我国花岗岩型铀矿中矿物学特征分析

[摘要]我国铀矿床主要分为四种，即花岗岩型、火山岩型、砂岩型、碳硅泥岩型，其中花岗岩型铀矿床占有比较重要的地位。目前由于我国对花岗岩型铀矿床的开采比较严重，所以很多资源都面临枯竭，这就需要努力勘探其他矿山资源。所以，对花岗岩型铀矿床的基本特征、成矿条件及其矿物学特征进行深入研究和分析就显得很有必要。本文简单介绍了花岗岩型铀矿床的基本特征及其成矿条件，并以沥青铀矿为例着重分析了它的矿物学特征。

[关键字]地质学 花岗岩型铀矿 矿物学特征

[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-89-2

0 前言

世界上只有少数国家拥有丰富的花岗岩型铀矿，其中我国就是重要的铀矿产地。

我国铀矿床主要分为四种，即花岗岩型、火山岩型、砂岩型、碳硅泥岩型，其中花岗岩型铀矿床占有比较重要的地位[1]。

花岗岩型铀矿床指产于花岗岩体内、岩体外接触带沉积岩或变质岩以及岩体上叠沉积盆地中的、成因上与花岗岩有联系、矿化类型上相似的铀矿床。目前由于我国对花岗岩型铀矿床的开采比较严重，很多资源都面临枯竭，这就需努力勘探其他矿山资源。所以，对花岗岩型铀矿床的基本特征、成矿条件及其矿物学特征进行深入研究和分析显得很有必要。本文简单介绍了花岗岩型铀矿床的基本特征及其成矿条件，并以沥青铀矿为例着重分析了它的矿物学特征。

1 花岗岩型铀矿床的一般特征

花岗岩型铀矿床是指与花岗岩体有紧密空间关系和成因关系的热液轴矿床。它既可以产在岩体内部，也可以产在距岩体一定范围的环境中。与铀矿床有成因联系的花岗岩体多为陆壳重熔型，少数为壳幔混熔型，成分上常富硅富碱和铝过饱和，岩石的铀含量高，且岩浆演化较完善，酸性和中基性脉岩较发育，时代上主要为海西期（欧洲）和燕山期（中国）。共生的脉石矿物有石英、萤石、水云母、碳酸盐矿物等[2]。花岗岩型铀矿床产状示意剖面图如图1所示。

花岗岩型铀矿床有很多特征，主要有以下几个方面。

（1）花岗岩型铀矿体定位于各种断裂构造中，且主要在主干断裂带的次级构造上发育。

（2）花岗岩型铀矿床的矿石结构主要有脉状、细脉浸染状、角砾岩状、条带状等。主要铀矿物为沥青铀矿，少数为晶质铀矿和铀石。

（3）围岩蚀变发育很广。主要有硅化、赤铁矿化、水云母化、绿泥石化、碱性长石化等。

（4）在铀含量高的花岗岩中一般就会有花岗岩型铀矿床。

（5）大气水作为成矿热液的主要来源。

（6）花岗岩型铀矿床的包裹体有很多，主要是气相、液相以及气液混合相。

（7）花岗岩型铀矿床时代限制不明显，成矿具有多期多阶段性。

2 花岗岩型铀矿成矿条件

花岗岩型铀矿具有一定成矿条件，概括起来主要有五个，即丰富的铀源，充足的热源，良好的构造发育，强烈蚀变和适中的剥蚀[3]。

2.1 丰富的铀源

丰富的铀源是花岗岩型铀矿成矿的基础条件。在含铀量丰富的花岗岩体中，花岗岩浆的多期多次侵入，会使得基底的铀活化、迁移。而岩浆自身也是高铀源体。所以在岩浆后期，伟晶岩、细晶岩、石英斑岩等的侵入会挤压岩浆，从而为成矿提供了条件。

2.2 充足的热源

热源不仅是花岗岩型铀矿成矿的关键因素， 还是造成花岗岩成岩、成矿时差的根本原因。因为充足的热源会带来丰富的热水和热液，使得岩石产生碱交代和蚀变反应，从而改变围岩的物理性质。这就会使得早期的铀矿体或者铀元素发生活化和迁移。

2.3 良好的构造发育

如果花岗岩于过渡带，那就不仅为岩浆的上涌和地下的热水活动提供了便利通道， 还为深源物质的迁移和富集提供了条件。过渡带由于活动比较频繁，会使地壳物质上涌， 深源岩浆会发生多次侵位， 从而致使原来的高铀源层、高铀源体以及铀矿体再次活化迁移。这就为裂隙带和蚀变带的形成创造了有利条件， 同时也为铀矿的沉淀和富集提供了空间。

2.4 强烈的蚀变

强烈的蚀变反应会通过岩体——热液作用，使花岗岩体中的铀金属活化，并被淋滤出来，然后使得原来的高铀源层、高铀源体以及铀矿体向下迁移富集。绿色蚀变带会使铀矿化再次富集。

2.5 适中的剥蚀

目前，大多数发现的铀矿床均集中于暴露区内，例如河草坑铀矿床。如果花岗岩体所处的位置剥蚀度适中，那么这个地区也会成为重要的铀资源产地。

3 花岗岩型铀矿中矿物学特征分析

3.1 花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿化学成分

现在以花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿为例，来分析它的化学成分特点。

（1）与我国其它三种类型沥青铀矿相比，花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿中UO2含量相同，而UO3含量则略高；

（2）与我国火山岩型铀矿床中的沥青铀矿相比，花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿中ThO2含量明显比较低，但与我国砂岩型、碳硅泥岩型沥青铀矿中的ThO2含量接近；

（3）与我国其它三种类型沥青铀矿相比，花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿中RE2O3含量低；

（4）相比于我国火山岩型、碳硅泥岩型中的沥青铀矿，花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿中的含氧系数略高，但比砂岩型沥青铀矿低；

（5）与我国其它三种类型沥青铀矿相比，花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿中含H2O量比较低。

3.2 花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿晶胞参数

沥青铀矿的晶胞参数a0一定程度上反映了沥青铀矿的物理化学形成条件。

（1）a0值与含氧系数呈负相关，即随着沥青铀矿含氧系数的增高，a0值会逐渐变小，a0值与含氧系数的关系图如图2所示；

（2）a0值与相应矿物的PbO含量为正相关，也就意味着沥青铀矿中的铅既可以以方铅矿等包裹体的形式存在，还可以以其它形式存在，a0值与PbO含量的关系图如图3所示；

（3）a0值与相应矿物的RE2O3含量为正相关，也就是说随着沥青铀矿RE2O3含量的增高，a0值会逐渐变大，这与成矿时温度的高低有关，a0值与RE2O3含量的关系图如图4所示；

（4）a0值与相应矿物的ThO2含量不相关，或者说相关性不大。其原因可能是因为花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿成矿温度比较低，a0值与ThO2含量的关系图如图5所示。

综上所述，可以看出有很多因素都可以影响沥青铀矿的晶胞参数a0值，但是单个因素的影响反而不是很大。其中，成矿时的温度高低对沥青铀矿的晶胞参数a0值影响最大。

3.3 花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿硬度、反射率

根据调查测验，花岗岩型铀矿床中每立方毫米的沥青铀矿维氏硬度为314-760千克，相当于摩氏硬度为4.7-6.2；沥青铀矿的硬度与含氧系数是负相关，如图6所示。花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿的反射率为11.0%-16.5%，与含氧系数相关性不大。

3.4 花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿红外吸收光谱

四种铀矿床中沥青铀矿的红外吸收光谱特征都差不多，如图7所示。它们都有两个主吸收带，即高频区的次强——强吸收带和低频区的价键振动吸收带。如果矿物中含有水，那么红外吸收光谱线上还会有两个弱吸收带。

3.5 花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿壳圈结构成因

我国花岗岩型铀矿床中的沥青铀矿经常出现壳圈结构，铀含量比较高且杂质元素比较少的是外壳，所以它的反射率也会很高；铀含量比较低且杂质元素比较多的是内核，所以它的反射率也会很低。具壳圈结构的沥青铀矿分析结果如表1所示。

对于同一成矿阶段的沥青铀矿，当铀从成矿溶液中沉淀时，一般情况是这样的。

随着时间的推移，较晚形成的铀氧化物相中的UO2含量会比较高、杂质元素比较少；而较早形成的铀氧化物相中的UO2含量会比较低、杂质元素比较多。正是因为这种差异才会使得沥青铀矿产生壳圈结构。可以看出，其外壳形成比内核晚，并且UO2含量比较高的外壳不容易被溶蚀，而UO2含量比较低的内核则容易被溶蚀。

总之，与我国其它三种类型的沥青铀矿相比，花岗岩型铀矿床中沥青铀矿的含氧系数、晶胞参数值相差不大。这也就说明我国四类铀矿床中的沥青铀矿，大多数都是在低温度、热液条件下产生的。另外，我国花岗岩型沥青铀矿中的PbO含量、

RE2O3含量、ThO2含量比较低，也会反映它的成矿条件。

4 小结

本文首先简单介绍了花岗岩型铀矿床的基本特征，然后阐述了它的成矿条件，并以沥青铀矿为例着重分析了它的矿物学特征。可以看出，与我国其它三种类型的沥青铀矿相比，花岗岩型铀矿床中沥青铀矿的含氧系数、晶胞参数值相差不大。这也就说明我国四类铀矿床中的沥青铀矿，大多数都是在低温度、热液条件下产生的。