武當-桐柏-大別成礦帶鈾礦成礦特征與找礦遠景

劉 華，羅 平，丁迪生

(湖北省核工業地質調查院，湖北 孝感 432000)

0 引 言

武當-桐柏-大別成礦帶夾持于華北地塊和揚子地塊之間，是秦嶺復合造山帶的東延部分和根帶(亦是中國中央造山帶的重要組成部分)，大地構造位置屬秦嶺褶皺系南秦嶺-淮陽褶皺帶，鈾成礦區帶劃分上屬祁連-秦嶺鈾成礦省南秦嶺鈾成礦帶東段，鈾成礦地質條件極為有利。該帶內湖北地區鈾礦化信息點多、面廣，已知鈾礦床(點)多達32處，有鈾礦找礦遠景的伽瑪總量異常點(帶)上千處，分布范圍廣，找礦潛力大。

1 成礦地質背景

1.1 地層

武當-桐柏-大別成礦帶(湖北地區)屬秦嶺-大別山地層區十堰-隨州地層分區和桐柏-大別地層分區。十堰-隨州地層分區出露新元古界青白口系-第四系地層，主要地層包括新元古界青白口系武當(巖)群、南華系耀嶺河組、震旦系和古生界。與鈾礦關系密切的寒武系以及志留系地層，是碳硅泥巖型鈾礦賦礦地層。下古生界寒武系-奧陶系-志留系硅質碳質碎屑巖-碳酸鹽巖系，主要分布于鄂西北的兩竹兩鄖地區。桐柏-大別山地層分區出露有新太古界-元古界地層及零星分布的晚白堊統-新近系“紅層”，主要地層有新太古界木子店(巖)組、古元古界大別(巖)群、紅安雜巖等，是區內產于變質巖中的鈾礦化主要賦礦巖層，厚度大，分布廣泛，放射性強度較高。

1.2 構造

武當-桐柏-大別成礦帶(湖北地區)屬于秦嶺-大別造山帶一級構造單元，構造整體呈北西西向展布，與成礦有關的主要斷裂構造有青峰-襄陽-廣濟斷裂、桐柏-磨子潭斷裂、新城-黃陂斷裂、兩鄖斷裂、十堰-耿集斷裂、白河-石花街斷裂、竹山-竹溪斷裂等。

青峰-襄陽-廣濟斷裂是分隔秦嶺-大別山造山帶與揚子板塊的區域性大斷裂，斷裂的主體性質為由北向南的逆沖推覆。該深大斷裂附近寒武紀-志留紀時期為一陸源淺海-濱海相沉積環境，有利于鈾礦的沉積預富集；桐柏-磨子潭斷裂、新城-黃陂斷裂呈北西-南東向延伸，表現為大型逆沖推覆斷層和褶皺構造，區內大部分中生代酸性花崗巖均侵位于該構造的兩側或其挾持部位，對鈾礦化也有一定的控制作用；兩鄖斷裂、十堰-耿集斷裂、白河-石花街斷裂、竹山-竹溪斷裂為一套以北西向為主的斷裂構造，具有逆沖推覆性質，是區內碳硅泥巖型鈾礦床(點)主要的控礦構造，與這些構造同時形成了一組北西向相互平行、產狀相近、規模較小的次級構造，是區內的主要含礦構造。見圖1。

圖1 武當-桐柏-大別地區構造綱要圖

1.3 巖漿巖

研究區巖漿活動頻繁，巖石類型多樣。新元古代的巖漿巖主要分布在大別和武當地區。大別地區巖體主要分布在大別山北部超高壓變質地區，主要巖性為輝石巖、輝長巖等，代表性巖體有大悟-紅安的基性-超基性巖帶、蘄春銅石山、清水河等巖體，房縣高枧巖體、鄖縣云彩山巖體等；武當地區主要有武當巖群變質火山-沉積巖系、耀嶺河組變質火山-沉積巖系和變基性巖墻群。古生代的巖漿巖主要見于武當地區的基性巖墻群。中生代的巖漿活動主要為燕山期，廣泛分布在桐柏-大別地區。其侵位時代集中于晚侏羅世-早白堊世，侵入巖類型多，不同巖性的的巖石呈有規律的序列產出，從早到晚為石英閃長巖→鎂鐵質→超鎂鐵質巖/斑狀二長花崗巖→細粒二長花崗巖/鉀長花崗巖→(霞石)正長巖和花崗斑巖-各類巖脈。中生代中酸性花崗巖與鈾礦關系密切。在桐柏-大別地區鈾礦化異常點帶多位于中酸性巖體內部及其接觸帶，以及巖體與斷裂構造的交切部位。

1.4 變質作用

根據變質相程度的不同，研究區大體上可劃分為武當-隨州中低級變質帶和桐柏-大別山中高級變質帶。武當-隨州中低級變質帶主要包括耀嶺河組和武當巖群，其巖性、巖相和變質程度是一致的，均達到綠片巖相。桐柏變質帶主要為高壓榴輝巖帶(主要由一套變質火山-沉積巖組成)和藍片巖-綠片巖帶(典型礦物組合為角閃石、石榴石、綠簾石、多硅白云母、黑硬綠泥石等)。大別山變質帶主要有榴輝巖帶、條帶狀片麻巖-超鎂鐵巖組合、大別雜巖。

2 鈾礦化特征

2.1 鈾礦化類型

按照鈾礦化產出的賦礦圍巖劃分，研究區鈾礦化類型主要分為碳硅泥巖型、產于變質巖中的鈾礦二種基本類型。

碳硅泥巖型鈾礦產于寒武系-志留系一套由碳質、硅質、泥質組成的黑色沉積巖系中，屬熱液疊加改造類型，主要分布在武當地區。這類鈾礦化在巖石沉積和成巖過程中發生預富集，區域動力變質作用下巖石強烈褶皺擠壓，變質熱液作用導致鈾的活化、遷移，疊加在沉積成巖礦化之上，形成礦體。這類鈾礦化與兩個時代的地層有關，其一為早寒武統楊家堡組、莊子溝組的一套以碳質、硅質為主的淺變質沉積巖系，是區內主要的含鈾沉積巖層，大多數的鈾礦床、礦(化)點、異常點帶均產于該地層之中。其二為早志留統大貴坪組的一套以碳質、泥質為主的中-淺變質巖系，是區內的次要含礦層位。這類鈾礦化與構造條件有關，巖層經構造破碎后局部形成礦床或礦(化)點。本區碳硅泥巖型鈾礦主要與上述地層條件和構造條件有關。兩竹兩鄖地區的桂坪、李家堡、將軍河等鈾礦床(點)均屬于該類型。

產于變質巖中的鈾礦類型，是變質作用、熱液作用、表生淋積作用等因素的復合疊加成因，以變質作用為主，并且部分異常點(帶)與巖漿侵入有關。這類產于變質巖中的鈾礦是本區的一種次要鈾礦化類型，主要分布于桐柏-大別地區，受古老花崗質片麻巖和中生代酸性巖漿侵入的控制，其主要成礦作用為巖石熔融階段鈾的活化及后期高溫高壓變質作用和巖漿侵入作用的疊加富集成礦。

2.2 鈾礦地質特征

研究區內共發現鈾礦床、礦(化)點32個，分散分布于全區。其中碳硅泥巖型鈾礦床1個，礦(化)點26個，產于變質巖中的鈾礦化點4個。地面伽瑪異常點(帶)5 137個，其中武當地區3 455個，桐柏-大別地區1 682個。見表1。

碳硅泥巖型鈾礦化主要分布在我省西北部的武當山-神農架地區，鈾礦化點帶呈NWW向分布，主要受斷裂構造和碳硅泥巖地質體空間分布控制；產于變質巖中的鈾礦化主要分布在我省東北部的桐柏-大別地區，鈾成礦帶整體呈近EW向，主要受斷裂構造、中深變質巖、中生代巖漿巖侵入控制。

表1 武當-桐柏-大別地區鈾礦床、礦(化)點統計表

該區碳硅泥巖型鈾礦床、鈾礦(化)點，大部分產于寒武系下統莊子溝組中下段。主要賦礦巖性為炭質板巖、炭質千枚巖、含炭硅質板巖、硅質板巖、炭質石英片巖、云母石英片巖等。這類鈾礦床、礦(化)點，均產于本區的北西向三級構造及其次級構造中。碳硅泥巖型鈾礦(床)點小而散，多由十幾到幾十個小礦體組成，單個礦體規模一般長5～30 m，寬10～30 m，厚0.5～10 m，埋深一般為0～150 m。品位一般為0.05 %～0.08 %。礦體呈似層狀或透鏡狀。礦石以破碎的含碳質、硅質、泥質的各種板巖或片巖為主。鈾的存在形式主要呈游離狀態，分散吸附于礦石的炭質、泥質和黃鐵礦中。礦體圍巖一般無熱液蝕變，在竹山桂坪鈾礦床局部圍巖上能見到弱的黃鐵礦化。以竹山縣桂坪鈾礦床為例，該鈾礦賦礦巖性為下寒武系莊子溝組下段(∈1z1)含鈣炭質板巖、薄層硅質板巖和砂質千枚巖等，礦體產出在北西向壓性、壓扭性走向斷裂F2的上下盤中，礦床由25個工業礦體組成，礦體呈似層狀、透鏡狀產出，礦體長20～100 m，最長達340 m，寬15～70 m，最寬達190 m，平均厚度0.7～3.3 m，埋深50～100 m，礦石品位大多數為貧礦石，一般為0.05 %，個別達到0.1 %以上，礦體走向不連續，品位厚度變化較大。礦體的產狀一般與圍巖一致，傾角較陡。見圖2。

1.莊子溝組上段炭質板巖；02.莊子溝組下段薄層硅質板巖及砂質千枚巖組；3.楊家堡組中厚層硅質巖；4.黃鐵礦界面；5.正斷層；6.逆斷層；7.薄層硅質板巖；8.劣煤層；9.破碎角礫巖帶；10.工業鈾礦體；11.黃鐵礦；12.褐鐵礦；13.方解石；14.次火山巖脈

圖2 桂坪鈾礦床6號勘探剖面圖

Fig.2 Exploration profile No.6 in Guiping
uranium deposit

產于變質巖中的鈾礦，賦存巖性主要為花崗質片麻巖、斜長片麻巖、白云石英鈉長片巖等。鈾礦化規模小，其礦化體一般為幾米到十幾米，寬3～10 m，厚0.5～3 m。鈾品位一般0.3 %，最高的可達5 %，屬于高品位礦石。礦化體一般呈透鏡狀，礦化體埋深較淺，延伸較小。礦化體在空間分布上有集中成群的特點，常常與金、銀、銅等元素伴生。礦化體及航空異常點與中生代酸性花崗巖有一定的關系，巖漿侵入為鈾礦化提供熱液條件，同時熱液中的鈾與變質巖中的鈾進一步疊加改造，形成礦體。如棗陽市鹿頭鈾礦點，該鈾礦點賦存于震旦系上統(Z2)白云石英鈉長片巖和大理巖所組成的一套變質巖系中，礦化地段東西長150 m，南北寬50 m，礦化體產狀165°∠50°～60°。礦化體呈透鏡狀，似層狀產出，在走向上呈尖滅再現。礦石礦物為氟炭鈰鈾礦、硅鈦鈰釔礦、釷釔礦、獨居石。造巖礦物有微斜長石、斜長石、黑云母、角閃石、綠泥石、蛭石等。礦體部位有鈣鋁榴石、榍石、黃鐵礦、螢石、磁鐵礦、鈦鐵礦、金紅石等。地表礦化體與近東西的破碎帶和北東向構造有關。該礦點為鈾、釷混合型礦化，鈾品位0.05 %～0.30 %；釷品位0.15 %～2.34 %。

3 鈾礦成礦有利條件分析

武當-桐柏-大別成礦帶(湖北地區)具有優越的鈾成礦地質條件。根據鈾礦成礦地質特征總結出成礦有利條件主要有3個：鈾源、構造和巖漿巖。見圖3。

1.第四紀全新世沉積物；2.第四紀更新世沉積物；3.晚白堊紀地層；4.晚震旦世地層；5.早震旦世地層；6.中元古代武當巖群；7.桐柏群；8.斑狀角閃黑云二長花崗巖；9.輝長輝綠巖；10.地質界線；11.實測斷層；12.鈾礦點

圖3 湖北省棗陽市鹿頭地區地質圖
Fig.3 Geological map of Lutou District，Zaoyang City，
Hubei Province

3.1 鈾源

在三大成礦條件中，鈾源是鈾礦成礦的前提條件和基礎條件。鈾源主要來自三大地質體：元古代花崗質片麻巖、寒武系-志留系沉積淺變質地層和中生代中酸性花崗巖。

元古代花崗質片麻巖鈾源：主要分布于大別地區，主要由早元古代龜峰山片麻雜巖和早元古代平湖片麻雜巖組成。其原巖為古老的花崗巖變質而成，其鈾的含量普遍高于其它基性變質巖，一般在25～31×10-6，是一種具有較高活性的鈾源。

寒武系-志留系沉積淺變質地層鈾源：主要分布在武當地區的兩竹、兩鄖地區，該套巖層自早寒武世楊家堡期開始，直到早奧陶世，為一套淺海-濱海相沉積巖地層。富含有機質和黃鐵礦，具有較高的初始鈾含量，鈾以分散游離狀態存在于巖石中，這種鈾源具有一定活性，在表生或變質熱液的作用下，極易富集成鈾礦體。其鈾的含量一般大于35×10-6。

中生代中酸性花崗巖巖漿鈾源：由中生代中酸性花崗巖巖漿侵入時帶入，由巖漿的侵位在特定的構造環境下形成鈾的富集。一般均由巖漿分異時產生的殘余巖漿或熱液所攜帶，隨巖漿或熱液侵入圍巖，具有含量高，活性大的特點，可以局部富集成礦。其鈾的含量較其他基性巖體(一般14×10-6)高，為28～35×10-6。

3.2 構造

碳硅泥巖型鈾礦主要受一級斷裂構造與三級斷裂構造控制。一級斷裂構造控制著鈾礦的原始沉積，在一級斷裂(青峰-襄陽-廣濟斷裂)附近，沉積地層中含礦層厚度大，含鈾量高。三級斷裂及其次一級斷裂，以層間破碎為主要特征，其控制了層間破碎帶的發育規模和產狀，并成為表生淋濾作用和熱疊造作用的有利活動空間，進一步控制了鈾的再次遷移和富集。

產于變質巖中的鈾礦，主要受區內二級斷裂及三級斷裂控制。二級斷裂(新城-黃陂斷裂)控制著區內酸性花崗巖的分布，三級斷裂及其次級斷裂則是含礦巖漿熱液上移的導礦和容礦場所。

3.3 巖漿巖

該區巖漿活動頻繁，種類多，分布廣，但與鈾礦成礦關系密切的，主要是中生代侵入的中酸性花崗巖。中生代發生的中酸性巖漿活動，對本區影響最大。對與花崗巖有關鈾礦而言，中酸性花崗巖是鈾礦成礦的主要物質載體，也是鈾富集的有利熱源和熱液條件。中生代酸性花崗巖成礦作用明顯，可以直接成礦(如河南省信陽市柳林鈾礦床)，有些則與變質作用疊加成礦(如團風縣大崎山鈾礦點)。

4 找礦遠景

武當-桐柏-大別成礦帶(湖北地區)鈾礦地質特征明顯，成礦條件優越，具有較好的找礦潛力。根據已知鈾礦(床)點的成礦地質條件、成礦地質特征和控礦因素等，確定該成礦帶內今后以尋找碳硅泥巖型鈾礦為主，兼顧產于變質巖中的鈾礦，并將區內具有明確找礦意義和線索的區域劃分出4個A級找礦遠景區(李家堡遠景區、沖天炮遠景區、將軍河遠景區、鐵巴溝遠景區)和1個C級找礦遠景區(大崎山遠景區)，見圖4。

李家堡遠景區位于北大巴山-隨南復向斜與大巴山褶皺束的結合部位。賦礦地層主要為楊家堡組和莊子溝組。控礦構造為竹山斷裂及其次一級的平行層間斷裂，區內構造線呈北西西向展布，遠景區包含李家堡鈾礦點和廣山溝鈾礦點及大量異常點(帶)，成礦類型為碳硅泥巖型，具有較大的找礦遠景。

沖天炮遠景區位于武當復背斜與大巴山褶皺束的結合部位，含礦地層為寒武系下統莊子溝組，東西向褶皺、斷裂構造發育，鈾礦化受構造影響明顯。遠景區包含沖天炮礦點及地表異常點(帶)，鈾含量≥0.01 %的礦化層巨厚，走向延續大于2 km，深部礦化情況比地表礦化好。成礦類型為碳硅泥巖型，顯示較好的深部找礦前景。

將軍河遠景區位于白河褶皺束的次級構造單元中沙冒山-曾家溝向斜南翼。區內含礦地層主要為寒武系下統楊家堡組、莊子溝組。區內發育白河-石花街斷裂的次級斷裂是鈾礦的良好構造環境。成礦類型為碳硅泥巖型，遠景區包含將軍河礦點及伽瑪異常點，該礦點礦體均為肓礦體。在同等成礦條件下，顯示了這個區域具有尋找隱伏礦體的遠景。

1.白堊系-第四系；2.白堊系；3.志留系；4.寒武-奧陶系；5.震旦系；6.中元古界；7.太古界；8.中生代酸性巖；9.古生代基性巖；10.中元古代基性巖；11.古元古代龜峰山片麻雜巖；12.古元古代巴山寺片麻雜巖；13.斷層；14.地質界線；15.研究區范圍；16.找礦遠景區；17.碳硅泥巖型鈾礦(化)點；18.變質巖型鈾礦(化)點

鐵巴溝遠景區位于武當背斜的北西部，主要出露含礦地層為寒武系下統楊家堡組、莊子溝組。兩鄖斷裂從遠景區北側通過，形成了較多的次級斷裂，同時發育一組北東向斷裂。以鐵巴溝為核心，向南北兩側擴展形成的一個由寒武系地層構成的馬蹄形區域，地層條件較好，同時發育有北西向和北西向兩組構造，有進一步找礦遠景。

大崎山遠景區位于大別復背斜羅田褶皺曲(隆起)南西端，麻團斷裂東側，出露地層為太古界大別山巖群各類表殼巖系和元古代龜峰山片麻巖、平湖片麻雜巖。賦礦巖性為元古代龜峰山片麻巖。其中遠景區內大崎山鈾礦化點為典型變質巖型鈾礦類型，由三條異常帶和幾十個異常點組成，具有礦化體規模小而品位富的特征。一般鈾含量都在0.3 %以上，最高達5 %。具有明顯的熱液作用特征，成礦時有多期次鈾源的疊加。因此該區具有一定找礦遠景。

5 結 語

本區鈾礦有二種主要類型：碳硅泥巖型、產于變質巖中的鈾礦類型。其中碳硅泥巖型鈾礦是本區主攻礦床類型，以鄂西北地區為主要區域。該區處在我國鈾礦四大成礦域之一的秦嶺-大別鈾成礦省中部，區域地質構造成礦條件優越。區內廣泛出露的寒武系、志留系黑色巖系，鈾的背景值高，為鈾礦成礦提供了豐富的鈾源條件。區內的巖漿、構造熱液活動較強，深部具有熱疊加改造鈾礦化的條件，熱疊加改造對鈾的富集成礦有明顯的作用。北西向構造發育，在成礦過程中充當導礦通道和容礦場所最終富集成礦。在此基礎上優選了李家堡、沖天炮、將軍河、鐵巴溝4個A級找礦遠景區作為武當-桐柏-大別成礦帶今后鈾礦勘查評價的重點工作區。