贵州省太白地区铀矿物特征及成因探讨

黄伟星 郑懋荣 洪超

摘要：绥阳县太白铀矿床位于北东向正安断褶带与南北向桐梓—遵义断褶带斜交复合部位，铀矿富集受次级断层及层间破碎带控制。矿物成分比较复杂，主要有沥青铀矿、富钙铀矿、黑钒铀矿、黄铁矿。根据包裹体测温可知，区内铀为中低温热液成矿，形成于燕山晚期。

关键词：铀矿；矿物特征；成因探讨；太白地区

1引言

该区位于扬子陆块西南，黔北隆起区南北向凤岗褶皱带变形区西部边缘，遵义南北向复向斜北部偏东。区内出露地层为寒武系中上统娄山关组，奥陶系下统，志留系下统，二叠系中上统，三叠系下统及第四系，岩性以碳酸盐岩为主，其次为细碎屑岩。

区内褶皱断裂发育，主要构造线方向为南北向，其次为北东向。铀矿化受桐梓—遵义复向斜控制。南北向红光坝向斜与北东向太白复向斜斜交复合部位有908、915、918等铀矿点分布（图1）。南北向茅坪向斜与北东向铜鼓坪背斜斜交复合部位有904、905、906等铀矿点分布。

2.矿床特征

区内含铀层位为二叠系中统茅口组；含矿岩石为富含有机质、泥质、细粒状黄铁矿内碎屑灰岩，生物碎屑灰岩，重结晶灰岩。

铀矿化集中区受南北向桐梓—遵义大断裂与北东向正安区域性断裂斜交复合部位控制。铀矿化带、铀矿体受大断裂上盘次级断层及层间破碎带控制。铀矿体呈透镜状、团块状、不规则状。一般矿体长40m～60m，最长160m，矿体厚一般1.2m～4.4m，铀含量为0.058%～0.308%，最高3.18%。

区内矿物成分较为复杂，主要矿物成分有：沥青铀矿、富钙铀矿、黑钒铀矿、氧钒矿，其次是方铅矿、硒镍矿、赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿；铀次生矿物有钒钙铀矿、硅钙铀矿。脉石矿物主要有：方解石、石英、重晶石、白云石等。

矿体围岩蚀变有方解石化、重晶石化、硅化、碳酸盐化、重结晶褪色化。

3.矿物特征

3.1矿物特征

（1）沥青铀矿：黑色，沥青光泽，贝壳状断口，反光镜下呈暗灰至灰白色，均质，无内反射。反射率13.1%～15.88%，莫氏硬度4，含氧系数2.39～2.55。

沥青铀矿分布广，一般粒径0.2mm～0.4mm。呈粒状、胶状分布。常赋存于方解石脉、重结晶方解石脉结晶颗粒之间及方解石两侧和破碎灰岩裂隙中。在沥青铀矿两侧有0.5cm～1.0cm宽为重结晶方解石颗粒组成的褪色带。电子探针分析沥青铀矿中铀含量61.68%，钙3.87%，钒2.48%。

沥青铀矿形态呈脉状、网脉状（图2a），球状（图2b），环带状（图2c、d），针状（图2e），长条状（图2f），浸染状、不规则状（图2g）。沥青铀矿中常分布细粒状方铅矿，硒镍矿（图2a、b），黄铁矿（图2e）。

（2）富钙铀矿：黑色、黑褐色，条痕为黑褐色，不透明，具有沥青光泽、油脂光泽。在反射光下为灰色，暗灰色，均质。反射率低，仅26.23%，显微硬度131kg/mm2～144kg/mm2（相当于莫氏硬度3.3左右），其形态呈肾状、环带状构造，呈胶装集合体充填于方解石脉中。

经电子探针分析，矿物主要成分为U、Ca、V，在矿物成分中分布均匀，含少量Pb、Al、Si、K、Mg，各元素含量见表1。

將富钙铀矿进行X射线粉晶分析，在常温下无衍射图谱，但加热到900℃，1.5h后，变为黄褐色。加热后与人工合成的钙铀氧化物具有相同的衍射图。富钙铀矿常与沥青铀矿、硒镍矿、氧钒矿、方铅矿、黄铁矿、赤铁矿等矿物共生。

（3）黑钒铀矿：黑色，不透明，沥青光泽。呈粒状晶体，硬度3.8～4.2，在反光镜下呈灰色，均质，反射率为9.2%。该矿物与富钙铀矿密切共生，是一种铀钙钒的原生化合物。矿物成分经电子探针分析，主要是：铀、平均含量38.6%，钙6.4%，钒6.1%，铝、硅、镁微量。分布不均匀，个别测点钙达13%，钒19.5%。

（4）氧钒矿：黑色、棕黑色，半金属光泽，镜下反射色为黄色。一般呈细针状结合体，局部见大颗粒晶体。分布广泛，常见分布于重结晶方解石脉两侧，在沥青铀矿中呈细小点状集合体（图2f）。

（5）硒镍矿：古铜色，金属光泽，硬度较大，呈粒状、粒状集合体和由粒状组成的网脉状，分布于沥青铀矿中，较大颗粒者包于环状沥青铀矿中（图2a）。由微细颗粒组成网状，硒镍矿则构成圆球状、环带状外形的集合体（图2h）。经电子探针分析：硒含量65.1%，镍含量29.9%。

（6）闪锌矿：脉状、条带状，一般粒径1mm～2mm，以半自粒状为主，常与方铅矿、黄铁矿伴生。

（7）方铅矿：镜下呈灰白色，半自形、自形粒状，一般晶粒直径0.2mm～0.3mm。局部地段呈条带状、不规则状集合体，常浸染在沥青铀矿中（图a、b）。

（8）黄铁矿：呈星点状、细脉状，赋存于富含沥青铀矿、氧钒矿、方解石脉中和方解石脉两侧脉壁中。粒状一般为0.06mm～4.1mm之间。富含铀含量0.024%～6.53%，镍含量0.11%～2.24%（马瑞，2013）。

（9）脉石矿物

以低温热液形成的方解石脉体为主。主要有三期，早期为白色，成脉状、网脉状，穿插于围岩中。第二期为黑色，结晶粗大的重结晶方解石脉，呈不规则状、团块状、短脉状充填于裂隙、层间滑动面和穿插于早期形成的方解石脉中，与铀矿化关系密切。沥青铀矿常呈粒状、晶粒状充填于重结晶方解石粒间或脉体内。第三期为细小白色方解石脉，切穿前期方解石脉。

3.2成矿阶段及矿物生成顺序

根据野外观察和岩矿鉴定资料，结合矿石结构、构造及矿物脉体相互穿插关系、矿物共生结合等特征，初步认为区内有三个成矿阶段：早期成矿阶段形成团块状石英，纯白色方解石脉，硒镍矿，针镍矿，黄铁矿；第二成矿阶段形成黑色粗晶方解石脉，重结晶方解石脉，脉状、网脉状沥青铀矿，富钙铀矿，黑钒铀矿，氧钒矿，闪锌矿，方铅矿；第三成矿阶段为细小白色方解石脉及铀次生矿物钒钙铀矿、硅钙铀矿、褐铁矿。

4.成因

根据区域成矿背景、矿点内围岩蚀变、矿物成分、矿体形态、分布特征，结合包裹体成分、形成温度，初步认为太白地区铀成矿为中低温热液成矿。

4.1铀成矿时代

在太白908铀矿点，宽阔906铀矿点采集沥青铀矿样品进行铀铅同位素测定：908铀矿点成矿时代为84.9±1.5Ma，906铀矿点成矿时代为86.2±1.1Ma，与围岩时差大，为燕山晚期产物。

4.2围岩蚀变及矿物成分

区内围岩蚀变发育，主要有碳酸盐化，硅化，方解石化，特别是中低温黑色粗晶重结晶方解石发育，成脉状、网脉状、束状。矿物成分较为复杂，沥青铀矿、富钙铀矿、黑钒铀矿为中低温热液原生矿物。沥青铀矿颗粒粗、含量多，呈脉状、网脉状、带状。

4.3成矿温度及成矿流体

根据蚀变带中石英，方解石包裹体，采用均一法测温可知：906矿点早期成矿温度为185℃～215℃，晚期成矿温度为130℃～152℃，908矿点早期成矿温度为174℃～200℃，晚期成矿温度为130℃～148℃。成矿流体为中低温、低盐度、低密度流体（马瑞2013）。

4.4铀源

区内铀源一部分来自深部寒武系下统牛蹄塘组下部含铀磷块岩及含铀炭质页岩，二叠系中统栖霞组、茅口组富含有机质、炭泥质生物碎屑灰岩。

另一部分来自深部地幔和隐伏花岗岩体早期喷溢的富含U、Si、CO2、V、Ni、Se的地热流体。该区处于峨眉山地幔热柱东南部边缘。茅口世中期，地幔隆升，黔中及北部发生海相玄武岩喷溢；晚二叠世早期，峨眉山玄武岩发生喷溢，其后富含U、Si、CO2、V、Ni、Se的地热流体沿桐梓—遵义南北向断裂与北东向正安断裂横跨复合部位上升至浅部，在南北向及北东向次级断层和层间破碎带沉淀，在906、908地区铀初步富集。燕山期贵州受到强烈造山运动影响，断裂构造进一步复合，富含U、Si、CO2、V、Ni、Se等气液流体沿南北向与北东向构造复合部位上升，促使原已形成的铀进一步富集，形成工业铀矿体。

5.结论

（1）太白地区铀矿化受南北向与北东向断裂斜交复合部位控制，铀矿体受次级断层及层间破碎带控制。

（2）区内矿石物质成分较复杂，其中沥青铀矿、富钙铀矿、黑钒铀矿发育。

（3）太白地区铀成矿流体为富含U、CO2中低温、低盐度、低密度成矿流体，成矿温度为130℃～200℃。

参考文献：

[1]中南209队六队，贵州省绥阳县太白地区普查揭露评价报告[R]. 1981.

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[6]黄继钧，川黔南北向构造带古构造特征[J].地质力学学报， 1998（01）：3-5.

[7]馬瑞，贵州太白地区铀矿地质特征及成因探讨[D].昆明理工大学， 2013.

[8]陈德立，试析综合物探方法在铀矿勘查中的应用[J].西部资源， 2018（04）：173-175.