相山铀矿田东西部矿床中铀矿物微区化学特征

赵海波 王运 王志华 高海东 李元志

摘要:通过阅读大量相关文献及地质调查,深入了解相山矿田含矿断裂构造特征,选取成矿差异较大的邹家山和云际铀矿床的含矿断裂构造进行研究探讨,运用电子探针技术发现邹家山主要铀矿物为:沥青铀矿、钛铀矿、钍铀石、铀石;云际矿床铀矿物主要为:钛铀矿、铀石。对两个铀矿床同种主要铀矿物微区进行化学分析及对比,发现除U含量有起伏外,Ca、Fe、Zr的含量,邹家山矿床均低于云际矿床;受邹石断裂控制的铀矿床铀矿物中U与Zr含量成负相关,而受火山颈东部北东向断裂控制的铀矿床则相反。

关键词:相山断裂构造铀矿物微区化学特征

中图分类号:P619 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0092-01

相山矿田经历加里东期和燕山期构造活动,断裂构造广泛发育,并于燕山晚期经历了两期热液铀矿化作用,第一期为碱性热液形成铀-赤铁矿化阶段;第二期为酸性热液形成铀-萤石、水云母化阶段[1],然而并非所有断裂构造都充填矿体。笔者选取相山矿田内成矿差异较大的邹家山与云际矿床含矿断裂构造进行研究探讨。

1地质背景

邹家山与云际铀矿床以火山颈成近似东西对称并同处于相山铀矿田中。相山铀矿田区域上受北东向遂川深断裂与北北东向宜黄-安远深断裂交汇控制,并受制于相山大型塌陷式火山盆地。火山盆地在剖面上呈椭圆形,南北对称,东陡西缓,近似“箕”状。火山盆地基底构造主要为EW向为主,其次为SN及NE、NW向;盖层构造表现为以NE向为主导、NW向次之的线性断裂和火山塌陷环状断裂交织格局[2]。

2矿田东西部矿床铀矿物微区化学特征

2.1 地质特征

相山矿田有数十个铀矿床,考虑到地质因素及其代表性,在此仅以邹家山和云際矿床的含矿断裂构造为研究对象。

邹家山铀矿床位于相山矿田西部,矿化类型为萤石、水云母型[3],其控矿构造主要为北东向的邹-石构造带的旁侧次级构造及配套的北西、南北向构造和火山塌陷构造,通过测量统计,这些断裂构造走向主要为北东向,倾角在35°～80°之间。断裂两侧发育红化、水云母化、绿泥石化、碳酸盐化、萤石化、黄铁矿化等。断裂中的脉石矿物主要为石英、水云母、绿泥石、萤石、方解石、磷灰石、钠长石。并非所有断裂中都充填矿体,而只有比较大的且与深部有沟通的伸展性断裂中存在矿体。单条断裂中铀含量一般为5‰左右,多条断裂交汇处,铀矿含量较高,可以达到2%～8%。

云际铀矿床位于相山矿田东部,矿化类型为钠交代型[3],其控矿构造主要为北东向的一组断裂构造,其次为弧形构造剪切带。通过测量统计,这些断裂构造,走向主要为北东向,倾角在45°～60°之间。断裂两侧发育方解石化、红化、绿泥石化、水云母化、钠长石化和还有少量的萤石化;断裂中的脉石矿物为方解石,其次为少量的绿泥石、绢云母、磷灰石和萤石;该铀矿床的铀含量较低,一般在0.5‰～5‰之间。

2.2 铀矿物微区化学特征

为较好的研究含矿断裂构特征,在两铀矿床井下进行详细的地质调查并在铀含量较高的含矿断裂处取样,在镜下鉴定的基础上进行电子探针分析,发现邹家山矿床铀矿物主要为:沥青铀矿、钛铀矿、钍铀石、铀石;云际矿床铀矿物主要为:钛铀矿、铀石。

2.2.1 两矿床钛铀矿微区化学特征。

对两个矿山的钛铀矿做电子探针分析(表1),对其各元素含量进行比较,邹家山矿床钛。

2.2.2 两矿床铀石微区化学特征。

对两个矿山的铀石做电子探针分析(表1),对其各元素含量进行比较,邹家山矿床铀石中U、Ca、Fe、Zr均明显低于云际矿床。

3探讨

相山地区矿体填充于伸展断裂构造裂隙中,即断裂先拉张后挤压。在挤压过程中伴随断裂两侧岩石错动、碾磨形成断层泥,同时产生动力分异作用,使一些易活化的元素(如Ca、Fe)从围岩中迁移出来[4]。通过野外、显微镜及电子探针背散射图像观察发现含矿断裂构造两侧及矿体发育赤铁矿化、黄铁矿化、方解石化、萤石化,并在电子探针背散射图像中普遍发现铀矿物包裹黄铁矿或生长于黄铁矿边缘,萤石吸附铀矿物,可以说明黄铁矿和萤石形成要早于铀矿物。这些富集的Fe、Ca主要来自于围岩,即铀成矿热液出现前已经形成黄铁矿、萤石及方解石,当含铀热液通过断裂处时,经过黄铁矿还原作用形成铀矿物,并吸附于黄铁矿及萤石边缘。

通过对两个铀矿床主要的同种铀矿物微区化学分析发现,在不计U含量的高低时,邹家山矿床铀矿物中的Ca、Fe、Zr含量均明显低于云际矿床,且云际矿床同种铀矿物中的U与Zr成正相关,而邹家山矿床同种铀矿物中的U与Zr成负相关。相山矿田北部的横涧、岗上英矿床矿石微量化学分析显示U与Zr成负相关[3]。邹家山、横涧、岗上英矿床都是受北东向邹石断裂控制,而云际则为火山颈东部北东向断裂控制。云际矿床铀矿物中Zr含量偏高主要因其成矿热液为碱性,在Na,K含量高时可溶性锆络合物易于从围岩中迁移出来[5]。

4结语

(1)含矿断裂构造为主要为北东向,都为深大断裂的次级构造带或与之连通的伸展断裂构造,其两侧围岩蚀变强烈。(2)邹家山矿床主要铀矿物为:沥青铀矿、钛铀矿、钍铀石、铀石;而云际矿床铀矿物则主要为:钛铀矿、铀石。(3)两矿床同种主要铀矿物中除U含量有起伏外,Ca、Fe、Zr的含量,邹家山矿床均低于云际矿床。(4)受邹石断裂控制的铀矿床铀矿物中U与Zr含量成负相关,而受火山颈东部北东向断裂控制的铀矿床则相反。

参考文献

[1] 邵飞,陈晓明,徐恒力,等.江西省相山铀矿田成矿模式探讨[J].地质力学学报,2008,14(1):65～75.

[2] 邱爱金,郭令智,郑大瑜,等.大陆构造作用对相山富大铀矿形成的制约[M].北京:地质出版社,2002.

[3] 邵飞.水一岩相互作用及其与铀成矿关系研究:以相山铀矿田为例[D].中国地质大学,2007年.

[4] 张治洮.断裂带的动力分异和化合[J].地球化学,1983(1):62～70.

[5] 熊炳昆,温旺光,等.锆铪冶金[M].冶金工业出版社,2002.