北秦嶺成礦帶丹鳳三角地區(qū)鈾成礦條件分析

趙友東

摘要：北秦嶺成礦帶東段丹鳳三角地區(qū)是我國(guó)重要的鈾礦富集地之一，目前已發(fā)現(xiàn)花崗巖型鈾礦床2處和偉晶巖型鈾礦床4處。本文綜合分析了丹鳳三角地區(qū)的鈾成礦條件，認(rèn)為富鈾地層發(fā)育，相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造及富鈾巖漿巖（包括偉晶巖脈）發(fā)育等獨(dú)特條件是鈾成礦的主要有利因素。

關(guān)鍵詞：丹鳳三角地區(qū)；鈾成礦條件；富鈾地層；富鈾巖漿巖

丹鳳三角地區(qū)位于秦祁昆成礦域秦嶺—大別成礦省北秦嶺鈾成礦帶東段，屬于華北地塊南緣與秦嶺造山帶的結(jié)合部位[1]，南部為北西西向展布的商丹區(qū)域大斷裂帶，北部為近東西向展布的蔡川斷裂帶，此二者構(gòu)成了丹鳳三角地區(qū)的南北邊界。該地區(qū)是我國(guó)重要的鈾礦較為發(fā)育的地區(qū)之一，該地區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)鈾礦床6處（圖1），其中花崗巖型鈾礦床2處（張灣、高山寺），偉晶巖型鈾礦床4處（陳家莊、小花岔、土地嶺、光石溝），此外還有鈾礦點(diǎn)數(shù)十個(gè)以及鈾礦化異常點(diǎn)上千個(gè)。本文將對(duì)丹鳳三角地區(qū)鈾成礦地質(zhì)特征進(jìn)行闡述并重點(diǎn)對(duì)鈾成礦條件進(jìn)行分析。

1.鈾成礦地質(zhì)背景

丹鳳三角地區(qū)位于北秦嶺成礦帶東段，屬中國(guó)華南板塊與華北板塊的的結(jié)合帶。鈾礦類型可劃分為花崗偉晶巖型鈾礦和花崗巖構(gòu)造熱液型鈾礦兩類。以分水嶺斷裂為界，北部主要發(fā)育花崗偉晶巖型鈾礦，南部主要為花崗巖構(gòu)造熱液型鈾礦。

分水嶺斷裂以北的秦嶺巖群內(nèi)侵入有多個(gè)加里東期花崗巖體，在巖體與地層接觸帶附近，脈狀花崗偉晶巖十分發(fā)育，形成了多個(gè)偉晶巖密集區(qū)。密集區(qū)內(nèi)偉晶巖具有明顯的水平分帶性，靠近巖體的近帶偉晶巖為黑云母?jìng)ゾr（內(nèi)帶），距巖體稍遠(yuǎn)的中帶偉晶巖為二云母?jìng)ゾr（中帶），遠(yuǎn)離巖體的遠(yuǎn)帶偉晶巖為白云母?jìng)ゾr（外帶）[2]。鈾礦化通常主要產(chǎn)在內(nèi)帶，如陳家莊鈾礦床產(chǎn)在黑云母?jìng)ゾr帶內(nèi)。

分水嶺斷裂以南的丹鳳巖群中發(fā)育較多花崗巖體，鈾礦化產(chǎn)于花崗巖與地層接觸部位，礦化帶呈近東西向展布，受構(gòu)造控制明顯，并發(fā)育較強(qiáng)的硅化、碳酸鹽化、赤鐵礦化及絹云母化。典型鈾礦床有高山寺鈾礦床和張灣鈾礦床。

2.鈾成礦條件分析

2.1富鈾地層發(fā)育

工作區(qū)內(nèi)出露的地層主要有下元古界秦嶺巖群郭莊巖組和雁嶺溝巖組，為北秦嶺造山帶的一套中深變質(zhì)（角閃巖相）的地層組合體。在丹鳳三角地區(qū)出露最廣，呈NWW向展布。巖性主要為灰色條帶狀含矽線石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖、灰色含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖、灰色條帶狀黑云斜長(zhǎng)片麻巖。

秦嶺巖群鈾豐度2.7×10-6，其中郭莊巖組（Pt1g.）出露面積最廣，厚度最大，主要巖類為矽線石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖和各類混合巖，夾少量云母石英片巖、大理巖、長(zhǎng)英質(zhì)變粒巖，平均鈾含量3.86×10-（6表1），該段中的碳泥質(zhì)巖含鈾量最高為19.9×10-6，平均為6×10-6。秦嶺群巖在變質(zhì)過(guò)程中具有變質(zhì)程度越高，鈾遷出越多的特點(diǎn)；在混合巖化過(guò)程中，混合巖化程度越強(qiáng)，則巖石中鈾含量增多，而釷含量則出現(xiàn)由低到高又到低的趨勢(shì)。秦嶺群經(jīng)歷了多期變質(zhì)作用和混合巖化作用，鈾元素發(fā)生多次活化、轉(zhuǎn)移和重新分配，在某些有利地段，鈾能夠不斷增加，直至鈾礦床的形成。

秦嶺巖群之變質(zhì)巖由東到西，鈾、釷含量變化不大（表2）；不同巖性段的鈾、釷含量也比較穩(wěn)定：鈾平均含量約（3～4）×10-6，釷平均含量約（19～25）×10-6。不同巖石類型的變質(zhì)巖，鈾、釷含量有明顯差別：基性變質(zhì)巖（角閃片巖和黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖等）鈾含量較低（1.5×10-6），泥質(zhì)—長(zhǎng)英質(zhì)變質(zhì)巖（黑云斜長(zhǎng)片麻巖和長(zhǎng)英質(zhì)片巖等）鈾含量較高（3～4）×10-6，鈣質(zhì)變質(zhì)巖（大理巖等）鈾含量介于二者之間。

鈾礦區(qū)的圍巖部分樣品的分析結(jié)果（表3）顯示礦區(qū)的黑云斜長(zhǎng)片麻巖或黑云角閃片麻巖比區(qū)域上的同類巖石鈾含量要高，而釷/鈾比值普遍降低。表明礦區(qū)圍巖可能提供鈾源，也有可能是偉晶巖的混染作用導(dǎo)致了鈾的再次富集。

2.2構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定

丹鳳三角地區(qū)位于華北地臺(tái)以南的北秦嶺加里東構(gòu)造—巖漿巖帶，受NWW向商丹斷裂及近EW向蔡川斷裂所夾持的東寬西窄的楔形區(qū)控制。該區(qū)經(jīng)歷了5次大的構(gòu)造熱事件，為先擠壓后拉張的構(gòu)造環(huán)境，其中前三期（早元古代、中晚元古代、晚元古—早古生代）構(gòu)造變動(dòng)中尤以后者最為強(qiáng)烈，并伴隨有S型和I型花崗巖侵位。S型花崗巖漿期后富鈾殘余巖漿對(duì)形成含晶質(zhì)鈾礦的花崗偉晶巖起到了關(guān)鍵性作用。晚古生代—中新生代，北秦嶺南緣商丹斷裂帶活動(dòng)仍很強(qiáng)烈，但是秦嶺巖群受區(qū)域構(gòu)造的制約，作為島弧基底而整體抬升，是活動(dòng)區(qū)中相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)塊，因此花崗偉晶巖型鈾礦形成后沒(méi)有遭受后期構(gòu)造破壞得以保存下來(lái)。

2.3富鈾巖漿巖發(fā)育

北秦嶺成礦帶東段地區(qū)侵入巖主要的時(shí)代為加里東期和燕山期（也有少量小規(guī)模巖體為元古代和海西期）。本文重點(diǎn)關(guān)注的丹鳳三角地區(qū)侵入巖以加里東期為主，按照野外地質(zhì)特征和前人取得的同位素測(cè)年資料，將丹鳳三角地區(qū)加里東期花崗巖進(jìn)一步劃分為三個(gè)階段：

（1）強(qiáng)變形花崗巖：呈巖基產(chǎn)出，由二長(zhǎng)花崗巖構(gòu)成，主要礦物：鉀長(zhǎng)石（～35%）、斜長(zhǎng)石（～30%）、石英（20%～25%）、黑云母（～15%）和少量角閃石（～3%），巖石變形強(qiáng)烈，受構(gòu)造以出露于丹鳳北部的百神廟巖體和西峽北部的漂池巖體為代表，出露較少，同位素年齡在471Ma～495Ma之間[4]，與鈾礦化關(guān)系不大，代表了北秦嶺東段古生代最早一期地殼深熔和花崗巖漿侵入事件。endprint

（2）弱片麻狀二長(zhǎng)花崗巖：主要由二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖和黑云母花崗巖構(gòu)成，代表性巖體有棗園、寬坪、灰池子巖體等，以I型花崗巖為主。礦物組合為：鉀長(zhǎng)石（25%～40%）、斜長(zhǎng)石（30%～35%）、石英（25%～30%）、角閃石（8%～15%）和黑云母（5%～10%）及少量不透明礦物，普遍發(fā)育片麻狀構(gòu)造。同位素年齡在440Ma～460Ma之間[4]，反映一期最為強(qiáng)烈的花崗巖漿侵入事件。

（3）無(wú)任何變形的淡色塊狀花崗巖：呈大巖基產(chǎn)出，主要巖石類型為淡色中細(xì)粒含榴二長(zhǎng)花崗巖，在丹鳳三角地區(qū)分布尤為廣泛，代表性巖體為黃龍廟、黃柏岔、騾子坪、桃坪，大毛溝巖株，為S型花崗巖。主要礦物組合為：鉀長(zhǎng)石（～40%）、斜長(zhǎng)石（～20%）、石英（～30%）、黑云母（～3%）、白云母（～1%）和少量石榴子石（1%～3%）。偉晶巖型鈾礦化主要產(chǎn)于該期巖體的內(nèi)外接觸帶，同位素年齡400Ma～420Ma[4]，代表了丹鳳地區(qū)早古生代最晚一期花崗巖漿活動(dòng)。

通過(guò)整理北秦嶺東段各個(gè)巖體的鈾、釷含量及浸出率（表4）發(fā)現(xiàn)：各個(gè)巖體的含鈾情況差別較大，其中燕山晚期華山巖體的鈾、釷含量最低，中元古代張家坪巖體最高，釷/鈾比值均大于4。燕山期花崗巖體鈾浸出率最低，一般在21.7%～35.4%之間，加里東期花崗巖體鈾浸出率最高達(dá)62.4%，極高的浸出率可以為鈾成礦提供豐富的鈾源。

2.4偉晶巖脈密集發(fā)育

丹鳳地區(qū)偉晶巖脈分布廣泛，有數(shù)千條之多，偉晶巖脈密集區(qū)共有17片（圖2），一般密集區(qū)均有十幾條至幾十條。在17片密集區(qū)中13片已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了鈾礦化。其中黃龍廟巖體東南部的陳家莊—毛芋園地區(qū)、灰池子巖體南東緣的麻地溝—大毛溝地區(qū)、黃龍廟巖體北側(cè)巒莊地區(qū)以及疙瘩廟地區(qū)已形成有意義偉晶巖型鈾礦床、礦點(diǎn)，鈾成礦地質(zhì)條件有利，成礦遠(yuǎn)景較大。

花崗偉晶巖脈在巖體內(nèi)外接觸帶及巖體內(nèi)部呈北西西向展布，以外帶為主，與北西西向巖漿巖帶展布方向一致。巖脈呈淺肉紅色、灰白色，大小不等，寬1m～50m，長(zhǎng)50m～1200m。從成分看：有高鉀質(zhì)和低鉀質(zhì)兩種。在含礦性上：各種顏色花崗偉晶巖脈中均見(jiàn)有礦化，以高鉀、紅色花崗偉晶巖脈為主，數(shù)量較多且含礦較好。花崗偉晶巖中見(jiàn)有明顯的偉晶結(jié)構(gòu)、似文象結(jié)構(gòu)且相帶分布明顯，礦物顆粒大小懸殊、混雜分布、常呈團(tuán)塊狀。石英或長(zhǎng)石礦物拉長(zhǎng)或交織分布；在顯微鏡下見(jiàn)有明顯的蠕蟲結(jié)構(gòu)和局部文象結(jié)構(gòu)，礦物顆粒大小懸殊、偉晶結(jié)構(gòu)顯著，并見(jiàn)有典型的微斜長(zhǎng)石—條紋長(zhǎng)石，這一花崗偉晶巖中常有的特征礦物。

含鈾偉晶巖脈主要分布于花崗巖體與秦嶺巖群的內(nèi)外接觸帶，外接觸帶偉晶巖更為發(fā)育，偉晶巖脈規(guī)模大，以獨(dú)立偉晶狀結(jié)構(gòu)為特征；內(nèi)帶偉晶巖較外帶不發(fā)育，以中粗粒—偉晶狀結(jié)構(gòu)為主，多呈團(tuán)塊狀或似脈狀產(chǎn)出。當(dāng)偉晶巖出現(xiàn)在內(nèi)接觸帶時(shí)，脈巖規(guī)模較小，相應(yīng)鈾礦體規(guī)模較小，礦化連續(xù)性較差，如黃龍廟巖體中的陳家莊礦床；當(dāng)偉晶巖脈出現(xiàn)在外接觸帶時(shí)，脈巖規(guī)模較大，相應(yīng)礦體規(guī)模較大，礦化連續(xù)性較好，如光石溝礦床。

3.結(jié)語(yǔ)

丹鳳三角地區(qū)普遍發(fā)育有富鈾地層，后期構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，富鈾巖漿巖亦十分發(fā)育，富鈾偉晶巖脈局部密集發(fā)育，鈾成礦條件十分有利，成礦潛力較大，還具有尋找中大型鈾礦床的潛力。

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