匡正平，付宏寧，朱全政，李祖榮

(中核韶關(guān)錦原鈾業(yè)有限公司，廣東 韶關(guān) 512329)

棉花坑礦床是長(zhǎng)江礦田中成礦發(fā)育最好的礦床，也是目前中國(guó)花崗巖型鈾礦床中單個(gè)鈾礦床規(guī)模最大的礦床。該礦床為中低溫?zé)嵋撼涮罱淮蛦吴櫟V床；其中9號(hào)帶是棉花坑礦床中規(guī)模最大的含礦構(gòu)造帶，控制了礦床80%的資源儲(chǔ)量。

棉花坑礦床于1985年投產(chǎn)，至今已開采30余年。近十年來主要圍繞9號(hào)帶43～15號(hào)勘探線范圍進(jìn)行補(bǔ)探和開采，控制9號(hào)帶的鉆孔工作量累計(jì)已達(dá)10萬m，對(duì)其坑道探礦工程也累計(jì)超過7萬m。目前-100 m以上9號(hào)帶礦體基本回采完畢，已開采至-150 m中段，正對(duì)-150 m以下范圍進(jìn)行開拓和探礦。在梳理總結(jié)近年來9號(hào)帶探礦情況的基礎(chǔ)上，對(duì)其鈾礦化特征開展研究分析，為下一步找礦和生產(chǎn)提供更多的指導(dǎo)。

1 9號(hào)帶地質(zhì)特征

棉花坑鈾礦床位于棉花坑和油洞深大斷裂帶夾持之間，巖體構(gòu)造非常發(fā)育，礦床內(nèi)主要有北北東、北東、北西-北西西和北北西4組大的斷裂構(gòu)造帶，其中北北西組是棉花坑礦床的主要含礦構(gòu)造，為硅質(zhì)巖骨架的硅化蝕變帶。該硅化蝕變帶中間為硅質(zhì)骨架，主要由礦前的強(qiáng)硅化巖、礦期的硅化角礫巖(角礫成分為礦前期硅化巖及花崗巖，角礫多呈菱角狀、次菱角狀)及赤鐵礦化硅化碎裂巖、灰黑色含黃鐵礦的微晶石英組成。該成礦脈帶主要以條帶狀白色石英-螢石脈、方解石脈、疏狀晶洞狀石英等組成，硅質(zhì)骨架平均寬1～3 m，最寬達(dá)5～7 m。硅質(zhì)骨架在15線以北沿走向、傾向連續(xù)性較好。

蝕變帶的規(guī)模大小不一，較大的有近百條，9、7、8-1號(hào)帶為主要含礦帶；其中9號(hào)帶規(guī)模最大，是棉花坑礦床內(nèi)最大的含礦構(gòu)造蝕變帶(圖1)。9號(hào)帶向北延伸至?xí)鴺乔鸬V床南側(cè)，向南延伸至油洞村，南北延伸近5 km，礦帶局部出露地表，地表出露最高標(biāo)高為555 m，深部控制最深標(biāo)高為-647.5 m，垂深約1 200 m(圖2),寬度最大達(dá)60 m。總體走向?yàn)?30°～355°;總體傾向西，局部偏東，傾角在70°～85°，控制長(zhǎng)度約2 500 m。9號(hào)帶是主要礦體聚集產(chǎn)出和鈾礦垂化幅最深的部位，目前已查明的鈾資源量占棉花坑礦床總儲(chǔ)量80%。

2 9號(hào)帶鈾礦化特征分析

2.1 礦體特征分析

9號(hào)帶在棉花坑斷裂以南的絕大部分礦體呈盲礦體出現(xiàn)，共有礦體百余個(gè)，礦體長(zhǎng)度不等，平均長(zhǎng)度約600 m。礦體走向?yàn)?20°～355°，傾向南西，少量?jī)A向北東，傾角75°～87°。礦體沿傾向最大延伸超900 m。淺部礦體(0 m以上)不連續(xù)，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀變化大，呈脈狀、透鏡狀、豆莢狀產(chǎn)出，尖滅再現(xiàn)；中深部礦體(0 m以下)形態(tài)穩(wěn)定，呈脈狀或扁豆?fàn)町a(chǎn)出，礦體較連續(xù)(圖2和圖3)。9號(hào)帶受燕山早期與印支晚期巖體接觸部位影響，在其附近蝕變帶規(guī)模較大，且礦體多增大、變厚，在隱伏晚期小巖體貫入部位亦可見大量礦體展布。

9號(hào)帶共有74個(gè)礦體，占礦床總資源量的70.4%。礦體長(zhǎng)度不等，主礦體最長(zhǎng)759 m，最短531 m，平均長(zhǎng)度592 m。礦體走向?yàn)?20°～355°，傾向南西，少量?jī)A向北東，傾角75°～87°。礦體水平厚0.15～11.13 m，平均厚2.69 m，39～27號(hào)勘探線間的礦體厚度較大，兩端變小。礦體品位為0.051%～1.152%，37～23號(hào)勘探線間的礦體品位較高。

2.2 巖相分析

從0 m、-150 m中段巷道以及-150 m以下鉆孔采集的鈾礦石中選取4個(gè)樣品(圖4)，并對(duì)4個(gè)樣品的手標(biāo)本與探針片的巖相學(xué)進(jìn)行觀察，觀察結(jié)果如下。

樣品1為瀝青鈾礦，呈葡萄狀、細(xì)脈狀產(chǎn)于蝕變輝綠巖的表面和裂隙，與方解石、黃鐵礦和綠泥石等礦物共生。瀝青鈾礦在SEM圖像上呈現(xiàn)出亮白色，發(fā)育干裂紋，灰白色方解石膠結(jié)葡萄狀瀝青鈾礦和脈狀瀝青鈾礦。

樣品2為赤鐵礦化微晶石英鈾礦石，碎裂結(jié)構(gòu)，碎裂花崗巖角礫被微晶石英膠結(jié)，石英內(nèi)見有細(xì)粒黃鐵礦和脈狀瀝青鈾礦。脈體兩側(cè)是發(fā)育強(qiáng)烈的綠泥石化、水云母化和赤鐵礦化。在SEM圖像中，瀝青鈾礦呈現(xiàn)細(xì)脈狀、透鏡狀和不規(guī)則團(tuán)塊狀，發(fā)育干裂紋，部分瀝青鈾礦充填在微晶石英的空隙或裂隙中。

樣品3為赤鐵礦化微晶石英鈾礦石，呈肉紅色，微晶石英脈體內(nèi)可見黃鐵礦細(xì)脈和瀝青鈾礦細(xì)脈，脈體兩側(cè)是發(fā)育強(qiáng)烈的赤鐵礦化、綠泥石化。在SEM圖像中，瀝青鈾礦呈不規(guī)則團(tuán)塊或碎塊狀，瀝青鈾礦邊緣被后期流體改造形成了次生鈾礦物。

樣品4為赤鐵礦化微晶石英鈾礦石，呈肉紅色，碎裂結(jié)構(gòu)，赤鐵礦化微晶石英脈體穿插于蝕變花崗巖中。脈體寬度2.5～10 cm，肉眼可見黃鐵礦細(xì)脈和瀝青鈾礦細(xì)脈。在SEM圖像中，瀝青鈾礦呈不規(guī)則脈狀或團(tuán)塊狀，與微晶石英和黃鐵礦共生。

綜上所述，9號(hào)帶礦物以瀝青鈾礦為主，呈多形式出現(xiàn)，如不規(guī)則碎塊狀、放射狀、葡萄狀、浸染狀、脈狀、團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)，與黃鐵礦、赤鐵礦、微晶石英、綠泥石等礦物共生，發(fā)育不規(guī)則狀干裂紋；可見少量的次生鈾礦，以粉末狀或粒狀附在碎裂花崗巖上，與鈉長(zhǎng)石化、鉀長(zhǎng)石化、綠泥石化等共生。分析了20余個(gè)礦石樣品，樣品品位在0.061%～0.423%；其中這4個(gè)樣品的品位在0.2%以上，而且產(chǎn)出部位礦體較為厚大。這些共生礦物為找礦的重要特征，尤其在赤鐵礦、黃鐵礦、微晶石英迭加強(qiáng)烈的區(qū)域，往往可能發(fā)現(xiàn)高品位礦體。

2.3 蝕變分析

棉花坑礦床熱液蝕變非常發(fā)育，形成了多種熱液脈體與蝕變相互混合疊加的現(xiàn)象。根據(jù)蝕變礦物組合和蝕變強(qiáng)度不同，9號(hào)帶蝕變?cè)谒椒较蛏铣尸F(xiàn)一定的規(guī)律性。水平蝕變分帶特征表現(xiàn)為由含礦帶中心向兩側(cè)，為硅化→赤鐵礦化→水(絹)云母化(或綠泥石化)→高嶺土化(或堿性長(zhǎng)石化)→正常花崗巖(圖5)。

目前來看，9號(hào)帶深部這一水平分帶規(guī)律自地表至深部表現(xiàn)出一定的統(tǒng)一性。熱液蝕變種類繁多，主要有綠泥石化、赤鐵礦化、絹云母化、高嶺土化等，其中赤鐵礦化與鈾礦化關(guān)系最為密切，深部水云母化也廣泛發(fā)育，但在礦體中分布不均勻。

成礦前的堿交代對(duì)鈾礦化也有較為重要的控制作用。局部在地表出露，蝕變巖呈現(xiàn)肉紅色、暗紅色，以鈉長(zhǎng)石化、白云母化、綠泥石化為特征，成礦期和成礦后以酸性蝕變?yōu)橹鳎g變帶以礦體為中心，往兩側(cè)蝕變程度逐漸降低，構(gòu)成了礦體的水平蝕變分帶[1]，主要蝕變類型為硅化、赤鐵礦化、綠泥石化、水云母化、絹云母化、黃鐵礦化和黏土化等。晚期含礦破碎帶切穿堿交代巖，堿交代巖構(gòu)成了礦床中下部礦體的重要賦礦圍巖。與新鮮花崗巖相比，堿交代巖鈾含量顯著增高[2]。成礦期酸性蝕變受斷裂構(gòu)造控制，沿?cái)嗔褞蓚?cè)分布，鈾礦體即為強(qiáng)烈破碎蝕變帶。

3 找礦研究分析

3.1 控礦因素

3.1.1 各級(jí)構(gòu)造及裂隙控制礦體的產(chǎn)出

斷裂構(gòu)造是控制鈾礦化的重要因素。9號(hào)帶總體呈北北西向展布，基本傾向西，在生產(chǎn)探礦中發(fā)現(xiàn)棉花坑斷裂附近以北出現(xiàn)傾向北東，傾角近直立或略緩。9號(hào)帶兩側(cè)常分布有平行或斜交的次級(jí)脈帶，在水平和垂向上具有分支、收縮膨大尖斷重現(xiàn)等變化特征。構(gòu)造帶中心為“硅質(zhì)骨架”，硅質(zhì)骨架在北部沿走向、傾向連續(xù)性較好。受區(qū)域內(nèi)多期復(fù)合的不同方向主干斷裂構(gòu)造帶控制，礦體的形態(tài)、規(guī)模和產(chǎn)狀受不同級(jí)別的斷裂構(gòu)造控制；其中E9-1號(hào)礦體(E代表“東”)沿近南北向，呈脈狀產(chǎn)出于35～43號(hào)勘探線，走向長(zhǎng)度約105 m，埋深530～870 m，見礦標(biāo)高-150～-490 m，平均水平厚度3.90 m，平均品位0.258%。礦體嚴(yán)格受9號(hào)構(gòu)造蝕變帶控制，其產(chǎn)狀與構(gòu)造蝕變帶一致，礦石主要為硅化碎裂巖、花崗碎裂巖。礦體連續(xù)性較好，走向上和傾向上未封邊。在-50～-150 m中段29～35號(hào)勘探線、15～17號(hào)勘探線區(qū)域以及含礦構(gòu)造帶發(fā)生膨大分支的區(qū)域，含礦體厚度較大(0.6～7.3 m)，品位較高(0.137%～0.601%)，其中15號(hào)勘探線附近局部見瀝青鈾礦細(xì)脈，31號(hào)勘探線附近見粒狀次生鈾礦。

3.1.2 熱液蝕變與鈾礦化密切相關(guān)

熱液活動(dòng)呈現(xiàn)多階段活動(dòng)特征，成礦前、中、后期有區(qū)別。區(qū)內(nèi)熱液蝕變主要有3期，第1期為礦前期白色粗中粒高溫石英，第2期為成礦期紅色、灰色微晶石英礦，第3期為礦后期白色脈狀石英及方解石。成礦階段的熱液脈體主要有含鈾隱晶、微晶石英脈和含鈾紫黑色螢石脈；其中含鈾隱晶、微晶石英脈是該礦床最重要的含鈾熱液脈體。瀝青鈾礦往往與黃鐵礦、赤鐵礦、微晶石英、綠泥石等礦物共生，共生礦物為找礦的重要特征，尤其赤鐵礦、黃鐵礦、微晶石英迭加強(qiáng)烈的區(qū)域，往往可能發(fā)現(xiàn)高品位礦體。礦體規(guī)模越大，蝕變帶越寬，蝕變帶規(guī)模往往是礦體規(guī)模的數(shù)倍。

對(duì)0～-150 m中段的巷道探礦和-150 m以下的鉆探發(fā)現(xiàn)，大部分見礦較好的部位，赤鐵礦化蝕變較強(qiáng)，鈾礦充填在微晶石英脈裂隙內(nèi)，厚富鈾礦伴隨紫黑色螢石化、粉末狀黃鐵礦化等蝕變。這些蝕變呈現(xiàn)一定幅度迭加交替的區(qū)域，往往礦體較為厚大，品位也較高。如9號(hào)帶17號(hào)勘探線ZK17-2號(hào)鉆孔揭露工業(yè)礦段共3段，其中：第1段真厚度為0.29 m，品位為0.183%，見礦標(biāo)高為-190 m；第2段真厚度為6.39 m，品位為0.169%，見礦標(biāo)高為-220 m。15號(hào)勘探線ZK15-3號(hào)鉆孔揭露工業(yè)礦段3段，其中：第1段真厚度為2.83 m，品位為0.313%，見礦標(biāo)高為-521 m；第2段真厚度為0.39 m，品位為0.339%，見礦標(biāo)高為-528 m；第3段真厚度為5.22 m，品位為0.339%，見礦標(biāo)高為-533 m。在鉆孔巖心取樣見礦部位，可見硅化碎裂巖發(fā)育瀝青鈾礦及黃鐵礦(圖6)。

3.1.3 中深部礦化比淺部好

棉花坑礦床9號(hào)帶從250 m到-150 m及以下來看，中深部礦化比淺部好，構(gòu)造蝕變帶的規(guī)模相比淺部要大。在0～-150 m的采場(chǎng)中常見2～3 m的石英螢石構(gòu)造帶，局部膨大地段達(dá)到5 m，赤鐵礦化、黃鐵礦化等與鈾礦化密切的蝕變相比0 m以上呈現(xiàn)較多，瀝青鈾礦、次生鈾礦以細(xì)脈、團(tuán)簇等形狀呈現(xiàn)。從上往下9號(hào)帶礦體整體品位呈升高趨勢(shì)，瀝青鈾礦等富礦部位相對(duì)較多。從200～-150 m中段9號(hào)帶33個(gè)采場(chǎng)的回采平均品位統(tǒng)計(jì)情況來看，200～100 m中段品位升幅較小，其中：100 m和150 m中段采場(chǎng)平均品位基本一致；從50 m往下品位升幅增大，從0.110%升高到0.179%，升幅為62.7%(表1)。通過對(duì)-150 m以下的9號(hào)帶礦體開展坑內(nèi)鉆探，-150 m以下資源整體品位相比上部升高，發(fā)現(xiàn)-200～-550 m范圍內(nèi)的整體品位為0.193%，其中332資源量平均品位為0.182%，333資源量平均品位為0.232%。

3.2 研究實(shí)例

棉花坑礦井的生產(chǎn)逐步向深部延伸，在探礦中根據(jù)構(gòu)造和蝕變的特點(diǎn)，通過對(duì)構(gòu)造蝕變帶的追蹤和勘探，發(fā)現(xiàn)了北東向的新控礦(含礦)斷裂帶，改變了礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀和賦存位置。

在-50 m中段的開拓中，在33號(hào)勘探線附近發(fā)現(xiàn)了一條北東向的斷裂帶FND；但斷裂帶發(fā)育的規(guī)模較小，以次級(jí)的裂隙帶出現(xiàn)，對(duì)該中段9號(hào)帶礦體基本未產(chǎn)生影響，該區(qū)域礦體仍然連續(xù)未出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)分支。雖然FND斷裂沒有對(duì)礦體產(chǎn)生影響；但根據(jù)斷裂帶延伸分布情況，對(duì)-100 m的開拓探礦中，要布置工程加強(qiáng)對(duì)FND斷裂帶的認(rèn)識(shí)和勘查。

在-100 m中段的探礦中，33～31號(hào)勘探線區(qū)域繼續(xù)發(fā)現(xiàn)了FND斷裂帶，斷裂帶走向39°、傾向西北、傾角46°，揭露的寬度為0.7～3 m。FND斷裂帶上出現(xiàn)明顯的構(gòu)造分支，巖石以深破碎碎裂花崗巖為主，圍巖以中粗黑云母花崗巖居多，裂隙面上有明顯的錯(cuò)動(dòng)痕跡。該斷裂帶將礦體往東錯(cuò)動(dòng)約11 m，F(xiàn)ND斷裂帶與9號(hào)帶交錯(cuò)部位含礦礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀和位置發(fā)生了明顯變化(圖7)；與-50 m中段相比，F(xiàn)ND斷裂帶向南偏移了12 m。

根據(jù)-50、-100 m中段的FND斷裂帶情況，在-150 m中段繼續(xù)對(duì)FND斷裂帶進(jìn)行勘查。位于33～29號(hào)勘探線的FND斷裂帶，走向、傾向、傾角與-100 m中段保持一致;但分布向南偏移了14 m,揭露的寬度為1.1～3.6 m；相比-100 m中段該斷裂帶將礦體錯(cuò)動(dòng)9 m。FND斷裂帶與9號(hào)帶交錯(cuò)部位含礦，礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀和位置與-100 m中段基本一致。

綜合上述情況，在-200 m中段的斜井開拓中調(diào)整局部設(shè)計(jì)巷道位置，針對(duì)FND斷裂帶及控礦布置相應(yīng)的探礦工程。目前揭露33號(hào)勘探線部分礦體，從揭露和推斷情況發(fā)現(xiàn)，礦體變化和-150 m中段一致，F(xiàn)ND斷裂帶發(fā)育較大，繼續(xù)向南偏移，礦體規(guī)模有所減少(圖8)。

從-50～-200 m中段35～29號(hào)勘探線礦體分布和品位、厚度的情況來看(表2)，F(xiàn)ND斷裂帶從-100 m開始對(duì)9號(hào)帶礦體錯(cuò)動(dòng)明顯，造成該區(qū)域局部礦體間斷；相比地質(zhì)鉆探提交的礦體厚度變薄、品位變差，影響較為明顯。通過探礦基本掌握了FND斷裂帶分布以及斷裂帶對(duì)礦體的錯(cuò)動(dòng)影響情況，這對(duì)深部探礦和開采具有重要的指導(dǎo)意義。

表2 棉花坑礦床35～29號(hào)勘探線9號(hào)帶礦體情況

3.3 9號(hào)帶找礦前景分析

礦山企業(yè)在對(duì)9號(hào)帶的坑探和開采過程中，發(fā)現(xiàn)39～17號(hào)勘探線的實(shí)際礦體情況與鉆探地質(zhì)資料吻合度較好，大部分地段礦體較為連續(xù)，新的尖滅斷開情況少量存在；但39號(hào)勘探線以北、35～29號(hào)勘探線間、17號(hào)勘探線以南有一定的差異。結(jié)合上述對(duì)比分析，確定下一步找礦部位或指導(dǎo)方向。

3.3.1 蝕變帶縱向和垂向上突變部位

在構(gòu)造蝕變帶水平形態(tài)變化發(fā)生改變的部位，在垂向上位于硅化蝕變帶走向由近南北轉(zhuǎn)為北北西向的接合地段，以及蝕變帶傾角由緩變陡時(shí)，也可能發(fā)現(xiàn)多段礦體。如ZK33、19號(hào)勘探鉆孔在蝕變帶變陡部位礦體尖滅再現(xiàn)，再現(xiàn)礦體延深后出現(xiàn)分支。因此，在構(gòu)造蝕變帶水平和垂向上發(fā)生變化的部位，應(yīng)投入更多的分析評(píng)價(jià)和探礦布置。

急 性 毒 性LD50大 于5 g/kg（大 鼠 經(jīng) 口）。ADI 0.15～ 2 mg/kg（FAO/WHO，1994）。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)（GB 2760）》的規(guī)定，可作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑添加在食品之中[12]。

3.3.2 蝕變帶迭加部位

探礦和開采中發(fā)現(xiàn)瀝青鈾礦大多充填在微晶石英脈裂隙內(nèi)，周圍赤鐵礦化蝕變較強(qiáng)，并且伴隨紫黑色螢石化、粉末狀黃鐵礦化等蝕變疊加。這些蝕變與鈾礦化關(guān)系密切，迭加交替的區(qū)域往往產(chǎn)出富礦，在找礦中作為重要參考標(biāo)志。另外，花崗巖中普遍發(fā)育的綠泥石化、絹云母化是中低溫?zé)嵋何g變的產(chǎn)物，因此，這類花崗巖的分布范圍也可以作為優(yōu)先開展找礦工作的區(qū)域。

3.3.3 斷層帶交匯部位

FND斷裂帶與北北西斷裂帶存在多處交匯點(diǎn)，對(duì)成礦前后時(shí)期均產(chǎn)生影響，會(huì)改變礦體的走向、厚度和品位。因此受北東向斷裂構(gòu)造控制的礦化點(diǎn)、γ異常點(diǎn)需開展評(píng)估和探礦，可以圍繞9號(hào)帶與FND斷裂帶交匯或聯(lián)通性好的地段開展找礦工作，對(duì)硅化蝕變帶交錯(cuò)、形態(tài)變化的部位進(jìn)行補(bǔ)探。

3.3.4 棉花坑斷裂帶附近區(qū)域

9號(hào)帶大部分礦體越往深部越靠近棉花坑主斷裂帶，熱液活動(dòng)幅度越強(qiáng)。考慮到構(gòu)造蝕變及斷裂帶對(duì)成礦的影響，在深部各中段的探礦中注意對(duì)主斷裂帶與礦體交接區(qū)域的地質(zhì)分析，在探礦中很可能會(huì)發(fā)現(xiàn)新的隱伏裂隙蝕變帶和斷裂蝕變帶，對(duì)礦體的產(chǎn)狀和品位產(chǎn)生改變影響。

4 結(jié)論

9號(hào)帶鈾礦化為多期次巖漿活動(dòng)和蝕變疊加的含礦構(gòu)造帶，各級(jí)斷裂、裂隙蝕變帶控制了礦體的產(chǎn)出，鈾礦產(chǎn)于構(gòu)造裂隙和破碎帶內(nèi)，礦體成群成組分布。與礦化密切相關(guān)的蝕變是黃鐵礦、赤鐵礦、微晶石英、綠泥石等。在構(gòu)造、蝕變拐彎、變厚處礦化更好，中深部的礦化較淺部好。百余個(gè)礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀受構(gòu)造控制，呈脈狀、透鏡狀等產(chǎn)出，中深部礦體較穩(wěn)定連續(xù)。在9號(hào)帶礦床深部各級(jí)構(gòu)造發(fā)育、硅化蝕變帶交錯(cuò)、突變收縮膨大或出現(xiàn)分支的部位，礦體產(chǎn)狀將產(chǎn)生變化或可能發(fā)現(xiàn)新的礦體，具有較好的找礦潛力。建議結(jié)合探礦分析結(jié)果，開展針對(duì)性的鉆孔和坑道工程，并應(yīng)用三維探測(cè)等先進(jìn)技術(shù)，提高找礦效果。