Question

西南地区黑色岩系铀成矿作用分析

Answer 1

5.2.5.1 黑色岩系铀矿化成因分析

在黑色岩系成因研究方面，前人开展了大量的工作，取得了重要进展，认为微量元素中的某些特征元素及其比值能较好地反映黑色岩系的成因及其沉积环境。在U-Th关系方面，正常沉积物U/Th＜1，热水沉积岩U/Th>1（陈兰，2006）。将四个矿区30个样品全部投到U-Th关系图上（图5.32），可以看出大部分样品落在东太平洋隆起沉积区，从表5.10可以看出除GZ6的U/Th＜1外，其他样品的值都大于1，且几乎都落在U/Th值为1～100之内，表明整个研究区内热水沉积作用明显。

表5.10 四个矿区30件样品元素分析结果中几个重要参数统计

图5.32 四个矿区黑色岩系U-Th关系图

（底图据Bostrom，1983）

Ⅰ—正常远洋沉积区；Ⅱ—东太平洋隆起沉积区；Ⅲ—古热水湓溢沉积区

将样品投到Zn-Ni-Co三角图上（图5.33），可以发现大部分样品反映的是热液沉积物的特征，说明热水沉积作用对矿区内黑色岩系有一定的影响。

图5.33 Zn-Ni-Co三角图

（底图据Choi et al.，1992）

Ⅰ—水成沉积物；Ⅱ—热液沉积物

陈兰（2006）、徐晓春等（2009）曾在其文章提到过：黑色页岩中U/Th值可以反映含Th黏土矿区输入的敏感程度，U在富含有机质的缺氧环境下相对稳定，可以很好地富集，U/Th值大反映了低的氧化还原条件；V在缺氧条件下更易富集，V/（V＋Ni）值大代表强还原的缺氧环境，表5.11中给出了U/Th、V/（V＋Ni）值与古氧相的对应关系。从表5.11中可以看出样品的U/Th值都大于0.7，V/（V＋Ni）值除GZ01、GZ07、GZ32外其他都大于0.5，显示出整个研究区黑色岩系的形成与缺氧的还原性沉积环境有关。

表5.11 缺氧环境的微量元素指标

（据陈兰，2006）

Wignall提出U和Th的相互关系还可以用来指示缺氧环境，由U-Th/3值代表自生铀的相对含量，并建立了如下关系式：

西南地区重大地质事件与铀成矿作用

若δU>1，表明缺氧环境，δU＜1，则为正常海水沉积。贵州四个铀矿区30件样品的δU都大于1，显示了其沉积环境为缺氧的还原环境。

刘英俊、曹励明等（1984）提出La/Sm 的比值能对LREE 内部分馏程度提供信息，La/Sm比值越大反映LREE越富集，根据表5.10可以看出研究区La/Sm普遍都比较大，反映研究区不同程度地富集轻稀土。孙贤术等（1997）据La/Sm值将洋中脊玄武岩划分为三种类型：La/Sm>1为地幔热柱或异常型；La/Sm接近于1为过渡型；La/Sm＜1为正常型。由表5.10可以看出La/Sm都大于1，表明研究区黑色岩系在成因上可能与地幔热柱或异常型洋中脊玄武岩有关。

通过比较四个矿区稀土元素球粒陨石标准化分布模式图，发现分布模式图总体上都呈现右倾或略微右倾的趋势反映轻稀土有不同程度的富集。

Ce的负异常明显或者弱的Ce异常。Ce是变价元素，可溶性Ce^3＋在氧化条件下易氧化成不溶性的Ce^4＋，因而在陆壳风化过程中，Ce总是以Ce^4＋被保留在风化残留物中，而在河水中含量降低，当大量河水汇入海盆后，便会导致海水中Ce的亏损，从而引起化学/生物化学沉积岩中出现Ce的负异常（据皮道会等，2008）。Ce异常在后期成岩作用中可能会被改变（据皮道会等，2008），Morad等（2001）提出LaN/SmN可以用作评价这种影响的指标：当LaN/SmN值大于0.35，且与δCe无相关性时，δCe能用作海洋氧化还原状态的指示剂。从表5.10中可以看出 LaN/SmN 值都大于0.35，在 δCe 与 La/Sm 相关图（图5.34）上显示白马洞（504）矿床的δCe与La/Sm相关性很差（图5.34上的黑色三角形），其他三个矿床除个别样品外总体上显示出具有一定得相关性（图5.34上的红色三角形、红色十字、蓝色小格），因此可以用 δCe 判别白马洞矿区的氧化还原环境。Wright等（1987）曾定义Ceanom（Ceanom＝lgδCe）＜-0.10表示氧化环境，Ceanom>-0.10表示缺氧环境。据表5.10，白马洞矿区Ceanom在-0.06～-0.02之间，均大于-0.10，代表了缺氧的环境。

图5.34 δCe与La/Sm相关图

Eu的异常在白马洞（504）矿床和金沙县（703）矿床显示正负异常都存在，马鬃岭和三穗县的Eu异常特征很相似，显示Eu的负异常。矿床地质特征显示两个矿所产的层位基本相当，含矿层都呈现数层且越往上矿层越薄。反映出马鬃岭和三穗县两个矿的形成环境非常相似。

5.2.5.2 黑色岩系铀成矿控制因素分析

（1）空间上受断裂构造的控制

在探明的铀矿床（点）中，普遍与各类构造有密切的关系，特别是断裂构造切割含铀地层时，往往富集成矿。如在洋水背斜的南西倾伏端，当白马洞东西向断裂构造切割中下寒武统牛蹄塘组、清虚洞组、石冷水组含矿层，并与北北东犀牛洞断裂构造带成锐角交汇时，控制了504矿床。

（2）沉积构造、沉积旋回对成矿有明显的控制作用

古生代以来，地壳以震荡运动为主，具有多次沉积旋回，并伴有铀的活化迁移和重新分配、重新富集。如加里东早期构造旋回的假整合，沉积了中下寒武统牛蹄塘组、清虚洞组、石冷水组含铀层，通过后期构造改造富集成矿。

（3）沉积环境对成矿的作用

在氧化环境条件下，铀源层中的铀被活化，伴随地表水、地下（热）水，沿断裂构造带、层间破碎带或透水层渗透，在还原条件下，铀被还原吸附沉淀下来，形成后生铀矿床，其特点是成岩时间早，成矿时间晚。