某砂岩型矿矿床地质特征及其成因浅析

黄勤

摘要：本文作者通过对某砂岩型铀矿矿床地质特征的研究，对成矿地质条件以及铀的来源分析，说明了该铀矿床的形成因素。结合自身在野外实地研究，本人对该区砂岩型铀矿床地质特征及其成因有了较多的了解，现谈认识和体会。

关键词：砂岩；那荡组；矿化；铀

1、区域地质概况

该矿床位于我国西南某盆地，盆地基底在其西北及东北部主要为古生界的砂岩、泥岩、硅质岩、灰岩等，小部份为中生界的三迭系下、中统之酸性火山喷发岩；盆地东南部、南部为海西期黑云母花岗岩、花岗斑岩，盆地盖层主要为中生界和新生界两个不同之红色碎屑岩建造。盆地两侧之盖层与基底大多以断层接触，其它局部为沉积接触。盆地内断裂构造发育，多出露于盆地边缘和轴部。盆地内岩浆活动较弱。

2、 矿区地质

矿床形似长条状呈北东-南西展布。该矿床从西到东分为×个区段,含铀层位呈北东走向纵贯各个区段。

2．1 地层

矿床内出露的地层主要为侏罗系的那荡组（中、上段）、岽力组和白垩系的新隆组以及第四系。各组地层在矿床内从南到北，由老到新呈北东走向分布。

2．1．1 那荡组中段（J2n2）

段内伽马测量数值不高，在该段中常见重晶石脉与其伴生的方铅矿、黄铜矿、黄铁矿等。

2．1．2 那荡组上段（J2n3）

该段厚200m-300m，依岩性组合分为三层, 每层分上、下两部。

1） 第一层

上部为紫红色泥岩夹细砂岩，厚30m-60m。

下部为灰、灰绿色中厚层状细粒硅质胶结的长石石英砂岩，与下伏岩层呈冲刷构造面接触。厚度20m-40m。

2） 第二层

上部为紫红色泥岩夹细砂岩，厚40m-80m。下部为灰绿色中-厚层状细粒硅质胶结的长石石英砂岩。砂岩内常见1-2个冲刷构造面，在冲刷面上常有灰绿色泥砾和炭质物。在炭质物集中部位，可见低强度伽马异常或伽马增高现象，是该区铀矿化层位之一，厚10m-30m。

3） 第三层

上部为紫红色泥岩夹细砂岩或紫红色细砂岩。厚为40m-100m。下部为浅色砂岩（含硅质胶结）夹薄层紫红色泥岩，本区工业铀矿化主要产于该层浅色砂岩内，是区内的主要含矿层位，称为主矿砂岩。该主矿砂岩层位稳定，厚20m-70m，砂岩中常发育有单斜层理，斜波状层理、波状层理、交错层理等。

2．1．3 岽力组（J3d）分上下两段

1） 岽力组下段（J3d1）

底部为灰白色，局部为紫红色细粒石英砂岩，中、上部为紫红色泥岩、粉红色砂岩夹灰、灰白色细粒石英砂岩，厚度58m-110m。该段底部的浅色砂岩中局部见低强度伽马异常。

2） 岽力组上段（J3d2）

岩性为中-厚层状灰绿色细粒长石石英砂岩夹紫红色泥岩薄层，厚度211m-264m，砂岩中局部见低强度伽马异常。

2．1．4 白垩系新隆组（k1x）

底部为紫红色砾岩、砂砾岩，往上为紫红色细粒石英砂岩与紫红色泥岩互层，厚度500m。与下伏岩层呈轻微角度不整合接触。

2．1．5 第四系（Q）

矿床范围内所见主要是残坡积砂、砾、粘土等。分布于山坡、冲沟、稻田等处。

2．2地质构造

矿床本部地表所见的岩层总体表现为走向北东45°—50°，倾向北西、倾角从东到西由中等35°—50°到陡峭70°的单斜（层）构造，各层间除有轻微角度不整合外，其它大都为连续沉积，有短暂沉积间断从而形成冲刷构造接触。这些冲刷构造产状与岩层一致，少部份与层面成小的锐角相交，且沿走向、倾向均有膨胀收缩现象，形成透镜体、窜珠状、线状。构造中常见泥砾、钙砾和炭质物。

2．2．1 褶皱构造

地表不明显，褶曲影响的地层，就目前所知主要为那荡组和岽力组，影响的厚度为300m-400m，往东大于500 m。

2．2．2 断裂构造

矿床内断裂不发育，仅局部见有北东或北西方向断裂出露，且规模不大。

北东向断裂见于本区段东面某区段，断裂长100m-400m，倾向北西，倾角80°，断裂带内见碎裂岩，构造角砾岩，有的带中充填重晶石脉、方解石脉。断裂为张扭性。

北西向断裂仅见于该区段东部、南部，倾向南西，倾角80°，并切割北东向断裂。这些断裂中也见碎裂岩、构造角砾岩、局部有硅化和充填有重晶石脉，断裂为压扭性。

2．3 脉体活动

矿床内未见岩浆活动。

2．4 岩石、岩相

2．4．1 岩石

本矿床所见的岩石主要为浅灰绿色长石石英砂岩、石英砂岩、粉砂岩以及紫红色泥岩、粉砂质泥岩等碎屑岩。岩屑粒度分选性中等，磨圆度较差。

岩石胶结物以硅质、钙质为主，其次为泥质和少量铁质，结构为碎屑的砂状、粉砂结构 、泥质结构，构造为水平、斜交、交错、波状、斜波状层理构造。

2．4．2 岩相

据相素研究分析本区侏罗、白垩的沉积岩相有从山间洼地洪积砂砾岩相、河流砂砾岩相-滨湖三角洲大相-淡水湖泊大相-河流相的发展过程。侏罗系岩相有滨湖三角洲-近岸湖泊相三次反复。本矿床的主矿砂岩则是最后一次出现的滨湖三角洲-湖泊相过渡的产物。该区的工业矿体位于三角洲大相的支流口砂坝亚相和远砂坝亚相内。另外发现当时的水流方向为355°—10°和270°，说明水源来自南侧或东侧。也就是说本区物源主要来自南面或东面岩体，这与该铀矿床所见侏罗系的物质成份是花岗岩质为主是吻合的。

3、矿体地质特征

3．1 矿体简况

本矿床的矿体在1号勘探线地表有出露，其它均为隐伏矿体。矿体产出在那荡组第三层（）下部浅色硅质胶结的细砂岩内。

3．2 矿体的形态、规模、产状

主矿体为似层状，扁平透镜状，小矿体为透镜状。

矿体的规模大小不一，主矿体沿走向延伸大于××m，最大斜深大于××m。

矿体产状基本与所处的地层（J2n3）中的主矿砂岩产状一致。

未发现达到综合利用要求之伴生元素。

矿床属薄层状矿体和中等品位的矿石。

3．3矿物成份和化学成份

矿床矿石类型为含铀砂岩型。含矿岩石主要有浅灰长石石英砂岩，次为灰黑色粉砂岩（或粉砂质泥岩），少量浅灰色砂砾岩。

矿石的矿物成份主要有碎屑物的石英（45%）长石（25%）；其它岩屑（12%）碳质物（1.2%）黑云母和胶结物的方解石（钙质10%）粘土矿物（3%）以及少量铀矿物（沥青铀矿、铀石）和其它金属矿物。

3．4矿体围岩

矿体围岩与矿石大致相同，亦为淡灰绿色或红色砂岩、泥岩。但不同的是围岩中的长石、泥质、炭质物比矿石含量少，而石英含量高，其颜色多为红色或紫红色。

4、矿石结构、构造

矿石结构：主要是细分散状，其次为隐晶状。

矿石构造：以浸染状为主，其次为层状、条带状薄膜状 、不规则脉状、 团块状等。其中浸染状是铀矿物均匀分布于矿石的碎屑或胶结物中，受浸染状炭质、赤铁矿吸附。层状或条带状则是铀矿物沿层或层理面中的碎屑或胶结物一起产出。薄膜状则是铀矿物沿砾石或其它岩屑周围沉淀所成；脉状是铀矿物与黄铁矿等金属矿物一起成细脉状沿层理或岩石裂隙充填。团块状大多是铀矿物和黄铁矿等聚集成大小不规则的团块。

5、铀矿成矿地质条件、铀源及矿床成因

该区铀成矿条件除决定于地层岩性外，还决定于岩相及地质结构。

5．1地层岩性

本区工业矿体均产于侏罗系中统那荡组上段第三层下部浅色中细粒砂岩内，该含矿砂岩的特点是：砂岩中花岗碎屑物以及泥质、炭质、铁质等含量较多，对铀的沉积有利，故该砂岩含铀丰度比其它层位高，为区内的富铀层；砂岩的顶、底板均为不透水且厚度较大的紫红色泥岩。因而具有既能保护砂岩内铀元素不易往外迁移，又为后来含铀的热水溶液活动提供对铀元素进一步富集的有利空间；砂岩具有一定的厚度，成矿的理想厚度在30m以上；砂岩内冲刷构造发育，冲刷构造中富含碳质、泥质物，它既是溶液的良好通道，又是储矿的良好场所。

5．2 岩相

工业矿体赋存的下部浅色砂岩为滨湖三角洲-湖相过渡沉积的产物，从岩性特征、层理产出等因素判断，矿体主要产于滨湖三角洲前缘相的支流口砂坝亚相与远砂坝亚相中。

5．3 地质构造

该铀矿在与断裂构造关系不明显，但矿床近区域的A断裂，该断裂发生在含矿砂岩附近，且具多次活动并伴之多次热水溶液活动的特点。故此断裂除提供成矿的必要热源外，它又是热水溶液活动的良好通道。同时又进一步扩大含矿砂岩与热水作用的范围，使含铀溶液在适当部位富集成矿。

5.4铀源及矿床成因

综上所述，铀矿化与地层、岩性有密切关系，说明铀的最初来源主要来自盆地周围提供形成含矿砂岩物质的花岗岩或古生界的砂岩、叶岩、灰岩、硅质岩，这时形成中侏罗统的矿化层。

据前人的研究资料，该铀矿床中沥青铀矿的同位素年龄与中侏罗统的矿化层的同位素年龄相比，矿岩时差较大，说明是多期次形成的，又从本区热水活动和矿石物质成分特点看来，本矿床工业矿体的形成是在含矿砂岩铀的初步富集基础上，在后期的多期次的地质构造和热水活动的作用下进一步叠加富集而成。这时铀的来源主要是含矿砂岩本身或邻近富铀地层。

该矿床的成因类型属同生沉积，后生富集叠加热水型砂岩铀矿床。

6、总结

本矿床矿石中铀主要是以铀矿物和吸附状态形式的存在，铀的最初来源主要来自盆地周围提供形成含矿砂岩物质的花岗岩或古生界的砂岩、叶岩、灰岩、硅质岩，形成中侏罗统的矿化层，后经多期次的地质构造和热水活动的作用下，富含铀热水溶液中的铀离子被有机质、泥质和铁质吸附，进一步叠加富集而成。因此，本区找铀矿首要注意有利的地层岩性加上有利构造和后期热水作用三因素叠加地段。

参考文献

[1] 广西地质矿产局编.中华人民共和国广西壮族自治区区域地质志 [M].北京：地质出版社，1984。

[2] 杨逢清，胡昌铭，张克信.沉积地层工作指南 [M]. 武汉：中国地质大学出版社，1990。

[3] 魏思华.中国铀矿物 [M]. 北京：原子能出版社.1979。