某省白岩含铀磷块岩矿床成矿特征及沉积环境探讨

苏志虎，丁海兵

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局七总队，贵州 贵阳 550000)

0 引 言

白岩含铀磷块岩矿床位于贵州中部瓮安县境内。大地构造位置处于扬子陆块中部、川黔南北向构造南、贵阳复杂构造变形区中部。区域构造线方向为北北东向，从东到西有黄平复向斜，上塘复背斜、瓮安向斜、白岩背斜。寒武系下统牛蹄塘组含铀磷块岩，分布在白岩复背斜北部，玉华背斜东西翼。该队曾对矿床进行系统地表揭露工程，控制了铀矿化范围，初步估算为中型含铀磷块矿床。在含铀磷块岩之上2～3 m视为Mo、Ni、V多金属层。为今后黔中地质研究和综合利用开采提供依据。

1 地质特征

区内褶皱构造发育，主要是白岩复背斜，形态完整，为西缓东陡斜背斜、歪背斜，轴向为北北东向25°，南部近南北向，整个背斜略成反S型，轴似向260°～320°。岩层西翼倾角12°～35°，东翼倾角46°～78°。西部有一条近南北向小坝背斜(F1)，长约25 km，向东倾斜，倾角75°～80°，断层挤压强烈，为逆断层；其次是矿床南部有次级北西断层，见图1。

注：1.断层及编号；2.相变线；3.关岭组；4.大冶组；5.三叠系下统；6.二叠系中上统；7.娄山关组；8.高台、石冷水组；9.清虚洞组；10.金顶山组；11.明心寺组；12.牛蹄塘组；13.灯影组；14.陡山沱组；15.俄家坳组；16.剖面及编号

2 含铀岩系特征

(1)灰黑色粉砂质页岩，硅质页岩与黑色炭质页岩互层，含少量细粒状黄铁矿厚10～15 m。

(2)黑色薄层至中厚层砂质、炭质页岩，硅质粉砂质页岩；含细粒状黄铁矿厚15～20 m。

(3)黑色薄至中厚层炭质页岩，粉砂质炭质页岩，含较多细粒结核状黄铁矿，为V、Mo多金属层，厚0.9～14 m。

(4)黑色薄层至中厚层炭质页岩，泥质、硅质、炭质页岩，含硅质磷块岩结核及细粒状黄铁矿，厚8～10 m。

(5)灰绿色、浅黄色、黑色含海绿石砂岩，海绿石占15 %～20 %，砂屑状结构，海绿石呈不规则分布，局部见海绿石成胶状充填碎屑状磷块岩中现代海绿石。主要形成于慢速、弱还原半封闭环境(庞艳村2011)。厚0.33～1.2 m。

(6)灰、深灰、黑色磷块岩、硅质磷块岩、白云质磷块岩，灰色海绿石磷块岩，为主要含铀层位，含较多细粒状黄铁矿，厚0.4～1.2 m。

(7)褐黄色、紫色含砂质粘土岩及褐色铁帽、为风化壳层，厚0～1.6 m。

注：1.明心寺组；2.牛蹄塘组；3.灯影组；4.陡山坨组；5.俄家坳组；6.粉砂质页岩；7.炭质页岩；8.含铀磷块岩；9.白云岩；10.冰碛砾岩；11.变质砂岩；12.产状

3 矿化特征

下寒武系牛蹄塘组含铀磷块岩分布白岩背斜北部次级玉华背斜两翼。与震旦系灯影组之间有一风化壳，厚0.5～0.9 m为土状粘土岩、呈假整合接触。含铀岩系为一套浅海相的硅质岩磷块岩、海绿石、炭质页岩组成。铀矿化主要赋存于牛蹄塘底部磷块岩中。在磷块岩中3～4 m为富含Mo、Ni、V等元素多金属层。沉积结构为内碎屑结构、细碎屑结构、泥质结构。沉积构造为水平层理、透镜状层理、磷质结核体、碳酸盐透镜体。在矿层顶板见胶状海绿石充填磷块岩中，局部地段有海绿石砂岩。矿物成分主要有：胶磷块、磷灰石、黄铁矿、石英，次生矿物有：水云母、绿泥石、有机质、白云母、海绿石，见表1。

表1 矿物成分含量表Tab.1 Table of mineral ingredient contents

铀矿体是层状似层状、透镜状，与围岩产状一致，分布北北东向玉华背斜两翼。形体走向北北东25°，东部向东倾斜西部向西倾斜。

矿体长一般500～800 m，最大1 200 m；沿倾斜延深250～300 m。矿体厚0.3～0.8 m，最厚1.5 m，平均厚0.4 m。铀含量一般0.028 %～0.052 %，最高0.102 %～0.110 %。P205含量一般12.8 %～27.2 %，最高32.2 %～32.94 %，平均品位15.92 %。V205一般含量0.076 %～0.125 %，最高0.498 %～0.511 %，平均0.189 %。

4 铀钍关系的环境指标

根据铀、钍含量比值，可以作为沉积环境判别参数之一。在研究早寒武世牛蹄塘期黑色岩系时、吴朝东等人(1999)认为：V+Th/3代表铀自身的相对含量，用δu=2u/(u+Th)/3指标表示氧化还原条件：当δu>1表示缺氧环境，当δu<1为正常海相沉积环境。白岩铀矿床δu为5.61～5.90，表明矿床形成时，为缺氧还原环境，见表2。

表2 白岩铀矿床铀、钍关系表(×10-6)Tab.2 Relationship table of U and Th(×10-6)

U/Th比值还可作为研究沉积成因重要参数。铀矿沉积时，若有热水参与作用，其沉积的速率高，常富集铀。若U/Th>1表示有热水参与作用，若U/Th<1表示正常海水沉积。白岩铀矿床U/Th比值为24.3～65.0，说明矿床形成时有热水参与作用。

5 沉积环境探讨

早寒武世牛蹄塘早期白岩铀矿床处于局限海台地东部边缘礁滩相，藻类生物和浮游生物繁盛，生物死亡后形成残留体，富含丰富有机质、铁质，同时循环热流体对盆地底部的基性超基性岩汲取铀等成矿元素后，沿黔中深大断裂向上运移至海底附近，在缺氧强还原半封闭条件下，由于生物的作用和热水沉积作用，U+6还原为U+4，被有机质和磷胶结吸附，形成富含铀磷块岩。

铀源一部分来源于盆地周边中酸性凝灰岩，陆源的凝灰岩受到剥蚀后凝灰岩石大量进入海水中，使海水中铀含量增高；另一部分来源深部地幔流体中。

6 结 语

(1)瓮安白岩含铀磷块岩矿床赋存寒武系下统牛蹄塘组下部黑色岩系中，铀矿受地层岩性控制，呈层状、似层状、透镜状，与围岩产状一致。

(2)在含铀磷块岩中有海绿石其顶板有海绿石砂岩，矿床形成时为慢速还原半封闭环境。

(3)U/Th比值为23.4～59.23，>1反映铀沉积铀热水参与作用，其速率高，富含铀。δu=5.61～5.90，>1反映铀矿形成时为缺氧条件下还原环境。