贵州剑河圭深铀矿床地质特征及找矿标志研究

2018-08-22李浙，王琼，林丹

世界有色金属 2018年11期

李浙，王琼，林丹

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局核资源地质调查院，贵州贵阳 550000）

贵州省剑河县南明向斜区域已发现铀矿（化）点10余处，近年来通过省地勘基金项目《贵州省岑巩注溪-剑河南明铀矿整装勘查》，发现一中型铀矿床（圭深铀矿床），属典型碳硅泥岩型铀矿床。在对前人研究成果的收集整理、分析总结的基础上，通过矿床地质特征研究，探讨矿床成矿规律，并总结找矿标志，进而为该区及邻区同类型矿床的找矿和预测提供一定帮助[1]。

1 区域地质概况

图1 区域地质略图

研究区大地构造位置属雪峰山基底逆冲推覆带（图1）。区内中元古浅变质碎屑岩构成基底，盖层为深水斜坡相、浅海陆棚相及台地相之碳酸盐岩和陆源碎屑岩组合，盖层与基底之间呈假整合接触。区域上构造多属雪峰运动、加里东运动、燕山运动发展起来的。褶皱、断裂为区域上构造的主要表现形式。

区域内断裂主要发育北东、北北东及东西向等，常造成地层的重复、缺失及不正常接触，形成规模不等、形态各异的断夹块，主要为鱼塘断层、龙章断层、翻滚平推断层、织云逆断层；褶皱主要为革溪背斜、南明向斜、天柱向斜及断层旁侧的牵引褶皱，多呈北东向展布。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区内出露主要地层见图2、表1，其各地层岩性简述如下：

图2 矿区地质图

表1 矿区地层简表

2.2 构造

2.2.1 褶皱

南明向斜：轴向35°，经圭平、孟思和岑广等地，区内长35公里，宽12公里。孟思以北，核部由下寒武统及震旦系组成，两翼对称，岩层倾角40～50°；孟思以南，核部由寒武系清水江组第三段组成，两翼岩层倾角15～25°，东南翼略缓。总的趋势是向西南昂起，脊线略有起伏。在凯寨附近被东西向翻滚断层切断，并由于该断层和东西向巴米向斜的影响，轴线呈“S”型弯曲。在南明附近，由二叠系组成的燕山期向斜覆于其上[2]。

2.2.2 断层

翻滚平推断层：经翻滚、凯寨等地，长约40公里。走向80°，倾向北，倾角50～60°，西端与大田坝断层斜接；东端在盘罔附近消失。为上盘下降的左向平推断层。由西向东断距逐渐减小，最大平推断距1000米左右，最大垂直断距约200米。地形上常形成直谷，沿线有硅化、角砾岩和水平挤压破碎等现象。在凯寨以东2公里处，由于二叠系被错断，说明燕山期有复活现象。

鱼塘断层：位于南明向斜区北西部，北东端延出图外，南西端于桥头北约0.6公里处尖灭，区内长约18公里。鱼塘向南西一段，断层走向北东60°，倾向南西，倾角70～85°，断层走向微有弯曲。其中，外革溪—鱼塘段，断层在下江群清水江组及平略组通过，南东盘相对北西盘地层要新，而外革溪向南西延展，断层切过震旦纪地层，桂平组与清水江组第一段呈角度不整合接触，但不整合面上、下地层断距没有明显差异。该断层可见1.5～4米的断层破碎带及构造角砾岩带，断层切过老堡组地层时，断层带中见有褐铁矿块充填。鱼塘向北东段，断层走向南东65°，倾向北西，倾角约70～85°。此段断层在平略组二、三段地层通过，多次错切平略组二段变质砂岩。可见2～30米不等的断层破碎带或岩层陡带，北西盘相对南东盘要老，表现为逆断层性质。

织云断层：位于南明向斜区北东部，经平地、岳寨分布。走向北东60°，倾向南西，倾角80°，长度26公里，为逆断层，北西盘和南东盘均为清水江组—九门冲组，可见10～15米的构造破碎带或岩层陡带，在震旦系、寒武系地层中形成构造透镜体。

龙章断层:位于南明向斜东部，走向南西50°，倾向南东，倾角87°，长度26公里，为逆断层。两盘地层均为清水江组—隆里组可见0.6～5m的挤压破碎带、构造角砾岩带，构造透镜体及拖拉褶曲发育。

2.3 含矿地层特征

区内含矿地层为震旦-寒武系老堡组、寒武系九门冲组一段，含矿岩石为灰黑、黑色炭质泥岩、含炭质粉砂岩。含矿地层沿向斜两翼展布，异常强度较高，矿（化）层厚度偏薄，但整体连续性较好、规模大[3]。

2.3.1 九门冲组（∈1jm）

上部为灰黑、深灰色薄至中层细晶灰岩，其间常夹极薄层炭质页岩。厚约38m。下部为灰黑、黑色炭质泥岩、含炭质粉砂岩，普遍含细粒黄铁矿。是区内磷、铀、钒等多元素异常层。属斜坡相深水沉积。厚约145m。通过地表物探测量，区内γ值多在50～150×10-6之间，高值可达200～300×10-6；据钻孔测井结果，本组地层均有铀矿化，铀含量为xxx～xxx%，厚度1.05～2.40m；炭质含量增高、岩石呈松散状时，局部富集成矿，铀含量可达xxx%，局部达xxx%。

2.3.2 老堡组（Z∈l）

为黑色、灰黑色薄至中层硅质岩、含炭硅质岩夹薄层炭质泥岩、炭质粉砂岩，水平层理发育，普遍含细粒黄铁矿。属斜坡相深水沉积，硅质岩—炭质泥岩组合，炭质泥岩层为区内赋铀矿岩石。为区内成规模铀多金属矿床的含铀建造。厚约44m。

通过地表物探测量，区内总量本底当量值为22～30×10-6，铀背景当量值为5～20×10-6；老堡组地层中总量测量当量值为50～270×10-6，铀测量当量值为30～93.7×10-6，普遍具有铀异常，主要分布于南明向斜区域。总的来看，南明向斜区域以老堡组为主要含矿层位，向斜两翼含矿层产状较为凌乱，局部倾角陡立，南东翼矿化层较为稳定、连续，矿化层多。

2.4 矿体特征

圭深铀矿床位于南明向斜南东翼。因受断层、层间破碎带影响，各矿化层间距变化较大，矿化程度不连续，结合山地工程及深部钻孔施工情况进行对比，矿体赋存空间位置对比分析后发现，区内有5个矿（化）层，由下至上编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，其中有3层较连续(如图3），现将其特征分述如下：

图3 矿层空间对比图

区内已施工探槽（剥土）25条，揭露矿（化）层厚0.21～0.63m，品位xxx～xxx%；完成钻孔4孔，揭露矿（化）层厚度0.19～0.90m，品位xxx～xxx%。

图4 山地工程素描图

2.4.1 Ⅰ矿（化）层

位于老堡组下部，为炭质泥岩层，距陡山沱组白云岩约6m～7m。圈定1个矿体，由2个见矿工程控制，走向控制长0.23km，真厚0.43m～0.63m，平均真厚0.53m，品位xxx%～xxx%，平均品位xxx%。

矿化层除受沉积建造控制外，同时与层间破碎带有关，矿化蚀变主要为黄铁矿化、褐铁矿化。在下么和老虎冲地段，Ⅰ矿化层产出位置层间破碎带发育强烈，受其影响，铀富集，厚度增大。

2.4.2 Ⅱ矿（化）层

位于老堡组下部，为炭质泥岩夹极薄层硅质岩，距Ⅰ矿化层3.0m～9.0m，较连续。由10个工程揭露控制，矿化层真厚0.21m～0.63m，平均0.38m，品位xxx～xxx%，平均xxx%。

圈定1个矿体，由2个见矿工程控制，走向控制长0.23km，真厚0.21m～0.63m，平均真厚0.42m，品位xxx%～xxx%，平均品位0.103%。

2.4.3 Ⅲ矿（化）层

位于老堡组中部，为区内主矿化层，为炭质页岩层，较连续，距Ⅱ矿化层1.4m～9.5m，一般为6m～7m。由23个工程揭露控制，矿化层真厚0.15m～0.70m，平均0.39m，品位xxx-xxx%，平均xxx%。

圈定1个矿体，由3个见矿工程控制，走向控制长0.73km，平均真厚0.44m，平均品位xxx%。

2.4.4 Ⅳ矿（化）层

位于老堡组中部，为炭质泥岩层，较连续，距Ⅲ矿化层5.0m～12.0m，一般为6m。由7个工程揭露控制，真厚0.19m～0.42m，平均真厚0.31m，品位xxx%～xxx%，平均品位xxx%。

圈定矿体1个，由3个见矿工程控制，走向控制长0.73km，平均真厚0.37m，平均品位xxx%。

2.4.5 Ⅴ矿化层

位于老堡组中部，为黑色炭质泥岩，距Ⅳ矿化层2.65m-8.0m，一般4m，其厚度薄，真厚0.18m-0.66m，一般0.30m，品位xxx-xxx%，平均一般xxx-xxx%。

2.5 矿石特征

铀矿物主要为铀云母、硅钙铀矿，金属矿物主要为黄铁矿，次为磁黄铁矿，非金属矿物主要为玉髓、蛋白石、白云石、方解石。矿化蚀变主要为黄铁矿化，亦见少量硅化、白云岩化。具微晶、隐晶结构，层状构造。

通过对矿石样品进行岩矿鉴定结果表明，矿石中主要由微晶粒状、隐晶状石英、硅质，半自形菱面体状、它形碳酸盐，显微鳞片状绢云母，隐晶状、胶状粘土矿物，不透明炭质，黄铁矿等组成，构成微晶、隐晶结构，层状构造。岩石中的碳酸盐、硅质、粘土矿物等分别相对聚集呈交替互层状分布。其中，石英、硅质含约63%，粘土矿物含约12%，碳酸盐含约7%，炭质含约13%，不透明铁质含约5%；光片下可见少量黄铁矿呈自形、半自形四边形状、五边形状，它形粒状，浅亮黄色，均质，粒径0.001～0.025毫米，浸染状分散分布，部分相对聚集略显纹层状分布（图5A）。

而另一矿石标本则由粒径0.01～0.08毫米的自形、半自形菱面体状白云石，它形粒状方解石，石英、硅质，显微鳞片状绢云母，炭质，黄铁矿等组成，构成粉晶晶粒状结构，层状构造。白云石含约64%，方解石含约12%，石英、硅质含约5%，粘土矿物含约7%，炭质含约8%，黄铁矿含约4%；片下可见少量黄铁矿呈它形粒状，半自形四边形状、五边形状，浅亮黄色，均质，粒径0.001～0.04毫米，浸染状分散分布，部分相对聚集略显纹层状分布（图5B）。

南明地区局部可见层间褐铁矿亦富含铀，其主要由隐晶状、胶状氧化铁质、水铝氧石、粘土矿物、胶磷矿等组成的不规则团粒、团块，和胶结团块、团粒的氧化铁质、水铝氧石、粘土矿物等组成，构成隐晶状、胶状结构，团粒、团块结构。岩石多发育孔洞。其中，团粒、团块含约32%，不规则状，团粒状，多由硅质、水铝氧石、胶磷矿、粘土矿物和少量绢云母、氧化铁质等组成。胶结物含约68%，胶状、隐晶状，半透明或透明，灰白色，见干裂纹，多由氧化铁质、粘土矿物、水铝氧石、少量胶磷矿、硅质等组成，胶结团粒、团块。约含U为0.1%，V2O5为1.5%，含微量的P、Cu，Ni等元素。见大量褐铁矿呈胶状，条带状，胶结物状，灰白色微带蓝色，颜色分布不均匀，非均质性，褐色内反射色。以及黄铁矿呈它形粒状，粒状集合体状，浅亮黄色，均质，痕量。

经取样分析，矿石化学成分简单，以SiO2、Al2O3、MgO、CaO为主，其中SiO2：23.10%～67.62%，Al2O3：0.94%～3.05%，Fe2O3：2.55%～5.14%，K2O：0.44%～1.67%，MgO：1.75%～9.63%，Na2O：0.07%～0.13%，P2O5：0.36%～6.70%，TiO2：0.04%～0.13%，MnO：0.02%～0.03%，CaO：6.54%～18.16%，烧失量11.29%～41.77%。

微量元素以钼、钒、银、硒、镉、磷、铂、钯含量较高，其它含量较低，Co：2.62～10.20×10-6，Ni：23.70～123×10-6，Cu ：35.70～218×10-6，Zn ：19.60～461×10-6，Mo：81.20～336×10-6，Cd：0.43～12.70×10-6，W ：2.65～7.77×10-6，Pb：8.79～25.80×10-6，Bi：0.07～1.07×10-6，Se ：0.01～3.79×10-6。

图5 A标本B1-10镜下鉴定照片

图5 B标本B1-11镜下鉴定照片

2.6 矿体围岩和夹石

矿体主要产出于震旦—寒武系老堡组黑色薄—中层硅质岩的夹层中，含矿岩性主要为炭质粉砂岩（炭质泥岩），根据其赋矿特征结合物探定向测量以及化学分析结果表明，区内矿体围岩为老堡组硅质岩，其夹石亦如此。经物探、化学手段均能证明硅质岩铀含量明显低于其夹层中的铀含量，且异常差异极为明显。

围岩及夹石主要由微晶、隐晶、放射集合体状石英、硅质，和分布其中的粘土矿物、铁质等组成，构成微晶隐晶结构，岩石发育裂隙，裂隙中充填较晚期它形晶粒状石英。其中石英、硅质含约97%，粘土矿物含约2%，铁质含约1%，可见微量赤铁矿，不规则状，非均质性，红褐色内反射色，分散分布以及黄铁矿以它形粒状，浅亮黄色，均质，粒径0.002～0.015毫米，星点状分散分布。

夹石主要由薄层硅质岩夹极薄层状炭质页岩组成，主要存在于三穗向斜两个铀矿床Ⅲ号矿层中，厚度在0.36～0.45m，其厚度小于规范中夹石剔除厚度0.70m，对区内矿体完整性影响不大。

围岩及夹石成分单一，主要以石英、硅质为主，其对区内铀矿完整性影响不大，但硅质岩较脆，亦受挤压或拉伸后发生形变，对夹层间软弱矿层稳定性存在一定影响。

3 控矿因素及找矿标志

3.1 控矿因素

岩相古地理控制了区域铀矿化、地层岩性对铀矿控制明显、构造控制了铀矿体的产出。因此该区成矿应受地层、岩性、构造、岩相古地理等多重因素控制。

（1）地层岩性控制因素。区内铀矿具有明显的层控特点，寒武系下统黑色岩层为成矿过程提供有机质，成矿金属富集与有机质演化具备正相关关系。

晚震旦世灯影时期至早寒武世梅树村—沧浪铺村时期的岩相古地理，形成一套泥硅—碳酸盐组合，富含有机质、磷质、黄铁矿等还原剂、吸附剂，为铀矿提供了良好的富集条件，形成了粉砂岩、炭质泥岩夹层及黑色硅质岩等含铀岩系。在后期构造活动过程中，含铀岩系的物质组分发生改变，活化了含铀岩系内的铀，使铀进一步富集，形成铀矿（化）体。

震旦至寒武系老堡组由硅质岩夹炭质页岩组成，是区内铀矿的主要赋矿层位；寒武系下统渣拉沟组以炭质页岩为主，也是区内磷、铀、钒等多金属矿产出的重要层位。有利的含矿岩石为黄铁矿化炭质页岩，在黄铁矿化、硅化、碳酸盐化等蚀变叠加块段，矿石品位增高。

（2）构造控制因素。区域深大断裂（松桃—榕江深大断裂）贯穿全区，沟通地壳与上地幔，保证了持续、稳定的物源供给。深部构造对成矿起控制作用，构造使成矿元素与热水一起喷流沉积而形成矿床，产于海相黑色岩系中，主要为分布在该区域老堡组中热水沉积的黑色岩系型铀多金属矿床。纳雍-贵阳东西向断裂（六盘水-镇远断裂）和松桃-榕江深断裂在该区交汇。纳雍-贵阳东西向断裂横切三穗向斜北部，形成巨型低洼黑色断裂带或断陷带。沿断裂带超基性至中酸性岩脉、岩体侵入，控制了铀矿化的分布。松桃-榕江深断裂切割三穗向斜东翼，后期继承性多次活动，直接顺层（或近似顺层）切割铀矿化层，为地下热水带来的铀元素提供了一个良好的聚集还原沉淀环境，也为矿化层后期浅部氧化淋释向断裂带或层间破碎带下渗叠加富集创造了条件。