伍守榮,張小強,張維乾
(貴州省有色金屬和核工業地質勘查局七總隊,貴州 貴陽 550005)
低品位的非常規U資源在中國分布廣泛,具有較大的U資源量。隨著國外綜合利用技術的突破,低品位的U資源已被開發利用。分布在黔中地區的“含U磷塊巖型、U多金屬磷塊巖型”低品位U資源受到了地質工作者的廣泛關注。本文通過對706礦床地球化學特征的剖析,探討礦床的沉積環境及成礦物質來源,詣在為指導成礦預測和找礦勘查提供理論依據。
遵義706礦床位于松林穹隆構造的東翼(圖1)。礦區出露地層主要有震旦系燈影組和寒武系牛蹄塘組,兩者為假整合接觸。主要巖性燈影組為白云巖,牛蹄塘組為含U磷塊巖、多金屬磷塊巖,黑色炭質頁巖。含U磷塊巖、多金屬磷塊巖位于牛蹄塘組底部,呈層狀、似層狀產出,產狀與層位一致。含U磷塊巖礦層厚0.50m~1.56m,含P2O528%~32%,一般礦體長數十米至數百米。U多金屬磷塊巖中Ni、Mo的金屬硫化物主要見針鎳礦和硫鉬礦等,與黃鐵礦形成黃鐵礦型鎳鉬礦。礦石一般含Ni0.04%~0.09%、Mo0.09%~0.13%、V2O50.71%~0.84%;鎳鉬礦層厚度較薄(0.01m~0.14m),Ni、Mo超常富集(Ni1.79%~6.07%、Mo2.01%~8.56%,局部Ni+Mo>10%),分布穩定。磷塊巖、多金屬磷塊巖中含U0.02m~0.06m,U達到綜合利用指標。
礦床微量元素分析結果見表1,有如下特征:①各元素在牛蹄塘組中較燈影組富集,K牛/燈為1.84(Cd)~93.82(Mo),其 中 Mo、Tl、Ni、Re、Cs、Co、Ga、Rb、Nb、Ta、Th強富集,K牛/燈>10,其余元素相對富集,K牛/燈>為1.84~7.01,顯示元素富集對巖性的選擇性;②在牛蹄塘組磷塊巖和含U磷塊巖中U、Mo、Sr較富集,具有成正相關的富集特征;③V在牛蹄塘組炭質頁巖中最富集;Mo、Ni、Cd在多金屬磷塊巖中相對富集;④與上地殼元素含量相比,牛蹄塘組磷塊巖和多金屬磷塊巖層中U、Mo、Re、Tl、Cd為顯著富集元素,V、Ni、Ba及Cs為富集元素;黑色頁巖U、Ni、Mo、Re、Tl及Cs為顯著富集元素,V、Cr、Th、Co、Ga及Rb為富集元素。

圖1 遵義706礦床地質略圖

表1 706礦床微量元素含量表(×10-6)

表2 706礦床稀土元素含量及部分特征值(×10-6)
表2清晰顯示,多金屬磷塊巖、磷塊巖和黑色頁巖中稀土總量基本相當,分別為177.29×10-6,178.84×10-6和185.32×10-6;燈影組白云巖中ΣREE相對較低,為83.45×10-6。多金屬磷塊巖、磷塊巖和黑色頁巖中稀土分餾明顯,LREE/HREE值分別為7.88、6.27、7.29,輕稀土富集,重稀土虧損。稀土配分模式呈典型的向右傾,同樣顯示輕稀土富集,重稀土虧損。雖然多金屬磷塊巖、磷塊巖和黑色頁巖中Ce異常和Eu異常表現得略有不同,但稀土元素配分模式圖解中呈現出的總體特征與變化趨勢較為一致,這可能是礦層與圍巖形成環境相同,具有相似的物質來源造成的。
吳朝東、李勝榮、Jones等研究提出,δU(δU=2U/[U+Th/3])、U/Th、V/Cr及Ni/Co可指示成巖成礦環境,當δU>1時表明其為缺氧環境,當δU<1則為正常海水沉積;熱水沉積中U/Th比值>1,正常海水沉積中U/Th比值<1;V/Cr>4.25時,為厭氧環境,V/Cr<2.00時,為富氧環境;Ni/Co>7為極貧氧--厭氧環境,Ni/Co<5時為氧化環境。
表1和 表2可 知,706礦 區 的δU為1.85~1.99,U/Th為 4.04~121.34,V/Cr為 4.66~10.92,Ni/Co為21.76~94.50,均揭示了成巖成礦為高度缺氧的還原環境,并經歷強烈的熱水作用影響,這與區域震旦-下寒武統黑色巖系形成于雪峰期陸緣裂谷和陸緣裂陷沉積環境,并伴隨海底噴流和海底火山噴發作用一致。
(1)706含U磷塊巖型非常規U資源沉積環境為陸內臺間坳陷構造環境。其中U、Mo、Ni、Cd、Re和Tl明顯富集,Mo、Ni、Re、Cd和Tl與U具有良好的正相關。
(2)礦區V/Cr比值>4.25,Ni/Co>7和δU>1,均表明礦區處于缺氧的還原沉積環境。
(3)礦區稀土元素配分曲線總體特征和變化趨勢較為一致。說明多金屬磷塊巖、磷塊巖與黑色頁巖可能具有相同的物質來源。配分模式呈典型的向右傾,顯示輕稀土富集,重稀土虧損,輕重稀土分餾明顯。
(4)礦區多金屬磷塊巖、磷塊巖中Eu、Ce負異常,表明多元素富集過程受較高溫的熱液和較低溫的海水在海底附近發生混合作用的影響。