）。

国外较系统的研究成果有：R.A.里奇、H.D.霍兰和U.彼得森（1976），他们通过大量的文献调研和野外工作，对北美洲，欧洲、大洋洲和非洲等地的许多热液铀矿床特征进行了总结，以传统地球化学理论为基础，认为包括火山岩型铀矿在内的热液铀矿床中的铀都是通过氧化溶液搬运的，并由六价铀还原成四价铀而沉淀成矿。高温高压条件下的化学动力学实验已对这一认识的普适性提出了质疑。图加林诺夫（1977）以前苏联某火山洼地中的铀矿床为例，从区域地质、矿床地质、矿物学、热液蚀变、矿床形成的物理化学条件等方面进行了剖析和研究，提出了如下基本论点：①成矿溶液是由渗流水沿顺层集水带潜入地下，并可能在陆相火山洼地下部层位与变质水或其他深层水混合而形成的；②火山洼地内水渗流时间长且有滞流性质，溶液成分中可能加入了大量岩浆活动的喷气物质，导致溶液与围岩发生剧烈反应；③复杂的岩性成分以及地层岩石的孔隙度和透水性各不相同，使溶液中富集包括铀在内的多种组分；④含铀溶液运移至减压区时，由于物理化学平衡受到破坏，因而发生成矿作用。需要指出的是，上述基本论点突出的是外生水在火山洼地内对成矿物质的二次迁移，没有揭示火山作用与铀成矿间的本质联系。

我国目前已发现的火山岩型铀矿床有80%左右分布在华南铀成矿省（图1.1）。已探明的火山岩型铀矿储量占我国铀矿总储量的1/4左右，火山岩型铀矿是我国主要铀矿床工业类型之一（覃慕陶等，2001）。

我国火山岩型铀矿近年来较系统的研究成果有：覃慕陶等（2001）以地质力学理论为指导，以地质构造环境为基础，对南岭地区花岗岩型和火山岩型铀矿开展了“构造-岩浆-成矿”三位一体的综合研究，探讨了成矿的地球化学过程、成矿机制，并指出花岗岩型铀矿主要是热液作用成矿，火山岩型铀矿以成岩作用成矿为主。杜乐天（2001）在对我国典型热液铀矿床实例解剖的基础上，进而将中国热液铀矿床与俄罗斯、美国、巴西、南非、澳大利亚、法国等国家的同类矿床进行了对比，总结了中国热液铀矿基本成矿规律和一般热液成矿学，对以往热液铀矿的有关成矿理论提出了独特的见解，认为中国乃至全球包括火山岩型铀矿在内的热液铀矿是碱交代作用形成的，形成矿床的热液来自幔汁（HACONS）。

图1.1 中国铀成矿省、火山岩及火山岩型铀矿床分布示意图

矿床的形成，一般都经历了由矿源、流体运输到矿石沉淀聚集的过程（翟裕生，1996），铀成矿作用也不例外。火山岩型铀矿以往的研究多以成矿过程中的“聚”为重要对象，至于“源”何在?一直说不清楚，事实上，火山岩型铀矿床研究争论的焦点就是矿质、热液的来源。此外，成矿流体的演化、矿质的沉淀等，也见解不一。

综述火山岩型铀矿的研究，主要是以传统地球化学理论为基础，围绕已经形成的矿床客观实体开展成矿地质背景、矿床特征、控矿因素、成矿规律等研究，属包括假说推断、唯空间定位、缺少系统演化及动力学过程分析的唯象学研究方法，将观察所得到的经验事实和大量的分析测试数据进行总结、归纳和演绎，并形成唯象理论（Phenomenologfy）。审视目前国内外的地学研究大多还是在形成唯象理论的层次上，许多研究成果仅是较前人观察的地质事实及分析测试数据有所补充或更新，然而在基础理论和方法论上缺乏创新，基本上只是在同一水平上多次重复，本质上还是徘徊于必然王国之中（於崇文，2003）。正因为如此，火山岩型铀矿研究仍然有许多问题说法不一。可见，火山岩型铀矿研究在基础理论和方法论上仍处于探索的阶段。