北秦岭成矿带丹凤三角地区铀成矿条件分析

赵友东

摘要：北秦岭成矿带东段丹凤三角地区是我国重要的铀矿富集地之一，目前已发现花岗岩型铀矿床2处和伟晶岩型铀矿床4处。本文综合分析了丹凤三角地区的铀成矿条件，认为富铀地层发育，相对稳定的构造及富铀岩浆岩（包括伟晶岩脉）发育等独特条件是铀成矿的主要有利因素。

关键词：丹凤三角地区；铀成矿条件；富铀地层；富铀岩浆岩

丹凤三角地区位于秦祁昆成矿域秦岭—大别成矿省北秦岭铀成矿带东段，属于华北地块南缘与秦岭造山带的结合部位[1]，南部为北西西向展布的商丹区域大断裂带，北部为近东西向展布的蔡川断裂带，此二者构成了丹凤三角地区的南北边界。该地区是我国重要的铀矿较为发育的地区之一，该地区目前已发现铀矿床6处（图1），其中花岗岩型铀矿床2处（张湾、高山寺），伟晶岩型铀矿床4处（陈家庄、小花岔、土地岭、光石沟），此外还有铀矿点数十个以及铀矿化异常点上千个。本文将对丹凤三角地区铀成矿地质特征进行阐述并重点对铀成矿条件进行分析。

1.铀成矿地质背景

丹凤三角地区位于北秦岭成矿带东段，属中国华南板块与华北板块的的结合带。铀矿类型可划分为花岗伟晶岩型铀矿和花岗岩构造热液型铀矿两类。以分水岭断裂为界，北部主要发育花岗伟晶岩型铀矿，南部主要为花岗岩构造热液型铀矿。

分水岭断裂以北的秦岭岩群内侵入有多个加里东期花岗岩体，在岩体与地层接触带附近，脉状花岗伟晶岩十分发育，形成了多个伟晶岩密集区。密集区内伟晶岩具有明显的水平分带性，靠近岩体的近带伟晶岩为黑云母伟晶岩（内带），距岩体稍远的中带伟晶岩为二云母伟晶岩（中带），远离岩体的远带伟晶岩为白云母伟晶岩（外带）[2]。铀矿化通常主要产在内带，如陈家庄铀矿床产在黑云母伟晶岩带内。

分水岭断裂以南的丹凤岩群中发育较多花岗岩体，铀矿化产于花岗岩与地层接触部位，矿化带呈近东西向展布，受构造控制明显，并发育较强的硅化、碳酸盐化、赤铁矿化及绢云母化。典型铀矿床有高山寺铀矿床和张湾铀矿床。

2.铀成矿条件分析

2.1富铀地层发育

工作区内出露的地层主要有下元古界秦岭岩群郭庄岩组和雁岭沟岩组，为北秦岭造山带的一套中深变质（角闪岩相）的地层组合体。在丹凤三角地区出露最广，呈NWW向展布。岩性主要为灰色条带状含矽线石榴黑云斜长片麻岩、灰色含榴黑云斜长片麻岩、灰色条带状黑云斜长片麻岩。

秦岭岩群铀丰度2.7×10-6，其中郭庄岩组（Pt1g.）出露面积最广，厚度最大，主要岩类为矽线石榴黑云斜长片麻岩和各类混合岩，夹少量云母石英片岩、大理岩、长英质变粒岩，平均铀含量3.86×10-（6表1），该段中的碳泥质岩含铀量最高为19.9×10-6，平均为6×10-6。秦岭群岩在变质过程中具有变质程度越高，铀迁出越多的特点；在混合岩化过程中，混合岩化程度越强，则岩石中铀含量增多，而钍含量则出现由低到高又到低的趋势。秦岭群经历了多期变质作用和混合岩化作用，铀元素发生多次活化、转移和重新分配，在某些有利地段，铀能够不断增加，直至铀矿床的形成。

秦岭岩群之变质岩由东到西，铀、钍含量变化不大（表2）；不同岩性段的铀、钍含量也比较稳定：铀平均含量约（3～4）×10-6，钍平均含量约（19～25）×10-6。不同岩石类型的变质岩，铀、钍含量有明显差别：基性变质岩（角闪片岩和黑云斜长角闪片麻岩等）铀含量较低（1.5×10-6），泥质—长英质变质岩（黑云斜长片麻岩和长英质片岩等）铀含量较高（3～4）×10-6，钙质变质岩（大理岩等）铀含量介于二者之间。

铀矿区的围岩部分样品的分析结果（表3）显示矿區的黑云斜长片麻岩或黑云角闪片麻岩比区域上的同类岩石铀含量要高，而钍/铀比值普遍降低。表明矿区围岩可能提供铀源，也有可能是伟晶岩的混染作用导致了铀的再次富集。

2.2构造相对稳定

丹凤三角地区位于华北地台以南的北秦岭加里东构造—岩浆岩带，受NWW向商丹断裂及近EW向蔡川断裂所夹持的东宽西窄的楔形区控制。该区经历了5次大的构造热事件，为先挤压后拉张的构造环境，其中前三期（早元古代、中晚元古代、晚元古—早古生代）构造变动中尤以后者最为强烈，并伴随有S型和I型花岗岩侵位。S型花岗岩浆期后富铀残余岩浆对形成含晶质铀矿的花岗伟晶岩起到了关键性作用。晚古生代—中新生代，北秦岭南缘商丹断裂带活动仍很强烈，但是秦岭岩群受区域构造的制约，作为岛弧基底而整体抬升，是活动区中相对稳定的区块，因此花岗伟晶岩型铀矿形成后没有遭受后期构造破坏得以保存下来。

2.3富铀岩浆岩发育

北秦岭成矿带东段地区侵入岩主要的时代为加里东期和燕山期（也有少量小规模岩体为元古代和海西期）。本文重点关注的丹凤三角地区侵入岩以加里东期为主，按照野外地质特征和前人取得的同位素测年资料，将丹凤三角地区加里东期花岗岩进一步划分为三个阶段：

（1）强变形花岗岩：呈岩基产出，由二长花岗岩构成，主要矿物：钾长石（～35%）、斜长石（～30%）、石英（20%～25%）、黑云母（～15%）和少量角闪石（～3%），岩石变形强烈，受构造以出露于丹凤北部的百神庙岩体和西峡北部的漂池岩体为代表，出露较少，同位素年龄在471Ma～495Ma之间[4]，与铀矿化关系不大，代表了北秦岭东段古生代最早一期地壳深熔和花岗岩浆侵入事件。endprint

（2）弱片麻状二长花岗岩：主要由二长花岗岩、花岗闪长岩和黑云母花岗岩构成，代表性岩体有枣园、宽坪、灰池子岩体等，以I型花岗岩为主。矿物组合为：钾长石（25%～40%）、斜长石（30%～35%）、石英（25%～30%）、角闪石（8%～15%）和黑云母（5%～10%）及少量不透明矿物，普遍发育片麻状构造。同位素年龄在440Ma～460Ma之间[4]，反映一期最为强烈的花岗岩浆侵入事件。

（3）无任何变形的淡色块状花岗岩：呈大岩基产出，主要岩石类型为淡色中细粒含榴二长花岗岩，在丹凤三角地区分布尤为广泛，代表性岩体为黄龙庙、黄柏岔、骡子坪、桃坪，大毛沟岩株，为S型花岗岩。主要矿物组合为：钾长石（～40%）、斜长石（～20%）、石英（～30%）、黑云母（～3%）、白云母（～1%）和少量石榴子石（1%～3%）。伟晶岩型铀矿化主要产于该期岩体的内外接触带，同位素年龄400Ma～420Ma[4]，代表了丹凤地区早古生代最晚一期花岗岩浆活动。

通过整理北秦岭东段各个岩体的铀、钍含量及浸出率（表4）发现：各个岩体的含铀情况差别较大，其中燕山晚期华山岩体的铀、钍含量最低，中元古代张家坪岩体最高，钍/铀比值均大于4。燕山期花岗岩体铀浸出率最低，一般在21.7%～35.4%之间，加里东期花岗岩体铀浸出率最高达62.4%，极高的浸出率可以为铀成矿提供丰富的铀源。

2.4伟晶岩脉密集发育

丹凤地区伟晶岩脉分布广泛，有数千条之多，伟晶岩脉密集区共有17片（图2），一般密集區均有十几条至几十条。在17片密集区中13片已经发现了铀矿化。其中黄龙庙岩体东南部的陈家庄—毛芋园地区、灰池子岩体南东缘的麻地沟—大毛沟地区、黄龙庙岩体北侧峦庄地区以及疙瘩庙地区已形成有意义伟晶岩型铀矿床、矿点，铀成矿地质条件有利，成矿远景较大。

花岗伟晶岩脉在岩体内外接触带及岩体内部呈北西西向展布，以外带为主，与北西西向岩浆岩带展布方向一致。岩脉呈浅肉红色、灰白色，大小不等，宽1m～50m，长50m～1200m。从成分看：有高钾质和低钾质两种。在含矿性上：各种颜色花岗伟晶岩脉中均见有矿化，以高钾、红色花岗伟晶岩脉为主，数量较多且含矿较好。花岗伟晶岩中见有明显的伟晶结构、似文象结构且相带分布明显，矿物颗粒大小悬殊、混杂分布、常呈团块状。石英或长石矿物拉长或交织分布；在显微镜下见有明显的蠕虫结构和局部文象结构，矿物颗粒大小悬殊、伟晶结构显著，并见有典型的微斜长石—条纹长石，这一花岗伟晶岩中常有的特征矿物。

含铀伟晶岩脉主要分布于花岗岩体与秦岭岩群的内外接触带，外接触带伟晶岩更为发育，伟晶岩脉规模大，以独立伟晶状结构为特征；内带伟晶岩较外带不发育，以中粗粒—伟晶状结构为主，多呈团块状或似脉状产出。当伟晶岩出现在内接触带时，脉岩规模较小，相应铀矿体规模较小，矿化连续性较差，如黄龙庙岩体中的陈家庄矿床；当伟晶岩脉出现在外接触带时，脉岩规模较大，相应矿体规模较大，矿化连续性较好，如光石沟矿床。

3.结语

丹凤三角地区普遍发育有富铀地层，后期构造相对稳定，富铀岩浆岩亦十分发育，富铀伟晶岩脉局部密集发育，铀成矿条件十分有利，成矿潜力较大，还具有寻找中大型铀矿床的潜力。

参考文献：

[1]蔡煜琦，张金带，李子颖，等.中国铀矿资源特征及成矿规律概要[J].地质学报， 2015， 89（6）：1051-1069.

[2]王江波，李卫红，张良.东秦岭商丹带北侧伟晶岩地质特征与铀成矿关系探讨[J].地质论评， 2015.

[3]冯明月.商丹地区产铀伟晶岩成因讨论[J].铀矿地质， 1996（1）： 30-36.

[4]赵如意，李卫红，姜常义，等.陕西丹凤地区含铀花岗伟晶岩年龄及其构造意义[J].矿物学报， 2013（s2）：880-882.

[5]张金带，徐高中，彭云彪，等.西北铀矿地质志.中国核工业地质局， 2015.（内部资料）

[6]朱焕巧，李卫红，恵争卜，等.陕西丹凤三角地区花岗伟晶岩铀-稀有元素矿化特征及成矿作用分析[J].西北地质， 2015， 48（1）： 172-178.

[7]彭云彪.改变中国铀矿资源分布格局的勘查实践——核工业二〇八大队近年来内蒙古铀资源勘查工作综述[J].西部资源， 2013（3）：81-82.endprint