湖北省崇阳县梯冲铀矿床成矿控制因素探讨

刘 艳

(湖北省核工业地质局，湖北孝感 432000)

1 区域成矿地质背景

崇阳梯冲铀矿床位于扬子准地台下扬子台坪东南的咸宁台褶束与江南台隆的过渡地带——幕阜台坳，矿区处于通山台褶束南端的通山复式向斜南翼，同时也是九宫山复背斜的北翼区域。

2 矿区地质

出露的地层主要为奥陶系下统、寒武系上统(∈3)、寒武系中统(∈2)、寒武系下统牛蹄塘组(∈1n)、寒武系下统观音塘组(∈1g)、震旦系上统灯影组(Z2dn)、震旦系下统(Z1)。矿区位于区域上，桃树港内断裂与近东西向的层间破碎带的复合部位。大湖山岩体位于矿区南侧，约3 km，呈岩株出露(图1)。

2．1 含矿地层

本区的铀矿化主要赋存于寒武系下统牛蹄塘组，为一套富含有机质、黄铁矿的碳质板岩、硅质板岩组成，含黄铁矿石英脉也较为发育(照片1)，岩石、矿物的热变质现象普遍。该组又可进一步细分为三个岩性段(∈1n1、∈1n2、∈1n3)、每个岩性段均为含炭泥岩、含炭硅质岩的韵律组合，构成有规律沉积韵律层。

与区域上对比，矿区牛蹄塘组具有沉积厚度大，岩性复杂，变化明显，热变质现象普遍等特点。区域上该组厚度一般为100～200 m，矿区厚达364 m以上。区域上岩性单一、稳定，只见一个沉积韵律，矿区则有三个沉积韵律，且有机炭、黄铁矿明显增加，岩石种类甚多，出现富炭泥板岩、碳质泥板岩、富炭泥岩透镜体和多种多层结核层①张金带等，中南铀矿地质志 (上卷)，中国核工业地质局，2005。。

在含矿层中，富炭泥岩透镜体与铀矿化关系密切，多形成品位较高的富矿体，其铀含量最高可达1%以上。此外，在该层位中还有三个含钒层，但铀、钒矿层位一般不重叠。

图1 梯冲铀矿床地质简图Fig.1 Generalized geologic map of Tichong uranium deposit1．第四系;2．奥陶系下统;3．寒武系上统;4．寒武系中统;5．寒武系下统观音堂组上段;6．寒武系下统观音堂组下段;7．寒武系下统牛蹄塘组上段;8．寒武系下统牛蹄塘组中段;9．寒武系下统牛蹄塘组下段;10．震旦系上统灯影组;11．震旦系下统;12．燕山期花岗岩;13．地质界线;14．断层及编号;15．矿体。

2．2 构造

矿区位于东西向与北东—北北东向构造复合地带，为多次构造运动的产物。其中加里东期以升降运动为主，印支期以褶皱运动为主，形成一系列近东西向褶皱带和层间断裂，燕山期以断裂构造为主，并以北东—北北东向断裂最发育，规模最大。矿床西部的桃树港断裂为区域大断裂一部分，长达60 km，宽20 m左右，倾向南东，倾角70°左右，切割了冷家溪群—三叠系、燕山期花岗岩及北东东向褶皱束等地质体，具平推逆断层性质，其中断裂的东盘向北平移，断裂附近岩层发生明显拖曳，断层内有闪长岩脉贯入，为区域性断裂。近东西向、北西向断裂为主干断裂的次级构造;其中近东西向的一组断裂(F1、F2、F3)在矿区最发育，与铀矿化关系极为密切，直接控制铀矿体、铀矿化的产出，是在褶皱过程中层间滑动的基础上发生、发展起来的顺层断裂，对铀矿化的后生富集有明显的控制作用。勘查揭露表明，已揭露出的矿体多聚集于层间断裂(F1、F2)近侧，近地表的三条近东西向的层间断裂(F1、F2、F3)分别控制着北、中、南三个矿化带(图1)，其中南矿带(F3)地表有异常点的分布。

照片1 梯冲铀矿床含矿层中的石英脉及孔雀石Photo.1 Quartz vein and malachite in ore-bearing strata

3 铀矿化地质特征

3．1 矿化特征

矿区的铀矿体铀矿化赋存于牛蹄塘组，以上段(∈1n3)的铀矿体规模最大，下段仅有铀矿化。矿体赋存于矿区的三条近东西向层间破碎带关系极为密切(F1、F2、F3)，其中 F2为矿区的主含矿构造，在 F2层间破碎带中主矿体占矿区储量的70%，F1中的矿体占区内储量的30%［1］，F3中目前仅有工业铀矿化，还未发现工业铀矿体。因此矿区的铀矿体受层位和层间破碎带的控制是十分明显的。

3．2 矿石特征

矿石中原生铀矿物有显微粒状、显微细脉状沥青铀矿，次生铀矿物有放射状、球粒状硅钙铀矿、菊花状β硅钙铀矿、铜铀云母、钙铀云母、钒钙铀矿、准铜铀云母、磷铀矿等，含铀矿物有含铀褐铁矿、含铀蛋白石、含铀高岭石和含铀水铝英石，伴生金属矿物有兰辉铜矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、赤铁矿、褐铁矿和硫镉石等，伴生非金属矿物有重晶石、水铝英石、胶磷矿、蛋白石、玉髓和磷铝石等。

铀主要呈吸附态存在，其次呈粒径为0．001～0．009 mm的沥青铀矿物产出。根据矿石全岩U-Pb同位素年龄测定，矿床铀成矿年龄范围大，成矿时间长，最早成矿时间为500 Ma以前(与沉积成岩期相近)，最晚为10 Ma，年龄值越小矿石越富。

3．3 矿化类型

从勘查资料证明铀矿体的形成具有沉积成岩预富集，层间破碎带中表生淋积改造再富集的特点，属典型的淋积改造型铀矿床。

4 成矿地质条件分析

4．1 区域构造环境对铀成矿的控制

梯冲矿床的区域构造环境为扬子陆块被动边缘坳陷盆地，是“近东西向褶皱带和层间断裂破碎带、桃树港(NNE向)贯通性基底断裂、大湖山岩体”的三位一体的叠合区，同时属雪峰—九岭成矿带的组成部分。因此，处于有利铀矿成矿的区域地质构造环境。

4．2 地层岩性对铀成矿的控制

区内下寒武统牛蹄塘组为一套富含有机炭、硅质、泥质条带，硅质、泥质、磷质、黄铁矿结核和透闪石岩透镜体岩类组合，厚度大(最厚达364 m以上)。上段斑点状含碳硅质板岩铀含量为102×10－6，千枚状碳质板岩铀含量63×10－6;中段含磷质结核、碳质板岩铀含量34×10－6;下段含碳硅质板岩铀含量43×10－6;上段含铀量是区域同类岩石的6～10倍，牛蹄塘组铀源丰富，是铀成矿的物质来源。

4．3 矿区构造环境对铀成矿的控制

桃树港断裂(NNE向)属贯通性基底断裂控制区内近东西向层间破碎带等次级构造。铀矿化主要位于褶皱层间破碎带与NNE向贯通性基底断裂的交切复合区;矿区内三条次级构造断裂F1、F2、F3分别位于三个韵律层的不同岩性组合结合面。平面上三条断裂都呈弧形，特别是F2断裂向南弧形凸出更明显。弧内侧产状发生变异地段，岩石强烈破裂，规模加大，次级构造发育，是成矿有利空间，因此东西向层间破碎带是储矿的有利场所。

4．4 水文地质及氧化带对铀矿的控制

区内地下水水质类型为SO4—HCO3—Ca—Mg型，含铀量在1．04 ×10－4～9．88×10～4之间。pH=4 ～5，属弱酸性水，有利于铀的溶蚀与搬运。F1、F2、F3断裂为隔水构造，地下水分别位于其上下两盘，受层间裂隙构造控制，地下水类型应属层间构造裂隙水。以F2为例:潜水面在中段上盘标高619．92～672．89 m之间变动;下盘标高在528．94～597．35 m 之间变动;氧化带的发育是含铀地下水在破裂岩石中长期活动的结果。因此层间破碎带中弱酸性水对铀的活化、分解、运移、再富集成矿体起了极为关键的作用。

从坑道岩石比电位测定结果及黄铁矿的氧化程度来看，推测含铀层内氧化带发育较浅，矿体主要部分均处于潜水面以上的氧化带及氧化—还原过渡带。现今矿体已处破坏阶段。据气候、地貌特征，推测矿床氧化带可能形成较早，属古氧化带。成矿后，由于各种地质作用，尤其是新构造运动，使早期已形成的矿体逐渐上升至地表，随之遭受风化、剥蚀并形成现代氧化带。这样矿体上部以及含铀层不断遭受破坏、淋失，继而又被地下水带到下部，在有利的环境、场所，沉淀富集成矿。

5 结束语

根据上面的叙述，矿床受层位、岩性、层间破碎带、氧化还原带等因素控制。寒武系下统牛蹄塘组铀源丰富，为成矿作用提供了丰富的物质来源;层间破碎带这种次级构造，为铀源活化、运移富集成矿提供了有利的空间，水文地质作用形成较发育氧化带为铀源活化、运移创造了条件。矿床成因具有沉积成岩预富集，层间破碎带弱酸性水对富集的铀的氧化、分解、运移，再富集成矿。因此矿床属原生沉积、后生淋积改造再富集的淋积型矿床。

［1］ 罗毅，等．湖北省铀矿资源潜力评价与找矿靶区优选［M］．北京:原子能出版社，2011:68－71．