资中—威远地区铀成矿条件分析

2014-12-31李宝新陈田华

四川地质学报 2014年3期

李宝新，陈田华

（四川省核工业地质调查院，成都 610061）

我国目前发现的砂岩型铀矿床多产出于北方陆相沉积盆地中，从西至东有伊犁盆地、塔里木盆地、吐哈盆地、巴音戈壁盆地、鄂尔多斯盆地、二连盆地、松辽盆地[1]。而四川盆地作为我国南方大型陆相沉积盆地，除川北地区发现中小型砂岩型铀矿外，没有大的突破。通过收集煤田钻孔资料和以往放射性地质资料，对四川盆地中南部资中—威远地区铀成矿条件有了新的认识。

图1 四川省大地构造分区略图

1 地质概况

资中—威远地区位于四川盆地中南部，在区域构造位置上处于上扬子古陆块四川前陆盆地（三级构造单元）西南部的威远隆起（图1）。

据《四川省区域地质志》(1982年），区域构造单元属扬子准地台（Ⅰ）四川台坳（Ⅱ5）的川中台拱内的威远—龙女寺台穹（Ⅳ33）。主要发育穹窿状、短轴背斜及鼻状背斜，方向为 NEE向，在背斜翼部常发育有近南北扭性断层。研究区地层所处区划属四川盆地分区之威远小区。区内地表广泛出露中生界三叠系至白垩系，缺失古近系、新近系和下更新统。以威远背斜为核心，中下三叠统嘉陵江组、雷口坡组组成背斜的核部，上三叠统须家河组构成背斜的主体层位，侏罗系在其外围展布。

2 铀矿化地质特征

2.1 地表铀矿化特征

研究区地表发现75个铀异常点和6条铀异常带，其60%集中分布于威远背斜的北东翼。多赋存于侏罗系上、下沙溪庙组中，含铀异常点73个，异常带6条；上三叠统须家河组铀异常点1个，下侏罗系珍珠冲组铀异常点1个（图2）[2]。

研究区异常主要赋存于上、下沙溪庙组的厚层浅色中粗粒长石石英砂岩或底部含砾砂岩、砾岩中，为河道亚相；矿化与炭质、有机质及动物化石碎片关系密切，异常多呈点状，部分透镜状、扁豆状、带状产出；所发现的异常品位在0.01%以下占56.3%，品位在0.01%～0.03%占28.2%，品位大于0.03%者占15.5%，异常性质好，多为铀（占87.7%）或铀钍混合性（占10.2%）异常，平衡破坏偏铀。

图2 铀异常点、钻孔分布图

A3—607、608、609异常带：异常赋存于下沙溪庙组第一韵律底部含砾砂岩中，呈黄褐色、灰黄色，砾石成份为灰黄色泥岩，分选差、砂质充填、铁质胶结，其中见有炭化植物碎屑及铁锰质，带长26～20m，厚0.5～0.3m，最高 123×10-6，一般 50～70×10-6，底数 16～17×10-6，拣块样u0.008%～0.01%，为铀性异常，平衡系数0.9～1.0。

A3—301异常带：异常赋存于下沙溪庙组第二韵律底砂岩下部灰黄色、灰绿色含砾砂岩中，砾石成份为黄色泥岩及少量黑色燧石，砂质充填，铁质胶结，最高强度 478×10-6，一般（55～60）×10-6，长23m，厚0.5～2m，拣块样u0.108%，最高点u0.378%，Th0.003%；矿化与动物化石碎片关系密切，另见有炭化植物碎屑及褐铁矿等。

A3—626异常带:异常赋存于上沙溪庙组第二韵律底砂岩下部的灰黄色中厚层状长石石英砂岩、含砾砂岩及砾岩中，以泥质粉砂岩、泥岩为底板，地层产状270°∠2°，该带断续长117m，连续长49m，大于60×10-6者长39m，厚0.5～2.5m，最高247×10-6，一般（60～100）×10-6，底数18×10-6，拣块样u0.011%～0.016%，见炭化程度较高的植物碎屑，为铀性异常，平衡系数1.0。

2.2 钻孔异常特征

根据研究区内煤田钻孔资料分析，共发现了45个钻孔存在放射性γ异常，包括3个潜在铀矿孔和42个潜在矿化孔（图 2）[3-5]。钻孔中发现的矿化段多分布于上三叠统须家河组第 1、4、5、6段的灰-灰黑色泥岩、深灰-浅灰色细-中-粗粒砂岩中，煤层中也发现有部分异常；区内地表铀矿化较好的侏罗系中仅在下侏罗统珍珠冲组中发现有矿化，其主要原因煤田勘查中所布设的工程主要针对上三叠统，侏罗系不作为钻孔揭露的主要层位。钻孔中所发现的矿化沿走向及倾向延伸稳定，连续性好，矿化厚度一般在0.7～4.0m，最厚达10.4m；异常γ范围3.5～7pA/kg；对研究区内所发现的3个潜在铀矿孔，其矿化段γ异常强度最高为9.7 pA/kg。

3 成矿条件分析

3.1 构造条件

研究区位于川中平缓褶皱带，该带大部分位于川中加里东古隆起上，主体由川中隆起和威远凸起构成。由于结晶基底固化程度高，盖层为平缓的单斜构造，倾角一般3°～5°，形成大范围的缓倾构造斜坡带，褶皱幅度一般几十至300 m，多属低平构造；区内断层少，地层和砂体未遭受强烈的破坏。蚀源区地层遭受强烈剥蚀作用，致使目的层砂体出露地表，形成构造窗，为铀矿化的形成提供了有利的构造条件。

3.2 岩性岩相条件

通过对主目的层的岩性岩相条件分析，结合区域资料对比研究，侏罗系中统上、下沙溪庙组及三叠系须家河组第5、6段的沉积环境以河流相为主，次为滨湖相，发育多层砂体，具备泥—砂—泥结构，砂体厚度多在5.03～98.28m之间，其砂泥比值适中，对砂岩型铀成矿较为有利；同时区内断裂不发育，砂体连续性好，固结疏松。砂体产状平缓，倾角一般在4°～10°，有利于含铀含氧水的运移；地层中含有丰富的有机质、菱铁矿及铁矿物颗粒等还原介质，有利于铀的还原与吸附并富集成矿。研究区符合砂岩型铀矿赋存的模式地层层序，找矿目的层为含煤盆地中具有还原性质的灰色砂岩层[6]。

3.3 水文地质条件

区内由于构造形变弱、深埋时间相对短、岩石固结程度较低并形成较大范围的自流斜坡，有利于形成长期渗入的水文地质条件，区内具有完整的补—径—排水文地质单元，有利于含铀含氧水的迁移；区内地表、地下水主要受大气降水补给，大气降水一部分顺坡分别向南北流入溪沟、河流；另一部分渗入地下，补给地下水，顺地层倾向分别向北西、南东迳流，在由隆起流经翼部时，流速减慢，给铀沉淀吸附提供了有利条件；区内水质类型为HCO3-Ca·Na或HCO3-Na·Ca型，pH值为6～6.5，有利于铀的溶解和搬运。

3.4 铀源条件

研究区盆地基底是古老花岗岩，是晚太古代陆核的基础上发展起来的，经历多期的构造演化，铀元素趋于向陆壳迁移富集，为后期铀成矿奠定了基础，在结晶基底和褶皱基底形成演化过程中，火山、岩浆、变质作用广泛发育，为铀等金属矿产的形成提供了重要的物质来源。

震旦纪至三叠纪中期地台发展阶段: 震旦纪早期扬子陆块边缘裂陷形成磨拉石酸性火山岩建造，其后在扬子陆块上沉积了多层比较稳定的海相碳酸盐岩和陆源碎屑岩建造，以及晚二叠世的基性岩浆喷溢。其中，震旦系中酸性火山岩、寒武系黑色页岩、志留系泥质粉砂岩、二叠系铝土页岩和含有机质石灰岩等铀含量较高（已发现一些铀矿点和异常点带），可作为中新生代陆相盆地铀成矿重要的矿源层。

盆地盖层上三叠统、侏罗系中发育的多层灰色碎屑岩层本身铀含量较高，已发现多处的铀异常点，亦可为铀成矿提供铀源。

3.5 古气候演化条件

上三叠统为前陆盆地背景、温暖潮湿气候下形成的海陆交互相含煤碎屑岩建造，侏罗系和白垩系为陆内坳陷背景下沉积的陆相灰色杂色红色碎屑岩建造，以湖、湖沼→辫状三角洲、三角洲→ 河流沉积序列填充; 侏罗纪由潮湿气候向干旱气候转变，白垩纪至第三纪中新世为干旱气候。这种演化过程对层间氧化型砂岩铀成矿较有利。

三叠系早期的温湿—半温湿古气候，有利于形成富含有机质和黄铁矿等还原剂的灰色碎屑岩、灰红相间的杂色碎屑岩等有利含矿建造；而晚白垩世干旱—半干旱炎热的古气候则是与地表沟通的含矿建造遭受表生后生氧化改造而富集成矿的必要条件。同样，从下部灰色层形成的油气沿不整合面或断裂上升，进入红层中透水性岩层中成为有利的还原剂，为铀的次生还原提供了充足的条件。