华阳川铀多金属矿床铀成矿地质特征

洪斌跃，彭瑞强，魏星星，张涛，赖静



华阳川铀多金属矿床铀成矿地质特征

洪斌跃，彭瑞强，魏星星，张涛，赖静

（东华理工大学地球科学学院，南昌 330013）

华阳川铀多金属矿床位于华北板块与秦岭造山带接触的小秦岭地区，该矿床的成矿类型极具独特性，在国内外尚未发现该类型的如此大规模的铀多金属矿床。该矿床具有多矿种、大矿量、潜力大的特点。该矿床的地质科研工作程度较低。通过综合分析前人研究成果的基础上，结合野外地质特征，探明了该矿床的含矿主岩为伟晶岩及碳酸岩脉；与矿化密切相关的主要热液蚀变类型为霓辉石化、微斜长石化、阳起石化和黑云母化；铀矿化类型可分为含铀黑云母化（或阳起石化）伟晶岩脉型、含铀钾化伟晶岩脉型、含铀霓辉石（或黑云母、阳起石）方解石石英脉型和含铀片麻状花岗岩型；铀在矿石中的赋存形式主要为铌钛铀矿、晶质铀矿、沥青铀矿和铀钍石。

铀矿：多金属；华北板块；华阳川

华阳川铀多金属矿床位于华北板块与秦岭造山带接触的小秦岭地区，是我国重要的金、钼、铀矿产地之一。区内构造运动、变质作用和岩浆活动十分活跃，具备了铀及多金属矿成矿的有利条件[1]自上世纪50年代就有地质工作者对该矿床进行研究，近年来又陆续有更多的地质工作者对该矿床进行科研工作，但目前对该矿床的地质科研工作程度还是相对较低，笔者在综合分析前人研究成果的基础上，结合野外实际地质特征，对该矿床的铀成矿地质特征进一步深入分析，以此为今后研究者加强对该矿区的基础地质研究、地质勘探找矿提供一定的指导作用。

1 区域地质背景

华阳川铀多金属矿床位于陕西华阴市华县境内，大地构造上位于华北陆块南缘与秦岭造山带接触的小秦岭陆内造山带（图1），地质和地球物理资料表明，小秦岭陆内造山带是华北陆块南缘一个狭长的古隆起区，其南北分别为宝鸡-固始-栾川断裂和丹凤-商南断裂所限制，前者为秦岭褶皱带与华北陆块的边界断裂，而后者为北秦岭与中秦岭的边界断裂[2]。

图1 研究区大地构造位置图[3]

区域内出露地层主要有太古界太华群三关庙组（Arth1s）、秦仓沟组（Arth2q）、中元古界长城系熊耳群（Pt2xn）、高山河组（Pt2g）、蓟县系龙家园组（Pt2l）、巡检司组（Pt2x）和杜关组（Pt2d）。

区域内断裂构造比较发育，整体上呈近EW向展布，主要为多期次的近EW向韧性剪切带，其次有NWW向、NW向、NE向的断裂构造带。其中近EW向断裂由于受到多次不同方向构造应力的作用，往往具有多种性质的叠加表现。如在燕山运动以前为压性特征，燕山运动早期受到NE向挤压作用而显扭性，并控制一系列中酸性小岩体的展布[3]。

区域内岩浆岩广泛发育，岩浆作用强烈，具有长期性和多期性。岩浆侵入活动以中-酸性为主，主要有晋宁期、晚加里东-早华力西期和印支-燕山期，以燕山期岩浆活动最为强烈，燕山晚期形成的花岗斑岩岩株控制区内钼、铅、锌、铜矿带及矿床分布。

2 矿床地质特征

矿区内出露的地层较为简单，主要为太华群变质岩地层，主要岩性为黑云母片岩、黑云母斜长片麻岩和角闪斜长片麻岩。矿区断裂构造发育，形成了NW-SE向裂隙密集带，裂隙中多被不同类型的脉岩、矿脉充填，褶皱主要是由片麻理构成的层间褶皱[4,5,6]。矿区岩浆岩种类较多，主要以岩体和岩脉的形式产出，如华山岩体、老牛山岩体、小河岩体、黑云母花岗斑岩脉、伟晶岩脉、碳酸岩脉、煌斑岩脉、细粒花岗岩脉等。

2.1 岩脉

矿区内出露有大量的岩脉，如变质闪长岩脉、黑云母角闪岩脉、黑云母花岗斑岩脉、伟晶岩脉、碳酸岩脉、煌斑岩脉、细粒花岗岩脉等，其中与铀矿化密切相关的为伟晶岩脉和碳酸岩脉。

2.1.1伟晶岩脉特征

矿区内伟晶岩脉广泛分布，是主要的赋矿围岩，但一般规模不大，主要为花岗伟晶岩，以NW走向为主，主要呈脉状、透镜状沿早期张性、张扭性裂隙充填。脉体规模大小不等，宽度几厘米到几十米不等，长度几十米到几百米。岩石呈灰白色-肉红色，中粗粒-伟晶结构，局部呈似斑状结构和文象结构，块状构造，主要矿物成份为石英、钾长石、斜长石，少量黑云母、角闪石等暗色矿物。副矿物有榍石、锆石、磁铁矿、褐帘石、独居石以及少量钍石、铀钍矿等。岩石中常见细脉状、星点状、团块状的方铅矿化、黄铁矿化、磁铁矿化，偶见星点状黄铜矿化。

矿区内的伟晶岩主要为花岗伟晶岩，同时发育有黑云母化（或阳起石化）伟晶岩和钾化伟晶岩，后两类伟晶岩分布广泛，但脉体规模较小，宽度一般小于十米，主要呈NW走向和NNW走向，少量NE走向。矿区内与铀矿化关系最为紧密的伟晶岩为黑云母化（或阳起石化）伟晶岩，其次是钾交代伟晶岩，而花岗伟晶岩铀矿化现象较弱，裂隙发育部位偶见铀矿化，较完整的花岗伟晶岩无明显的铀矿化现象。黑云母化（或阳起石化）主要发育于伟晶岩脉与围岩接触部位及裂隙处，黑云母化（或阳起石化）较强的部位常见有较强的铀矿化现象，偶见浸染状的铌钛铀矿产出。

2.1.2碳酸岩脉特征

矿区内发育有大量的碳酸岩脉，是最主要的赋矿围岩，主要沿NW向张性和张扭性断裂及其伴生的次级裂隙充填，呈脉状或网脉状穿插于早期的太华群变质岩地层、花岗岩、花岗斑岩和花岗伟晶岩中[2]，脉体宽度范围较广，从几厘米到几米均有发育，碳酸岩脉的产状、形态规模和空间分布与断裂和裂隙构造的发育情况密切相关，在断裂和裂隙构造较发育地段，大小脉体呈网状交织，脉体分布和形态非常复杂。矿区内大多数碳酸岩脉受到构造、热液作用的改造而产生破碎，裂隙中常见有铀铌矿化和铅矿化的发育，是该矿床最重要的含矿岩脉类型，而发育较为完整、纯净的碳酸岩脉无明显的矿化现象。

矿化碳酸岩脉中矿物种类繁多，以方解石、石英为主，另含有多种硅酸盐矿物（如微斜长石、霓辉石、阳起石、黑云母、沸石等）、金属矿物（黄铁矿、方铅矿、磁铁矿、黄铜矿等）、Sr、Ba矿物（如天青石、重晶石、菱锶矿等），以及各种稀有、稀土和放射性元素的矿物（如铌钛铀矿、钍石、褐帘石、独居石、磷灰石、锆石等）[2,7]。这些矿物大多沿着碳酸岩脉内裂隙充填，明显晚于碳酸岩形成，表明碳酸岩形成后受到构造、热液作用的改造而形成破碎裂隙，不同期次的含矿热液沿这些裂隙充填沉淀成矿。矿区内与铀矿化关系最为紧密的碳酸岩脉为含霓辉石（或黑云母、阳起石）方解石石英脉，其次是含重晶石方解石石英脉，而含沸石方解石石英脉及较为纯净的方解石石英脉并无明显的铀矿化现象，主要为方铅矿化。

王林均等[8]和惠小朝等[9]对该矿区内含矿碳酸岩进行化学成分、微量元素分析，结果显示碳酸岩中富含Ba、Sr、REE等不相容元素，明显区别于沉积碳酸岩，与典型的火成碳酸岩特征相符，且δ13CV-PDB和δ18OV-SMOW基本一致，均落在初始火成碳酸岩范围内，说明该矿区范围内的碳酸岩为火成碳酸岩。

2.2 矿体特征

矿体主要受断裂构造和各类岩脉（特别是伟晶岩脉和碳酸岩脉）控制，裂隙构造和岩脉越发育的地段矿体规模越大。矿体总体上呈北西走向，倾向北东，倾角35°～50°。铀矿体形态主要呈似层状、不规则大透镜状、大脉状和厚大网脉状。铀矿体在1 300m标高以上矿体集中、形态完整、厚度较大，主要矿体厚度2～94m，厚度变化系数41%～77%，厚度较稳定[6,10]。

3 热液蚀变与铀矿化特征

3.1 热液蚀变

矿区内断裂构造发育，热液作用强烈，热液沿着构造裂隙运移时，与围岩发生物质交换，同时产生不同的围岩蚀变，而不同的蚀变矿物类型往往指示着不同的矿化。该矿床内与铀矿化密切相关的热液蚀变作用主要是伟晶岩脉与碳酸岩脉内的热液蚀变作用，与铀矿化密切相关的主要蚀变类型主要有霓辉石化、微斜长石化、阳起石化和黑云母化，其次是钠长石化、硅化和碳酸盐化等[2,7]，这些蚀变类型的空间分布与伟晶岩脉及碳酸岩脉的产出和分布密切相关，各种围岩蚀变常见彼此叠加，形成本区复杂的蚀变岩石。

1）霓辉石化：是矿区内最为重要的围岩蚀变类型，主要分布于碳酸岩脉内及附近围岩的中，主要表现为霓辉石含量增高，其它矿物（如石英、黑云母等）减少，呈暗绿色，呈团块状（1×2~4×5cm）、条带状（1~3cm）、细脉状（﹤1cm）分布于碳酸岩脉内或围岩中，见少量发育于伟晶岩脉内。碳酸岩脉和伟晶岩脉内的霓辉石化与铀矿化最为紧密，常伴有暗褐红色的铀矿物产出。

2）微斜长石化：是矿区内主要的一种围岩蚀变类型，主要发育于伟晶岩脉和碳酸岩脉中，主要表现为由大量的微斜长石、少量的石英和钠长石及微量的黑云母和褐帘石等构成的集合体。一般呈似脉状或条带状交代伟晶岩脉内早期生成的矿物。微斜长石化的产出常伴有铀矿化。

3）阳起石化：分布较广，各种围岩及脉岩内均有分布，主要表现为阳起石交代石英、微斜长石、霓辉石等，与铀矿化密切相关，特别是伟晶岩脉和碳酸岩脉内的阳起石化常伴有铀矿化。

4）黑云母化：主要发育于伟晶岩脉、碳酸岩脉及附近的片麻岩当中，主要表现为黑云母交代钾长石、斜长石、角闪石等，致使原岩中黑云母含量升高，形成黑云母条带，条带宽度不等，一至几厘米宽均有分布，部分黑云母呈团块状，团块大小1×2cm至3×4cm。黑云母化的产出常伴有铀矿化。

5）钠长石化：主要发育于碳酸岩脉附近的黑云母花岗斑岩和花岗伟晶岩中，主要表现为由细粒钠长石构成的钠长石化条带，部分碳酸岩脉内也有发育，可见细粒钠长石沿方解石颗粒间隙交代早期方解石或石英的现象。

6）硅化：分布较广，各种围岩及脉岩内均有分布，主要表现为它形粒状石英交代微斜长石、霓辉石、方解石或早期形成的石英，接触部位为可见次生加大边，致使原岩石英含量增高，原岩（特特别是片麻岩类）的结构变得更加致密。

7）碳酸盐化：常见碳酸岩脉中的方解石呈粒状、浸染状交代围岩中的斜长石、黑云母等矿物。

3.2 铀矿化特征

3.2.1铀矿化类型

根据赋矿围岩及矿物共生组合的不同，该矿床的铀矿化类型可分为含铀黑云母化（或阳起石化）伟晶岩脉型、含铀钾化伟晶岩脉型、含铀霓辉石（或黑云母、阳起石）方解石石英脉型和含铀片麻状花岗岩型。

1）含铀黑云母化（或阳起石化）伟晶岩脉型：该类型的铀矿化主要发育于黑云母化（或阳起石化）伟晶岩脉中的裂隙内，常见黑云母和阳起石与铀矿物共生（图2A），铀矿物呈星点状分布。

2）含铀钾化伟晶岩脉型：该类型的铀矿化主要发育于钾化伟晶岩脉中（图2B），铀矿物主要发育于微斜长石颗粒间隙及裂隙内，呈浸染状或脉状产出。

3）含铀霓辉石（或黑云母、阳起石）方解石石英脉型：该类型的铀矿化主要发育于含霓辉石（或黑云母、阳起石）方解石石英脉中（图2C），常见有霓辉石、黑云母和阳起石与铀矿物共生，铀矿物呈浸染状产出。

4）含铀片麻状花岗岩型：该类型的铀矿化主要发育于片麻状花岗岩的裂隙内（图2D），常见有黄铁矿与铀矿物共生，铀矿物呈脉状产出。

3.2.2矿石特征

惠小朝等[7,11]对华阳川铀铌铅多金属矿床中的矿石进行研究，认为矿石中主要的有用矿物为铌钛铀矿和方铅矿，其次为褐帘石、独居石、磷灰石、重晶石和天青石等。脉石矿物主要有方解石、微斜长石、石英、斜长石、霓辉石、角闪石和黑云母等。其它金属矿物主要有黄铁矿、磁铁矿和黄铜矿等。矿石结构主要为自形-半自形粒状结构、包含包裹结构、环带结构、溶蚀结构、镶嵌结构和交代结构等。矿石构造主要为不规则团块状构造、细脉状构造、网脉状构造和浸染状构造，局部呈条带状构造和晶洞构造。

3.2.3铀的赋存状态

惠小朝[3]、武翠莲等[12]和高成等[13]等对华阳川铀多金属矿床中铀的赋存状态进行研究，认为铀在矿石中的赋存形式主要有两种，一种是以含铀矿物的形式存在，另一种是以铀矿物的形式存在。含铀矿物主要为铌钛铀矿、铀钍石和钍石，少量以类质同象形式存在于长白矿、独居石、褐帘石、磷灰石、榍石等当中，铀矿物主要为晶质铀矿和沥青铀矿。

4 结论及展望

综合分析前人对华阳川铀多金属矿床的研究成果，结合野外实际地质特征，探明了该矿床的含矿主岩为伟晶岩及碳酸岩脉；与矿化密切相关的主要热液蚀变类型为霓辉石化、微斜长石化、阳起石化和黑云母化；铀矿化类型可分为含铀黑云母化（或阳起石化）伟晶岩脉型、含铀钾化伟晶岩脉型、含铀霓辉石（或黑云母、阳起石）方解石石英脉型和含铀片麻状花岗岩型；铀在矿石中的赋存形式主要为铌钛铀矿、晶质铀矿、沥青铀矿和铀钍石。

该矿床的地质科研工作程度相对较低，对该矿床的成矿流体及成矿物质来源、成矿温度、矿床成因、成矿年龄、矿物的共生组合及分布规律等方面均未具体查明，希望今后研究者能在这些方面进一步研究，丰富矿床基础研究，建立矿床模型，为下一步找矿工作提供一定的理论基础。

图2 华阳川铀多金属矿床不同铀矿化类型

A、含铀黑云母化（或阳起石化）伟晶岩脉型：土黄色的铀矿物呈星点状发育于黑云母化和阳起石化的伟晶岩脉内；B、含铀钾化伟晶岩脉型：暗褐色的铀矿物呈细脉状或浸染状发育于钾化的伟晶岩脉内；C、含铀霓辉石（或黑云母、阳起石）方解石石英脉型：暗褐色的铀矿物呈浸染状发育于含霓辉石、黑云母和阳起石的方解石石英脉内；D、含铀片麻状花岗岩型：暗褐色的铀矿物呈细脉状发育于片麻状花岗岩内。

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Geological Features of Uranium Metallization in the Huayangchuan U-Polymetallic Deposit

HONG Bin-yue PENG Rui-qiang WEI Xing-xing ZHANG Tao LAI Jing

(College of Earth Sciences, East China University of Technology, Nanchang 330013)

The Huayangchuan U-polymetallic deposit lies in the Xiaoqinling gold deposit cluster area between the North China plate and the Qinling orogenic belt. This deposit type has not been found at home and abroad. The deposit is hosted in pegmatite and carbonate dykes. Main wallrock alteration types are aegirine-augitization, microclinization, actinolitization and biotitization. Uranium mineralization may be divided into 4 types such as uranium-bearing biotitizated (or actinolitizated) pegmatite dyke type, uranium-bearing potassium feldspathizated pegmatite dyke type, uranium-bearing aegirine-augite (or biotite-actinolite) calcite-quartz vein type and uranium-bearing gneissic grante type. The uranium minerals are betafite, uraninite, pitchblende and uranothorite.

uranium-polymetallic mineralization; type; Huayangchuan; Xiaoqinling gold deposit cluster area

2017-11-08

东华理工大学校长基金项目（基金编号：DHXK201402）资助

洪斌跃（1991-），男，福建泉州人，硕士研究生，研究方向：铀矿地质学

P619. 14

A

1006-0995（2018）01-0097-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.01.021