花岗岩型铀矿床类型及成矿模式

(成都理工大学　四川　成都　610059)

铀资源是我国重要的战略资源和能源资源，也是我国核工业发展的基础原料。我国铀矿资源分部较广，铀矿床类型目前主要划分为花岗岩型、砂岩型、火山岩型和碳硅泥岩型。花岗岩型铀矿就是含铀热液在运移、沉淀、富集过程与花岗岩体有一定的相关性的铀矿体，是我国最主要的铀矿床类型，占已探明总储量的38.8%。我国幅员辽阔，花岗岩出露面积广泛，约有85万多平方公里，具有很大的找矿前景，因此对花岗岩型铀矿的研究十分重要。

一、花岗岩型铀矿的类型

花岗岩型铀矿床根据矿体产出位置可以划分为花岗岩体内部、花岗岩体外接触带和花岗岩体上叠断陷红盆三种类型。这三种类型的矿床除了产出位置的不同和矿体围岩性不同外，他们的成矿机理，成矿过程十分接近。一般情况下花岗岩型铀矿床是分布在大型的花岗岩体内部或者外部接触带附近，分布规律与花岗岩体的分布面积有关。

(一)产于花岗岩内部

产于花岗岩内部的铀矿床的成矿机制一般是热液成矿，是花岗岩型铀矿床中出现较多的类型。该类型又可以根据与铀矿物共生的矿石矿物的不同和蚀变类型的不同分为硅化断裂带型、交点型、粘土蚀变岩型和碱交代岩型四种类型。

硅化断裂带简称硅化带，是由石英、碎屑和未交代的残余岩石构成，颗粒大小不等，结晶程度不同。硅化带是花岗岩型铀矿主要的控矿构造。硅化带发育成矿期棕红色微晶石英、灰黑色微晶石英、黑色萤石和红色方解石，根据这些成分硅化断裂带型铀矿可以继续划分为微晶石英型、萤石型、绿泥石型和次生铀矿型。

交点型矿床是指硅化带与中基性岩墙相交位置影响的铀矿床，矿体赋存于相交位置。两者交接复合的方式不同，矿化规模和矿体产状也会不同，具体规律为：反接复合，在交点形成柱状富矿体；斜接复合，矿体赋存在交接部位的硅化带及其上下盘花岗岩和中基性岩墙中，矿体产状与硅化带一致；重接复合，矿体在重接复合的硅化带及次级带；走向平行，倾向交接，形成阶梯状矿体群。交点型矿床按脉石矿物可分为微晶石英型和碳酸盐型。

粘土蚀变岩型铀矿床指产于有明显粘土化蚀变的碎裂岩中，主要有水云母化和绿泥石化。粘土化是水岩作用的产物，其发育程度主要取决于岩石的碎裂程度、水岩作用时间的长短和岩石裂隙和孔隙度。蚀变碎裂岩带多处于硅化带附近上下盘中，碎裂度较大，蚀变程度强较强，蚀变层次性明显。

碱交代岩型矿床是指在钾化、钠化及钾-钠混合交代等蚀变带中赋存的铀矿床。我国把这种类型也称为碱性蚀变碎裂岩型铀矿床，由碱性热液作用下产生，产在碎裂碱交代岩(碱性蚀变岩)中的铀矿。与铀有关的碱性蚀变岩与正常花岗岩比较，主要化学成分K2O、Na2O、Fe2O3、TiO2等组分普遍增高，而硅、钙和二价铁减少，相应的矿物发生变化。矿化只产出在蚀变碎裂岩中，通常碎裂岩带的规模越大、碎裂程度越高，矿化的规模也越大，品位越高。

(二)产于花岗岩体外接触带

外带型铀矿床主要是在花岗岩体外接触带含黄铁矿的变质岩和沉积岩中赋存。其中一类铀矿化主要在岩体内部，少部分在外接触带，另一类为非典型的产铀岩体，主要产出在外接触带，内部基本没有或仅有少量的矿。外接触带矿床受褶皱构造和断裂构造联合控制，并具有层控性，赋存在富含碳质、有机质、硫化物和低价铁的还原性地层中。多为单铀型矿化，有其他元素伴生，但与铀成矿不是同期产物。

(三)产于岩体上叠断陷红盆

岩体上叠断陷红盆中铀矿床产出在断陷红盆中靠近控盆断裂一侧。控盆构造多为长期活动的拉伸构造(拆离构造)。其下盘为花岗岩或变质岩，常遭受强烈的挤压片麻岩化，显示深部构造变形特征，上盘红色碎屑岩发生退色蚀变。多为单铀型矿化。

二、成矿模式

铀成矿作用是源—运—聚的动力学过程，花岗岩型热液铀矿床是构造演化—岩浆作用—成矿流体系统演化的产物。铀源是铀成矿的先决条件，亦是铀矿形成的基本条件。形成铀矿床的铀，主要来源于铀活化的富铀花岗岩，但部分铀也可能来自地幔流体从深部地壳和上部地层中萃取的铀和燕山晚期酸性岩浆熔体结晶过程中趋向进入流体的铀。铀源充足是富铀矿体形成最基本的前提。

伴随印支-燕山早期及更早时期的构造-岩浆活动，在地幔热柱作用中的地幔流体残余作用下，使铀源层中的铀进入热液，并促使铀发生运移富集，即含铀或富铀古陆壳(前寒武纪变质基底)重熔上侵形成印支期、燕山早期富铀花岗岩体；在高温高压的岩浆自交代环境中，产生白云母化、钠长石化、石榴子石化等，其中以白云母化最强和最广，使稳定状态下的铀发生活化，主要以铀酰配合物或离子状态赋存于富硅、富钠和富氟、二氧化碳挥发份的气液中，并伴随岩浆进一步演化分异而被带入热液中，而极少晶出铀矿物直接成矿体，这就是花岗岩型铀矿床只有热液矿床的根本原因之一。

燕山晚期，地壳伸展减薄、拉张裂陷的强烈构造活动时期，地幔碱质流体上升、壳源或壳幔混合的酸性岩浆和幔源基性岩浆上侵，这不仅使早期岩体中岩石铀进一步遭受变质作用、碱质交代作用和构造热液作用的强烈改造与活化，促使花岗岩体中的铀呈更进一步活化状态；并且更为重要的是，又为铀成矿直接提供了丰富的热能、热流体和矿化剂。多阶段热液蚀变叠加、岩石破碎、蚀变、变质强烈为富铀矿体的形成提供更多铀源，并促使铀发生多次运移而更加富集。

此时成矿热液富∑CO2、富U，随着富铀热液上升至断裂破碎带时，在相对开放的构造环境中，由于压力和氧逸度等物理化学条件的变化，在Fe2+、S2-等还原剂的作用下，铀酰配合物分解，大量∑CO2逸出，U6+还原成U4+在有利部位进而沉淀成矿。