贵州白马洞铀汞钼矿床与金沙岩孔磷块岩型铀矿床地质特征及成矿模式的对比研究

郭 敏，张小强，王友谊

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局七总队，贵州 贵阳 550002)

0 前 言

贵州省含有丰富的铀资源，常规铀矿床以开阳县白马洞铀汞钼多金属矿床为典型代表，系碳酸盐岩型铀矿床。非常规铀矿床以金沙岩孔磷块岩型铀矿床为典型代表。本文通过论述对比两种类型铀矿床的矿化特征，系统研究其岩石地球化学特征。总结这两种矿床成矿模式。

1 成矿地质背景对比

白马洞铀矿床位于北东向洋水背斜南东翼倾没端与北东向情酒背斜北西翼接触部位，断层次级褶皱发育。矿床内构造，以断裂为主，褶皱规模较小。金沙岩孔磷块岩型铀矿区主要发育走向北西330(°)～350(°)岩孔短轴背斜(图1)。

白马洞铀汞钼矿床内出露地层为寒武系下统、中统及中上统。金沙岩孔磷块岩型铀矿床区域上含铀层主要是寒武系下统牛蹄塘组。底部含铀多金属层矿区仅出露上震旦统灯影组、下寒武统牛蹄塘组、明星寺组、金顶山组。矿区矿层严格控制在牛蹄塘组底部(图2)。

1 中上寒武统娄山关群；2 中寒武统石冷水组；3 中寒武统高台组；4 下寒武统清虚洞组；5 蚀变硅化岩界线；6 实测地质界线；7实测、推测正断层及编号；8 实测、推测逆断层及编号；9 推测性质不明断层；10 断层角砾岩

图1 贵州省白马洞铀汞钼矿床地质

图2 金沙岩孔矿床区域地质

2 铀矿化特征对比

2.1 矿化层的空间定位及展布特征对比

白马洞铀汞钼矿床地处白马洞断裂(北盘)与洋水背斜及犀牛洞断层之锐角夹持部位，地层主要为寒武系清虚洞组、高台组、石冷水组和娄山关群。白马洞矿床的铀、汞、钼矿化受上、下蚀变带及其与白云岩的接触带控制，矿体产状与蚀变岩带基本一致[1]。

金沙岩孔磷块岩型铀矿床铀矿化发育于下寒武统牛蹄塘组底部的黑色、黑灰色磷块岩中，分布于震旦系灯影组白云岩顶部的侵蚀间断面上，顶板为下寒武统牛蹄塘组底部页岩[2]。

2.2 含矿主岩及其特征对比

白马洞铀汞钼矿床矿石可分为酸性矿石和碱性矿石两类。在黑色蚀变硅化岩矿石中(酸性矿石)，广泛分布的金属矿物有硫钼矿、胶状黄铁矿、黄铁矿、沥青铀矿等，非金属矿物有石英、重晶石、方解石等，主要赋存于上部矿带。弱黑色蚀变白云岩矿石(碱性矿石)主要成分为白云石、次为石英、方解石、粘土矿物，其他与酸性矿石相似，主要赋存于下部矿带[3]。

金沙岩孔磷块岩型铀矿床矿石中的铀主要呈吸附态存在于胶磷矿中。胶磷矿是铀的主要吸附剂。其次铀呈单矿物—沥青铀矿、铀石分散存在于胶磷矿中，少量铀以类质同相形式存在于结晶磷灰石等矿物中。此外，表生作用形成极少量铜铀云母和硅钙铀矿。

3 地球化学特征对比

3.1 铀元素与其他成分的相关性

白马洞铀汞钼矿床对矿床内各类矿石进行常量元素分析，矿石化学成分与铀关系见表1、表2，从这两个表可以说明U与SiO2为负相关，与Fe为正相关，U与Hg、Al2O3为弱正相关。

表1 下部黑色蚀变硅化岩体化学成分和铀、汞元素相关矩阵

注：样品59个，γ=0.260

表2 下矿带U>15%酸性矿石化学成分和铀、汞元素相关矩阵

注：样品59个，γ=0.260

金沙岩孔磷块岩型铀矿床对P2O5、CaO及有机炭与U等进行了相关分析(图3)。

图3 P2O5、CaO及有机碳与铀含量的回归直线

可以看出铀元素与P2O5相关性密切，铀含量随磷的含量增高而增高；铀与CaO有一定相关性；从铀与有机碳的关系看出：铀含量并不随有机碳含量的增加而增加，说明有机碳对铀无明显的吸附作用，主要表现为控制介质的氧化—还原条件[4]。

3.2 岩(矿)石的微量元素地球化学特征对比

稀土元素是良好的地球化学指示剂。白马洞铀汞钼矿床(矿体和围岩)样品稀土元素含量及特征参数统计见表3，含矿岩石中稀土元素北美页岩标准化分布型式图(图4)。显示轻重稀土分馏明显，总体右倾，Ce弱负异常，Eu亏损为负异常。

表3 白马洞矿床含矿岩石稀土元素特征 ×10-6

XT-01 炼汞矿炉渣；XT-02 灰色微晶灰岩；XT-03 黑色构造角砾岩；XT-04 白云岩；XT-05 黑色构造角砾岩；XT-06 深灰色泥质白云岩；XT-07 灰黑泥质白云岩；XT-08 黑色构造角砾岩；XT-09 褐色构造角砾岩；XT-10 炼汞矿炉渣；XT-11 灰色构造角砾岩；XT-12 灰色构造角砾岩；XT-13 断层泥；XT-23-F1 黑色断层泥

图4 白马洞矿床矿石稀土元素北美页岩标准化配分模式

金沙岩孔矿床岩、矿石(矿体和围岩)样品稀土元素含量及特征参数统计见表4。

表4 金沙岩孔矿床矿石中稀土元素特征 ×10-6

其中样品Tr-016、Tr-017、Tr-018、Tr-019的稀土总量较高，其他样品稀土总量较低。LREE/HREE>1。经北美页岩标准化(图5)，Tr-014、Tr-016、Tr-017、Tr-018 4个样品的标准化曲线形态一致，基本趋于水平，呈Ce的负异常。Tr-015、Tr-020、Tr-021，Eu呈明显的负异常，反映了沉积层形成于干燥气候的浅海—较深浅海还原环境。LREE/HREE比值为2.098～60.393，均大于1，说明轻重稀土分馏明显，为多期次。δEu值为0.29～0.09，均小于1，表明其形成环境为还原环境，反映了海相热水沉积的特征，说明矿体和围岩的形成有热水参与[5]。

Tr-014 磷块岩、粘土；Tr-015 灰黑碳质页岩；Tr-016 白云质磷块岩；Tr-017 含炭白云质磷块岩；Tr-018 灰褐白云质磷块岩；Tr-019 灰褐白云质磷块岩；Tr-020 灰白微晶白云岩；Tr-021 深灰碳质砂岩；Tr-022 灰色白云岩

图5 金沙岩孔矿床矿石稀土元素北美页岩标准化配分模式

4 成矿模式对比

白马洞矿床成矿模式可描述为大气降水渗流到深部会合原生热卤(岩浆)水，经幔源去气或岩浆气液地热增温，强烈构造热效应影响而成为中低温热水溶液，在构造作用力的驱使下较高温度、压力并混有幔源成矿物质的介质沿深断裂通道上升，在沿途对围岩及矿源层进行溶解交代，萃取了大量矿质。当介质运移到有利的构造储矿空间及地化环境时，矿质即析出沉淀；同时，部分雨水在上覆矿源层风化剥蚀过程中，也溶滤一些矿质形成冷水成矿溶液，沿次级断裂裂隙及层间破碎带下渗、淋积，并与上升热水成矿热液混合，由于介质物化条件改变和还原环境影响，而促使矿质沉淀富集。

金沙岩孔磷块岩型铀矿床的成矿模式为：在黔北浅海盆地水下坳陷带，由于地势及古岩溶的侵蚀面起伏不平，导致其较易接受周缘古陆及海水中携带的成矿物质，在生物化学成矿作用下聚集成矿，同时推测隐伏的中酸性岩体可能提供了热源和部分成矿物质，下渗的地表水被加热，并不断循环淋滤出含矿层中的铀元素，叠加在先成矿床(体)之上，形成现今铀矿床[6]。

5 结 论

通过对比研究碳酸盐岩型铀矿床和磷块岩型铀矿床的铀矿化特征及岩石地球化学特征，总结这两种矿床成矿模式。这对贵州地区同类型铀资源勘查具重要的指示意义。

[1] 张成江, 徐争启. 白马洞铀矿床构造控矿规律及隐伏矿体空位预测研究报告[R]. 内部资料, 2013.

[2] 贵州省有色金属和核工业地质勘查局. 贵州省铀矿资源潜力评价报告[R]. 内部资料，2011.

[3] 杨剑, 易发成, 刘涛, 等. 黔北黑色岩系稀土元素地球化学特征及成因意义[J]. 地质科学, 2005, 40(1): 84-94.

[4] 薛亚飞, 田鹏州, 王晓江, 等. 贵州银鼎铝土矿含矿岩系中的伴生镓分布规律[J]. 中国锰业, 2017, 35(1): 42-44.

[5] 陈露明. 白马洞矿床成因探讨[J]. 铀矿地质, 1990(6): 135-145.

[6] 朱永红, 朱成林. 某地含铀磷块岩矿床地质地球物理特征及成因初探[J]. 贵州地质, 2007, 24(2): 106-109.