貴州省某地區砂巖型鈾礦礦床特征和成礦作用分析

廖俊凱，陶挺攀

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局核資源地質調查院，貴州 貴陽 550005）

1 地質背景及構造演化

區域構造上屬于揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱畢節孤形構造區，大致位于中生代的川中前陸盆地。該地區早古生代坳陷，晚古生界發育，層位齊全（缺失志留系）。到志留紀末的廣西運動（加里東運動Ⅲ幕）后，才全部轉化為穩定的大陸性地殼。泥盆紀～晚三疊世中期轉入了拉張沉陷構造發展階段，同時開始海侵。二疊紀至中三疊世，沉積了以碳酸鹽巖為主的海相地層。侏羅紀形成大型內陸坳陷湖盆。燕山晚期的褶皺運動及喜山期的抬升，形成了現今地表構造形式。

本區侏羅-白堊系的褶皺都很微弱，地層傾角一般不超過10°。在晚三疊世晚期到晚白堊世期間，一直處于大型內陸盆地環境，沉積了厚數百米的上三疊統二橋組和侏羅系自流井群底部綦江段的含煤組合，以及綦江段以上至上白堊統后數千米的紅層組合，他們是疊置于海相沉積物之上的濱太平洋活動帶的陸相盆地堆積物。以東西向褶皺為主。以象鼻場向斜的規模最大，省內已見延長50km，向西伸入四川。其北面的旺隆背斜和雞公嶺向斜，以及南面的鳳凰山向斜等的規模皆小[1]。次有北西向褶皺，以延伸進30km的官渡背斜規模較大，旁側伴生一些同向次級褶皺。在元厚場西南面尚有一束北北西的褶皺，延伸長度均小于30km，該地段還出現幾條北東、北西和北北東向的小型正斷層。由此可見，該區的褶皺作用不強烈，斷裂構造不發育，可能與四川地塊基地的剛性強度較大有關。

2 礦床特征

工作區內構造不發育，巖層呈單斜產出，地層近南-北向展布，傾角10°～16°。其鈾礦化類型根據《貴州省鈾礦地質調查評價報告》為機械沉積—復合成因型。鈾礦化層形態較為簡單，總體呈大透鏡體狀、似層狀產于中侏羅統遂寧組（J2sn）。含礦巖性主要為砂巖、礫巖、含礫砂巖，與有機質、炭化木、硅化木、黃鐵礦關系密切，其中的鈾主要呈吸附狀存在。地表露頭受浮土影響及流水作用，連續性較差、品位較低[2]。

2.1 放射性地球物理場特征

圖1 工作區γ總量等值線圖

γ總量特征：工作區總量本底值為0.002%～0.003%，遂寧組底部地層中總量測量值為0.012%～0.148%。以此為找礦其中一個標準，尋找遂寧組底部氧化還原過渡帶的鈾礦化帶。異常暈形態為長條狀展布。

伽馬場暈形態為長條狀，長軸方向與地層方向一致。能譜測量、伽馬測量異常暈明顯，在空間上較為重疊，相互支持印證。區域γ場暈分布主要受地層、巖性控制。該背斜異常場、γ場、相對場暈主要在桑木場背斜北西翼，受侏羅系遂寧組底部長石石英砂巖、礫巖所控制。結合地質填圖結果和地面γ總量面積測量結果，異常帶呈現不連續條帶狀，主要原因是該地區浮土覆蓋較厚、植被茂盛，阻隔了放射性粒子逸散到地表，富鈾礦層未出露區域未測量到異常值[3]。

2.2 礦體形態產狀特征

區內侏羅系遂寧組灰色中粒長石石英砂巖、粉砂巖夾泥巖，傾向266°～305°，傾角10°～16°，可見炭化木碎屑，存在鈾異常，厚0.2m～1.2m，eU含量為0.002%～0.042%。礦化層頂板為不含炭化木碎屑的長石石英砂巖，底板為灰綠色鈣質泥巖。礦化層沿遂寧組底部氧化還原過渡帶向南北向延伸，南至大灣頭、北北東經吊角頭長約1.85km，受BT-1、BT-2、BT-3、BT-4、BT-5、BT-6、C-C'控制。

2.3 礦床類型

工作區鈾礦化體大致可分為以下兩種類型：①內碎屑灰巖型：會黑色砂質內碎屑灰巖，巖石主要由內碎屑、陸源碎屑、炭質硅質植物碎片（硅化木）等被方解石、少量粘土膠結而成。內碎屑呈橢圓狀、不規則圓狀，粒度0.3mm～3mm以上不等，多為他形粒狀—微晶級方解石組成。陸源碎屑包括石英、長石、巖屑等，粒度0.02mm～0.4mm不等，為次棱角狀，不規則分布。產于遂寧組（J2sn）底部，與上沙溪廟組（J2s）的分界處，規模不大；②砂巖型：灰、深灰色薄層中細粒長石石英砂巖，巖石系石英、巖屑、長石等陸源碎屑、方解石質內碎屑被方解石、泥質等膠結而成。碎屑多呈次角狀，粒度多在0.06mm～0.25mm間，分選好，屬于孔隙式—基底膠結，顆粒—基質支撐。長石主要為斜長石、鉀長石。巖屑有泥質巖屑、硅質巖屑、玄武巖巖屑。部分泥質巖屑和方解石質內碎屑粒度可達2mm以上，偶見白云質內碎屑，方解石質內碎屑多由泥—微晶方解石組成。白云母、黑云母、綠泥石呈條片狀，粒度0.1mm～0.6mm不等，常定向分布，形成層紋狀構造。重礦物如鋯石等呈渾圓狀，粒度0.03mm～0.1mm。炭質植物碎片粒度0.4mm～10mm不等，多為長條狀順層分布。

2.4 鈾礦化特征

鈾礦化主要呈吸附狀態，未見原生鈾礦物，僅見次生鈣鈾云母及銅鈾云母、砷釩鈾礦；伴生有磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、赤鐵礦。碎屑非金屬礦物有石英、各種長石、綠泥石、輝石、白云母、黑云母、絹云母、電氣石、黝簾石、剛玉、柘榴子石、磷灰石等；并見有瀝青、炭化木、硅化木。礦石結構多為細砂結構、細-中砂結構、內碎屑結構，礦石構造多為塊狀構造、層紋狀構造。

3 成礦、控礦因素

3.1 成礦條件

區域內穩定的大地構造背景和適當的構造升降作用，導致工作區形成寬闊的斜坡帶，這有利于形成局部和區域的層間氧化帶，利于鈾的富集。

工作區中西部屬四川盆地邊緣地球化學（場）區，東部屬黔北隆起地球化學（場）區。四川盆地南部邊緣平緩開闊褶皺區為前陸盆地，地層主要出露上三疊統至上白堊統的陸相紅色碎屑地層。構造變形微弱。褶皺呈東西向，一般橫彎頂薄，開闊舒緩、規模較小。斷裂構造不發育。黔北隆起地球化學（場）區出露地層主要為中元古界至中生界，缺失泥盆系和大部分石炭系，隸屬川鄂湘黔巨型前陸褶皺帶的組成部分，侏羅山式褶皺發育。

工作區內的異常帶屬于侏羅系中晚期形成，侏羅系中晚期陸相區的范圍明顯擴大。與貴州晚侏羅系巖相古地理圖對比可知，工作區屬于泥巖與砂巖相，巖相發育有較大規模的砂體，陸相的河道砂體、海相的濱海-淺海砂體對于砂巖型鈾礦富集最為有利，在沉積相變處往往形成富礦帶。

3.2 控礦因素

區內鈾礦化體受地層建造控制，控礦地層為侏羅系遂寧組，賦礦巖層為長石石英砂巖和礫巖。礦化層底板通常為不透水的泥巖，含氧地下水在不透水的底板之上沿透水性較好的淺色砂巖滲透運移，與砂巖中的還原劑發生反應，隨著氧化作用的逐漸減弱，且含氧水中含鈾，則鈾在氧化還原界面附近富集，鈾礦體在橫剖面上常呈現為向地下水流動方向突出的新月形。

4 富集規律及找礦標志

4.1 富集規律

鈾的富集與有機質和黃鐵礦關系密切，均呈正相關，尤其是含炭有機物，在成礦過程中，不僅充當了還原劑，還充當了吸附劑。

蓄水構造和滯水構造的存在是地下水成礦的必要條件，其中河道相砂體及礫巖透鏡體，特別是河床低洼、拐彎或分支匯合處的砂礫巖透鏡體，河道相砂巖、礫巖與河漫相泥質粉砂巖及粉砂巖的過渡帶等都屬于蓄水構造和滯水構造的形式之一。工作區屬于揚子準地臺黔北臺隆與四川臺坳邊緣地帶，在中生代三疊紀之前屬于海相沉積，之后侏羅紀開始為陸相沉積，根據資料顯示以及實地工作觀察，異常區屬于河相沉積（辨狀河沉積），其滿足地下水成礦的必要條件。

含氧地下水沿透水性較好的淺色砂巖滲透運移，其中的還原劑，如黃鐵礦、有機質等受到氧化。在氧化過程中，水的氧化還原電位（Eh值）由于氧的消耗而降低，黃鐵礦變為褐鐵礦、針鐵礦等。隨著氧化作用的逐漸減弱，在深處氧被完全消耗掉，巖石不在受到氧化。如果下滲的含氧水中含鈾，則鈾將在氧化還原界面附近沉淀富集成礦。鈾礦體在橫剖面上常呈現為向地下水流動方向突出的新月形。

4.2 找礦標志

當含鈾巖層具斜層理砂礫巖、或巖石組合復雜、富含黃鐵礦和黑色有機質，層內有沖刷槽，局部有赤鐵礦化（紅化）等特征時，可作為找礦標志。