贵州省某地区砂岩型铀矿矿床特征和成矿作用分析

廖俊凯，陶挺攀

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局核资源地质调查院，贵州 贵阳 550005）

1 地质背景及构造演化

区域构造上属于扬子准地台黔北台隆遵义断拱毕节孤形构造区，大致位于中生代的川中前陆盆地。该地区早古生代坳陷，晚古生界发育，层位齐全（缺失志留系）。到志留纪末的广西运动（加里东运动Ⅲ幕）后，才全部转化为稳定的大陆性地壳。泥盆纪～晚三叠世中期转入了拉张沉陷构造发展阶段，同时开始海侵。二叠纪至中三叠世，沉积了以碳酸盐岩为主的海相地层。侏罗纪形成大型内陆坳陷湖盆。燕山晚期的褶皱运动及喜山期的抬升，形成了现今地表构造形式。

本区侏罗-白垩系的褶皱都很微弱，地层倾角一般不超过10°。在晚三叠世晚期到晚白垩世期间，一直处于大型内陆盆地环境，沉积了厚数百米的上三叠统二桥组和侏罗系自流井群底部綦江段的含煤组合，以及綦江段以上至上白垩统后数千米的红层组合，他们是叠置于海相沉积物之上的滨太平洋活动带的陆相盆地堆积物。以东西向褶皱为主。以象鼻场向斜的规模最大，省内已见延长50km，向西伸入四川。其北面的旺隆背斜和鸡公岭向斜，以及南面的凤凰山向斜等的规模皆小[1]。次有北西向褶皱，以延伸进30km的官渡背斜规模较大，旁侧伴生一些同向次级褶皱。在元厚场西南面尚有一束北北西的褶皱，延伸长度均小于30km，该地段还出现几条北东、北西和北北东向的小型正断层。由此可见，该区的褶皱作用不强烈，断裂构造不发育，可能与四川地块基地的刚性强度较大有关。

2 矿床特征

工作区内构造不发育，岩层呈单斜产出，地层近南-北向展布，倾角10°～16°。其铀矿化类型根据《贵州省铀矿地质调查评价报告》为机械沉积—复合成因型。铀矿化层形态较为简单，总体呈大透镜体状、似层状产于中侏罗统遂宁组（J2sn）。含矿岩性主要为砂岩、砾岩、含砾砂岩，与有机质、炭化木、硅化木、黄铁矿关系密切，其中的铀主要呈吸附状存在。地表露头受浮土影响及流水作用，连续性较差、品位较低[2]。

2.1 放射性地球物理场特征

图1 工作区γ总量等值线图

γ总量特征：工作区总量本底值为0.002%～0.003%，遂宁组底部地层中总量测量值为0.012%～0.148%。以此为找矿其中一个标准，寻找遂宁组底部氧化还原过渡带的铀矿化带。异常晕形态为长条状展布。

伽马场晕形态为长条状，长轴方向与地层方向一致。能谱测量、伽马测量异常晕明显，在空间上较为重叠，相互支持印证。区域γ场晕分布主要受地层、岩性控制。该背斜异常场、γ场、相对场晕主要在桑木场背斜北西翼，受侏罗系遂宁组底部长石石英砂岩、砾岩所控制。结合地质填图结果和地面γ总量面积测量结果，异常带呈现不连续条带状，主要原因是该地区浮土覆盖较厚、植被茂盛，阻隔了放射性粒子逸散到地表，富铀矿层未出露区域未测量到异常值[3]。

2.2 矿体形态产状特征

区内侏罗系遂宁组灰色中粒长石石英砂岩、粉砂岩夹泥岩，倾向266°～305°，倾角10°～16°，可见炭化木碎屑，存在铀异常，厚0.2m～1.2m，eU含量为0.002%～0.042%。矿化层顶板为不含炭化木碎屑的长石石英砂岩，底板为灰绿色钙质泥岩。矿化层沿遂宁组底部氧化还原过渡带向南北向延伸，南至大湾头、北北东经吊角头长约1.85km，受BT-1、BT-2、BT-3、BT-4、BT-5、BT-6、C-C'控制。

2.3 矿床类型

工作区铀矿化体大致可分为以下两种类型：①内碎屑灰岩型：会黑色砂质内碎屑灰岩，岩石主要由内碎屑、陆源碎屑、炭质硅质植物碎片（硅化木）等被方解石、少量粘土胶结而成。内碎屑呈椭圆状、不规则圆状，粒度0.3mm～3mm以上不等，多为他形粒状—微晶级方解石组成。陆源碎屑包括石英、长石、岩屑等，粒度0.02mm～0.4mm不等，为次棱角状，不规则分布。产于遂宁组（J2sn）底部，与上沙溪庙组（J2s）的分界处，规模不大；②砂岩型：灰、深灰色薄层中细粒长石石英砂岩，岩石系石英、岩屑、长石等陆源碎屑、方解石质内碎屑被方解石、泥质等胶结而成。碎屑多呈次角状，粒度多在0.06mm～0.25mm间，分选好，属于孔隙式—基底胶结，颗粒—基质支撑。长石主要为斜长石、钾长石。岩屑有泥质岩屑、硅质岩屑、玄武岩岩屑。部分泥质岩屑和方解石质内碎屑粒度可达2mm以上，偶见白云质内碎屑，方解石质内碎屑多由泥—微晶方解石组成。白云母、黑云母、绿泥石呈条片状，粒度0.1mm～0.6mm不等，常定向分布，形成层纹状构造。重矿物如锆石等呈浑圆状，粒度0.03mm～0.1mm。炭质植物碎片粒度0.4mm～10mm不等，多为长条状顺层分布。

2.4 铀矿化特征

铀矿化主要呈吸附状态，未见原生铀矿物，仅见次生钙铀云母及铜铀云母、砷钒铀矿；伴生有磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿。碎屑非金属矿物有石英、各种长石、绿泥石、辉石、白云母、黑云母、绢云母、电气石、黝帘石、刚玉、柘榴子石、磷灰石等；并见有沥青、炭化木、硅化木。矿石结构多为细砂结构、细-中砂结构、内碎屑结构，矿石构造多为块状构造、层纹状构造。

3 成矿、控矿因素

3.1 成矿条件

区域内稳定的大地构造背景和适当的构造升降作用，导致工作区形成宽阔的斜坡带，这有利于形成局部和区域的层间氧化带，利于铀的富集。

工作区中西部属四川盆地边缘地球化学（场）区，东部属黔北隆起地球化学（场）区。四川盆地南部边缘平缓开阔褶皱区为前陆盆地，地层主要出露上三叠统至上白垩统的陆相红色碎屑地层。构造变形微弱。褶皱呈东西向，一般横弯顶薄，开阔舒缓、规模较小。断裂构造不发育。黔北隆起地球化学（场）区出露地层主要为中元古界至中生界，缺失泥盆系和大部分石炭系，隶属川鄂湘黔巨型前陆褶皱带的组成部分，侏罗山式褶皱发育。

工作区内的异常带属于侏罗系中晚期形成，侏罗系中晚期陆相区的范围明显扩大。与贵州晚侏罗系岩相古地理图对比可知，工作区属于泥岩与砂岩相，岩相发育有较大规模的砂体，陆相的河道砂体、海相的滨海-浅海砂体对于砂岩型铀矿富集最为有利，在沉积相变处往往形成富矿带。

3.2 控矿因素

区内铀矿化体受地层建造控制，控矿地层为侏罗系遂宁组，赋矿岩层为长石石英砂岩和砾岩。矿化层底板通常为不透水的泥岩，含氧地下水在不透水的底板之上沿透水性较好的浅色砂岩渗透运移，与砂岩中的还原剂发生反应，随着氧化作用的逐渐减弱，且含氧水中含铀，则铀在氧化还原界面附近富集，铀矿体在横剖面上常呈现为向地下水流动方向突出的新月形。

4 富集规律及找矿标志

4.1 富集规律

铀的富集与有机质和黄铁矿关系密切，均呈正相关，尤其是含炭有机物，在成矿过程中，不仅充当了还原剂，还充当了吸附剂。

蓄水构造和滞水构造的存在是地下水成矿的必要条件，其中河道相砂体及砾岩透镜体，特别是河床低洼、拐弯或分支汇合处的砂砾岩透镜体，河道相砂岩、砾岩与河漫相泥质粉砂岩及粉砂岩的过渡带等都属于蓄水构造和滞水构造的形式之一。工作区属于扬子准地台黔北台隆与四川台坳边缘地带，在中生代三叠纪之前属于海相沉积，之后侏罗纪开始为陆相沉积，根据资料显示以及实地工作观察，异常区属于河相沉积（辨状河沉积），其满足地下水成矿的必要条件。

含氧地下水沿透水性较好的浅色砂岩渗透运移，其中的还原剂，如黄铁矿、有机质等受到氧化。在氧化过程中，水的氧化还原电位（Eh值）由于氧的消耗而降低，黄铁矿变为褐铁矿、针铁矿等。随着氧化作用的逐渐减弱，在深处氧被完全消耗掉，岩石不在受到氧化。如果下渗的含氧水中含铀，则铀将在氧化还原界面附近沉淀富集成矿。铀矿体在横剖面上常呈现为向地下水流动方向突出的新月形。

4.2 找矿标志

当含铀岩层具斜层理砂砾岩、或岩石组合复杂、富含黄铁矿和黑色有机质，层内有冲刷槽，局部有赤铁矿化（红化）等特征时，可作为找矿标志。