武当-桐柏-大别成矿带铀矿成矿特征与找矿远景

刘 华，罗 平，丁迪生

(湖北省核工业地质调查院，湖北 孝感 432000)

0 引 言

武当-桐柏-大别成矿带夹持于华北地块和扬子地块之间，是秦岭复合造山带的东延部分和根带(亦是中国中央造山带的重要组成部分)，大地构造位置属秦岭褶皱系南秦岭-淮阳褶皱带，铀成矿区带划分上属祁连-秦岭铀成矿省南秦岭铀成矿带东段，铀成矿地质条件极为有利。该带内湖北地区铀矿化信息点多、面广，已知铀矿床(点)多达32处，有铀矿找矿远景的伽玛总量异常点(带)上千处，分布范围广，找矿潜力大。

1 成矿地质背景

1.1 地层

武当-桐柏-大别成矿带(湖北地区)属秦岭-大别山地层区十堰-随州地层分区和桐柏-大别地层分区。十堰-随州地层分区出露新元古界青白口系-第四系地层，主要地层包括新元古界青白口系武当(岩)群、南华系耀岭河组、震旦系和古生界。与铀矿关系密切的寒武系以及志留系地层，是碳硅泥岩型铀矿赋矿地层。下古生界寒武系-奥陶系-志留系硅质碳质碎屑岩-碳酸盐岩系，主要分布于鄂西北的两竹两郧地区。桐柏-大别山地层分区出露有新太古界-元古界地层及零星分布的晚白垩统-新近系“红层”，主要地层有新太古界木子店(岩)组、古元古界大别(岩)群、红安杂岩等，是区内产于变质岩中的铀矿化主要赋矿岩层，厚度大，分布广泛，放射性强度较高。

1.2 构造

武当-桐柏-大别成矿带(湖北地区)属于秦岭-大别造山带一级构造单元，构造整体呈北西西向展布，与成矿有关的主要断裂构造有青峰-襄阳-广济断裂、桐柏-磨子潭断裂、新城-黄陂断裂、两郧断裂、十堰-耿集断裂、白河-石花街断裂、竹山-竹溪断裂等。

青峰-襄阳-广济断裂是分隔秦岭-大别山造山带与扬子板块的区域性大断裂，断裂的主体性质为由北向南的逆冲推覆。该深大断裂附近寒武纪-志留纪时期为一陆源浅海-滨海相沉积环境，有利于铀矿的沉积预富集；桐柏-磨子潭断裂、新城-黄陂断裂呈北西-南东向延伸，表现为大型逆冲推覆断层和褶皱构造，区内大部分中生代酸性花岗岩均侵位于该构造的两侧或其挟持部位，对铀矿化也有一定的控制作用；两郧断裂、十堰-耿集断裂、白河-石花街断裂、竹山-竹溪断裂为一套以北西向为主的断裂构造，具有逆冲推覆性质，是区内碳硅泥岩型铀矿床(点)主要的控矿构造，与这些构造同时形成了一组北西向相互平行、产状相近、规模较小的次级构造，是区内的主要含矿构造。见图1。

图1 武当-桐柏-大别地区构造纲要图

1.3 岩浆岩

研究区岩浆活动频繁，岩石类型多样。新元古代的岩浆岩主要分布在大别和武当地区。大别地区岩体主要分布在大别山北部超高压变质地区，主要岩性为辉石岩、辉长岩等，代表性岩体有大悟-红安的基性-超基性岩带、蕲春铜石山、清水河等岩体，房县高枧岩体、郧县云彩山岩体等；武当地区主要有武当岩群变质火山-沉积岩系、耀岭河组变质火山-沉积岩系和变基性岩墙群。古生代的岩浆岩主要见于武当地区的基性岩墙群。中生代的岩浆活动主要为燕山期，广泛分布在桐柏-大别地区。其侵位时代集中于晚侏罗世-早白垩世，侵入岩类型多，不同岩性的的岩石呈有规律的序列产出，从早到晚为石英闪长岩→镁铁质→超镁铁质岩/斑状二长花岗岩→细粒二长花岗岩/钾长花岗岩→(霞石)正长岩和花岗斑岩-各类岩脉。中生代中酸性花岗岩与铀矿关系密切。在桐柏-大别地区铀矿化异常点带多位于中酸性岩体内部及其接触带，以及岩体与断裂构造的交切部位。

1.4 变质作用

根据变质相程度的不同，研究区大体上可划分为武当-随州中低级变质带和桐柏-大别山中高级变质带。武当-随州中低级变质带主要包括耀岭河组和武当岩群，其岩性、岩相和变质程度是一致的，均达到绿片岩相。桐柏变质带主要为高压榴辉岩带(主要由一套变质火山-沉积岩组成)和蓝片岩-绿片岩带(典型矿物组合为角闪石、石榴石、绿帘石、多硅白云母、黑硬绿泥石等)。大别山变质带主要有榴辉岩带、条带状片麻岩-超镁铁岩组合、大别杂岩。

2 铀矿化特征

2.1 铀矿化类型

按照铀矿化产出的赋矿围岩划分，研究区铀矿化类型主要分为碳硅泥岩型、产于变质岩中的铀矿二种基本类型。

碳硅泥岩型铀矿产于寒武系-志留系一套由碳质、硅质、泥质组成的黑色沉积岩系中，属热液叠加改造类型，主要分布在武当地区。这类铀矿化在岩石沉积和成岩过程中发生预富集，区域动力变质作用下岩石强烈褶皱挤压，变质热液作用导致铀的活化、迁移，叠加在沉积成岩矿化之上，形成矿体。这类铀矿化与两个时代的地层有关，其一为早寒武统杨家堡组、庄子沟组的一套以碳质、硅质为主的浅变质沉积岩系，是区内主要的含铀沉积岩层，大多数的铀矿床、矿(化)点、异常点带均产于该地层之中。其二为早志留统大贵坪组的一套以碳质、泥质为主的中-浅变质岩系，是区内的次要含矿层位。这类铀矿化与构造条件有关，岩层经构造破碎后局部形成矿床或矿(化)点。本区碳硅泥岩型铀矿主要与上述地层条件和构造条件有关。两竹两郧地区的桂坪、李家堡、将军河等铀矿床(点)均属于该类型。

产于变质岩中的铀矿类型，是变质作用、热液作用、表生淋积作用等因素的复合叠加成因，以变质作用为主，并且部分异常点(带)与岩浆侵入有关。这类产于变质岩中的铀矿是本区的一种次要铀矿化类型，主要分布于桐柏-大别地区，受古老花岗质片麻岩和中生代酸性岩浆侵入的控制，其主要成矿作用为岩石熔融阶段铀的活化及后期高温高压变质作用和岩浆侵入作用的叠加富集成矿。

2.2 铀矿地质特征

研究区内共发现铀矿床、矿(化)点32个，分散分布于全区。其中碳硅泥岩型铀矿床1个，矿(化)点26个，产于变质岩中的铀矿化点4个。地面伽玛异常点(带)5 137个，其中武当地区3 455个，桐柏-大别地区1 682个。见表1。

碳硅泥岩型铀矿化主要分布在我省西北部的武当山-神农架地区，铀矿化点带呈NWW向分布，主要受断裂构造和碳硅泥岩地质体空间分布控制；产于变质岩中的铀矿化主要分布在我省东北部的桐柏-大别地区，铀成矿带整体呈近EW向，主要受断裂构造、中深变质岩、中生代岩浆岩侵入控制。

表1 武当-桐柏-大别地区铀矿床、矿(化)点统计表

该区碳硅泥岩型铀矿床、铀矿(化)点，大部分产于寒武系下统庄子沟组中下段。主要赋矿岩性为炭质板岩、炭质千枚岩、含炭硅质板岩、硅质板岩、炭质石英片岩、云母石英片岩等。这类铀矿床、矿(化)点，均产于本区的北西向三级构造及其次级构造中。碳硅泥岩型铀矿(床)点小而散，多由十几到几十个小矿体组成，单个矿体规模一般长5～30 m，宽10～30 m，厚0.5～10 m，埋深一般为0～150 m。品位一般为0.05 %～0.08 %。矿体呈似层状或透镜状。矿石以破碎的含碳质、硅质、泥质的各种板岩或片岩为主。铀的存在形式主要呈游离状态，分散吸附于矿石的炭质、泥质和黄铁矿中。矿体围岩一般无热液蚀变，在竹山桂坪铀矿床局部围岩上能见到弱的黄铁矿化。以竹山县桂坪铀矿床为例，该铀矿赋矿岩性为下寒武系庄子沟组下段(∈1z1)含钙炭质板岩、薄层硅质板岩和砂质千枚岩等，矿体产出在北西向压性、压扭性走向断裂F2的上下盘中，矿床由25个工业矿体组成，矿体呈似层状、透镜状产出，矿体长20～100 m，最长达340 m，宽15～70 m，最宽达190 m，平均厚度0.7～3.3 m，埋深50～100 m，矿石品位大多数为贫矿石，一般为0.05 %，个别达到0.1 %以上，矿体走向不连续，品位厚度变化较大。矿体的产状一般与围岩一致，倾角较陡。见图2。

1.庄子沟组上段炭质板岩；02.庄子沟组下段薄层硅质板岩及砂质千枚岩组；3.杨家堡组中厚层硅质岩；4.黄铁矿界面；5.正断层；6.逆断层；7.薄层硅质板岩；8.劣煤层；9.破碎角砾岩带；10.工业铀矿体；11.黄铁矿；12.褐铁矿；13.方解石；14.次火山岩脉

图2 桂坪铀矿床6号勘探剖面图

Fig.2 Exploration profile No.6 in Guiping
uranium deposit

产于变质岩中的铀矿，赋存岩性主要为花岗质片麻岩、斜长片麻岩、白云石英钠长片岩等。铀矿化规模小，其矿化体一般为几米到十几米，宽3～10 m，厚0.5～3 m。铀品位一般0.3 %，最高的可达5 %，属于高品位矿石。矿化体一般呈透镜状，矿化体埋深较浅，延伸较小。矿化体在空间分布上有集中成群的特点，常常与金、银、铜等元素伴生。矿化体及航空异常点与中生代酸性花岗岩有一定的关系，岩浆侵入为铀矿化提供热液条件，同时热液中的铀与变质岩中的铀进一步叠加改造，形成矿体。如枣阳市鹿头铀矿点，该铀矿点赋存于震旦系上统(Z2)白云石英钠长片岩和大理岩所组成的一套变质岩系中，矿化地段东西长150 m，南北宽50 m，矿化体产状165°∠50°～60°。矿化体呈透镜状，似层状产出，在走向上呈尖灭再现。矿石矿物为氟炭鈰铀矿、硅钛鈰钇矿、钍钇矿、独居石。造岩矿物有微斜长石、斜长石、黑云母、角闪石、绿泥石、蛭石等。矿体部位有钙铝榴石、榍石、黄铁矿、萤石、磁铁矿、钛铁矿、金红石等。地表矿化体与近东西的破碎带和北东向构造有关。该矿点为铀、钍混合型矿化，铀品位0.05 %～0.30 %；钍品位0.15 %～2.34 %。

3 铀矿成矿有利条件分析

武当-桐柏-大别成矿带(湖北地区)具有优越的铀成矿地质条件。根据铀矿成矿地质特征总结出成矿有利条件主要有3个：铀源、构造和岩浆岩。见图3。

1.第四纪全新世沉积物；2.第四纪更新世沉积物；3.晚白垩纪地层；4.晚震旦世地层；5.早震旦世地层；6.中元古代武当岩群；7.桐柏群；8.斑状角闪黑云二长花岗岩；9.辉长辉绿岩；10.地质界线；11.实测断层；12.铀矿点

图3 湖北省枣阳市鹿头地区地质图
Fig.3 Geological map of Lutou District，Zaoyang City，
Hubei Province

3.1 铀源

在三大成矿条件中，铀源是铀矿成矿的前提条件和基础条件。铀源主要来自三大地质体：元古代花岗质片麻岩、寒武系-志留系沉积浅变质地层和中生代中酸性花岗岩。

元古代花岗质片麻岩铀源：主要分布于大别地区，主要由早元古代龟峰山片麻杂岩和早元古代平湖片麻杂岩组成。其原岩为古老的花岗岩变质而成，其铀的含量普遍高于其它基性变质岩，一般在25～31×10-6，是一种具有较高活性的铀源。

寒武系-志留系沉积浅变质地层铀源：主要分布在武当地区的两竹、两郧地区，该套岩层自早寒武世杨家堡期开始，直到早奥陶世，为一套浅海-滨海相沉积岩地层。富含有机质和黄铁矿，具有较高的初始铀含量，铀以分散游离状态存在于岩石中，这种铀源具有一定活性，在表生或变质热液的作用下，极易富集成铀矿体。其铀的含量一般大于35×10-6。

中生代中酸性花岗岩岩浆铀源：由中生代中酸性花岗岩岩浆侵入时带入，由岩浆的侵位在特定的构造环境下形成铀的富集。一般均由岩浆分异时产生的残余岩浆或热液所携带，随岩浆或热液侵入围岩，具有含量高，活性大的特点，可以局部富集成矿。其铀的含量较其他基性岩体(一般14×10-6)高，为28～35×10-6。

3.2 构造

碳硅泥岩型铀矿主要受一级断裂构造与三级断裂构造控制。一级断裂构造控制着铀矿的原始沉积，在一级断裂(青峰-襄阳-广济断裂)附近，沉积地层中含矿层厚度大，含铀量高。三级断裂及其次一级断裂，以层间破碎为主要特征，其控制了层间破碎带的发育规模和产状，并成为表生淋滤作用和热叠造作用的有利活动空间，进一步控制了铀的再次迁移和富集。

产于变质岩中的铀矿，主要受区内二级断裂及三级断裂控制。二级断裂(新城-黄陂断裂)控制着区内酸性花岗岩的分布，三级断裂及其次级断裂则是含矿岩浆热液上移的导矿和容矿场所。

3.3 岩浆岩

该区岩浆活动频繁，种类多，分布广，但与铀矿成矿关系密切的，主要是中生代侵入的中酸性花岗岩。中生代发生的中酸性岩浆活动，对本区影响最大。对与花岗岩有关铀矿而言，中酸性花岗岩是铀矿成矿的主要物质载体，也是铀富集的有利热源和热液条件。中生代酸性花岗岩成矿作用明显，可以直接成矿(如河南省信阳市柳林铀矿床)，有些则与变质作用叠加成矿(如团风县大崎山铀矿点)。

4 找矿远景

武当-桐柏-大别成矿带(湖北地区)铀矿地质特征明显，成矿条件优越，具有较好的找矿潜力。根据已知铀矿(床)点的成矿地质条件、成矿地质特征和控矿因素等，确定该成矿带内今后以寻找碳硅泥岩型铀矿为主，兼顾产于变质岩中的铀矿，并将区内具有明确找矿意义和线索的区域划分出4个A级找矿远景区(李家堡远景区、冲天炮远景区、将军河远景区、铁巴沟远景区)和1个C级找矿远景区(大崎山远景区)，见图4。

李家堡远景区位于北大巴山-随南复向斜与大巴山褶皱束的结合部位。赋矿地层主要为杨家堡组和庄子沟组。控矿构造为竹山断裂及其次一级的平行层间断裂，区内构造线呈北西西向展布，远景区包含李家堡铀矿点和广山沟铀矿点及大量异常点(带)，成矿类型为碳硅泥岩型，具有较大的找矿远景。

冲天炮远景区位于武当复背斜与大巴山褶皱束的结合部位，含矿地层为寒武系下统庄子沟组，东西向褶皱、断裂构造发育，铀矿化受构造影响明显。远景区包含冲天炮矿点及地表异常点(带)，铀含量≥0.01 %的矿化层巨厚，走向延续大于2 km，深部矿化情况比地表矿化好。成矿类型为碳硅泥岩型，显示较好的深部找矿前景。

将军河远景区位于白河褶皱束的次级构造单元中沙冒山-曾家沟向斜南翼。区内含矿地层主要为寒武系下统杨家堡组、庄子沟组。区内发育白河-石花街断裂的次级断裂是铀矿的良好构造环境。成矿类型为碳硅泥岩型，远景区包含将军河矿点及伽玛异常点，该矿点矿体均为肓矿体。在同等成矿条件下，显示了这个区域具有寻找隐伏矿体的远景。

1.白垩系-第四系；2.白垩系；3.志留系；4.寒武-奥陶系；5.震旦系；6.中元古界；7.太古界；8.中生代酸性岩；9.古生代基性岩；10.中元古代基性岩；11.古元古代龟峰山片麻杂岩；12.古元古代巴山寺片麻杂岩；13.断层；14.地质界线；15.研究区范围；16.找矿远景区；17.碳硅泥岩型铀矿(化)点；18.变质岩型铀矿(化)点

铁巴沟远景区位于武当背斜的北西部，主要出露含矿地层为寒武系下统杨家堡组、庄子沟组。两郧断裂从远景区北侧通过，形成了较多的次级断裂，同时发育一组北东向断裂。以铁巴沟为核心，向南北两侧扩展形成的一个由寒武系地层构成的马蹄形区域，地层条件较好，同时发育有北西向和北西向两组构造，有进一步找矿远景。

大崎山远景区位于大别复背斜罗田褶皱曲(隆起)南西端，麻团断裂东侧，出露地层为太古界大别山岩群各类表壳岩系和元古代龟峰山片麻岩、平湖片麻杂岩。赋矿岩性为元古代龟峰山片麻岩。其中远景区内大崎山铀矿化点为典型变质岩型铀矿类型，由三条异常带和几十个异常点组成，具有矿化体规模小而品位富的特征。一般铀含量都在0.3 %以上，最高达5 %。具有明显的热液作用特征，成矿时有多期次铀源的叠加。因此该区具有一定找矿远景。

5 结 语

本区铀矿有二种主要类型：碳硅泥岩型、产于变质岩中的铀矿类型。其中碳硅泥岩型铀矿是本区主攻矿床类型，以鄂西北地区为主要区域。该区处在我国铀矿四大成矿域之一的秦岭-大别铀成矿省中部，区域地质构造成矿条件优越。区内广泛出露的寒武系、志留系黑色岩系，铀的背景值高，为铀矿成矿提供了丰富的铀源条件。区内的岩浆、构造热液活动较强，深部具有热叠加改造铀矿化的条件，热叠加改造对铀的富集成矿有明显的作用。北西向构造发育，在成矿过程中充当导矿通道和容矿场所最终富集成矿。在此基础上优选了李家堡、冲天炮、将军河、铁巴沟4个A级找矿远景区作为武当-桐柏-大别成矿带今后铀矿勘查评价的重点工作区。