Question

铀矿化特征

Answer 1

铀矿分布不均衡，矿床主要位于复式岩体中部、桃山断裂上盘，只有1个小型矿床(麻田矿床)产于桃山断裂下盘，岩体西南部发现1个小型矿床(雷斗石矿床)，岩体外接触带未发现矿床。含矿岩体以燕山早期岩体为主，仅雷斗石矿床产于印支期岩体中。

一、矿化类型

矿田内矿床类型比较简单，全为花岗岩型铀矿床。根据成矿构造特点，分为碎裂蚀变岩带型矿化和硅化破碎带型矿化，其中以碎裂蚀变岩带型为主，共有10个矿床，分别为大布(6217)、大府上(6214)、坪上(6213)、牙子径(6212)、小庙(6211)、罗坑(6219)、竹元头(6223)、小源(6218)、麻田(6222)和车盘坑(6221)矿床(图5－1)，有两个矿床属硅化破碎带型，即雷斗石(6227)和稳布(6215)矿床。两种类型的铀矿化，其成矿部位、主要控矿构造、储矿构造、赋矿岩性、矿石类型等方面都存在一定差异，见表5－1。

表5－1桃山矿田铀矿类型及其主要特征

续表

二、矿体形态、规模

(一)矿体形态

碎裂蚀变岩带型矿床由于是裂隙带含矿，矿体一般呈群脉状、鱼群状展布，矿床中无主矿体(图5－2)。当矿体受单裂隙控制时，呈形态简单的脉状。在裂隙组复合控矿的情况下，矿体形态复杂，多呈不规则状或透镜状。

图5-2 大布矿床(6217)剖面示意图

(2mbγ^2－3b₅)之界线;3—矿(化)体(U＞0.03%)硅化破碎带型矿床中矿体形态较单一，呈脉状产出。

(二)矿体规模

目前揭示的铀矿化垂幅为710m，最高出露标高为6227矿床，海拔高程510m;矿化的最低标高为6217矿床，达－200m。王泥田(桃山)脉带构造带、黄潭－岳源(罗坑)脉岩构造带和鸡婆岭脉岩构造带所控制的铀矿化垂幅各不相同，见表5－2。从南往北，即从鸡婆岭带—黄潭—岳源带—王泥田带，所控制的矿床矿体最低标高逐渐降低，矿化垂幅逐渐增大。

表5－2桃山矿田不同断裂带控矿垂直幅度一览表

三、围岩蚀变

桃山矿田各矿床的围岩蚀变可分为矿前、矿期和矿后期蚀变。

矿前期蚀变包括早期自交代阶段、高温气成交代阶段产生的蚀变，如云英岩化、白云母化、碱交代、水云母化等。成矿期蚀变主要有赤铁矿化(红化)、绿泥石化、水云母化、黄铁矿化、萤石化、硅化、碳酸盐化等。成矿后蚀变有脉状细脉状硅化、碳酸盐化、萤石化等。

四、矿石特征

(一)矿石类型

依据矿石主要特征性蚀变矿物，将矿田内主要矿石类型分为5种:铀－赤铁矿型(红化蚀变带型或红化型)、铀－绿泥石、水云母型(绿化蚀变带型或绿化型)、铀－萤石型、铀－碳酸盐型和铀－微晶石英型，其中以铀－赤铁矿型和铀－绿泥石、水云母型为主，铀－萤石型和铀－碳酸盐型常叠加在前两种之上，以上4种矿石类型产于碎裂蚀变岩带亚型矿床中，只有铀－微晶石英型矿石主要产于硅化破碎带亚型矿床。

现将两种主要矿石类型特点分述如下:

(1)铀－赤铁矿型矿石的显著特点是针铁矿、水针铁矿呈云雾状、尘点状、短微脉状，浸染岩石中长石而使长石变红。化学成分上表现为Fe₂O₃、Cu、Pb、S、F等组分比原岩含量增加，而FeO、Al₂O₃、CaO、Na₂O等组分含量略有减少。破碎程度较弱的矿石一般仍保持原岩结构，矿物多数未发生明显破碎位移，矿石中铀含量较低，平均含量为0.080%左右。

(2)铀－绿泥石、水云母型矿石是在矿前期水云母化及成矿期赤铁矿化基础上叠加而成。矿石中矿物主要由绿泥石、水云母和绿帘石组成，常伴有方铅矿、黄铜矿、萤铁矿、闪锌矿、沥青铀矿等金属矿物产出，形成沥青铀矿－绿泥石－黄铁矿组合。化学成分上，Fe₂O₃、FeO、CaO、MgO、Cu、Pb、Be、Sn、S、F等含量比原岩增加，而Na₂O、SiO₂、K₂O等组分减少，铀含量增加明显，一般＞0.1%。绿化型矿石晚于红化型矿石形成，常见绿泥石－沥青铀矿－黄铁矿细脉穿插红化型矿石或绿化型矿石胶结红化型矿石角砾。

(二)矿石矿物成分

矿石矿物成分简单。以6217矿床为例，主要铀矿物为沥青铀矿，其次是铀石，次生铀矿物有钡铀云母、钙铀云母、铜铀云母、β－硅钙铀矿等。伴生金属矿物有:黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、白铁矿，以及赤铁矿、褐铁矿等。非金属矿物主要是石英、钾长石、斜长石、黑云母、白云母;其次有绿泥石、水云母、高岭土、蒙脱石、绿帘石、方解石、萤石等。其特点是:

(1)80%以上的矿物为成矿围岩的造岩矿物，而成矿热液带入的伴生金属矿物、非金属矿物及其蚀变矿物总量不足20%。

(2)粘土矿物含量变化很大，在强水云母化、碳酸盐化地段，粘土矿物含量可高达15%～20%，随风化作用的增强，其含量明显增高，甚至超过20%。

(3)红化蚀变带型和绿化蚀变带型矿石的矿物组合有明显的相似性，但也有一定的差异性，红化蚀变带型矿石中针铁矿、水针铁矿含量增高，而绿化蚀变带型矿石中水云母、绿泥石、绿帘石及金属硫化物含量增高。

(4)矿石中普遍出现铀的硅酸盐矿物———铀石，这一现象在华南其他花岗岩型铀矿床中少见。铀石普遍与沥青铀矿生成显微环带状构造。

沥青铀矿呈微脉(0.01～0.02mm)、显微网脉状、显微浸染状分布于岩石微裂隙或黄铁矿、长石、黑云母、白云母粒间及解理纹中。根据X射线粉晶分析、化学分析和电子探针分析结果，沥青铀矿氧化程度较高，含氧系数较大，而晶胞参数较小，结晶程度较差，杂质含量较低。其含氧系数分别为:红化型2.665、绿化型2.500，大于华南花岗岩型铀矿床中沥青铀矿含氧系数平均值2.27～2.37;晶胞参数为(5.395～5.409)×10^－10m，小于华南花岗岩型铀矿床中沥青铀矿晶胞参数的平均值(5.401～5.418)×10^－10m。

铀石(USiO₄)呈深灰色(透明矿物)，与反射率较高(R=17%～12%)沥青铀矿易于分辨。经电子探针定量分析，铀石的UO₂含量为73.899%～78.825%，SiO₂含量为14.024%～20.004%。沥青铀矿UO₂含量为84.830%～78.825%，明显高于铀石中UO₂含量。此外，沥青铀矿和铀石中基本不含ThO₂。

(三)矿石化学成分

矿石属简单的低钙镁高硅酸盐类，其与含矿围岩化学成分相似，主要特点:

(1)除微晶石英型矿石外，大部分矿石的SiO₂含量比原岩低，这与绿泥石化、粘土化、萤石化、碳酸盐化等有关;若出现硅化，则其SiO₂含量增高;矿石中Al₂O₃含量与SiO₂相反，与铀品位呈一定正相关关系;矿石中Fe₂O₃含量较原岩有大幅度增高，矿石普遍遭受赤铁矿化，但与铀品位没有明显的正相关关系(表5－3)。

(2)无论是红化型或绿化型、红化绿化叠加型矿石，其Fe₂O₃含量均较原岩的高，绿化型矿石的Fe₂O₃、FeO含量高于红化型矿石，表明一方面绿化型矿石叠加于红化型矿石之上，另一方面由于绿化型矿石中绿泥石、黄铁矿含量较高。

表5-3 矿石化学成分相关矩阵（n=11）

(3)红化型矿石和绿化型矿石化学成分主要差异是:绿化型矿石中FeO、CaO、MgO含量较红化型高。

(4)矿石中K₂O含量与铀矿化有一定相关关系、Na₂O含量与铀品位无明显相关性。铀矿化与钾交代作用有关，与钠交代岩的关系不大。

(5)铀的某些伴生金属元素含量在矿石中略有增高，但含量仍较低，属单铀型矿石。有些矿石中Cu、Pb、Zn含量增高，与伴生极少量黄铜矿、方铅矿、闪锌矿有关。

(6)铀－萤石型矿石(稳布矿床)化学成分以其低SiO₂、Al₂O₃和高F、CaO含量为特征。

(7)对溶浸有害的杂质含量很低，其中CaO含量0.26%～1.54%，最高3.13%;MgO含量0.10%～0.82%。无可综合利用的元素。

(四)矿石中铀的赋存状态

经对矿石光片反射镜下研究，显微放射性照相、矿石筛析和酸溶试验、放射性诱发裂变径迹分析、电子探针和透射电镜分析等工作，确定矿石中铀主要呈沥青铀矿、其次铀石及少量铀酰矿物(钡铀云母、钙铀云母、铜铀云母、硅铅铀矿和β－斜硅钙铀矿)形态存在，约占80%～85%，其余铀呈分散吸附状态赋存于粘土矿物、微裂隙和粒间缝隙中。类质同象铀所占份额极少，分布于花岗岩副矿物锆石、独居石、磷灰石、榍石中。以前多数人认为贫矿石或红色微晶石英中铀主要以分散吸附状态存在，经现代微区分析技术研究后表明，呈吸附状态的铀份额不足总铀的10%～15%，长石、石英、方解石中仅有分散吸附状微量铀;水云母含较多吸附状铀;黑云母、白云母和长石的解理裂隙中可充填沥青铀矿、铀石。此外，红色微晶石英、紫色萤石中用高倍透射电镜查明其中铀主要呈超显微状沥青铀矿，偶为铀石(粒径＜2μm)存在。

五、成矿期次

铀矿田内以铀－赤铁矿型矿化分布最广，是矿田的主要矿化类型。局部地段铀－微晶石英阶段矿化特别发育，如6227矿床;另些地段铀－萤石阶段矿化较发育，如6215矿床。实际上其他矿床中也出现弱的铀－微晶石英矿化阶段和铀－萤石矿化阶段，仅矿化强度较弱;同样，6227矿床和6215矿床中也出现少量硫化物阶段和铀－绿泥石阶段的矿化。

铀－赤铁矿型(红化型)、铀－绿泥石、水云母型(绿化型)矿石成矿年龄65～72Ma，且绿化型晚于红化型;铀－萤石型、铀－碳酸盐型和铀－微晶石英型矿化年龄34.6～41Ma。铀矿形成于晚白垩－始新世。

六、矿化成因

根据徐国庆(1987)研究成果，桃山矿田铀矿化属岩浆热液成因。主要依据有:

(一)硫同位素

矿田共有25个δ³⁴S分析资料，除3个样品为闪锌矿外，其他皆为黄铁矿。矿田δ³⁴S值的变动范围为－1.2～+4.6，主要为低的正值，平均为+1.52。这些数据与岩体的δ³⁴S值分布情况相似，与石陨石中硫的δ³⁴S值相当，这说明矿田的成矿热可能为岩浆热。

(二)氧同位素

矿田共作了24个含氧矿物的δ¹⁸O分析，分对象主要为石英和方解石，个别为钠长石、钾长石或碱性长石。经计算，成矿热液δ¹⁸O值的变动范围为－9.88～+12.02，平均为3.56。δ¹⁸O值的变动范围在成矿前、成矿期和成矿后分别为－9.88～+9.59(平均为2.89)、+4.17～+12.02(平均为6.48)和－7.88～+8.62(平均为1.04)。

岩浆水的δ¹⁸O值为5.5～10.0，大气水的δ¹⁸O值为0～－60。矿田的δ¹⁸O值变动范围很大，但各阶段都有岩浆水的δ¹⁸O值出现，特别是成矿期的δ¹⁸O值比较接近岩浆水的δ¹⁸O值。虽然各成矿阶段都出现低于岩浆水的δ¹⁸O值，特别是负值，低值和负值的产生不外乎两个原因:一是在成矿过程中，除岩浆水以外，还有大气水加入;二是成矿热液全为岩浆水，但在热液矿床形成以后矿化又经受了地下水的改造。上述的δ³⁴S资料以及下述的Pb和C同位素资料支持后一种原因。

(三)碳同位素

对矿田的11个方解石样品进行了δ¹³C测定，其变动范围为－7.15～－9.79(PDB，下同)，平均为－8.96。δ¹³C值的变动范围在成矿前、成矿期和成矿后分别为－7.81～－9.79(平均为－8.15)、－7.25～－8.35(平均为－7.83)和－7.15～－8.34(平均为－7.91)。

一般认为岩浆成因的δ¹³C值为－4.5～－8.0，这样矿田的δ¹³C值接近此值，因此矿田成矿热液可能为岩浆热液。

(四)铅同位素

岩浆热液矿床中铅同位素组成具有下列特点:²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb＜19.5，²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb＜39.5。矿床中黄铁矿的Pb同位素组成见表5－4(郑永飞，1985)，表5－4表明，矿床的成矿热液为岩浆热液。

表5－4桃山矿田黄铁矿铅同位素组成

综上可见，桃山矿田铀矿化成因为岩浆热液成因，铀是岩浆热液自身带来的。