陕西省商（南）—丹（凤）花岗伟晶岩型铀矿控制因素分析

冯张生，陈金录，程德进，周 琳，王 强，张夏涛

（中陕核工业集团公司，西安 710100）

陕西省商（南）—丹（凤）花岗伟晶岩型铀矿控制因素分析

冯张生，陈金录，程德进，周 琳，王 强，张夏涛

（中陕核工业集团公司，西安 710100）

陕西省商（南）—丹（凤）花岗伟晶岩型铀矿区位于我国秦祁昆成矿域祁连—秦岭成矿省北秦岭铀成矿带东段峦庄块体内，矿化类型为岩浆岩型伟晶岩类，属于岩浆-热液作用成矿。峦庄地块中的秦岭群第3岩性段、加里东期花岗岩接触带黑云母花岗伟晶岩、分水岭断裂及峦庄—桃坪断裂带共同控制了铀矿床、矿点、异常点分布，矿床范围与加里东期花岗岩接触带300 m内的矿化黑云母花岗伟晶岩分布区基本一致，矿床褶皱翼部、花岗岩接触带、脉岩产状控制了矿体产出部位，铀矿体产于岩体界面及矿化黑云母花岗伟晶岩形态呈波状、产状由陡变缓部位，矿石铀品位与团块状黑云母及棕红色更长石、磷灰石、锆石等矿物含量呈正相关关系。

商（南）—丹（凤）地区；花岗伟晶岩型铀矿；控制因素

陕西省商（南）—丹（凤）地区（简称为商丹地区）2013年被设立为国家铀矿整装勘查区，笔者通过研究商丹地区光石沟—陈家庄伟晶岩型铀矿区以往勘查研究成果，提出了该区花岗伟晶岩型铀矿控制因素及富集规律，以为该区花岗伟晶岩型铀矿勘查提供借鉴。

1 成矿地质背景

商丹地区花岗伟晶岩型铀矿区大地构造位置位于北秦岭加里东褶皱带东段峦庄块体［1］，铀成矿区带位于祁连—秦岭铀成矿省北秦岭铀矿成矿带东部，区内地层为富泥质沉积相、经区域变质形成以片麻岩类为主的秦岭群杂岩峦庄块体；构造以秦岭群杂岩片麻岩组成的褶皱为主；岩浆岩为壳幔混源成因的黄龙庙、骡子坪、灰池子岩基和陈家庄、毛芋园、大毛沟、高山沟岩株及花岗伟晶岩脉，其中分布于上述岩基及岩株接触带的黑云母花岗伟晶岩脉为区内矿化主岩（图1），铀矿体呈脉状断续产于黑云母花岗伟晶岩中，铀矿物主要为晶质铀矿［2］。

2 铀成矿控制因素

2.1 岩性对成矿的控制作用

2.1.1 铀源层

王涛，等（1997）将商丹地区花岗伟晶岩型铀矿区出露的秦岭群第3岩性段划分为秦岭群峦庄块体［1］，由黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩及白云质大理岩组成，以黑云斜长片麻岩为主，角闪斜长片麻岩呈条带状分布于黑云斜长片麻岩中，白云质大理岩陈家庄矿区呈透镜体分布、光石沟矿区偶见薄层大理岩。依据1:25 000能谱测量资料、光石沟及小花岔矿床测井资料不同岩性铀含量的统计结果（表1）：片麻岩类铀含量高于商丹地区秦岭群铀含量，黑云斜长片麻岩铀含量为13.9×10-6，是商丹地区秦岭群铀含量的4.37倍；白云质大理岩铀含量为1.80×10-6，是商丹地区秦岭群铀含量的0.57倍。商丹花岗伟晶岩型铀矿区岩浆岩是幔源岩浆上侵过程中局部熔融秦岭群分异结晶的产物［2］，可以认为商丹花岗伟晶岩型铀矿区秦岭群第 3岩性段片麻岩类是花岗伟晶岩型铀矿的铀源层。

图1 商丹地区花岗伟晶岩型铀矿地质简图Fig.1 Geological sketch of granite pegmatite type uranium deposit in Shangdan area

表1 不同岩性铀含量Table 1 Uranium content in different rocks

2.1.2 铀矿化主岩

不同地质体伽马照射量率统计结果（表2）表明，片麻岩类、花岗岩的伽马照射量率均值较低， 这两种地质体是贫铀层位。黑云母花岗伟晶岩的伽马照射量率均值为6.48 nC/kg·h，是片麻岩类的 4.13倍、花岗岩的5.95倍，均方差达到11.25 nC/kg·h，依据矿区地质体伽马照射量率统计结果确定黑云母花岗伟晶岩是区内惟一的含矿岩性［3］。

2.1.3 花岗伟晶岩对矿产的控制作用

商丹花岗伟晶岩型铀矿区近岩体接触带的花岗伟晶岩为黑云母花岗伟晶岩，远离岩体的花岗伟晶岩为二云母花岗伟晶岩及白云母花岗伟晶岩，铀矿化严格产于岩体接触带内外300 m范围内的黑云母花岗伟晶岩中，二云母花岗伟晶岩及白云母花岗伟晶岩中矿产为铌、 锂、 铍矿［4］。

2.1.4 铀的赋存特征

矿化黑云母花岗伟晶岩中的铀矿物为晶质铀矿，主要呈立方体、八面体聚形、菱形十二面体（图2A、B）［5］赋存于伟晶岩脉石矿物粒间，其富集程度与团块状黑云母、更长石矿物及磷灰石、独居石、黄铁矿等副矿物正相关。低品位花岗伟晶岩型铀矿石（图2C）中的晶质铀矿主要分布于长石、石英粒间，少量分布于黑云母粒间，晶质铀矿周围常有磷灰石、独居石、锆石、黄铁矿等副矿物 （图2D），富集程度与副矿物正相关；中等品位花岗伟晶岩铀矿石（图2E、F）富团块状黑云母或棕红色更长石，晶质铀矿分布于黑云母及更长石粒间（图2G、H）；高品位花岗伟晶岩铀矿石（图2I）同时富团块状黑云母、棕红色更长石［2-3，6］。

2.2 构造对成矿的控制作用

2.2.1 褶皱对成矿的控制

矿区褶皱主要是岩浆底辟上侵成岩过程中顶托作用形成，区域峦庄—留仙坪复式背斜核部控制了灰池子岩基及黄龙庙岩基、骡子坪岩基产出位置。矿区牛家台复式背斜、王家庄背斜等次级褶皱核部是大毛沟岩株、骡子坪岩体侵位成岩部位，次级褶皱翼部滑脱部位控制了花岗伟晶岩脉产出（图3）［2］。

2.2.2 断裂对成矿的控制

控矿断裂主要是加里东期以前长期活动的区域性断裂及变形带，矿区伟晶岩型铀矿化及异常主要产于分水岭断裂及峦庄—桃坪断裂之间（图1），加里东期岩浆侵位成岩后矿区控矿断裂活动强度变弱至趋于稳定；加里东期以后的断裂类型以层间破碎带为主，多位于矿体外围，对矿体破坏及改造作用不大［2］。

2.2.3 岩体接触面及脉岩产状对成矿的控制

矿区铀矿体多产于岩体接触带内外300 m范围，铀矿产出部位的岩体界面形态多呈波状，铀矿体产于岩体凹型界面范围内花岗伟晶岩脉产状由陡变缓部位（图4），这是局部拉张的地球动力环境，有利于花岗伟晶岩脉中晶质铀矿富集［6］。

2.3 岩体对成矿的控制作用

2.3.1 岩体类型对铀矿化的控制

目前已查明的黄龙庙岩体、骡子坪岩体、灰池子岩体、桃坪岩体等4个产花岗伟晶岩型铀矿的岩体都位于商丹地区东部峦庄块体内。岩体分布区负磁场规模大，中心明显，上述4个岩体属于壳幔混源成因［4］，岩体接触带花岗伟晶岩脉密集发育，放射性物化探场属于铀钍钾高场区或铀钍钾低场区。位于商丹地区西部的岩浆岩区负磁场规模小（局部出现正磁场），岩体无根、呈悬浮态存在于秦岭群中，岩浆岩属于原地混合岩化成因［4］，岩体接触带花岗伟晶岩脉不发育，放射性物化探场属铀钍钾偏高， 目前未发现铀矿化［2-3，6-7］。幔源物质不仅对秦岭群中铀的活化迁移总量具有控制作用，同时使岩浆结晶分异程度增强、最终形成富铀残浆，为形成脉岩型铀矿提供了条件，主要原因是幔源中的F、CO2气体为地层中的铀在壳幔混源岩浆中形成易溶络合物（［UF2（CO3）3］4-），实现了岩浆分异结晶过程中的迁移富集，并为富铀残浆上升至一定深度由于压力降低去气作用使［UF2（CO3）3］4-络合物分解以及铀在fo2低状态下形成晶质铀矿提供了条件。因此，加里东期壳幔混源的花岗岩中的幔源气体是岩浆岩中壳源铀迁移的必要条件，去气作用是［UF2（CO3）3］4-络合物分解沉淀的主要原因。因东部光石沟矿区幔源成分高，为地层中的铀形成［UF2（CO3）3］4-络合物提供了较多的幔源气，后期富铀残浆距地表近、去气作用强于西部陈家庄矿区，形成矿床规模东部大于西部。

表2 不同地质体伽马照射量率统计结果Table 2 Statistical results of gamma exposure rate in different geological bodies

图2 晶质铀矿形态、晶质铀矿与副矿物富集相关性图像及照片 （C、E、F、I中黑色矿物为黑云母，棕红色矿物为更长石）Fig.2 Images and photos showing the relationship of uraninite form，uraninite and accessory mineral enrichment（C，E，F，I black mineral is biotite，red brown mineral is oligoclase）

图3 商丹地区花岗伟晶岩型铀矿区地层、构造、岩浆岩剖面示意图Fig.3 Schematic section of strata，structure magmatite granite pegmatite type uranium mineralization district in Shangdan area

图4 小花岔铀矿床典型剖面示意图Fig.4 Typical geology section of Xiaohuacha uranium deposit

2.3.2 岩体演化对铀成矿的控制

商丹花岗伟晶岩型铀矿区产铀岩浆岩演化都经过岩基-岩株-花岗伟晶岩脉的同源岩浆分异演化过程，岩基钾钠比值小于1，岩株岩石钾钠比值大于1，在岩株阶段常出现钾转折。岩石化学成分具有岩基-岩株-花岗伟晶岩脉钾钠比值增大、铀含量增大、钍铀比值减少的演化特点（表3），说明随岩浆演化残浆中的铀含量增大、铀逐步富集，为黑云母花岗伟晶岩成岩阶段铀富集成矿提供了条件。铀矿化黑云母花岗伟晶岩具有富含基性成分的黑云母、更长石等矿物含量增加，以及出现磷灰石、独居石等富氟含铀矿物的特点［2-3，6］。

表3 商丹花岗伟晶岩型铀矿区岩浆岩碱质含量及铀钍含量统计结果Table 3 Statistical results of alkali and uranium，thorium contents of magmatitein the granite pegmatite type uranium mineralization area，Shangdan

3 结语

1）商丹花岗伟晶岩型铀矿区秦岭群峦庄块体，加里东期壳幔混源成因岩浆岩接触带，北部峦庄—桃坪断裂、南部分水岭—安基坪—小龙庄断裂夹持部位的叠合区控制了花岗伟晶岩型铀矿集中区分布范围。

2）留仙坪—峦庄复式背斜的次级背斜翼部、岩株接触带300 m范围黑云母花岗伟晶岩分布区控制了矿床分布范围。铀矿体产于岩体凹型界面范围内的矿化黑云母花岗伟晶岩呈波状起伏产状由陡变缓部位。

3）商丹地区花岗伟晶岩型铀矿铀品位与黑云母花岗伟晶岩中团块状黑云母、更长石矿物及磷灰石、独居石、黄铁矿等副矿物富集程度呈正相关关系。低品位花岗伟晶岩型铀矿石含少量黑云母、更长石；中等品位花岗伟晶岩矿石富团块状黑云母或棕红色更长石；花岗伟晶岩富矿石同时富团块状黑云母、棕红色更长石。

［1］王涛，胡能高，裴先治，等.秦岭群杂岩的组成、构造格局及演化［J］.地球学报，1997，18（4）: 345-350.

［2］罗忠戌，沙亚洲，张展适，等.丹凤地区花岗伟晶岩型铀矿富集规律及成矿远景预测研究报告［R］.北京：中国核工业地质局，2008.

［3］冯张生，程德进，张夏涛，等.陕西省商南县光石沟铀矿床详查报告［R］.西安：陕西省核工业地质局224大队，2014.

［4］张维吉，王全庆，胡能高，等.东秦岭地质走廊研究［M］.西安：陕西科学技术出版社，1996.

［5］冯明月， 戎嘉树，孙志富.北秦岭伟晶岩铀矿［M］.北京：原子能出版社，1996.

［6］冯张生，程德进，张夏涛，等.陕西省商南县小花岔铀矿床普查报告［R］.西安：陕西省核工业地质局224大队，2013.

［7］柴宝民，吴伯林.商丹地区伟晶岩密集区基本地质特征、伟晶岩产出控制条件及其与铀矿化的关系［R］.西安：核工业203所，1993.

Analysis on control factors of granite pegmatite type uranium deposit in Shangnan-Danfeng of Shaanxi province

FENG Zhangsheng，CHEN Jinglu，CHENG Dejin，ZHOU Lin，WANG Qiang，ZHANG Xiatao

（China Shaanxi Nuclear Industry Group Corporation，Xi’an 710100，China）

Granite pegmatite type uranium deposit in Shangnan-Danfeng area of Shaanxi province is located at Luan Zhuang block in the eastern of North Qinling Mountain uranium metallogenic belt in Qilian-Qinling metallogenic province of Qin-qi-kun metallogenic domain，the mineralization type is magmatic pegmatite class，which belongs to magmatic-hydrothermal mineralization.The distribution of uranium deposit，occurrence and abnormal point in Luanzhang block are controlled by the third lithologic section of Qinling group， the biotite granite pegmatite of granite contact zone in the Caledonian，Fenshuiling fracture and Luanzhuang-Taoping fracture belt.The boundary of the deposit is basically the same with the distribution region of mineralized biotite granite pegmatite within 300 m to the Caledonian granite contact zone in 300 m，The shape of the ore body are controlled by the fold limbs，granite contact zone and vein attitude，uranium ore bodies are controlled by the shape of interface and mineralized biotite granite pegmatite，theore grade are positive correlated to the content of lump biotite and brown red oligoclase，apatite，zircon mineral etc.

Shangnan-Danfeng area；granite pegmatite type uranium ore；control factors

P619.14

A

1672-0636（2017）01-0014-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2017.01.003

2014-07-09；

2016-11-23

冯张生（1972—），男，甘肃西和人，高级工程师，长期从事花岗伟晶岩铀矿勘查工作。

E-mail:1191753709@qq.com