淺析信陽柳林鈾礦床成礦規律及找礦前景

摘 要:信陽柳林鈾礦床，位于華北地臺與揚子地臺的接合部位，屬秦嶺褶皺系的桐柏-大別山褶皺帶。區內巖漿活動強烈，地質構造復雜，多數斷裂具有多期次活動的特點，區域構造呈北西西-南東東向展布。主要出露燕山期花崗巖，其北部出露中元古界蘇家河群及信陽群，為一套變質巖系。通過勘查，柳林鈾礦受構造控制，已達小型鈾礦床規模。分析其礦床成因，總結其成礦規律，將對河南特別是豫東南桐柏-大別山一帶的花崗巖找鈾礦及擴大柳林鈾礦床規模具有一定的指導意義。

關鍵詞:柳林鈾礦床 地質特征 成礦規律 找礦前景

中圖分類號:P611文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(a)-0071-03

1 區域地質概述

柳林地區大面積出露有燕山期花崗巖，局部有中元古界蘇家河群滸灣組(Pt2h)和定遠組(Pt2d)、信陽群南灣組(Pt2n)出露，區內巖漿活動強烈，以靈山復式巖體(γ53)為主[1]。區內構造呈北西西-南東東向展布，其表現形式以斷裂構造為主。該區北部多為單斜，南部為單斜或背斜。區內斷裂構造發育，近東西向的區域性構造桐柏-商城大斷裂橫貫區域北部，具有多期多次活動特點，控制著豫南地層、巖漿和礦產的分布；近南北向斷裂區內柳林斷裂帶，南起李家寨北至賀家店。另外一條為近南北向細晶巖脈充填；北東向斷裂斷裂一般規模小，多充填石英脈、煌斑巖脈等。

2 礦區地質特征

柳林鈾礦區出露的地層主要為中元古界蘇家河群滸灣組(Pt2h)一套變質巖系及新生界第四系(Q)[2]。區內以靈山復式巖體為主巖體，出露面積五十平方千米。該復式巖體主要由燕山早期閃長巖類及晚期花崗巖類等組成，分布范圍廣泛。巖體以肉紅色黑云母花崗巖為主，其次為二長花崗巖。以似斑狀結構為主，斑晶主要為條紋長石(5%～20%)。主要礦物為微斜條紋長石(5%～35%)、正長石(3%～20%)、石英(5%～20%)、斜長石(3%～20%)和少量黑云母(0～15%)，并含有少量的副礦物磁鐵礦、榍石和磷灰石等。

區內脈巖活動頻繁，種類較多，主要有細粒花崗巖脈、細晶巖脈及石英脈等。除細晶巖脈規模較大外，其余脈巖規模一般較小。細粒花崗巖脈(γ)在區內呈小的巖枝，脈巖的顏色、礦物成分、結構、構造等和李家寨巖體基本一致；石英脈(q)在區內較發育，分布廣，主要分布在該區的東部及北部，走向以近東西向為主，其次為北東向，多數傾向南，傾角變化大，一般為55°～75°。

該區斷裂構造發育，根據其空間展布方向可分為近南北向、近東西向、北東向、北西向四組，其中近南北向主干斷裂柳河大斷裂及由細晶巖脈充填的張性斷裂(F6)和呈一定間距出現的近東西向斷裂構成了本區“非”字形斷裂骨架(見插圖)。而北東向及北西向斷裂屬次級斷裂。

F1斷裂:區內出露總長度達2500m，總體走向北東75°左右，傾向南東，傾角較陡，在75°～85°之間變化。斷裂帶沿走向、傾向膨大收縮明顯，尤其是充填在斷裂帶中的石英脈，沿走向、傾向呈一串大小不等的透鏡體。構造帶內主要充填碎裂石英脈、破碎硅質脈、強硅化花崗質構造角礫巖、含礫糜棱巖、花崗碎裂巖、構造泥等。

F4斷裂:分布于礦區的中西部。斷裂長一般為210～350m，出露寬1～6m。傾向105～144°，傾角60～70°。斷裂帶內主要充填破碎硅質脈、塊狀石英脈、花崗碎裂巖、含礫糜棱巖、構造泥等。

F6斷裂:沿柳河西側呈南北向展布，區內出露長度近4km，寬度一般10～20m，傾向西，傾角55°～65°。斷裂構造帶內主要充填有細晶巖脈，沿構造上下盤附近可見構造角礫巖、碎裂巖、含礫糜棱巖等，構造性質早期以張扭性活動為主，晚期疊加壓扭性活動。受晚期壓扭性構造活動影響，充填其中的細晶巖脈破碎，節理(裂隙)發育，主要為剪節理，沿節理面可見較好的鈾礦化。

如圖1所示。

區內各種蝕變廣泛發育，在空間分布上，大致具有對稱分帶性，近構造帶的中心部位，主要蝕變有硅化、絹云母化、黃鐵礦化、方鉛礦化、輝鉬礦化等；而圍巖中的蝕變主要有絹云母化、綠簾石化、綠泥石化、高嶺土化等；葉臘石化、碳酸鹽化則多發育在巖石的節理或裂隙面上。硅化近構造帶強，遠離構造帶弱，直至消失。蝕變在空間分布上往往互相疊加且受斷裂構造控制，而與鈾成礦有關的熱液蝕變有硅化、綠泥石化、黃鐵礦化等。硅質脈體多為黑色玉髓，暗灰色微晶石英，呈隱晶、微晶結構；成礦期黃鐵礦呈膠狀、土狀，礦前期為粒狀、脈狀，較強金屬光澤；成礦期綠泥石化為鐵鮞綠泥石，顏色較暗，非成礦期面型綠泥石化為葉綠泥石，呈綠色、淺綠色、葉片狀。由它們組成的含礦脈體在礦體內呈細脈狀、網脈狀或膠結角礫狀。

3 鈾礦床地質特征

3.1 鈾礦體特征[1]

柳林鈾礦床共圈出四個鈾礦體(1I、1Ⅱ、6Ⅰ、6Ⅱ)，其中1I礦體為1號脈上的主礦體，賦存標高-16～190m，礦體長500m，傾向延伸206m，礦體平均厚度1.26m、平均品位496×10-6。礦體呈脈狀、透鏡狀，受F1構造控制，產狀與F1相近。鈾礦化產于微裂隙發育的破碎石英脈及強綠簾石化、綠泥石化、絹云母化蝕變的花崗質碎裂巖中。1Ⅱ號礦體賦存標高13～105m，礦體長300m，傾向延伸92m，礦體平均厚1.12m、平均品位899×10-6。礦體呈透鏡狀，也受F1構造控制，產狀與F1相近。鈾礦化產于灰黑色構造泥、角礫巖及強綠泥化花崗質碎裂巖中，鈾礦化與硅化關系密切。沿走向往西有品位變富，厚度變大的趨勢。6Ⅰ、6Ⅱ號礦體賦存標高100～158m，礦體呈透鏡狀，受細晶巖脈控制，產狀與細晶巖脈一致。6Ⅰ礦體長200m，傾向延伸65m，礦體厚0.49m，品位549×10-6；6Ⅱ礦體長200m，傾向延伸80m，礦體厚4.71m，品位360×10-6。

礦石礦物成份:礦石礦物組成簡單，未見原生鈾礦物；次生鈾礦物有硅鈣鈾礦、銅鈾云母、鈣鈾云母、鈾黑等，伴生金屬礦物有黃鐵礦、方鉛礦、輝鉬礦等；脈石礦物主要有微晶石英、玉髓、綠泥石、絹云母、方解石等。次生鈾礦物分布在表生氧化帶或有地下水活動的裂隙面上。

礦石化學成份:在1號脈及6號脈主要礦體中取化學全分析樣(表1)，從表中可看出，礦石SiO2含量很高，均超過65%，屬硅酸鹽類礦石，其含量與硅化蝕變強弱呈正相關，Fe2O3與FeO含量都較低，且Fe2O3含量低于FeO含量，TFe總量＜2.0%，礦石中赤鐵礦化很弱，黃鐵礦化不發育，P2O5與Na2O含量均較低，副礦物磷灰石含量低且堿交代弱。

礦石結構、構造:各種金屬礦物主要為細粒、膠狀、隱晶質結構，鈾及其他金屬的次生礦物呈片狀、鱗片狀、土狀、粉未狀結構。細脈狀、網脈狀、細粒浸染狀、吸附分散狀及角礫狀構造。

3.2 礦化賦存條件

區內粗粒黑云母花崗巖(γ53-1)與中粒黑云母二長花崗巖(γ53-2)出露面積較大。巖石的化學成分和斷裂帶構造巖的化學成分有較大差異(見表2)，硅化破碎帶硅、鈾元素含量明顯高于圍巖，而鋁、鈉、鉀元素含量明顯低于圍巖。據此推論F1含礦斷裂帶在成礦階段與其圍巖發生了物質成份交換，即在鈾礦化過程中圍巖中的硅、鈾元素被活化，大量遷移到斷裂構造帶中，造成斷裂帶內的構造巖強烈硅化并伴隨鈾礦化，形成含鈾硅質脈等各種熱液脈體。與此同時構造巖中的鋁、鈉、鉀元素被轉移至圍巖中，使圍巖產生高嶺土化、綠簾石化、綠泥石化等蝕變。

1號脈:礦化嚴格受斷裂構造帶控制，但地表礦化較差，在個別工程中見品位300×10-6以上的鈾礦化，礦化多賦存于硅化破碎帶及蝕變花崗碎裂巖、角礫巖、糜棱巖等構造巖中，即鈾礦化多產于斷裂構造帶內。礦化與斷裂構造帶的厚度有關。構造帶較寬的部位，礦化相對較好，且礦體品位與其厚度呈正相關，沿走向往西礦化變好，礦體厚度變大、品位變富，個別品位達到3000×10-6以上。

4號脈:僅在F4斷裂構造帶局部地段見有零星礦化，深部鉆孔中也未見礦化顯示，地表礦化均賦存于NE向斷裂帶中的構造巖及充填其中的細晶巖脈中，構造帶內節理裂隙發育，節理面一般平直光滑，屬扭節理。沿節理面礦化相對較好，可見鐵錳質礦物及鈾黑等次生鈾礦物，可能與表面吸附作用有關。

6號脈:在地面伽瑪總量測量中，在6號脈地表發現異常點10個，其中最高異常點的鈾含量為233×10-6。并圈出2個面積較大的異常場，其中北段的異常場規模較大，長約250m、寬約30m；經地工程揭露6號脈地表有鈾礦化顯示且往深部礦化變好，礦化均產于細晶巖上下盤微裂隙發育的蝕變碎裂細晶巖中。細晶巖中的鈾礦化，多與北東向和北西向兩組節理有關，其傾角較陡。該脈巖局部地段蝕變較強，尤其是上下盤附近蝕變強烈，巖石呈灰綠色或黃灰色。

礦化與蝕變:區內與礦化關系密切的蝕變主要有硅化、絹云母化、綠泥石化，其次為綠簾石化、高嶺土化、黃鐵礦化等。且蝕變強弱與礦化強度有關，蝕變越強的地段，礦化也越好。6號脈局部蝕變較強，尤其是上下盤附近蝕變強烈。蝕變強烈部位，巖石呈灰綠色或黃灰色。鈾礦化與硅化關系較為密切。且多為鈾礦化富集地段。

礦化與標高:1號脈地表局部出露鈾礦化。從施工見礦的4個工業鉆礦成果看，礦化控制在一定的標高范圍內，西高東低，西部從190m至40m，礦化150m左右；東部95m；中部是礦體的中心部位，礦化由184m至-16m，礦化幅度達200m左右。6號脈地表鈾礦化較差，淺部礦化相對較好，深部有變好趨勢，說明鈾礦化受一定的標高控制。

4 礦床成因及成礦規律

4.1 礦床成因

該區中元古界區域變質巖系在加里東運動過程中多次發生變質作用并形成褶皺基底，同時伴隨強烈基性巖漿侵入活動形成輝綠巖巖基，造成成礦元素的初步活化遷移，在中生代晚期燕山運動過程中本區地層再次強烈變質褶皺，形成一系列近東西向復雜的線性褶皺斷裂帶，伴隨有多次大規模的中酸性-酸性巖漿侵入活動，形成區域上大面積出露的復式花崗巖體，在巖漿冷凝結晶過程中產生了大量的含礦熱液，并與變質熱液、大氣降水混合成含礦流體，使變質地層中的鈾再次活化轉移至熱液中，形成富含揮發組份及成礦元素的含礦熱液。成礦熱液沿柳河斷裂帶運移過程中，還不斷萃取構造圍巖中的活性鈾，大大提高含礦熱液鈾濃度，當其遷移到次級斷裂構造的產狀變異、構造交匯等引張部位有利容礦空間時，由于圍壓突減，溶解在熱液中的大量的氣體和揮發組份逸出，從而造成成礦元素和共生元素及脈石的快速沉淀，形成早期的熱液脈體型鈾礦化。

由于大氣降水，構造帶巖石破碎，裂隙發育，再加上鈾元素化學性質活潑，易于遷移，從而導致鈾礦物在地表表生環境中被氧化，使氧化帶中的鈾淋失，造成地表鈾礦貧化，并在氧化-還原界面附近的有利部位被還原沉淀形成鈾礦次生富集帶。因此，按鈾礦化成因分類:1、4號帶主要為淋積型鈾礦床成因，6號帶為熱液-淋積疊加型；按鈾礦化礦體賦存圍巖分類:1號帶為花崗巖中石英脈硅化帶型，4號帶為花崗巖與變質巖接觸蝕變帶型，6號帶為細晶巖型鈾礦床成因。

4.2 成礦規律

(1)礦體主要賦存在復式花崗巖體距接觸帶一定范圍內。外接觸帶變質巖系為中元古界滸灣組一套中深變質含石墨及大理巖的變火山-沉積巖建造，且變質巖構造裂隙發育，其中的大理巖化學性質活潑，有利于鈾的活化遷移。

(2)靈山巖體為燕山期復式巖體，既可提供鈾源，又可供給熱源[4]，有利于鈾的活化富集。雖然巖體分布面積大，巖體含鈾量不高，但多期次巖漿活動，這也是柳林鈾礦床定位于巖體中且距接觸帶一定范圍內的重要因素和基本條件。

鈾礦體產出部位或附近往往可見到細粒花崗巖、花崗細晶巖等脈巖。這些晚期深源淺成巖脈的侵位，除了供給熱源外，對于鈾的活化富集也是不可忽視的重要因素。

(3)斷裂構造導礦、賦礦。礦床骨干構造規模大，成份復雜；構造組合形式復雜多樣，工業礦體往往定位于平行構造夾持區，主構造與次級構造形成的交點區，不同產狀的構造交切區；構造膨大收縮部位、折拐部位，產狀變異部位，切割有利巖性部位，往往是賦礦的有利部位；礦石物質成份簡單，鈾是唯一可利用元素，未見原生鈾礦物，次生鈾礦物有硅鈣鈾礦、銅鈾云母、鈣鈾云母和鈾黑，伴生金屬礦物有黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝鉬礦等，脈石礦物有石英、玉髓、綠泥石、絹云母、方解石等。

5 找礦前景淺析

F1號斷裂構造帶深部及東西兩端，是重要靶區之一。該帶規模較大，多分布于粗粒花崗巖與中粒或細粒花崗巖的接觸帶附近，次級構造發育，蝕變強烈，深部礦體已延伸到43米標高以下，構造巖厚度達40m，因此加強深部控制，是擴大礦床規模的重要方向。

F6號斷裂構造帶呈近南北走向分布于柳河斷裂帶西側附近，構造同時切穿各種花崗巖體接觸帶，巖體接觸界面形態復雜，往北被控盆斷裂F3切斷，F6斷裂帶以充填細晶巖脈為主，規模較大，各種蝕變廣泛發育，尤其是細晶巖脈的上下盤蝕變強烈，地表有沿構造呈狹長帶狀分布的伽瑪場暈，且異常點較多，異常數值也較高，已發現有工業鈾礦體賦存，沿傾向往深部礦化有變好的趨勢，沿走向往南北兩端尚未有工程控制，找礦前景良好，有希望找到比較富大的礦體，可作為找礦主要靶區之一。

參考文獻

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