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安徽省黄梅尖地区铀矿地质特征及成矿物质来源分析

中图分类号:P57文献标识码:A文章编号:1674-098X(2014)08(b)-0048-05

安徽省第三地质队于1958年在黄梅尖地区发现了铀矿,经过二十多年的勘查揭露,由安徽省核工业勘查技术总院于2001年提交了8论文网411铀矿床。2006年以来,通过对安徽省枞阳县黄梅尖地区铀矿普查项目开展工作,取得较好的成果。因此,分析探讨成矿物质来源,不仅可以帮助厘清矿床的成因,而且还可借此指导未来的找矿勘探工作,为进一步扩大铀矿的资源储量奠定理论基础。

1成矿地质背景

黄梅尖地区位于下扬子地块沿江褶断带(Ⅲ12)次级构造单元,区域性郯庐深断裂和长江构造断裂带在区内相交,它的北端为近EW向磨子潭断裂的东延周王断裂,西北侧毗邻郯庐深断裂。该区是庐枞火山岩盆地的组成部分,区域地层以印支运动形成的褶皱构造为基底,主要以侏罗系和白垩系地层为盖层。区域构造形迹是以古生代凹陷为基底,以中生代断陷盆地和侵入体为主,由南西段以S“型帚状构造和北东段网状断裂系联合组成南西窄,向北东开阔的喇叭“型构造岩浆岩带。区域岩浆活动频繁,有多次岩浆侵入活动,在庐枞火山岩盆地南东部,燕山晚期的大龙山―城山石英正长岩和黄梅尖石英正长岩体组成石英正长岩碱性岩带,每个岩体均由多阶段侵入岩组成复式岩体或超单元。

1。1地层

区内出露地层较单一,除第四系坡积。残积层外,主要是一套侏罗系下统钟山组和侏罗系中统罗岭组碎屑岩系,其西侧和北西侧出露有侏罗系上统龙门院组。砖桥组火山岩。钟山组主要岩性为灰黄绿色粉砂岩。页岩夹细粒石英砂岩及煤层,地层在区内主要出露钟山组上段的七。八。九三个韵律层,而深部钻孔中见到第六韵律层,产状一般为195°～250°∠5°～20°。

罗岭组地层,按沉积旋回。组合。所含化石等特征共划分为23个韵律层,每个韵律层可细分为A层。B层。A层为含砾中粗粒―中粒―中细粒―细粒长石石英砂岩,B层为泥岩。粉砂岩。细一粉砂岩。

龙门院组不整合覆盖在象山群砂岩之上或砂岩逆掩在火山岩之上,主要岩性为青灰-黄裼色粗安质晶屑凝灰岩。沉凝灰岩。凝灰角砾岩,灰色角闪粗安质角砾熔岩夹凝灰质熔岩及凝灰质粉砂岩。

砖桥组呈喷发不整合覆盖在龙门院组之上,岩性分三段,第一段为灰紫色辉石粗安岩与青灰。灰色凝灰岩。凝灰角砾岩。沉凝灰岩,底部夹沉积铁矿。第二段为紫红-灰紫色粗安质凝灰岩。沉凝灰岩。凝灰质粉砂岩,夹粗面质熔结凝灰岩,发育硅化。次生石英岩化。第三段为灰紫。紫黑色辉石粗安岩。黑云母粗安岩夹紫红色凝灰质粉砂岩。

1。2构造

区内褶皱构造不发育,钟山组和罗岭组砂岩为单斜岩层,构成庐枞火山岩盆地的基底构造层。

断裂构造:区内断裂构造较发育,按发育程度。构造线方向。力学性质可大致分为近东西向断裂构造。南北向断裂构造。北西向断裂构造。北北西向断裂构造。北东东向断裂构造,其中近东西向断裂构造为主要控矿构造,8411铀矿床就位于近东西向延伸的F5断裂构造与岩体接触带的夹持部位(见图2),北西向断裂构造和北北西向断裂构造赋存有工业铀矿化。

1。3岩浆岩

区内出露的侵入岩为燕山晚期第二旋回石英正长岩,称黄梅尖岩体。黄梅尖岩体为一多阶段多次侵入的复式岩体,按各侵入阶段的接触穿插关系。矿物组合。结构构造特点及微量元素特征可划分为二个侵入阶段。四次侵入活动。黄梅尖岩体的自变质作用非常普遍,种类有钾长石化。钠长石化。黑云母化,其中钠长石化发育最广泛,钾长石化次之。

2成矿地质特征

2。1矿体特征

矿体主要产于岩体外接触带0～400m内的罗岭组砂岩中,仅个别矿体产于内接触带石英正长岩中。按控矿条件及矿体产出形式可分为缓倾角矿体和陡倾角矿体两种。其中缓倾角矿体是矿床主要产出形式,矿体受顺层构造和层间裂隙破碎蚀变带控制,矿体产状与含矿地层基本一致,矿化层次多,连续性好,矿体多呈似层状。透镜状,少量呈扁豆状或囊状。矿结状。以8A层含矿性最好,其次为9A。10A及11A层。

陡倾角矿体产于近地表及浅部,受接触带。陡倾断裂和裂隙所控制,如4360地段及四。六。七号矿带均属此种。铀矿化产于构造带内,工业矿体具有埋藏浅。规模小。尖灭快。形态复杂以及品位变化大等特点。

矿体具有厚度不稳定。品位变化大。规模大小悬殊的特点。一般沿走向。倾向延伸30～60m,厚1～几m,平均品位0。118百分号。主要(大)矿体沿走向长150～180m,沿倾向195～380m,厚4～14m,品位0。065百分号～0。147百分号。

2。2矿石特征

2。2。1矿物组成及铀的存在形式

矿石中金属矿物有黄铁矿。胶黄铁矿。白铁矿。闪锌矿。方铅矿。辉钼矿。黄铜矿。赤铁矿。磁铁矿。红砷镍矿。针镍矿。硫钴矿等。脉石矿物有微晶石英(玉髓)。石英。钠长石。萤石。铁白云石。方解石。电气石。水云母。绿泥石。重晶石等。

铀矿物有沥青铀矿。铀石。铀黑(残余)。铜铀云母,钙铀云母,硅钙铀矿。沥青铀矿是矿床主要铀矿物,其U-Pb等时线年龄有三个时代:176Ma,此年龄与罗岭组砂岩Rb-Sr等时线年龄基本一致,属成岩阶段产物;113Ma,属矿床主成矿期;66。6Ma,为裂隙充填脉状铀矿化,叠加在早期铀矿化之上。铀石一般在沥青铀矿外围,其反射率,结晶温度较沥青铀矿略低。

矿石中铀的存在形式有二种:一是铀矿物形式;二是铀呈离子状态被吸附,在矿石中普遍存在,铀被赤铁矿。黄铁矿。粘土和绿泥石所吸附。2。2。2矿石结构构造

矿石结构主要有变余砂状结构。碎裂结构。角砾胶状结构。胶状结构。矿石构造有角砾状构造。脉状。网脉状构造。浸染状构造。条带状构造。块状构造。

2。3矿化类型

按矿化岩石可分为石英正长岩型矿化和砂岩型矿化。

按成矿阶段矿物共生组合特征主要可分四种矿化类型:铀―红化粘土型,为矿床中主要类型,砂岩。正长岩中均有分布;铀―黄铁矿―微晶石英型(包括含铀红色微晶石英。含铀黑色微晶石英。沥青铀矿―胶黄铁矿微晶石英),为矿床内最主要的工业铀矿化类型;沥青铀矿―黄铁矿―碳酸盐型(包括沥青铀矿―黄铁矿―碳酸盐。沥青铀矿―微晶石英―黄铁矿―碳酸盐);碱交代型,矿石与红化粘土型相似。

2。4围岩蚀变

与铀矿化有关的围岩蚀变有钠长石化。硅化。赤铁矿化。水云母化。绿泥石化。高岭石化。黄铁矿化。碳酸盐化。萤石化;蚀变同岩体关系密切,基本都分布在岩体附近,远离岩体蚀变弱。与铀矿化相关的蚀变受接触带。断裂及裂隙控制,尤其成矿期蚀变多沿构造带及其两侧分布。矿前期蚀变钠化。硅化。水云母化等在矿床中多呈面状分布,成矿期蚀变等多呈线状或脉状分布于矿体及两侧。围岩蚀变具明显的侧向分带现象,由矿体向两侧为碳酸盐化。黄铁矿化。硅化。赤铁矿化。水云母化。

3同位素年龄及包裹体测温

3。1成矿年龄

同位素年龄测试数据显示,铀矿化有三个成矿期:176Ma。113Ma。66。6Ma,其中主成矿期(113Ma)与补体岩石成岩期(116Ma)基本相近,铀矿化在时间上表现出明显的连续性,矿岩时差很小,即岩体侵入后尚未完全固结便开始铀矿化。

3。2成矿温度

在8411矿床的角岩标本中,许多热变质斑点处有新生的绢云母。黄铁矿。闪锌矿矿物集合体,在闪锌矿内见到了乳滴状黄铜矿固溶分离产物,后者的理论形成温度是300℃～350℃,这说明低级接触变质阶段的介质温度是350℃左右。矿物包裹体测温结果(见表2)数据表明矿物生成温度以中低温为主,随矿化阶段Ⅰ-Ⅷ,成矿温度总的趋势降低,结合典型的中低温围岩蚀变和矿物组合,推断矿化期的温度应为300℃～100℃,沥青铀矿的形成温度在150℃以上,主矿化期应为240℃～170℃,矿前期矿物的形成温度大于300℃,矿后期小于150℃。

4成矿物质来源

4。1流体的性质与来源

根据二七○研究1991年的研究报告,黄梅尖石英正长岩内的石英其形成水溶液δ18OH2O平均为8。63‰,说明岩浆水富含重氧,在接触变质角岩中的石英―磁铁矿组合其形成石英水溶液的δ18OH2O平均为7。2‰,在热液成矿阶段,在大龙山和8411两矿床中的水云母。白云石。方解石组合中,其形成白云石。方解石水溶液的δ18OH2O平均为4。55‰,这些情况说明从岩浆期经接触变质到热液成矿阶段,水的氧同位素比值逐渐下降,显然与大气水的影响加大有关。图5是大龙山及8411矿床成矿热液H。O同位素组成对比图,许多样品点落在岩浆水范围的边界上和边界外,同样说明成矿热液不是岩浆水而是混合水,即深源热液上升到接触带内,外有大气水混入。

4。2硫的来源

二七○研究所通过对8411矿床的黄铁矿。黄铜矿硫同位素组成计算显示:8411矿床的50个黄铁矿的δ34S为-14。4‰～+20。5‰,平均值为+8。6‰,而与大脉型富铀矿有直接联系的6个黄铁矿样品其δ34S为-2。2‰～+13‰,平均为+4。5‰,显示硫更接近深源。

4。3碳的来源

根据二七○研究1991年的研究报告,在白云石和方解石的包体内CO2浓度平均达到75。4g/kl水,与中酸性火山岩相比本区晚期石英正长岩浆及其残余热液更富含CO2组分(火山岩浆内的大量CO2喷发到空气中)。8411矿床在远离接触带的侏罗系中下统砂岩中很少见到碳酸盐化,说明在沉积及成岩过程中流经地层的地下水中CO2及碳酸的浓度较低,相反,在构造热液蚀变带中却出现强烈的碳酸盐化,甚至出现大脉型碳酸盐化,这说明CO2主要是深源,它与偏碱岩浆活动有密切的联系。

4。4铀的来源

根据光谱及电子探针分析,沥青铀矿含Ba。Cd。V较高,个别样品中V达0。5百分号,且均匀分布。而Ba。Cd。V是砂岩中的特征元素,表明铀继承了围岩中微量元素,铀部分来自砂岩。局部同生沉积的铀提供铀源,如矿床ZK-2孔贫矿段U-Pb法同素秦年龄为176Ma,为罗岭组上段的同生沉积铀。

沥青铀矿的铅同位素初始值206Pb/204Pb为16。85-17。95,与本区下地壳的17。2接近,属正常铅;矿化砂岩的初始锶比值87Sr/86Sr为0。705-0。7067;矿石和沥青铀矿中Hg。As。F。S。Pb。Zn。Mo等元素含量高,与铀成正相关。这些特征充分显示铀主要来自地壳深部。

5结论

(1)纵剖面图显示,矿体向西侧伏,且矿体厚度向西有逐渐加厚现象,因受当时钻探技术及设备的影响,钻孔控制深度未超过600m,故建议在8411矿床西侧银珠凹一带进行攻深找盲工作。

该区铀源是以深源为主,同时砂岩也有可能提供部分铀源。

(2)具典型的热液矿物共生组合以及中低温近矿围岩蚀变,包裹体测温数据多属中―低温,故矿床成因类型应属中―低温热液充填型。

安徽省黄梅尖地区铀矿地质特征及成矿物质来源分析