时间：2022-09-04 01:15:30
【摘 要】介绍了大龙山铀矿成矿区域地质背景，区内岩体接触带控制着岩体内外带铀矿化的分布。分析了铀矿床物质成分和矿化类型，研究了成矿的主要控矿条件及与矿化富集的关系，并根据铀矿化特征推断出铀矿床为受接触带控制的岩浆期后中―低温热液充填型脉状铀矿床。
【关键词】铀矿；物质成分；矿化类型；沥青铀矿；控矿条件；矿化富集
1、区域地质背景
矿床处于下扬子沉陷带中段西部，庐枞火山岩盆地西南缘，北西侧有郯庐深大断裂切过，南东紧临沿江断裂破碎带，并和淮阳山字型前弧东翼重接复合，亦为NE向偏碱性石英正长岩带的南西端。
区域地层比较齐全，总的为背斜一翼，以泥盆―志留系为核心。矿床产于岩体之上象山群砂岩中，为一套中细粒砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、砂页岩，底部较粗含砾、含钙质及铁锰质结核，夹煤层。与岩体接触处变为黑色角岩。
侵入岩体面积90km2，侵入于象山群及总铺闪长玢岩中，以似斑状黑云母正长岩、角闪石英正长岩、石英正长岩、中细粒黑云母石英正长岩和碱长花岗岩，为一多阶段侵入的小岩基。Rb―Sr等时线年龄135.9Ma，锆石U―Pb等时线年龄137.55Ma。
Rb―Sr初始比为0.7064位于紧临玄武岩区增长线上，岩石碱含量高（10.01―11.88%），Al2O3含量（13.69―15.61%）亦高，水含量低，微量元素类似同熔型花岗岩，具各种交代，文象结构和晶洞构造，属同熔型系列。
2、矿床物质成分特点及对矿化的富集作用
矿床物质成分直接反映矿化的富集条件、作用过程。
2.1围岩蚀变与铀矿化的关系
矿化地段的岩石具有蚀变褪色和碎裂，可见水云母化、钠长石化、碳酸盐化、赤铁矿化、黄铁矿化、硅化和绿泥石化，与矿化有关的是黄铁矿化、赤铁矿化、绿泥石化和碳酸盐化。以强烈线型为特点和构造一致，具有明显的侧向分带，以棕红、米黄色微晶石英胶结糜棱角砾岩或含矿构造带为中心（2―30cm宽），向外是水云母、赤铁矿、黄铁矿、碳酸盐化带（10―100cm），再外为水云母、高岭土、绿泥石化带，最外是高岭土、水云母化带（50cm―2m）脉体活动较发育，具有多期性和继承性。
蚀变是构造和热液活动的产物，红化可使铀增加到30-80ppm，比正常岩石提高2-4倍，胶状黄铁矿与沥青铀矿密切共生，铀可达0.928%，所以随蚀变铀可从正常岩石的7ppm增至20-40ppm，到近脉旁的60-80ppm，石英正长岩铀可增至20-35ppm，而化学成分上是去硅、富铝、增碱。
Hg异常和蚀变、构造和矿化叠合，其强度可直接反映矿化强度和矿体大小，和Po210、α卡晕圈都一致。平面上从两侧向含矿构造带随铀的增加而增加，铀含量越高汞异常越明显。可从角岩12.8和石英正长岩的17.4ppb到蚀变带40.6-173.9ppb和含矿构造带的150.7-17700ppb，汞和铀明显正相关。
总之，蚀变为铀的富集提供了有利的环境。
2.2矿床物质成分和矿化类型
依照镜下和显微照象的研究铀以铀矿物和分散吸附状态存在。
主要金属矿物是沥青铀矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、#铜矿、辉钼矿、红砷镍矿、辉砷钴矿；脉石矿物以微晶石英、绿泥石和大量的碳酸盐。
矿石以充填为主交代为附，多伴以碎裂结构。沥青铀矿具各种胶状结构呈球粒状、环状和同心环状0.1-4.86mm，可以交代黄铁矿，具有角砾状、胶结角砾状、环边状（0.002-1.35mm）、脉状（0.018-4.86mm）和皮壳状构造。
依照蚀变和脉体的穿插关系划分三期六个阶段，矿前期为石英-绿泥石-硫化物阶段和碳酸盐-绿泥石-硫化物阶段。
成矿期的含铀赤铁矿-微晶石英阶段，沥青铀矿或沥青铀矿-碳酸盐-硫化物阶段。
矿后碳酸盐-硫化物或碳酸盐阶段。
主要矿物组合类同于矿化阶段，各类矿石的化学成分如表1。其矿石类型是沥青铀矿-碳酸盐型，沥青铀矿和碳酸盐、绿泥石、硫化物相伴出现，构成矿床主要富矿石类型。以低硅（48.05-66.7%）、CaO（2.11-11.07%）、FeO（2.44-6.51%）、MgO（1.17-3.33%）高为特点。
沥青铀矿-微晶石英型，高硅（70.40-81.29%）、Fe2O3亦高（0.99-7.47%）为特点，为常见类型但品位较低。
其次是红化粘土型（包括碱交代型），以低硅（59.76%）、K2O（3.5-5.38%）、Al2O3（12.09-18.95%）高为标志，其综合是沥青铀矿-赤铁矿-粘土矿物。
以29个矿石统计分析U和FeO、CaO和MgO烧失量正相关，和SiO2、Al2O3、Fe2O3负相关，表明铀和黄铁矿、绿泥石、碳酸盐有密切的成因联系，主矿化是在去硅、去碱褪色红化以后以充填为主形成的，铀的沉淀和FeO、绿泥石的还原为同一过程。
2.3沥青铀矿和特点
铀多伴以沥青铀矿存在，是品位富的根本。
以充填为主交代为附，呈角砾状、胶结角砾状、脉状和浸染状。浸染状颗粒细小，介于0.002-0.01mm之间。角砾状为早期铀集中成矿阶段的产物，分布于褪色蚀变砂岩、脉中或脉旁，反射率较低、晶胞参数偏小和普遍碎裂。脉状沥青铀矿为晚世代叠加成矿阶段产物，可见早期角砾，二者差异显著，都具干裂纹，少见充填，胶状结构清晰，自纯作用明显。可以交代黄铁矿、黄铜矿和方铅矿。
沥青铀矿化学全分析和电子探针分析二者具有一致性，UO2>UO3，氧化较弱。SiO2、CaO含量普遍较高，SiO2变化在3.28-9.82%，平均6.18%；CaO是2.57-5.61%，平均3.01%；反映了两种不同的矿化类型和矿物组合。同时低ThO2，高H2O和PbO，随距地表越近水含量越高，氧化作用越强，含氧系数较小。晶胞参数中等偏小，介于5.387-5.407和5.418-5.425之间，后者属典型脉状，前者和氧化较剧沉积沥青铀矿相似，带有淋积的特征。稀土含量极不均一，个别高达3.39%。
镜下和电子针探分析沥青铀矿分为亮区和暗区。亮区U含量和脉状、角砾状相似，以U高，ThO2、PbO和Y2O3亦高，SiO2、CaO低为特点；暗区是U、ThO2、PbO低，不含稀土和SiO2（13.04～16.56%）、CaO（7.26～7.91%）高为特点，反射率为10.8%，为交代和后生作用的结果，类似铀石的特点。
沥青铀矿的爆裂温度平均270-290℃，可见成矿温度较高，在矿物和元素组合上既具有中低温热液铀矿的特点又介于花岗岩型和火山岩型之间的过渡类型，以时差小、矿化形成较早和火山热液特殊的区域地质背景相一致。
3、控矿条件与铀富集机理
矿床在接触带范围内，以岩性为依托、构造为条件、热液迭加为根基。
3.1主要控矿条件
1、岩性控矿。矿化产在接触带上或不远处角岩化砂岩和蚀变褪色砂岩中。顶部残体受热最集中，改变了原岩的机械物理性质和铀的性状，提高了铀的丰度。含有大量的泥质矿物、黑云母、黄铁矿、部分有机炭为铀的沉淀提供了良好的还原环境。残体越大可提供部分铀源就越多，据Pb同位素分析和演化模式计算砂岩失去U为15.75-43.93%，而石英正长岩得到U36.74-90.78%可得到佐证。总之只能起有利围岩作用，面积大更有利。残体多具角岩化外壳起隔挡、限制和保矿作用。蚀变使U从5-7ppm初步富集到20-40ppm再到70-80ppm，为U的浸取、渗流、还原沉淀成矿提供富集空间。同时热液脉体较发育，叠加明显，再者残体出露在相对低凹处，地下、地表水在此充分汇聚，在隔挡层和构造的配合下产生脉状铀矿化。
2、构造对矿化富集的控制作用。构造起运移、导矿和储矿作用。所有的矿化都直接产在构造中。U从正常岩石向蚀变构造带7ppm -20-40-70-80ppm-工业矿体，随应力、热液蚀变的增强U逐渐富集。构造带中微晶石英-赤铁矿、绿泥石-黄铁矿、黄铁矿、硫化物-碳酸盐、沥青铀矿或沥青铀矿-碳酸盐等脉状体叠加十分明显。矿化严格受构造制约，构造的大小、产状也就是矿体规模和产状，界线分明。矿体易受构造性质制约，压扭性构造以脉状充填为主，规模小连续性好；处在先扭后张的拉张地段矿体规模大叠加明显，走向上不连续。交汇变异地段是好的富矿赋存部位。如近SN和NW含构造的交叉的上下盘或“入”字型构造，290°和NW组、340°与290°交汇部位所组成的矿体，起主导作用的是NW组。
3、接触带对矿的控制作用。绝大多数矿体在接触带上或外100m以内，接触带是一个特殊的构造，两侧岩石机械物理性质差异大，蚀变增强裂隙发育，U含量增高，褪色砂岩18ppm，石英正长岩33ppm，既表现为内带的自变质作用也有外带热变质和后期热液蚀变的叠合作用，既接受岩体内部来的挥发分和含矿热液沿接触带或通过接触带向褪色蚀变砂岩运移，一方面表现为岩浆热液的上升，又有地下水的汇集，因此，运移、沉淀、淋积和富集错综复杂。同时接触带是一个氧化还原介面，Eh值由岩体向接触带从0.32mv降到0.13mv，外接触带向砂岩从0.32mv升高到0.50mv，这一巨大落差带由分异所产生的矿水流体的汇集处，也是成矿物质的富集处，导致地下循环水、含矿流体中的多种含矿物质稳定性破坏，在接触带上或近旁裂隙中沉淀成矿，所以氧化运移和还原增高富集是致的。
3.2矿化富集机理
有利的区域地质背景。该区处于二深大断裂所夹持的楔形地段，是长期继承性拗陷带中的隆起带，亦是淮阳山字型前弧东翼和沿江断裂破碎带重接复合地段，碱性岩、火山岩、次火山岩集中发育区，岩浆构造多期多次活动，既有丰富的物源、活化转移条件又有成矿空间通道和热源。基底构造发育，在EW和NE、SN向构造的交点上或附近和岩体“S”形转弯处控制矿床，这就是既有早期的物源、预富集条件和环境，又有后期的构造热液活动与蚀变的复合叠加。
良好的还原环境、适当的构造和屏蔽条件，原砂岩受热变为角岩，增加了岩石的脆性，初步提高了铀的丰度。蚀变改变了原岩的机械物理性质，降低了岩石的硅量，增加了Al2O3、K2O、CaO的含量，产生了强烈的蚀变，增大了岩石的孔隙度和不均一性。同时产生了大量的黄铁矿、绿泥石和粘土矿物，为U的还原富集提供了良好还原环境、场所和吸附剂。构造蚀变带两侧的角岩为隔挡层，其内蚀变岩石有利于热液运移、聚积，从而进一步提高了U的丰度。
铀以铀矿物和吸附两种形式存在，以铀矿物为主呈角砾状、胶结角砾状、脉状和浸染状。碎裂和胶状结构明显，沥青铀矿以充填为主，交代为副，虽可分角砾状和脉状两个世代，但二者在时间上及其相近，自纯作用强，可分三个矿化阶段，即早期含铀赤铁矿-微晶石英阶段，但较贫；后为沥青矿或沥青铀矿-碳酸盐-硫化物为主成矿阶段。具四种矿物组合。
接触带构造是一个氧化-还原过渡带，物化性质上的综合差异带，而裂隙型蚀变带由于规模小，铀源充足和性质差异大的交替带，反映充分强烈，快速还原沉淀，隔挡明显，帮铀集中于裂隙或裂隙带中富集，显富小特点。构造的大小产状也就是矿体的规模产状，矿带的侧向分带明显，以沥青铀矿为中心，向外依次为弱硅化、赤铁矿化带、褪色带。和构造蚀变分带具有一致性。
热液的继承叠加性明显和成岩构造蚀变、脉体活动、矿化相一致。石英正长岩和火山岩同源，岩浆期后热液也就是火山热液，成矿是构造热液蚀变和脉体活动的综合，表现在Hg、Au、u带状异常明显和构造矿化相一致，Hg和Au随u的增高而增高。成矿温度平均介于270-290℃，和成岩温度高相一致。成矿年龄110Ma。
从各物理参数看，岩体和砂岩铀都较低而分散，不能直接作为铀源。铀主要以深部为主和岩浆期后热液相联系，砂岩仅能提供部分铀，石英正长岩汲取是微不足道。可从O、S、Pb、Rb-Sr同位素得到证实。
矿化类型可分为铀-微晶石英型、铀-碳酸盐型和红化粘土型三种，矿物元素组合较典型花岗岩脉状铀矿床为复杂，而类似火山岩型，这和所处的区域地质背景相一致，矿化主要在外接触带0-100m范围内，在远离接触带和进入岩体内矿化迅速减弱或尖灭，故矿床为受接触带构造控制的典型岩浆期后中低温热液充填型脉状铀矿床。