广西向阳坪铀矿床黄铁矿特征及其对矿体延伸的影响

2019-07-11黄剑，谭双，陈琪，高翔，谷勇

中国锰业 2019年3期

黄剑，谭双，陈琪，高翔，谷勇

(核工业二三〇研究所，湖南长沙 410011)

1 区域地质背景

向阳坪铀矿床大地构造位置处于华南扬子板块江南被动陆缘隆起带南缘，苗儿山—越城岭花岗岩穹窿构造西翼的苗儿山岩体中段，南东侧为华夏岛弧系(见图1)[1-2]。此构造区是我国南岭铀—多金属成矿带中的重要成矿区，不仅有苗儿山矿田，还在越城岭隆起边缘晚古生代坳陷区分布有碳硅泥岩型的全州矿田。中部的新资断陷红盆内分布的众多铀矿点、矿化点是一些很有前景的铀成矿区。区内岩浆活动强烈，发育加里东晚期、海西早期、印支期及燕山期的花岗岩，主要出露印支期香草坪岩体和燕山早期第2阶段豆乍山岩体，为主要产铀花岗岩体。区域上褶皱构造主要为苗儿山复背斜，其核部由板溪群组成，呈NNE向延伸；断裂构造主要有NNE向的兰蓉断裂带、香草坪断裂带、新资断裂带、紫花坪断裂带等[3-5]。

2 黄铁矿特征

研究区见有不同期次，不同类型的黄铁矿，既有晶型较好的自形—半自形的在光学显微镜下见小团块状分布的(见图2)，也有呈浸染状、胶状形式的含砷黄铁矿形成的偏灰黑色的黄铁矿脉(见图3)。根据手标本与光学显微镜镜下观察可见，研究区黄铁矿具不透明，金属光泽，高硬度，粒径0.03～0.25 mm左右的特征，常与石英、长石等共生，在背散射图像中少见沥青铀矿等铀矿物呈浸染状分布于自形的黄铁矿中，但可见一些结晶发育较差的黄铁矿与铀矿物共生(见图3),综合前人研究成果与本次样品测试情况认为浸染状含砷黄铁矿与铀成矿关系密切[6-9]。

1 研究区位置；2 Ⅱ级构造单元边界；3 NW向走滑转换构造带；4 中生代NNE向走滑断裂；5 加里东期陆块碰撞缝合带；6 走滑断层叠接带构造；Ⅰ 扬子板块；Ⅰ 1(上扬子地块)；Ⅰ 2(江南地块)；Ⅱ 华南活动带；Ⅱ 1(湘桂褶皱系)；Ⅱ 2(华夏褶皱系)；CCF 茶陵—郴州断裂；ACF 安华—城步断裂；GF 赣江断裂；XZF 新宁—资源断裂

图1 广西向阳坪铀矿床大地构造位置示意

图2 黄铁矿反射光镜下照片

图3 灰黑色胶状黄铁矿手标本照片

对本次所采样品进行激光拉曼分析，由黄铁矿激光拉曼光谱图(见图4)可知，特征最为明显的谱峰位移有336，375，425 cm-1这3处，其中375 cm-1处峰值最高，这是因为Fe-[S2]的伸缩振动，在336 cm-1和425 cm-1处吸收峰分别归属于Fe-[S2]的伸缩振动以及S-S键的伸缩振动。

图4 黄铁矿激光拉曼光谱

3 黄铁矿对矿体延伸的影响

通过对样品磨制的光薄片进行扫描电子显微镜观察分析，发现黄铁矿与铀矿化关系密切，背散射图像中见有铀矿物与黄铁矿共生甚至交代黄铁矿(见图5c)，且观察结果显示铀矿化与具有五角十二面体晶型的黄铁矿关系尤为密切(见图5a、b)。本次黄铁矿的能谱分析共测试了26个点(见图5d、e、f、h、g)，测试结果如表1所示，S含量为50.64%～53.73%，平均为51.71%；Fe含量为44.28%～46.97%，平均为45.61%；Fe/S比值平均为0.88。黄铁矿的主元素为Fe和S，其理论值是ω(Fe)=43.55%，ω(s) =53.45%，Fe/S=0.875。但在复杂的地质作用过程中，因不同程度地混入了其他杂质元素，而出现非标准化学计量特点，使其主元素含量往往偏离理论值。Fe和S含量以及Fe/S比值均与理论值相近，略显富Fe亏S的特征。As含量为0.17%～2.76%，平均为1.90%，从黄铁矿核部往边部含量明显低。

(a、b)具五角十二面体晶形的黄铁矿；(c)铀矿物与黄铁矿共生并交代黄铁矿；(d、e、f、h、g)黄铁矿背散射分析打点位置；(U)铀矿物；(Py)黄铁矿

研究表明：黄铁矿中主成分含量及Fe/(S+As)值与其形成深度相关性较高，相关系数达0.87，深部产出的黄铁矿Fe/(S+As)值为0.846，中部为0.863，浅部为0.926[10-13]。表1中26个测点分析结果显示：本区黄铁矿中Fe/(S+As)值在0.65～1.36之间，平均为0.836，ω(Fe)与ω(S+As)具有负相关关系(见图6)，说明其形成于中部至深部环境。对于内生热液矿床，形成深度越浅，越贫S、富Fe，而形成深度越深，则越富S、贫Fe。微量元素As、Sb、Co、Mo、Hg、Bi、Ni等能指示深部可能有隐伏铀矿体存在，而非矿根相的黄铁矿，应是As、Sb、Co、Mo含量低，Hg、Bi、Ni含量高，Co/Ni，(As+Sb)/Bi比值小的黄铁矿；反之，则意味着矿体剥蚀程度高，已进入矿体的下部，深部找矿希望渺茫。如表1中所列样品分析情况，成矿期黄铁矿中As、Sb、Co出现高含量，相反，Bi、Ni含量相对较低，很可能就反映了矿体剥蚀程度较高，深部矿化揭露情况可能不佳，但综合与铀成矿相关性较高的含砷黄铁矿形成于中部至深部的环境，研究区部分矿化点深部可能存在较好矿体。