陕西商丹地区铀矿成矿规律及勘查方法组合探讨

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(1.中陕核工业集团二二四大队有限公司，陕西 西安 710024；2.中陕核工业集团公司，陕西 西安 710100)

陕西商丹地区铀矿成矿规律及勘查方法组合探讨

高成1，王建国2，胡小佳1，程德进1，沙亚洲1

(1.中陕核工业集团二二四大队有限公司，陕西 西安 710024；2.中陕核工业集团公司，陕西 西安 710100)

秦岭造山带是我国金属矿产资源的重要基地之一。通过对商丹地区不同类型铀矿的区域地质特征、矿区地质特征及矿床地质特征的综合分析研究，划分出花岗伟晶岩脉型、花岗岩型以及构造热液型三种铀矿类型，进而提出“依托地层、抓住岩体、控制岩脉(脉岩型)、查明构造(构造热液型)、注意岩体中矿物结构构造及主要矿物含量变化部位(花岗岩型)” 等寻找铀矿的找矿判据和找矿方向。同时针对该地区铀矿的成矿地质特点，提出立体式综合勘查的技术方法和手段。

商丹地区；铀矿；花岗伟晶岩脉型；花岗岩型；构造热液型

1 区域地质概况

商州-丹凤-商南地区位于秦岭造山系东部[1]，区内主要出露的地层为下元古界秦岭群、下古生界丹凤群(图1)。

1．老第三系；2.三迭系一侏罗系；3.下古生界云架山群；4.下古生界丹凤群第二岩性段；5.下古生界丹凤群第一岩性段；6.下元古界秦岭群第四岩性段；7.下元古界秦岭群第三岩性段；8.下元古界秦岭群第二岩性段；9.海西期花岗岩；10.加里东期第二阶段花岗岩；11.加里东期第一阶段花岗岩；12.不整合界线； 13.省界限；14. 断裂构造；15.伟晶状花岗脉岩型铀矿床；16.花岗原岩型铀矿床17.构造热液型铀矿床；18.岩体：Ⅰ户家庄岩体、Ⅱ蔡凹岩体、Ⅲ黄龙庙岩体、Ⅳ灰池子岩体、Ⅴ许庄岩体、Ⅵ枣园岩体、Ⅶ骡子坪岩体、Ⅷ刘家台岩体、Ⅸ宽坪岩体、Ⅹ高山寺岩体、Ⅺ商南岩体、Ⅻ铁峪铺岩体

图1商丹地区地质略图(据[7]修编)

秦岭群在区内主要出露第2、3岩性段，以片麻岩、大理岩、石英片岩等为主，发育强烈的混合岩化、花岗岩化作用，是岩浆(热液)成因铀矿床的铀源层[2]。丹凤群以斜长角闪岩、阳起片岩、黑云斜长变粒岩、黑云斜长片岩、石英片岩、硅质岩团块等为主，其第二岩性段底部的石英片岩与构造杂岩为富铀层位，是寻找构造热液型铀矿的有利地段。

区内断裂由南向北分别发育商丹、双槽、分水岭、蔡川四条深大断裂，其中商丹断裂、分水岭断裂、蔡川断裂为Ⅱ、Ⅲ级构造单元的分界线；华北板块与杨子板块的接触部位为商丹蛇绿混杂岩带，商丹断裂与分水岭断裂夹持区为商丹蛇绿混杂岩带，分水岭断裂与蔡川断裂夹持区为北秦岭活动陆元弧。秦岭群中的街子沟断裂、大庄坪-倒管油断裂、中桃坪湘水沟断裂、老油坊断裂总体呈北西西-南东东向，规模较大，主要形成于早古生代，后经燕山期叠加，以平移走滑高角度斜冲性质为主。

受加里东期扬子板块向华北板块的俯冲-碰撞造山作用[3]，区内中酸-酸性侵入活动最为剧烈，演化时限跨度较大，区内花岗岩体和伟晶岩脉群广泛分布，形成了铀从花岗岩岩体→伟晶岩脉→富集成矿的演化序列。

以灰池子[4，5]、黄龙庙[6]岩体为代表的壳幔混源深成相花岗岩岩体，岩性主要为片麻状黑云母二长花岗岩，多侵位于秦岭群地背斜轴部和片麻岩穹窿部位，为含铀黑云母伟晶花岗岩提供了铀源。

2 典型矿床特征

在商丹地区发育典型的铀矿床有光石沟矿床、纸房沟矿床、高山寺矿床等(图1)。

2.1 光石沟矿床

光石沟铀矿床位于大毛沟岩株南西方向外接触带200 m范围内(图2)。

图2 光石沟矿区地质草图

2.1.1 矿区地质特征

矿床出露的地层为下元古界秦岭群第三岩性段第二亚段(Pt1qn3-2)，区内由北向南发育上苍房向斜、李家湾背斜、龙潭凹向斜，以及北西南东向的断层(F2)，出露地表长约1 140 m，宽一般1～3 m，最宽8 m，岩石破碎带发育；近东西向断层(F1)，长约2 480 m左右，宽1～7 m，倾向SW，倾角45°左右，构造破碎带及构造角砾岩发育。它们对含矿岩脉及矿体无破坏作用。区内主要出露灰池子岩体(γ31)和大毛沟岩株(γ32)。

2.1.2 矿体特征

矿区内出露与铀矿化有关伟晶岩脉80余条[8]，以黑云母伟晶花岗岩脉为含矿主岩，出露于大毛沟岩株(γ32)及灰池子岩体(γ31)的外接触带，灰白色、浅肉红色，以中粗粒-伟晶结构为主，块状构造，可见文像结构发育，主要矿物为条纹斜长石、微斜长石、石英、黑云母。呈脉状、似层状展布，与围岩以顺层侵入接触为主、局部切层侵入接触。单个矿体一般长60～550 m，最长976 m，厚0.5～5.23 m，最大厚度7.18 m。铀矿物主要为与黑云母密切共生晶质铀矿，少量沥青铀矿[8]。

2.2 纸房沟矿床

纸房沟矿床位于丹凤县北赵川乡与峦庄镇之间，骡子坪岩体北缘(图1)。

2.2.1 矿区地质特征

矿床出露的地层为下元古界秦岭群第三岩性段(Pt1qn3)，区内可见骡子坪-黄龙庙背斜(图3)，其轴向为近东西向。断裂比较发育，主要为近东西向、北西向、北东向以及近南北向，均为中生代脆性断裂，属于矿后断裂，与铀矿化关系不大。区内主要出露骡子坪岩体(γ32)。

图3 纸房沟地区构造示意图

2.2.2 矿体特征

铀矿(化)体赋存于骡子坪岩体(γ32)与秦岭群第三岩性段(Pt1qn3)内接触带及其附近，主要受岩体内接触带的中粗-伟晶状钾质花岗岩控制，呈条带状、透镜状，大多以盲矿(化)体为主。含矿主岩为加里东期中粗粒-伟晶状钾质花岗岩(图4A)，以中-粗粒花岗结构为主，局部见伟晶结构、文象结构，块状构造(图4B)。矿物成份主要有钾长石(40%～60%)、石英(20%～30%)、钭长石(15%～20%)，次为黑云母、石榴子石等。矿体与围岩界限不清，为渐变关系。具有品位低、厚度大、矿层多、潜在资源量大的岩体型特征。

图4 野外和岩芯照片

2.3 高山寺矿床

高山寺矿床位于双槽断裂与分水岭断裂之间，高山寺岩体西南侧(图1)。

2.3.1 矿区地质特征

矿床出露地层为太古界下太华群第二和第三岩性段(Arth12-3)。区内构造线方向为110°，长期受构造变动和岩浆活动的影响，褶皱和断裂十分发育。区内总体为一向南西倾斜的复杂单斜，倾角60°左右。区内断裂主要有两组：一组走向110°～115°，为压扭性，另一组走向50°～70°，多为张扭性(图5)。区内断裂控制了矿(化)体展布出露特征。区内主要出露宽坪岩体和高山寺岩体。

图5 高山寺矿床地质简图

2.3.2 矿体特征

矿(化)体主要赋存于角砾岩化压碎硅化大理岩中，浅灰绿-灰黑色、暗红色，角砾状构造，糜棱结构、压碎结构，角砾主要为糜棱岩化大理岩、压碎硅化大理岩、硅质矿体等，粒径大者>30 cm，胶结物为黑色。可见黄铁矿、方铅矿、碳酸盐脉等分布。矿(化)体主要分布在构造拐弯膨大的偏张部位和两组构造的交切部位(图5)。

3 成矿规律新认识

研究表明，陕西商丹铀矿矿集区存在“三种类型、两种成因”的铀矿。三种类型分别为花岗伟晶岩脉型、花岗岩型和构造热液型；两种成因分别为岩浆成因和构造岩浆--热液成因。以上类型及成因的铀矿总体表现出“地层多变、构造多期、铀源多源、岩浆多期”的特点。通过对典型矿床的详细解剖，初步总结了商丹地区铀矿的控矿因素和富集规律。

3.1 控矿因素

1)地层多变。区域褶皱构造控制了岩体的侵位和含矿岩脉的空间分布。含矿岩脉或岩体在钾化强烈部位、产状突变部位和岩性、矿物结构变化部位制约了矿体产出。2)构造多期。区内断裂构造控制了矿(化)体的空间分布，矿(化)体在构造膨大偏张部位和断层交汇部位产出，表现出多期多类型多成因构造岩浆活动[3]。成矿热液主要有来自岩浆的热液和构造作用导致地层重熔的热液，表现出多源特征。3)铀源多源。铀矿物质来源以花岗质熔浆为主，地层为辅。如：加里东期花岗岩、秦岭群第三岩性段。4)岩浆多期。北秦岭商丹地区及邻区的构造岩浆侵入活动划分为四期：晋宁期(1 000～700 Ma)、晚加里东-早华力西期(460～360 Ma)、晚华力西期-印支期(270～195 Ma)、燕山期(170～80 Ma)，而以晋宁期和晚加里东-早华力西期岩浆活动最为强烈，与北秦岭地区的多期多类型俯冲-碰撞造山作用密切相关[3]。

3.2 富矿规律

1)矿区的含矿主岩为：黑云母花岗伟晶岩脉、中粗粒-伟晶状钾质花岗岩、角砾岩化压碎硅化大理岩。2)矿化异常多产于颜色混杂、矿物成份杂、结构混杂、蚀变强、构造拐弯膨大的偏张部位和两组构造的交切部位。3)独居石、锆石、磷灰石、石榴子石、磷钇矿等副矿物富集部位。4)脉体或岩体与黑云斜长片麻岩地层接触带及强烈混染的部位；脉体或岩体中变质岩残留体多，混染强烈，出现斑杂状、云雾状、条带状构造的部位。矿化异常集中区分布在断层两侧和岩体的内外接触带。5)脉体或岩体边部灰色、深灰色石英块体或硅质壳的部位。铀-污色碳酸盐金属硫化物组合为富矿阶段的矿物组合。6)产状变化较大及构造强烈部位。

4 结语

1)找矿方向。在实际工作中，要重点寻找含铀有利层位，控制岩体、岩脉(伟晶岩型)展布特征，详细查明构造(构造热液型)活动特征，特别注意岩体中矿物结构构造及主要矿物含量变化部位(花岗岩型)的调查研究，为丹凤地区铀矿工作提供找矿方向。

2)找矿方法组合。根据多年的地质勘查实践，在该地区找矿中，应该注意加强立体式综合勘查技术方法的研究和应用。(1)航电、航磁、航空伽玛、遥感选区。通过遥感解译的区域环形构造和线性构造，选择有利的构造背景区，结合小比例尺的区域航测，选择铀成矿异常区。(2)矿田构造研究。进行专项的构造研究，查清区域构造分布及其演化特征。(3)放射性物探与地质填图同时开展。大比例尺地质填图结合放射性物探扫面查清岩体岩脉分布规律及其放射性特征，圈定异常，确定含铀地质体。(4)普通物探测深。对成矿重点区进行普通物探测深研究，揭示矿体深部展布特征。(5)地球化学寻根。利用同位素地球化学示踪技术，追根溯源，理清成矿物质来源，预测矿体富集走向。(6)工程验证。采用槽探或浅钻工程对物化探异常进行揭露并圈定地表矿体，采用中浅部小型平硐或钻探工程查明矿体在浅中部的产状、品位、厚度及其展布特征，进一步扩大矿体规模。

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Acombinationofuraniummineralizationandprospectingmethodsinshangdan,shaanxiprovince

GAOCheng1，WANGJian-guo2，HUXiao-jia1，CHENGDe-jin1，SHAYa-zhou1

(1.China shaanxi nuclear industry group co., LTD., Xi'an 710024, China;2.China shaanxi nuclear industry corporation, Xi'an 710100, China)

Qinling orogenic belt is one of the important bases of metal mineral resources in China. Through the comprehensive analysis of regional geological characteristics, different types of uranium deposits of Shangdan area mine geology and geological features, divided pegmatite,granite type and tectonic hydrothermal type uranium deposit three. And then put forward the“relying on the strata, rocks, dikes (seize control dyke type), geological structure (tectonic hydrothermal type), pay attention to the changes in rock mass structure and mineral contents of main minerals (granite type)”looking for uranium prospecting criteria and prospecting direction. At the same time, according to the metallogenic geological characteristics of uranium deposits in this area, the technical methods and means of stereoscopic comprehensive exploration are put forward.

Shangdan area；uranium deposit；granite pegmatite vein type；granite type；tectonic hydrothermal type

P612

A

1004-1184(2017)05-0104-03

2017-06-20

陕西省自然科学基础研究计划项目(2016JM4009)资助；整装勘查区找矿预测与技术应用示范项目

(12120114014401)资助

高成(1985-)，男，湖北宜昌人，工程师，主要从事铀矿地质和构造地质学研究。