棉花坑矿床深部铀成矿特征分析

许丽丽，伏顺成，徐文雄

（核工业二九〇研究所， 广东 韶关 512029）

棉花坑矿床深部铀成矿特征分析

许丽丽，伏顺成，徐文雄

（核工业二九〇研究所， 广东 韶关 512029）

棉花坑矿床是诸广南部地区主要花岗岩型铀矿床之一， 近年来的勘查成果显示在深部仍有铀矿体发育，且延伸稳定，品位较高。通过对该区深部铀成矿特征的分析研究，认为该区深部仍具有较大的找矿潜力和发展前景，这对该区铀矿的可持续发展具有现实意义。

围岩蚀变； 铀矿化特征； 找矿潜力

诸广岩体南部是华南铀矿资源生产基地之一， 棉花坑矿床（302 矿床）是该区勘探开发较早的矿床之一。 经过 50多年的勘查， 投入大量工程，提交了一大批的矿床及铀异常点、带，但总体上勘查深度较浅，多数矿床控制深度大致在 500 m 以内［1］。 近年来的勘查成果显示在深部有不少铀矿化并未封闭，深部矿化蚀变延伸比较稳定抑或有明显变好现象，部分矿床少量探索性深孔， 发现在 500 m 及以 下仍存 在 较 富 较 大 的 矿 体［2］， 如棉花 坑 矿床在垂深 800～1 000 m 处仍发现富－特富铀矿体。因此加强深部找矿工作对确定下一步找矿方向及不断扩大铀资源有着十分重要意义。

1 区域地质背景

诸广岩体南部位于湘、桂、粤北海西-印支凹陷与华夏古陆闽赣后加里东隆起的交汇部位，棉花坑矿床位于诸广南部岩体的中心部位。 区内主要有 NE、 NW、 EW、 SN 向等区域性深、大断裂构造带，这些深大断裂对铀矿产出均具一定的控 制 作 用［3-5］。 该区地壳演化总体上经历了活动到稳定再到活动的演化过程，先后包括了加里东、海西-印支、燕山、喜山等四个构造旋回。区内地层出露齐全，从晚元古界到第四系均有出露。区内岩浆活动频繁，出露有印支期和燕山期花岗岩，其中以印支晚期中粒斑状二云母花岗岩和燕山早期中粗粒斑状黑云母花岗岩、中粒-中粗粒黑云母花岗岩为主，其次为印支期第2阶段中粗粒斑状二长花岗岩、燕山早期第3阶段细不等粒斑状黑云母花岗岩和燕山晚期细粒黑云母花岗岩，少量燕山晚期中基性岩脉、细晶岩脉侵入，另外还有碱汁作用形成的碱交代岩。 区内构造主要有 NEE 向（控矿构造）、 NWW 向 （既是控矿构造又是成矿构造）和 NNW 向（近 SN 向， 成矿构造）三组， 棉花坑矿床处于 NW 向油洞断裂和 NEE 向棉花坑断裂的夹持部位（图 1）。 矿床含矿构造带主要为一组近南北向蚀变破碎带，发育在油洞与棉花坑断裂夹持的楔状岩块中。矿床围岩蚀变主要发育硅化、黄铁矿化、赤铁矿化及紫黑色萤石化等，铀矿化的富集中心通常为形成硅质骨架的构造中心部位，矿体形态多呈脉状、似脉状、透镜状或扁豆状。矿床矿石矿物成分较为简单，铀矿物以沥青铀矿为主，发育少量铜铀云母、硅钙铀矿等次生铀矿物［6］。

2 棉花坑矿床深部铀成矿特征

2.1 花岗岩体特征

图1 棉花坑铀矿床地质简图Fig.1 Geologicalsketch of Mianhuakeng uranium deposit

根据岩浆岩地质体的穿插关系，岩石学、地球化学、放射性、绝对年龄和矿化特征，将区内印支期、燕山期岩浆岩的侵入活动划分为 5 个 侵 入 阶 段 （γ51-2、 γ51-3、 γ52-1、 γ52-2、 γ53）。其 中 印 支 晚 期 （γ51-3） 、 燕 山 早 期 第 1 阶 段（γ52-1）、 第 2 阶 段 （γ52-2）与 铀 矿 化 关系 密 切。棉花坑矿床上部围岩为印支期油洞岩体的中粒小斑状二云母花岗岩（锆石 U-Pb 年龄为（232±4）Ma）［7］； 中下部的围岩为燕山早期长江岩体的中粒黑云母花岗岩 （锆石 U-Pb 年龄为（160±2）Ma）， 外围伴有幔源基性岩 脉 贯 入［7-8］。矿床中深部围岩主要发育燕山早期第1阶段（γ52-1） 的中粗粒黑云母花岗岩， 埋深在 100～1 000 m， 并延伸至 1 000 m 以下， 由于埋藏较深，目前只有少量钻孔揭露，且粒度由浅至深有变粗的趋势；在与印支期岩体接触的边缘往往有几厘米至数米或者非常宽的细粒或不等粒结构的黑云母花岗岩，且常伴生强烈的接触变质，这是本阶段黑云母花岗岩属较大岩体的标志之一；中粒和中粗粒黑云母花岗岩，新鲜者为浅灰色，有时略带肉红色调，其钾长石斑晶多呈不定向排列，石英圆粒状，斜长石白色或浅灰色，黑云母自形较好，大小不均，镜下呈黄绿色至褐色，此外钾长石与石英常成文象构造，斜长石与钾长石发育自交代的钠长石化；矿物含量表现为富石英， 其含量 35%左右， 岩石化学成分与上部 早 期 的 印 支 期 第 3 阶 段 （γ51-3）比 ， 较 贫P2O5、 TiO2， 富 SiO2， 黑 云母中 富含铁 ， 分散元素富含 Li、 Y、 Sn、 Nb； 副矿物常出现磷钇矿，独居石，放射性中等至强，常有辉钼矿、黄铜矿、 磁黄铁矿等矿物［9］。

2.2 成矿构造带特征

棉花坑矿床近外围地区有近百条一定规模的含矿脉带密集分布在不同时代的岩体中，其中以印支期第 2阶段、 燕山早期第 1阶段花岗岩体中分布 最多（徐文雄， 2014）。 脉带常呈平行密集带状成组出现， 多呈 NNW 向展布，由一条或几条规模较大的构成主脉带，形成诸广地区独具特色的铀矿脉密集分布区。脉带长数百米至数千米，宽数十厘米至十几米， 最长 5 000 m 以上， 最宽达 60 m； 倾向上延伸百余米至数百米，其中9号带延伸最大， 大于 1 000 m， 其次 7 号带延伸至 900 m左右。脉带由中间硅质骨架及其两侧蚀变花岗岩组成，硅化岩位于脉带中心。成组成群脉带沿走向或倾向往往具膨大缩小、波状弯曲、分枝复合、尖灭再现等特征。不同方向分布及不同规模的脉带具有不同的含矿性，其中NNW 向中规模大的脉带含矿性最好。

2.3 围岩蚀变特征

棉花坑矿床含矿带围岩蚀变具有明显的水平分带特征，垂向上也存在变化规律。以9号含矿带为例，水平方向：浅部含矿带主要由含赤铁矿化硅化碎裂岩、黄铁矿化微晶石英岩、条带状萤石石英脉、灰白色石英岩、米黄色石英岩以及硅化角砾岩等组成，两侧为蚀变碎裂花岗岩，且具有明显的水平分带，由内到外依次为硅化、赤铁矿化、绢云母化、（绿泥石化）、 高岭石化、 碱性长石化、 正常花岗岩（图 2）（黄国龙， 2015； 徐文雄， 2014）。垂直方向： 1） 浅部含矿带的中心硅质骨架较大，热液矿物主要为成矿期的红色微晶石英，充填在碎裂花岗岩中，形成硅化碎裂花岗岩，脉带宽度一般 1～3 m； 深部含矿带的中心硅质骨架较小，热液矿物主要为成矿期的红色微晶石英、灰色微晶石英，充填在碎裂花岗岩中， 脉带宽度一般小于 1 m。 2）浅部铀矿主要以次生铀矿物、原生沥青铀矿形式存在；中深部以沥青铀矿为主，其中中部有少量的次生铀矿物发育，深部以沥青铀矿主要呈团块状和细脉状分布。 3）成矿期的热液活动浅部以含针铁矿或赤铁矿的红色微晶石英为主；中部也以红色微晶石英为主，也常见灰色的微晶石英穿插，在沥青铀矿大量富集处，有大量的黄铁矿伴生；深部有红色微晶石英和灰色微晶石英，沥青铀矿的大量富集与灰色微晶石英、灰白色方解石关系密切（徐文雄， 2014）。

图2 9号带蚀变类型水平分带示意图Fig.2 Horizontal zoning plan of alteration type in Ore belt 9

2.4 铀矿化特征

棉花坑铀矿床为硅化带型，铀矿化分布于 NNW 向张扭性构造带中， 浅部以石英脉型为主、中深部以硅化碎裂岩型为主，矿体规模较小变化较大， 从几吨至 1 000 多 t均有，最大矿体为棉花坑 矿床 9-0 矿体， 达 1 000多 t， 品位变 化大， 有 0.01%以 下的贫 矿， 也有大于 1%的富矿。

1） 浅中部铀矿化主要赋存于赤铁矿化硅化碎裂花岗岩、棕红色微晶石英岩中，铀矿化品位与赤铁矿化密切相关， 赤铁矿化（红化）强， 铀矿化好（图 3），反之， 铀矿化较差。深部铀矿化主要赋存于硅化碎裂花岗岩、浅灰色硅化碎裂岩（图 4）、 绿泥石化碎裂花岗岩。

图3 紫红色赤铁矿化强硅化碎裂岩Fig.3 Cataclastic rock of strong by silicification and strong purple hematitization

图4 浅灰色强硅化碎裂岩Fig.4 Light-grey cataclastic rock of strong silicification

2） 构造破碎蚀变带中深部宽度大、 向深部延伸稳定，浅部宽度较小，同时深部矿化品位较浅部高。 如 XX～XX 号勘探线不同标高的构造蚀变带宽度为：地表其宽度变化范围 3～15 m， 在 300 m 标高以上平均宽度约 13 m，-200～-400 m 标高平均宽度约 16 m， 其中300～200 m 标高范围构造蚀变带宽度最大，平均宽 度约23 m（图 5）。 构造带作用越强，蚀变带宽度越大，矿化越好。含矿带及其矿体具有膨大收缩、尖灭再现、分支复合的规律，且构造带膨大部位是成矿有利部位。

3） 矿石类型及矿物在垂向上分带性较为明显， 具有一定规律（图 6）。 矿床上部为红色带，矿石类型主要为红色硅化碎裂岩和红色微晶石英岩；铀矿物发育有次生铀矿物和沥青铀矿， 其中次生铀矿物主要有硅钙铀矿（图7）、 钙铀云母等， 主要伴生矿物黄铁矿含量较低。矿床中部为杂色带，以红色硅化碎裂岩和红色硅化碎裂花岗岩为主要矿石类型；铀矿物以沥青铀矿为主，同时在沥青铀矿富集部位，黄铁矿的含量较高。矿床下部为灰绿色带，矿石类型主要为红化碎裂花岗岩和浅灰色硅化碎裂花岗岩等，此部位为沥青铀矿的富集部位， 铀矿物主要为沥青铀矿（图 8）及铀黑，少量次生铀矿，黄铁矿含量较高。

4） 成矿期的热液活动在浅部以含针铁矿或赤铁矿的红色微晶石英为主；中部也以红色微晶石英为主，也常见灰色的微晶石英穿插，在沥青铀矿大量富集处，有大量的黄铁矿伴生；深部有红色微晶石英和灰色微晶石英，沥青铀矿的大量富集与灰色微晶石英关系更为密切，同时与白色片状方解石关系紧密。

5） 根据近年来钻孔揭露及矿山开采数据统计显示，矿石品位由浅部到深部有逐渐变富的趋势， 标高 300 m 以上部位品位较低、50 m 以下品位较高（表1）； 矿体垂直纵投影图上也显示，区内富铀矿钻孔主要分布在矿床的中部-深部。

6） 铀成矿环境： 浅部为氧化-弱氧化；中部为弱氧化；中深部为弱氧化-弱还原。矿床上部与下部矿石的化学成分、微量元素组成 、酸 性 和 挥 发 性 组 分 （SiO2、P2O5、 F、 S、Sn、 Nb 等 ） 、 碱 性 和 基 性 组 分 （Na2O、 K2O、MgO 等）、 氧化性组分（Fe2O3）以及还原性组分（FeO）的含量均存在较明显差异（表2～4）， 这种规律反映了 “上部氧化下部还原” 的矿床垂直分带特点，这种垂直分带现象显然与热液的混合作用有关。

3 深部找矿潜力讨论

图5 棉花坑矿床不同标高蚀变带宽度示意图Fig.5 Schematic diagram of width of alteration zone at different elevation in Mianhuakeng deposit

图6 棉花坑矿床9号矿带矿石的垂直分带特征Fig.6 The vertical zoning characteristics of Ore belt 9 in Mianhuakeng deposit

图7 紫黑色萤石边缘发育黄色硅钙铀矿Fig.7 Yellow uranophane developed in the edge of purple black fluorite

图8 沥青铀矿与紫黑色萤石共生Fig.8 The symbiosis between uraninite and purple black fluorite

据上述分析，该区中深部与铀矿化关系密切的含矿围岩， 即燕山早期第 1 阶段（γ52-1）的中粒或中粗粒黑云母花岗岩延伸范围较大，100～1 000 m 均有分布。 含矿构造带矿化特征有明显的垂向变化规律，从浅部到深部矿体品位增高； 由次生矿物（硅钙铀矿、 铜铀云母）为主到原生矿物（以团块状和细脉状沥青铀矿）为主； 沿倾向含矿构造及铀矿化延伸稳定， 在埋深 900 m 上下部位仍有较好的铀矿化，矿石品位较高，厚度较大，如棉花坑断裂附近延深至标高-600 m， 41 线附近延深至标高-600 m， 15 线附 近延深 至标高-500 m（图 9）； 同 时 随 着 深度的增加， 酸碱变化、氧化还原等有利于形成富矿的地球化学条件增强，且在今年来深部找矿勘查工作中，在埋深 1 000 m 上下部位仍发现有较大较富的铀矿体， 有些矿段品位达 1%以上， 甚至更富，且矿体向深部并未封闭，有继续延伸的趋势，综上所述，棉花坑矿床深部有较好的找矿空间和较大的找矿潜力。

表1 棉花坑矿床9号矿带品位变化统计Table 1 The grade change of ore belt 9 in Mianhuakeng deposit

4结论

1） 该区与铀矿化关系密切的含矿围岩主 要 有 印 支 晚 期 （γ51-3） 、 燕山早期第 1 阶段（γ52-1）、 第 2 阶段 （γ52-2）， 在矿床中深部以燕山早期第 1 阶段（γ52-1）的中粒或中粗粒黑云母花岗岩为主， 其延伸范围大， 100～1 000 m均有分布。

表2 棉花坑铀矿床矿石化学成分 wB/%Table 2 Chemicalcomposition wB/%of ore in Mianhuakeng uranium deposit

表3 棉花坑铀矿床矿石微量元素/10-6Table 3 The trace element/10-6of ore in Mianhuakeng uranium deposit

表4 棉花坑铀矿床不同标高沥青铀矿成分/10-6Table 4 Composition/10-6of uraninite at different elevation in Mianhuakeng uranium deposit

图 9 9号带 XX 号勘探线钻孔地质剖面图Fig.9 Geological profile of exploration Line XX in Ore belt 9

2）棉花坑矿床深部铀矿化严格受 NNW向 9号、7号等构造蚀变带控制，为多次构造作用形成，含矿脉体的主要填充物为多期多阶段热液作用形成的硅质脉体，延伸至 1 000 m 以下， 矿体的产状与断裂带基本一致。

3）该区围岩蚀变在空间上具有一定的规律，水平方向上具有明显的分带特征，垂向上含矿带的宽度、热液矿物类型、铀赋存状态等均有一定的变化规律。

4）深部铀矿化主要赋存于浅灰色硅化碎裂岩、硅化碎裂花岗岩中，构造破碎蚀变带中深部宽度大且向深部延伸稳定，浅部宽度较小，含矿带及其矿体具有膨大收缩、尖灭再现、分支复合的规律。矿石类型及矿物具有分带性，由浅至深划分为红色、杂色、灰色三个矿石带。深部沥青铀矿的大量富集与灰色微晶石英关系更为密切，同时与白色片状方解石关系紧密。铀成矿环境由浅至深依次为氧化-弱氧化、弱氧化、弱氧化-弱还原。

5）综合上述分析及近年来在该区深部找矿成果，可推测该区深部有较好的找矿空间和找矿潜力。

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Analysis on metallogenic characteristics in the deep of Mianhuakeng uranium deposit

XU Lili， FU Shuncheng， XU Wenxiong
（Research Institute No.290， CNNC， Shaoguan， Guangdong 512029， China）

Mianhuakeng uranium deposit is one of the main granite type uranium deposits in South Zhuguang area.Results of exploration in recent years show that uranium ore bodies are still developed in the deep， with stable extension and high grade.Through analyzing and studying mineralization characteristics in the deep of the deposit， it was considered that the deposit has great prospecting potential and development prospects which has practical significance for the sustainable development of uranium exploration in this area.

wall rock alteration； uranium mineralization characteristics； prospecting potential

P619.14

A

1672-0636（2017）02-0063-07

10.3969/j.issn.1672-0636.2017.02.001

中国核工业地质局规划管辖的中央财政资金项目（编号： 201369）资助。

2016-11-14；

2017-01-17

许丽丽（1984— ） 女， 河南杞县人， 工程师， 主要从事铀矿地质工作。E-mail:652131889@qq.com