張 超，王善博，俞礽安，程銀行，奧 琮，滕雪明，馮 平，于 航

(1. 中國地質(zhì)調(diào)查局 天津地質(zhì)調(diào)查中心， 天津 300170； 2. 四川省核工業(yè)地質(zhì)局 二八三大隊， 四川 達州 635000)

砂巖型鈾礦因其規(guī)模大、埋藏淺、開采成本相對較低等特點成為近年來具有重要經(jīng)濟及工業(yè)價值的鈾礦類型(陳祖伊， 2002； 陳戴生等， 2003； 張金帶等， 2008； 焦養(yǎng)泉等， 2015； 馮曉曦等， 2019； 魏佳林等， 2019； 肖志斌等， 2020； 張超等， 2020a)。伴隨著開采技術(shù)的不斷革新及先進找礦理論的提出， 在我國內(nèi)蒙古及新疆等地陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一批大型、超大型砂巖型鈾礦床(Fengetal.， 2017； 金若時等， 2017； Hanetal.， 2018； 程銀行等， 2020； 劉波等， 2020； 俞礽安等， 2020； 張超等， 2020b， 2021a； 司慶紅等， 2021； 湯超等， 2021； 王善博等， 2021)。前人對我國西北砂巖型鈾礦鈾賦存特征進行了初步研究(權(quán)志高等， 2012； Yangetal., 2015； 程銀行等， 2020； Wangetal., 2021)， 認為伊犁盆地蒙其古爾鈾礦主要為瀝青鈾礦， 鈾石較少， 礦物主要賦存在長石或石英等顆粒邊緣， 與有機質(zhì)及黃鐵礦等關(guān)系密切(張鑫等， 2015； 丁波等， 2019)； 鄂爾多斯盆地東勝地區(qū)鈾礦物主要為水硅鈾礦和鈾石， 瀝青鈾礦較少(楊曉勇等， 2009； 易超等， 2018)； 巴音戈壁、二連、吐哈盆地鈾礦物以少量鈾石以及部分瀝青鈾礦賦存于其他礦物顆粒邊緣(陳路路等， 2017)。

柴達木盆地是一個典型的多能源中、新生代沉積盆地， 蘊含豐富的鉀鹽、煤、石油、天然氣、芒硝及鈾等多種礦產(chǎn)資源。前人認為侏羅系在柴北緣邊緣造山帶及沉降帶均有分布， 下侏羅統(tǒng)形成于伸展環(huán)境， 上侏羅統(tǒng)以粗碎屑沉積為主， 中下侏羅統(tǒng)以湖相含煤巖系為主， 柴西北緣花土溝地區(qū)砂巖孔隙度及滲透系數(shù)較大， 其中獅子溝組因富含黃鐵礦等還原性物質(zhì)， 具有砂巖型鈾礦成礦地質(zhì)條件。

在柴達木盆地北緣中下侏羅統(tǒng)含煤碎屑巖建造中發(fā)現(xiàn)一批砂巖型鈾礦點及異常點(陳貴華， 2001； 劉林， 2008； 權(quán)志高等， 2014)， 但鈾礦找礦工作至今未取得重大突破， 其關(guān)鍵地質(zhì)問題是鈾礦物賦存特征及鈾成礦作用。筆者在前人研究基礎(chǔ)上， 通過對冷湖地區(qū)鈾礦區(qū)進行野外鉆孔巖心編錄、系統(tǒng)采樣等工作， 選取典型鈾礦物作為主要研究對象， 通過礦相學、電子探針及背散射電子成像等工作， 對該地區(qū)鈾礦物類型、成分特征及賦存形式進行研究， 以期查明不同鈾礦物存在形式、與其他礦物之間的關(guān)系、鈾礦物形成期次及成礦環(huán)境， 進而分析鈾成礦機制， 為該地區(qū)進一步鈾礦找礦提供地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

柴達木盆地位于青藏高原東北緣(圖1a)， 在印支期由于特提斯洋殼向古歐亞大陸的不斷俯沖， 導致俯沖帶后的走滑拉張， 后期受喜山期構(gòu)造運動影響形成大型內(nèi)陸斷坳盆地(黃漢純等， 1989； 劉永樂等， 2018； 陳敏等， 2020； 莊玉軍等， 2020； 張超等， 2021b)。柴北緣鈾礦帶主要分布于前寒武紀及中生代地層， 砂巖型鈾礦異常點主要分布于冷湖、德令哈、綠草山及北大灘地區(qū)(傅成銘， 2009)， 其中冷湖地區(qū)位于柴北緣西北部， 冷湖鎮(zhèn)西北約10 km處。中生代以來經(jīng)歷南祁連和阿爾金多期性質(zhì)不同的構(gòu)造運動， 形成復雜斷裂系統(tǒng)， 同時區(qū)內(nèi)發(fā)育一系列斷褶構(gòu)造， 控制區(qū)內(nèi)侏羅系及白堊系分布。

圖 1 青藏高原及鄰區(qū)大地構(gòu)造簡圖(a， 據(jù)張超等， 2020a)和冷湖地區(qū)地質(zhì)簡圖(b)Fig. 1 Simplified geological map of Tibetan Plateau (a, after Zhang Chao et al., 2020a) and Lenghu area(b)

區(qū)內(nèi)地層從老到新依次為下元古界達肯達坂群(Pt1dk)、下侏羅統(tǒng)小煤溝組(J1x)、古新統(tǒng)-始新統(tǒng)路樂河組(E1-2l)、中新統(tǒng)上干柴溝組(N1g)、上新統(tǒng)油砂山組(N2y)、更新統(tǒng)洪積物(Q3pl)及全新世鹽湖化學堆積物(Q42ch)， 其中下元古界達肯達坂群(Pt1dk)僅在小孤山和小紅山附近出露， 巖性主要由石英云母片巖及花崗片麻巖組成; 下侏羅統(tǒng)小煤溝組(J1x)為區(qū)域內(nèi)主要含鈾層位， 總體走向呈北西-南東向， 傾向南西， 條帶狀展布，主要為淺灰、綠黃、灰白色碎屑巖， 局部夾灰黑色碳質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和薄煤層， 東部埋藏較淺， 西部較深； 古新統(tǒng)-始新統(tǒng)路樂河組(E1-2l)以棕紅色粗碎屑巖為主， 由砂巖、泥巖及礫巖混雜堆積而成， 發(fā)育有灰色碳質(zhì)泥巖， 與下伏小煤溝組呈不整合接觸， 為生油層； 中新統(tǒng)上干柴溝組(N1g)以灰綠、黃綠色厚層狀砂巖為主， 夾紫紅、棕灰色泥灰?guī)r及泥質(zhì)粉砂巖， 其中泥灰?guī)r夾層較穩(wěn)定； 上新統(tǒng)油砂山組(N2y)上部為灰色細粒長石石英砂巖與礫巖互層， 中部為灰白色長石石英砂巖及泥質(zhì)粉砂巖夾少量礫巖，自下而上碎屑物由細變粗， 與下伏上干柴溝組呈整合接觸； 區(qū)域內(nèi)第四系(Q)發(fā)育較廣泛， 主要由鹽湖沼澤及沖洪積砂礫巖堆積而成。其中下侏羅統(tǒng)較發(fā)育， 局部受到褶皺和斷裂構(gòu)造破壞， 其西山組泥巖是良好的烴源巖， 上部小煤溝組砂巖為鈾礦物良好的儲集層。

冷湖地區(qū)在中生代晚期發(fā)生大規(guī)模隆升構(gòu)造運動， 侏羅系遭到剝蝕， 斷裂發(fā)育， 致使對其含鈾巖系研究的困難程度增大(付鎖堂， 2009)。研究區(qū)構(gòu)造主體方向為NW-NWW， 發(fā)育F1、F2、F3、F4及F6五條斷裂， 本文研究的工業(yè)礦體分布在F4斷裂南部(圖1b)， F1位于小紅山與第四系風積沉積之間， 走向北西， 傾向北東， 為推測逆斷層； F2為呼北斷裂、F3為呼南斷裂， 兩者近乎平行分布； F4為F5斷裂的分支， F2、F3、F4三個斷裂走向、傾向與F1斷裂幾乎一致， 其中F2為正斷層， F3、F4為逆斷層， F6斷裂走向NNE， 與F2、F3、F4相交。

2 含鈾礦目的層特征

按照產(chǎn)出地質(zhì)背景及成因機制， 冷湖鈾礦床屬于層間氧化帶型中的古層間氧化帶亞型。喜山期構(gòu)造運動對古層間氧化帶進行了強烈改造。冷湖鈾礦化位于褶皺翼部， 鈾礦體及層間氧化帶受褶皺和構(gòu)造雙重控制， 屬于褶-斷保存型(權(quán)志高等， 2012)。冷湖地區(qū)下侏羅統(tǒng)由于受氣候和構(gòu)造影響， 小煤溝組植物化石豐富，發(fā)育一套湖泊-三角洲-河流相巨厚灰色含煤碎屑沉積， 巖性主要為灰黑色富含有機質(zhì)煤及碎屑沉積的中細粒石英巖屑砂巖、砂質(zhì)泥巖、頁巖等， 單層砂體發(fā)育且厚度不大， 具有泥-砂-泥互層沉積結(jié)構(gòu)，具有形成鈾礦環(huán)境基礎(chǔ)， 有利于含鈾含氧水大量富集形成層間氧化帶， 所以小煤溝組是該區(qū)砂巖型鈾礦找礦主要目的層之一。

對冷湖鈾礦床3個工業(yè)鈾礦孔(ZK001、ZK014、ZK028)進行了巖相學及礦物分析， 其中ZK001見多層鈾異常， 產(chǎn)于灰黑色碳質(zhì)砂巖、灰色粗砂巖和煤層中； ZK014見2層鈾異常， 產(chǎn)于灰黑色碳質(zhì)砂巖、灰色含礫中砂巖中， 巖石疏松， 透水性好， 頂板為灰黑色含礫中砂巖， 巖石致密， 滲透性差； 底板為綠灰色中砂巖， 巖石弱固結(jié)， 滲透性差； ZK028見1層鈾異常， 發(fā)育在灰黑色碳質(zhì)砂巖中， 頂板為紅褐色中砂巖， 巖石致密； 底板為灰色中砂巖， 巖石弱固結(jié)； 3個鉆孔鈾異常均產(chǎn)于下侏羅統(tǒng)小煤溝組中(圖2)。

圖 2 冷湖鈾礦床鉆孔連井剖面圖Fig. 2 Profile of bore-well of uranium deposit in Lenghu area1—古近系路樂河組； 2—下侏羅統(tǒng)小煤溝組； 3—砂礫巖； 4—含泥礫砂巖； 5—含礫粗砂巖； 6—粗砂巖； 7—中砂巖； 8—細砂巖； 9—碳質(zhì)砂巖； 10—泥質(zhì)礫巖； 11—粉砂巖； 12—炭屑泥巖； 13—泥巖； 14—煤層； 15—不整合界線； 16—采樣位置1—Paleogene Lulehe Formation； 2—Jurassic Xiaomeigou Formation； 3—glutenite； 4—sandstone contain mudstone and conglomerate； 5—gravelly grit； 6—coarse sandstone； 7—medium sandstone； 8—fine sandstone； 9—carbonaceous sandstone； 10—argillaceous conglomerate； 11—siltstone； 12—carbonaceous mudstone； 13—mudstone； 14—coal seam； 15—unconformity boundary； 16—sampling position

冷湖地區(qū)小煤溝組礦石類型按產(chǎn)出的主巖可分為雜砂巖型及碳質(zhì)砂巖型兩種礦石類型： ① 雜砂巖型礦石， 主要由陸源碎屑和填隙物組成， 中細粒雜砂狀結(jié)構(gòu)， 塊狀構(gòu)造； 主要為基底式膠結(jié)； 巖石碎屑中的部分長石發(fā)生黏土化， 黑云母發(fā)生不同程度的水黑云母化、蛭石化(圖3a、3b)； ② 碳質(zhì)砂巖型礦石， 主要由碎屑物、碳質(zhì)和泥質(zhì)組成， 含碳質(zhì)雜砂狀結(jié)構(gòu)， 塊狀構(gòu)造， 膠結(jié)物為粘土礦物。炭屑呈細紋層狀產(chǎn)出， 局部與黑云母、方解石細脈連生在一起， 受后期擠壓及拉伸作用， 炭屑及與炭屑相關(guān)礦物整體變形， 炭屑呈長條狀， 內(nèi)部形成一系列平行排列炭屑胞腔， 胞腔內(nèi)常有黃鐵礦充填(圖3c、3d)。區(qū)內(nèi)的礦化蝕變有碳酸鹽化、黃鐵礦化等。碳酸鹽化蝕變作用在下侏羅統(tǒng)小煤溝組上部發(fā)育， 尤其是含礦層灰黑色雜砂巖中較為常見。黃鐵礦化蝕變作用在下侏羅統(tǒng)小煤溝組上部普遍發(fā)育， 特別是礦石中均見到黃鐵礦。

圖 3 冷湖地區(qū)小煤溝組含礦樣品正交偏光顯微照片F(xiàn)ig. 3 Microphotographs under crossed nicols of ore-bearing samples of Xiaomeigou Formation in Lenghu areaa—含粗粒質(zhì)中細粒巖屑雜砂巖， ZK028(294.4 m)； b—細粒巖屑雜砂巖， ZK001(305.0 m)； c—碳質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖， ZK028(315.1 m)； d—含碳質(zhì)不等粒砂質(zhì)泥巖， ZK001(308.6 m)； Cal—方解石； Qtz—石英； Pl—斜長石； Bt—黑云母； C—炭屑； Py—黃鐵礦a—coarse-grained fine-grained lithic sandstones, ZK028(294.4 m)； b—fine-grained lithic miscellaneous sandstone, ZK001(305.0 m)； c—carbonaceous silty mudstone，ZK028(315.1 m)； d—carbonaceous unequal sandy mudstone，ZK001(308.6 m)； Cal—calcite； Qtz—quartz； Pl—plagioclase； Bt—biotite； C—carbo； Py—pyrite

結(jié)合冷湖三號地區(qū)鉆孔巖心取樣分析、測井資料和地震資料的綜合研究， 對3個剖面的巖石學特征、沉積構(gòu)造特征等典型相標志分析， 認為工作區(qū)下侏羅統(tǒng)小煤溝組沉積巖系屬于河流-三角洲-湖泊相(表1)。

表 1 冷湖地區(qū)小煤溝組沉積相、亞相和微相劃分Table 1 Division of sedimentary facies, sub-facies and micro-facies of Xiaomeigou Formation in Lenghu area

下侏羅統(tǒng)小煤溝組總體上為一套河流沼澤相含煤粗碎屑沉積。地震勘探結(jié)果表明冷湖三號地區(qū)下侏羅統(tǒng)小煤溝組沉積時期主要發(fā)育三凸兩凹的古構(gòu)造格局， 區(qū)內(nèi)發(fā)育北東向、北西向及南東向三大物源剝蝕區(qū)， 沉積沉降中心主要位于盆地北中緣(圖4)。研究區(qū)3個鉆孔中砂巖砂體的自然伽瑪均呈明顯的箱形、鐘形、漏斗形等特征， 且鋸齒化不明顯(圖2)， 反映砂體雜基含量低的特點， 具有河道心灘、辮狀河河漫灘微相特征。

圖 4 冷湖地區(qū)早侏羅世小煤溝期沉積相展布圖Fig. 4 Distribution map of sedimentary facies of Early Jurassic Xiaomeigou period in Lenghu area1—蝕源區(qū)； 2—沖積扇； 3—辮狀河； 4—辮狀河三角洲； 5—濱淺湖； 6—鉆孔1—erosion source； 2—alluvial fan； 3—discernable river； 4—discernable river delta； 5—shallow lake； 6—bore hole

小煤溝組底部屬低位體系域的辮狀河、辮狀河三角洲、濱湖、淺湖相沉積； 中部為湖侵體系域的半深湖-深湖相沉積； 頂部為辮狀河、辮狀河三角洲、濱湖、淺湖相沉積， 以灰白色礫巖為主， 巖石搬運距離較短， 水動力條件較強， 顆粒磨圓度以次棱角狀-棱角狀為主、分選中等， 顆粒支撐， 填隙物含量少。

3 研究手段及方法

對3個典型工業(yè)鉆孔進行全孔地質(zhì)編錄， 詳細觀察3個鉆孔巖相學和礦物蝕變差異， 利用巖心γ+β編錄儀對巖心進行編錄并確定鈾含礦層位， 對典型含礦段進行樣品采集(表2)， 根據(jù)典型礦物共生組合特征磨制電子探針片， 利用偏光顯微鏡對探針片進行觀察， 利用電子顯微鏡對不同類型含鈾礦物進行背散射圖像分析， 分別對3種鈾礦物進行微區(qū)化學成分測定， 研究不同鈾礦物的類型、賦存形式及其與其他礦物之間的共生組合關(guān)系。

表 2 冷湖鈾礦床下侏羅統(tǒng)小煤溝組樣品特征及采樣位置Table 2 Sample characteristics and sampling location from Xiaomeigou Formation of Lower Jurassic in Lenghu uranium deposit

微區(qū)化學成分測定測試儀器為JXA-8100， 方法為波譜分析， 用ZAF修正， 束斑直徑1 μm， 測試U、Si、Th、Ti、Fe、P等19種元素， 測試結(jié)果見表3， 測試單位為核工業(yè)北京地質(zhì)研究院。

4 主要鈾礦物類型及賦存形式

在鏡下觀察電子探針片鈾礦物特征的基礎(chǔ)上， 結(jié)合電子探針數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)冷湖鈾礦床鈾礦物以鈾石為主,瀝青鈾礦次之， 鈾硒鉛礦含量最少(表3)。

4.1 鈾石特征

鈾石是四價鈾的硅酸鹽， 是以U4+和[SiO4]4-為主要成分的化合物。樣品中UO2含量為39.85%～80.76%， SiO2含量為4.27%～19.41%， FeO含量為0.10%～8.50%， SO3含量為0.03%～16.90%， CaO含量為1.13%～3.94%， Al2O3含量為0.08%～3.68%， 部分礦石中Y2O3含量為0.35%～10.35%， 其次為K2O、MgO、TiO2、MnO等，含量均小于1%， 測點UXS-2-3、UXS-7-2及UXS-7-5鈾含量偏低， 應該是含有FeO、Y2O3及SO3等強氧化劑成分。因鈾石中含水， 所以其化學總量為81.63%～97.04%(表3)。背散射顯示鈾石主要賦存于礦物顆?？紫吨?， 無明顯晶形， 粒徑一般介于0.01～0.05 mm之間， 大部分呈似膠狀、網(wǎng)脈狀或不規(guī)則細脈狀圍繞草莓狀黃鐵礦產(chǎn)出或充填于黃鐵礦裂隙中， 少部分呈不規(guī)則粒狀、微細柱狀圍繞碎屑石英、巖屑等礦物顆粒產(chǎn)出， 是冷湖地區(qū)含礦砂巖鈾礦物的主要產(chǎn)出形式(圖5a、5b)。

表 3 冷湖鈾礦床鈾礦物電子探針分析結(jié)果wB/%Table 3 Results of electron probe analysis of uranium mineral from Lenghu uranium deposit

圖 5 冷湖鈾礦床鈾礦物賦存形式的背散射圖像Fig. 5 BSE images of occurrence forms of uranium minerals of Lenghu deposit a—鈾石(Cf)圍繞草莓狀黃鐵礦(Py)產(chǎn)出； b—鈾石(Cf)圍繞石英(Qtz)產(chǎn)出； c—瀝青鈾礦(Ph)圍繞黃鐵礦(Py)產(chǎn)出； d—含鈾硒鉛礦(PbSe)； Ph—瀝青鈾礦； Cf—鈾石； Py—黃鐵礦； Qtz—石英； PbSe—硒鉛礦a—uraninite occurs around strawberry-shaped pyrite； b—uraninite occurs around quartz； c—pitchblende occurs around strawberry-shaped pyrite； d—selenite which contain selenite; Ph—pitchblende； Cf—uranite； Py—pyrite； Qtz—quartz； PbSe—selenite

為了較好地分析冷湖鈾礦床鈾石的化學成分特征， 將我國北方典型砂巖型鈾礦床鈾石與冷湖鈾礦床鈾石主要元素含量進行了對比(表4、圖6)， 結(jié)果顯示， 冷湖鈾礦床鈾石P、Y元素含量分為低磷低釔和高磷高釔兩種類型， 與鄂爾多斯盆地納嶺溝地區(qū)(陳路路等， 2017)及伊犁盆地蒙其古爾地區(qū)(黃廣文等， 2017)鈾礦床鈾石具有相似的化學成分特征， 其中冷湖鈾礦床鈦的氧化物含量非常低， 推測其鈦鐵礦等礦物可能受到后期流體強烈的蝕變改造作用。

4.2 瀝青鈾礦特征

瀝青鈾礦是U4+和U6+以不同比例組成的簡單氧化物。樣品中UO2含量一般為48.33%～84.82%， SiO2含量為0.49%～9.38%， FeO含量為0.25%～3.76%， CaO含量為0.09%～3.90%， K2O含量為0.16%～2.69%， Al2O3含量為0.02%～1.19%， 部分礦石中ThO2含量為2.57%～9.86%， PbO含量為0.11%～8.63%， MgO、TiO2、MnO、Y2O3等含量均小于1%(表3)。瀝青鈾礦呈不規(guī)則鋸齒狀圍繞黃鐵礦產(chǎn)出， 與鈾石相比顏色更亮， 為原鈾礦物的蝕變殘留， 無明顯晶形， 粒徑一般介于0.005～0.01 mm之間(圖5c)。

4.3 硒鉛礦特征

硒鉛礦化學式為PbSe， 伴隨著鈾礦物產(chǎn)出。樣品中主要成分UO2含量為15.03%～23.08%， PbO含量為40.43%～50.79%， SeO2含量為17.90%～22.04%， SiO2含量為2.49%～3.93%， P2O5含量為0.81%～1.20%， SO3含量為1.12%～1.39%， Na2O、K2O、FeO、Al2O3等成分含量均小于1%(表3)。硒鉛礦呈不規(guī)則集合體產(chǎn)出， 局部較破碎， 可能因破碎部位易吸附U或類質(zhì)同像而富集鈾礦物， 無明顯晶形， 集合體粒徑介于0.02～0.04 mm之間， 在冷湖地區(qū)含礦砂巖鈾礦物中含量較少(圖5d)。

表 4 我國北方典型砂巖型鈾礦床鈾石主要元素含量統(tǒng)計表wB/%Table 4 Major elements compositions of the uranite from typical sandstone-hosted uranium deposits in northern China

圖 6 北方砂巖型鈾礦鈾石主要元素含量對比圖Fig. 6 A diagram for comparing major elements of uranite in the north sandstone-hosted uranium deposits

5 地質(zhì)意義及討論

通過對典型礦物電子探針分析測試， 發(fā)現(xiàn)冷湖鈾礦床主要鈾礦物為鈾石和瀝青鈾礦， 其次為含鈾硒鉛礦。研究發(fā)現(xiàn)， 相對于瀝青鈾礦和硒鉛礦， 鈾石礦物中元素Y含量較高。鈾石中UO2含量平均約60.80%， SiO2含量平均約11.10%， TiO2介于0～0.79%之間， Y2O3含量介于0～10.35%之間， 大部分介于4.54%～10.35%之間(表3)， 而瀝青鈾礦中元素Y含量小于1%， 硒鉛礦中元素Y含量小于2%， 兩者Y元素含量明顯小于鈾石中含量。馬曄等(2013) 認為鈾石中Y元素含量高與成礦后期攜帶Y元素的熱液從構(gòu)造裂隙進入鈾異常區(qū)與鈾石發(fā)生反應有關(guān)。陳祖伊等(2010)認為層間氧化帶前鋒區(qū)Y元素的遷移受pH值和Eh值地球化學障影響， 以碳酸或硫酸絡合物形式遷移， 在鈾礦富礦體區(qū)域富集(圖7b)。鑒于此， 筆者認為冷湖鈾礦床中鈾石、瀝青鈾礦及硒鉛礦3種鈾礦物存在高Y型和低Y型兩種類型(圖7a)是由Y2O3含量不同的兩期成礦流體所致。

圖 7 冷湖地區(qū)小煤溝組Y2O3含量分布圖(a)和中亞地區(qū)不同鈾礦床Y元素含量統(tǒng)計圖(b， 據(jù)陳路路等， 2017)Fig. 7 Distribution map of Y2O3 content in Xiaomeigou Formation in Lenghu area(a) and statistics of Y element content from different uranium deposits in Central Asia(b， after Chen Lulu et al., 2017)

電子探針分析結(jié)果表明瀝青鈾礦中UO2平均含量為60.80%， SiO2平均含量為11.10%。鈾石礦物中UO2含量與Y2O3含量呈負相關(guān)關(guān)系， 其中Y2O3含量小于5%的鈾石中UO2含量均大于60%， 瀝青鈾礦和硒鉛礦中Y2O3含量較少， 與UO2含量無明顯相關(guān)關(guān)系， 結(jié)合所研究部分鈾礦物成分中不含元素Y及陳祖伊等(2010)關(guān)于Y元素易于在鈾礦富礦體區(qū)域富集的認識， 推測冷湖礦床鈾元素為原鈾礦物殘留， 該地區(qū)富鈾巖系經(jīng)歷多期流體改造作用(圖3b)且后期流體中Y元素含量很低或不含Y元素。

3種鈾礦物呈微細柱狀、似膠狀、不規(guī)則鋸齒狀或集合體分布于石英、長石等巖屑顆粒之間或蝕變礦物解理縫隙中(圖5)。該地區(qū)鈾礦物與黃鐵礦及有機質(zhì)密切共生， 其中很多鈾石、瀝青鈾礦等鈾礦物圍繞黃鐵礦產(chǎn)出， 兩者之間界限清晰(圖5a、5c)。圍巖中黑云母、磁鐵礦、赤鐵礦等礦物經(jīng)過后期富氧含鈾流體蝕變， 成礦流體作用攜帶的U6+以鈾石、瀝青鈾礦或硒鉛礦等礦物形式呈透鏡狀集合體在解理縫隙中沉淀或者吸附在黏土礦物的解理面上， 其中復雜的還原-沉淀-吸附作用是鈾礦物產(chǎn)于礦物顆粒間及被蝕變礦物解理縫隙中的主要模式。

黃鐵礦為巖石中常見的金屬礦物， 有五角十二面體狀黃鐵礦、立方體狀黃鐵礦、它形粒狀黃鐵礦和草莓狀黃鐵礦等。冷湖地區(qū)下侏羅統(tǒng)小煤溝組含礦層砂巖富含有機炭和黃鐵礦， 反映其處于氧逸度低的還原環(huán)境， 成礦流體中U、SiO2在該環(huán)境下發(fā)生沉淀， 形成鈾礦富集區(qū)。

觀察研究區(qū)下侏羅統(tǒng)小煤溝組巖心發(fā)現(xiàn)大量高嶺土化蝕變礦物， 局部可見黃鐵礦團塊及方解石脈切穿礫石現(xiàn)象(圖3b)， 反映后期流體的作用。鈾礦物富集成礦經(jīng)歷了成礦物質(zhì)從源區(qū)溶解-遷移-沉淀(富集)的過程。綜合巖心、顯微鏡下觀察和背散射圖像、鈾礦物存在高Y與低Y兩種類型及Y2O3化學特征分析，認為該地區(qū)鈾礦是多期成礦流體作用的產(chǎn)物。

前人研究證明， 柴北緣砂巖型鈾礦主成礦期在25 Ma左右， 找礦類型以古層間氧化帶型為主(王夏濤等， 2008)， 柴北緣中生代晚期及新生代地層分布范圍較廣，埋藏深度適中， 處于基底較平緩的斜坡帶， 補-徑-排系統(tǒng)完善， 具有較好的水文地質(zhì)條件； 小煤溝組砂泥互層且單層砂體厚度適中， 為富含有機質(zhì)的碎屑沉積， 具備多物源、堆積快等特點， 屬原生黑色巖系， 具有形成砂巖型鈾礦的物質(zhì)基礎(chǔ)； 柴北緣北大灘、魚卡等地也發(fā)現(xiàn)砂巖型鈾礦體產(chǎn)出， 賽什騰山及安南壩山為柴北緣新生代蓋層主要蝕源區(qū)， 巖性主要為花崗巖、海西期二長花崗巖及達肯達坂群片巖及片麻巖， 因其鈾含量整體較高被認為是該地區(qū)典型含鈾建造， 同時柴北緣新生代地層本身鈾含量相對較高， 表明成礦源巖在風化、搬運過程中不斷有活化鈾析出， 在一定的地質(zhì)條件下在適當位置富集成礦形成工業(yè)鈾礦體。

6 結(jié)論

(1) 冷湖小煤溝組礦石類型主要為雜砂巖型及碳質(zhì)砂巖型兩種， 整體發(fā)育后生蝕變。

(2) 冷湖鈾礦床鈾礦物主要為鈾石與瀝青鈾礦， 含少量硒鉛礦， 主要產(chǎn)于蝕變礦物粒間空隙中， 與黏土礦物、有機質(zhì)及黃鐵礦密切共生， 呈微細柱狀、似膠狀或不規(guī)則鋸齒狀產(chǎn)出于石英、長石等巖屑顆粒之間或蝕變礦物解理縫隙中。

(3) 冷湖小煤溝組后期多次流體作用攜帶的U6+在Fe2+提供還原環(huán)境中發(fā)生還原-沉淀-吸附鈾的成礦作用。

(4) 綜合鈾礦物存在高Y與低Y兩種類型、蝕變序列及環(huán)境特征分析， 推測冷湖小煤溝組鈾礦物中鈾為原鈾礦物殘留， 經(jīng)多期流體改造作用且后期流體中不含Y元素或Y元素含量很低。

致謝感謝四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八三大隊提供的大力支持。由衷感謝編輯部老師及審稿專家提出的細心而寶貴的修改意見。