滇西梁河盆地砂岩型铀矿成矿条件分析

张亮，孙泽轩，莫帮洪，邓祖林，张凯

滇西梁河盆地砂岩型铀矿成矿条件分析

张亮，孙泽轩，莫帮洪，邓祖林，张凯

（核工业280研究所，四川 广汉 618300）

梁河盆地是滇西地区砂岩型铀矿赋矿盆地之一，现已探明砂岩型铀矿床2个。本文在野外调查的基础上，结合钻探查证，对梁河盆地砂岩型铀矿成矿条件进行了研究。结果表明，梁河盆地蚀源区铀源丰富。沉积盖层发育冲积扇相碎屑岩—辫状河相碎屑岩—湖泊相泥岩（火山岩）—辫状河相碎屑岩—湖泊相泥岩（火山岩）的岩性地层结构，区域上发育稳定的含水层与隔水层，具备形成砂岩型铀矿的岩性、岩相和水文地质条件。铀矿化与潜水层间氧化带关系密切，铀矿体定位于潜水层间氧化带前锋与上、下翼。热水改造作有利于基底岩石中铀的淋出，并沿断裂带上升进入沉积盖层中，在富含有机质、炭质的地段被吸附沉淀，叠加在潜水层间氧化带形成的铀矿体上，形成富铀矿体。

潜水层间氧化带；砂岩型铀矿；成矿条件；热水改造作用；梁河盆地；滇西

滇西（云南省怒江以西）地区发育众多新生代山间盆地，其中蕴藏着丰富的铀资源。现已在龙川江盆地、梁河盆地和腾冲盆地内探明中、小型砂岩型铀矿床8个，构成我国重要的砂岩型铀矿成矿带之一，因而成为铀矿地质工作者研究的热点。前人多将滇西新生代盆地作为一个整体，研究其区域地质构造演化与盆山耦合（孙泽轩等，2006a；孙泽轩等，2007；周恳恳等，2017）、砂岩型铀矿成矿条件（赵宝光等，2003；孙泽轩等，2006b；刘凤祥和李元，2012；夏彧等，2018a）。就赋矿盆地而言，研究较为详细的是龙川江盆地，前人的研究主要集中在盆地沉积特征（孙泽轩等，2004；朱西养等，2004）、砂岩型铀矿化特征及控矿因素（蔡煜琦和李满根，2002；李国新等，2005；夏彧等，2018b；夏彧等，2018c；夏彧等，2019）、成矿模式（孙泽轩等，2006c），以及综合物探找矿方法应用（姚毅锋和孙泽轩，2004）等。梁河盆地亦是滇西地区主要赋矿盆地之一，现已探明砂岩型铀矿床2个（601、602矿床）。近年来的勘探实践表明，梁河盆地砂岩型铀矿床特征、控矿因素，以及成矿条件等，与龙川江盆地存在较大的差异。笔者等通过野外调查，结合钻探查证，对梁河盆地砂岩型铀矿成矿条件进行探讨，旨在对盆地内从事砂岩铀矿找矿工作的同行们有所启迪。

1 区域地质背景

梁河盆地在大地构造位置上位于印度板块与欧亚板块缝合线东侧之腾冲微板块上（李峰等，1999）。腾冲微板块东部以怒江断裂（亦称泸水-瑞丽弧形走滑断裂）为界与保山微板块相拼接，西部沿葡萄-密支那早新生代缝合线与缅甸微板块相拼接。腾冲微板块原属冈瓦纳大陆的一部分，二叠纪末从冈瓦纳大陆分裂出来向北漂移而与欧亚板块拼合。始新世，欧亚板块与印度板块强烈碰撞（Deway J.F. et al.，1988），一方面，造成了青藏地区地壳的增厚与隆升；另一方面，造成了青藏高原周缘微板块的挤压、逃逸和旋转（季建清等，2000），发育了大规模走滑带。中新世以来，位于青藏高原南东部的腾冲微板块发生了右旋走滑运动（段建中和谭筱虹，2000）。在造山带内部，沿泸水-瑞丽弧形走滑断裂及其西部次级断裂带发育了大量小型走滑拉分盆地（段建中和谭筱虹，2000），并伴有强烈的火山活动，在盆地内发育了中新世至更新世的火山-沉积建造。梁河盆地即为此期间发育于高黎贡山隆起带上的小型山间断陷陆相沉积盆地，盆地面积约326km2。

2 盆地地质

2.1 基底与蚀源区

盆地基底与蚀源区由中元古界高黎贡山群（Pt2）中-深变质岩系、中石炭统勐洪群（C2）浅变质岩系，以及燕山早期花岗岩（γ52）组成（图1）。其中，高黎贡山群主要岩性为绢云母片岩、片麻岩、眼球状混合岩、混合花岗岩、变粒岩等；中石炭统勐洪群主要岩性为含砾粉砂质泥（板）岩、含砾泥质粉砂岩、含砾板岩、结晶灰岩、生物碎屑灰岩等；燕山早期花岗岩为粗粒、中粗粒似斑状黑云母花岗岩、二云母花岗岩、中细粒花岗岩。

图1 梁河盆地铀矿地质略图

Q—第四系；Qβ—更新世玄武岩、安山岩；N2β2—上新世第二期玄武岩；N2β1—上新世第一期玄武岩；N2—上新统芒棒组；N1—中新统南林组； C2—中石炭统勐洪群；Pt2—中元古界高黎贡山群；γ52—燕山早期花岗岩；1.地质界线及不整合界线；2.断层；3.温泉；4.砂岩型铀矿床；5.砂岩型铀矿点；6.砂岩型铀矿化点

2.2 沉积盖层

盆地沉积盖层由中新统南林组（N1）、上新统芒棒组（N2）陆相碎屑岩系、第四系（Q）松散砂砾、砂土层，以及上新世玄武岩（N2β）、第四纪玄武岩、安山岩（Qβ）组成（图2）。其中，南林组为初始成盆期产物，发育冲积扇-辫状河沉积体系，芒棒组为盆地扩张-盆地收缩期产物，发育湖泊-辫状河沉积体系。

2.3 构造

梁河盆地地处腾冲弧形构造带的弧顶地区（构造应力集中区），地质构造较为复杂。盆地内断裂构造极为发育，并具多期活动特点。受断裂构造多次活动影响，盆地基底形成多个地堑、地垒式断块。规模较大的断裂为近南北-北东向弧形断裂和北西-北北西向断裂，前者形成时间较早，多被后者错断。在黄瓜箐地区，沿近南北向断裂出露大量温泉。这些温泉，按化学成分分类，可划分为碳酸泉、硫磺泉、硫酸泉三种类型，水温一般50～70℃，最高达98℃，形成我国著名的旅游风景名胜地——腾冲热海。

图2 梁河盆地综合地层柱状剖面图

2.4 赋矿层位及沉积特征

中新统南林组为梁河盆地砂岩型铀矿赋矿层位。根据矿床勘探资料，南林组自下而上划分为3段。其中，南林组第二段第一层为梁河盆地砂岩型铀矿主要赋矿层位（图2）。

南林组第三段（N1n）：主要岩性为砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩，夹泥岩、炭质泥岩。组成多个下粗上细的正向半韵律，单个韵律厚度一般10～30m，各韵律之间见冲刷构造。砾石成分为花岗岩，砾径2～5cm，磨圆度好。砂岩分选性好，发育交错层理。为辫状河沉积环境。

南林组第二段（N1n）：分为上、下两层。

第二层（N1n）：深灰色粉砂岩、泥岩（图3a）、炭质粉砂岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩，夹含细砾砂岩、含细砾粉砂岩。为扇缘相泥沼沉积环境。

第一层（N1n）：含砾粗砂岩、粗砂岩（图3b），夹中细砾岩（图3c）、中粗砾岩，含炭质和有机质（图3d）。砾石成分为花岗岩、长石、石英，砾径一般0.2～1cm，最大达5cm以上，次棱角状，填隙物粉砂-细砂，块状构造，分选性较差。为扇中颗粒流—砾质辫状河沉积环境。

南林组第一段（N1n）：巨砾岩（图3e），夹含砾泥质粗砂岩。砾石成分为花岗岩、片麻岩、石英岩，砾径一般10～20cm，最大大于1m，次棱角状，填隙物为泥-粗砂，块状构造，分选性差。为扇根碎屑流沉积环境。

图3 梁河盆地沉积盖层矿物岩石岩芯照片

a.泥岩；b.粗砂岩；c.泥质细砾岩；d.含炭质条带砂岩；e.巨砾岩；f.完全氧化砾岩；g.弱氧化砂岩；h.原生灰白色砂岩；i.硅质脉体；j.黄铁矿脉体

3 铀矿床基本特征

3.1 矿床空间分布与定位

梁河盆地已探明砂岩型铀矿床（601、602矿床）主要沿东部勐连花岗岩隆起区分布，可能反映了矿床的形成与铀源（层）体间的成生联系（图1）。铀矿床定位于冲积扇扇中部位。

3.2 矿体空间定位

根据钻孔岩芯编录，南林组第二段第一层碎屑岩颜色以灰、灰白色为主，但也存在浅黄至黄褐色岩石，从而出现完全氧化（图3f）、弱氧化（3g）向原生灰白色（图3h）过渡的岩石特征。由此可见，南林组第二段第一层碎屑岩中发生了后生氧化蚀变，从而发育了氧化带。按氧化带成因，可划分为潜水氧化带和潜水层间氧化带两种基本类型。铀矿体定位于潜水层间氧化带前锋与上、下翼（图4）。铀矿化集中部位，岩石粒度相对较细，富含有机质和炭质。

3.3 矿体形态

在剖面上，矿体形态呈似层状、透镜状和薄层状；在平面上，矿体形态呈带状。

3.4 矿体规模与品位

矿体走向延伸100～2350m，倾向延伸50～300m。矿体埋深一般80～150m，最浅至地表，最深至287.66m。平均厚度2.0～5.0m，最大厚度23.4m。平均品位0.010%～0.100%，最高品位1.117%。单孔平米铀量一般2.0～5.0kg/m2，最高达21.2kg/m2。

3.5 矿石类型与铀存在形式

根据含矿主岩，将铀矿石划分为砂岩型和花岗岩风化壳型两种类型。矿石中铀以吸附状态铀、铀矿物和含铀矿物三种形式存在，以吸附状态铀为主。

吸附状态铀：常聚集分布于细分散的炭质与粘土周围，被炭质与粘土吸附。

铀矿物：主要有沥青铀矿、铀黑，呈显微粒状、浸染状分布于胶结物中。

含铀矿物：主要有含铀锐钛铁矿、含铀草霉状黄铁矿等。

3.6 热水改造作用

梁河盆地601、602矿床地处腾冲热海旅游风景名胜地外围2.5km范围内。矿区内广泛发育热水蚀变，并具分带性。靠近热海旅游风景名胜地发育硅化蚀变，并见硅质脉体沿裂隙贯入砂岩中，硅质脉体由石英、玉髓、蛋白石脉体组成（图3i）；远离热海旅游风景名胜地发育粘土化蚀变，蚀变矿物为迪开石、高岭石、明矾石、绢云母、水云母、伊利石、蒙脱石、绿泥石等。蚀变带内常见脉状、细分散状黄铁矿（图3j）、白铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、毒砂、辉锑矿、辰砂、雄黄、雌黄等金属硫化物。

图4 梁河盆地601铀矿床0号勘探剖面示意图

Qβ—第四系安山岩；N1n—中新统南林组第二段第一层；N1n—中新统南林组第一段；γ52—燕山早期花岗岩；Pt2—中元古界高黎贡山群；1.含砾砂岩；2.砂砾岩；3.砾岩；4.泥砂质细砾岩；5.巨砾岩；6.玄武岩；7.花岗岩；8.片麻岩；9.地质界线；10.断层；11.钻孔位置及编号；12.潜水层间氧化带；13.铀矿体

在热水蚀变带内，一方面，赋矿砂岩胶结致密，且矿化变富，601矿床ZK04钻孔中见品位达1.117%的富铀矿体；另一方面，氧化砂岩发生二次还原退色，氧化带内出现含黄色团块或斑点的灰绿色岩石，给氧化带识别带来一定的困难。

3.7 成矿年龄

利用铀-铅同位素测龄法对梁河盆地601、602矿床沥青铀矿进行了同位素年龄测定[10]，成矿年龄在0.5～5.0Ma之间。而主要赋矿层位南林组第二段第一层形成的上限年龄为7.2Ma，显示梁河盆地砂岩型铀矿是成岩后生的，成矿晚于成岩。

4 砂岩型铀矿成矿条件分析

4.1 大地构造条件

国内外大型中新生代盆地内的砂岩型铀矿多产于古老地台或地台边缘微弱构造活化区，基底地壳成熟度较高。梁河盆地位于腾冲微板块上，侏罗纪至白垩纪（J-K），腾冲微板块沿怒江断裂带与保山微板块发生碰撞，怒江断裂带以西高黎贡山变质带发生了强烈的动力变质，并伴有混合岩化作用；白垩纪至始新世（K-E2），缅甸微板块沿葡萄-密支那缝合线俯冲于腾冲微板块之下，腾冲微板块山弧带高黎贡山群变质岩再次发生混合岩化作用，并伴有大规模酸性岩浆侵位，陆壳不断增厚，故其基底地壳成熟度相对较高。这种特定的大地构造背景，特别是多次混合岩化作用与酸性岩浆侵位，为腾冲微板块上发育的新生代盆地储备了丰富的铀源。燕山早期花岗岩侵位以后，腾冲微板块长期处于隆起状态，经历了准平原化—造山带走滑活动与沉积成盆的构造演化阶段，特别是在准平原化阶段，盆地基底与蚀源区岩石发育了一定厚度的风化壳（10～20m），为梁河盆地的形成提供了丰富的矿源层。

4.2 古气候条件

梁河盆地形成时的古气候以温暖潮湿的亚热带-热带气候为主。从中新世至第四纪，古气候仅有小的变化，从干热→温湿→偏干偏凉→温湿。找矿目的层南林组第二段沉积后未出现过长时期的炎热干旱气候，不利于形成较大规模的强烈氧化作用，对比我国北方地区，通常认为对后生成矿不利。但这种温暖潮湿的古气候极有利于蚀源区岩石的化学风化作用，加快铀的迁移速度、提高渗入水中的铀浓度，为后生成矿作用提供了丰富的铀源。再者，找矿目的层（南林组第二段第一层）中含有丰富的有机质与炭质可以弥补古气候条件的不足，滇西新生代盆地内已探明八个中小型砂岩铀矿床已是有力的佐证。

4.3 铀源条件

梁河盆地东部基底与蚀源区由中元古界高黎贡山群（Pt2）中-深变质岩系和燕山早期花岗岩（γ52）组成。蚀源区岩石铀含量高，其中，高黎贡山群绢云母片岩、片麻岩、眼球状混合岩、混合花岗岩、变粒岩等，铀含量6.7×10-6～11.1×10-6；燕山早期粗粒、中粗粒似斑状黑云母花岗岩、二云母花岗岩、中细粒花岗岩，铀含量8.5×10-6～21.1×10-6。根据铀浸出试验（核工业280研究所分析测试中心，1995年），用pH=6的蒸馏水室内浸泡25天，花岗岩铀浸出率为5.5%～8.7%，混合岩、混合花岗岩铀浸出率为8.2%～29.4%。由此可见，盆地东部蚀源区岩石中的铀容易被浸出，在漫长的地质时代中，为盆地沉积盖层提供了丰富的铀源。

4.4 岩性、岩相条件

梁河盆地找矿目的层中新统南林组第二段第一层（N1n）为扇中颗粒流-砾质辫状河沉积含砾粗砂岩、粗砂岩，夹中细砾岩、中粗砾岩，砂岩中富含炭质和有机质。砂岩胶结松散，具备形成地浸砂岩型铀矿的岩性、岩相条件。

4.5 盆地结构与水文地质条件

梁河盆地在剖面上，由下至上为基底—冲积扇相碎屑岩—辫状河相碎屑岩—湖泊相泥岩（火山岩）—辫状河相碎屑岩—湖泊相泥岩（火山岩）的地层结构，区域上发育稳定的含水层与隔水层，具备形成潜水层间氧化带砂岩型铀矿的水文地质条件。盆地内现代地下水发育了完善的补、径、排系统，并具正向渗入型盆地的水文地质特征。已探明砂岩型铀矿床、铀矿（化）点均位于盆地地下水径流区，在排泄区无铀矿化显示。

4.6 后生蚀变条件

梁河盆地地表氧化作用非常强烈。岩石主要呈黄褐、褐黄色，夹红色条带与斑块，黑云母、黄铁矿等均被氧化。盆地盖层发育潜水氧化带和潜水层间氧化带两种基本类型。已探明砂岩型铀矿床矿区内，潜水层间氧化带的发育宽度距盆缘2～3km。

4.7 热水改造条件

梁河盆地已探明砂岩型铀矿床地处腾冲热海旅游风景名胜地外围2.5km范围内，矿区内热水改造作用非常强烈，发育硅化、粘土化热水蚀变，并伴有金属硫化物矿化。601矿床ZK04钻孔内品位达1.117%的富铀矿体中见热水成因立方体黄铁矿；在现代地热活动中心沉积盖层发育水热爆破（隐爆）角砾岩，并在部分现代温泉泉口发现沥青铀矿沉淀。地下热水中富含HCO3-，有利于基底岩石中铀的淋出，呈重碳酸铀酰络合物形式迁移，含铀热水沿断裂带上升进入沉积盖层中，在富含有机质、炭质的地段被吸附沉淀，叠加在潜水层间氧化带形成的铀矿体上，从而形成富铀矿体。

4.8 构造地貌条件

梁河盆地改造盆地阶段以断块差异性升降运动为主。东部新近系碎屑岩与当地侵蚀基准面（大盈江水面）相对高差达800m。但盆地南北构造活动强烈程度存在差异，北部地区断块隆升剥蚀强烈，仅保留中新统南林组，朱星街、老熊箐地区中新统南林组第一、二段冲积扇扇体均已出露地表；南部地区断块隆升剥蚀相对较弱，中新统南林组与上新统芒棒组均有出露，南林组第一、二段冲积扇扇体为上伏南林组第三段和芒棒组覆盖。已探明铀矿床均位于晚近期构造活动强烈的北部地区。显示梁河盆地晚近期构造活动强烈的地段，砂岩型铀矿成矿更为有利。

5 结论

1）梁河盆地是形成砂岩型铀矿的有利盆地。蚀源区铀源丰富，沉积盖层发育冲积扇相碎屑岩—辫状河相碎屑岩—湖泊相泥岩（火山岩）—辫状河相碎屑岩—湖泊相泥岩（火山岩）的岩性地层结构，区域上中新统南木林组第二段第一层发育稳定的中颗粒流—砾质辫状河沉积砂体与隔水层，盆地内现代地下水发育完善的补、径、排系统，为正向渗入型盆地，具备形成砂岩型铀矿的岩性、岩相和水文地质条件。

2）梁河盆地砂岩型铀矿为潜水层间氧化带砂岩铀矿类型，潜水层间氧化带的展布方向直接控制了铀矿体的空间展布，铀矿体定位于潜水层间氧化带前锋与上、下翼。

3）热水改造作用，一方面，有利于基底岩石中铀的淋出，含铀热水沿断裂带上升进入沉积盖层中，在富含有机质、炭质的地段被吸附沉淀，叠加在潜水层间氧化带形成的铀矿体上，从而形成富铀矿体；另一方面，热水也带来大量的硅质，导致赋矿岩石胶结致密，从而使砂岩型铀矿变得不能地浸。从地浸砂岩型铀矿找矿角度来看，下一步钻探工程布置应避开深部存在热水改造的区域。

致谢：本文在资料收集过程中，得到云南省核工业二O九大队、云南省核工业地质调查院、中国地质调查局成都地质调查中心的大力支持与帮助，在此一并表示谢意。

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Metallogenic Conditions of Sandstone-Type Uranium Deposits in the Lianghe Basin, West Yunnan

ZHANG Liang SUN Ze-xuan MO Bang-hong DENG Zu-lin ZHANG Kai

(The 280th Institute, CNNC, Guanghan, Sichuan 618300)

The Lianghe basin is one of the host basins for sandstone-type uranium deposit in the west Yunnan region in which 2 sandstone-type uranium deposits have been found out. This paper discusses metallogenic conditions of the sandstone-type uranium deposits in the Lianghe basin based on field investigation combined with drill hole data. There is rich uranium ore material in the Lianghe basin. A lithostratigraphic structure of alluvial fan clastic rock-braided fluvial clastic rock-lacustrine mudstone (volcanic rock)-braided fluvial clastic rock-lacustrine mudstone (volcanic rock) is developed inthe sedimentary cover, while stable aquifers and aquifuges are developed in the basin. These conditions make the geological and hydrogeological conditions for the formation of sandstone-type uranium deposits in the Lianghe basin. The proven sandstone-type uranium deposits are confined to grain flow-gravelly braided river sedimentary sand body in alluvial fan. The uranium mineralization is closely related to the interlayer oxidation zone of phreatic aquifer. The uranium orebodies occur in the interlayer oxidation zone front with upper and lower wings. Hot water reformation facilitates leaching of uranium from basement rocks. Uranium-bearing fluids rose along the fault zone and entered the sedimentary cover and uranium was adsorbed and precipitated in the region rich in organic and carbonaceous matter, forming uranium-rich orebodies.

interlayer oxidation zone of phreatic aquifer; sandstone-type uranium deposit; metallogenic condition; hot water reformation; Lianghe basin; west Yunnan

2020-11-12

中国核工业地质局区域评价项目（项目编号：2020-27）

张亮（1988-），男，四川夹江县人，硕士，工程师，主要从事矿物学、岩石学、矿床学研究和铀矿地质勘查工作

孙泽轩（1966-），男，重庆市人，博士，高级工程师（研究员级），主要从事层序地层学与含油气盆地分析、铀成矿地质条件分析

P619.14

A

1006-0995（2021）02-0241-07

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.011