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廣西金雞盆地砂巖型鈾礦化特征與找礦方向

2022-09-01 06:31:04李小英
世界核地質(zhì)科學(xué) 2022年2期
關(guān)鍵詞:淺色金雞炭化

李小英

(廣西壯族自治區(qū)三〇七核地質(zhì)大隊,廣西 貴港 537100)

砂巖型鈾礦是重要的工業(yè)鈾礦類型之一,在鈾礦“家族”中占有十分重要的地位,據(jù)國際原子能機構(gòu)(IAEA)《鈾資源、生產(chǎn)與需求——2014》報告,其在全球已查明鈾資源量中約占31%[1]。砂巖型鈾礦是我國最具有工業(yè)意義的鈾礦床類型之一[2],在我國已探明的該類型礦床儲量約占總儲量的43.1%[1]。近30 年來,我國北方砂巖型鈾礦勘查工作取得了令人矚目的成果[3-4]。南方衡陽盆地、騰沖盆地、臨滄盆地、四川盆地北部、廣西十萬大山盆地、金雞盆地等也發(fā)現(xiàn)有砂巖型礦床產(chǎn)出[5]。

廣西金雞盆地是廣西境內(nèi)最早發(fā)現(xiàn)砂巖型鈾礦化的盆地,鈾礦勘查工作起步較早。1958—1962 年期間,前人在金雞盆地已發(fā)現(xiàn)371(鹽砂口)、370(都安)、黃華口等10 多個鈾礦床(點)、礦化點,以及一批異常點(帶)[6]。金雞盆地鈾礦化主要為砂巖型,受巖相、層位、巖性控制,含礦層為淺色含炭化植物的砂礫巖,主要產(chǎn)于中生界白堊系新隆組(K1x)中。鈾礦化分布較為密集,礦化層位多,最多達37 層,礦體厚度較薄但品位較富,顯示了較好的鈾礦找礦信息。由于當(dāng)時找礦戰(zhàn)略部署的調(diào)整,1962年之后在金雞盆地開展的鈾礦勘查工作較少,沒有開展過系統(tǒng)的科研工作,之前提交的371(鹽砂口)礦床也屬于小型鈾礦床。

總體而言,金雞盆地鈾礦勘查程度低,科研投入少,對盆地鈾礦化特征認識不全面,在提交的鈾資源儲量上沒有取得更大的突破。通過開展廣西鈾成礦規(guī)律與預(yù)測研究[7],廣西金雞盆地鈾礦地質(zhì)找礦選點調(diào)查[8]、廣西鈾礦勘查工作方案(2020—2025)[9]等工作,廣西金雞盆地再次被列入廣西鈾礦勘查重點工作區(qū)。經(jīng)初步調(diào)查,在盆地的北西部、西面、南西面發(fā)現(xiàn)了較好的鈾礦化信息,這給盆地找礦工作帶來了新的啟示。因此,通過對金雞盆地鈾礦化特征、成礦條件、控制因素、成礦規(guī)律進行總結(jié)梳理,指出新的找礦方向,以期為金雞盆地下一步的勘查部署提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

廣西金雞盆地位于欽州褶皺帶六萬大山凸起的北東部,廣西靈山-藤縣斷裂帶與博白-梧州斷裂帶夾持部位,是兩大斷裂控制沿北東向分布的一系列中新生代斷陷盆地之一。該盆地處于郴州-欽州鈾成礦帶南段(圖1)[10]。

圖1 郴州-欽州鈾成礦帶南段地質(zhì)略圖(據(jù)參考文獻[10]修改)Fig.1 Geological sketch of the southern sector of Chenzhou-Qinzhou uranium metallogenic belt(after reference[10])

區(qū)域上經(jīng)歷了元古宙深海沉積、隆起形成云開微陸塊,加里東運動形成靈山-藤縣斷裂帶和博白-梧州斷裂帶以及造成古陸邊緣斷陷(南華海槽)沉積,之后廣西造山運動大部分褶皺成山。印支運動使地層褶皺隆起,燕山運動、喜山運動形成強烈斷裂、巖漿活動及劇烈凹陷,三者相互出現(xiàn),互相促進,繼承加里東期、海西期的構(gòu)造方向,造成了長期的凹陷,產(chǎn)生與呈北東方向展布的靈山-藤縣斷裂帶和博白-梧州斷裂帶一致的侵入體及斷陷盆地[11],其中金雞盆地是形成一系列的斷陷盆地之一。

區(qū)域內(nèi)出露最老地層為天堂山巖群、其他地層有奧陶系、泥盆系、白堊系、古近系。褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育,構(gòu)造線總體呈NE 向、局部NW 向、EW 向。以靈山-藤縣斷裂和博白-梧州斷裂帶為主,具多期多階段活動特點,控制著沉積巖相、陸相盆地的形成及巖漿活動。伴隨構(gòu)造的長期活動,巖漿活動十分強烈,沿構(gòu)造形成規(guī)模較大的花崗巖帶,如盆地西北緣的華力西期六陳巖體、印支期大容山巖體,巖漿活動為盆地成礦提供了豐富的礦源。區(qū)域變質(zhì)巖帶主要沿靈山-藤縣斷裂帶和博白-梧州斷裂帶及云開大山一帶分布,主要有天堂山巖群變質(zhì)巖、青白口紀(jì)的花崗片麻巖和泥盆紀(jì)的片麻狀花崗巖。區(qū)域上的老地層、花崗巖帶成為金雞盆地的主要蝕源區(qū)。

2 盆地地質(zhì)特征

2.1 結(jié)構(gòu)特征

盆地基底是沉積巖、巖漿巖和混合巖的組合,與蝕源區(qū)的巖性基本一致。沉積巖為寒武系、奧陶系、泥盆系;巖漿巖主要有六陳巖體、大容山巖體、瑯南巖體,下古生界混合巖,巖漿活動以華力西旋回中晚期、燕山旋回為主,加里東旋回、印支旋回的巖漿侵入為次,巖漿活動呈現(xiàn)多旋回、多期次、多階段長期活動的特點[6]。

盆地的蓋層主要為白堊系的新隆組(K1x)、西垌組(K2x)、羅文組(K2l)、古近系邕寧群(EY),與下伏地層呈不整合接觸(圖2)。新隆組(K1x)大面積出露于盆地中部,從南至北均有分布,巖性為淺色砂巖、砂礫巖夾淺色有機質(zhì)砂巖,砂礫巖與紫色砂巖夾砂礫互層、紫色砂巖夾砂礫巖和薄層泥質(zhì)砂巖,為盆地主要賦礦層位,屬于陸相紅色碎屑建造。西垌組(K2x)出露于盆地的中西部,呈條帶狀分布,屬于內(nèi)陸湖盆火山噴發(fā)-沉積型、次火山巖相沉積。羅文組(K2l)主要出露于金雞盆地西部,巖性為紫紅色礫巖、礫狀砂巖、長石石英砂巖、粉砂巖、泥巖互層或互為夾層。邕寧群(EY)屬于陸相紅層建造,分布在盆地中心,厚300~455 m,與下伏地層呈不整合接觸。

圖2 金雞盆地地質(zhì)簡圖及鈾礦化分布(據(jù)參考文獻[8]修改)Fig.2 Geological sketch and uranium distribution of Jinji basin(after reference[8])

2.2 構(gòu)造特征

2.2.1 構(gòu)造層

根據(jù)構(gòu)造不整合、不同的構(gòu)造線方向、不同的沉積建造及巖漿活動和構(gòu)造運動等特征,盆地可分為4 個構(gòu)造層:①加里東構(gòu)造層(下構(gòu)造層),代表地槽階段,其褶皺基本形式為不太緊密的背向斜,軸向一般為NE 向,北部轉(zhuǎn)向EW 向,傾角較陡,并伴隨斷裂,如博白-岑溪加里東大斷裂,呈NE 向。②海西構(gòu)造層(中下構(gòu)造層)其褶皺為地臺型,構(gòu)造軸主要是NE 向,傾角比前者平緩。該構(gòu)造層發(fā)展過程中,表現(xiàn)為地殼相對穩(wěn)定,海水時進時退,陸地時隱時現(xiàn),形成淺海、濱海和低濕平原、洼地交替環(huán)境,是鈾沉淀的有利場所。同時,植物大量繁殖,為鈾的富集提供豐富的介質(zhì)。因此,在該構(gòu)造層普遍存在含鈾層位,尤其是泥盆系構(gòu)成了全區(qū)重要的鈾源層,同時也為盆地成礦提供了鈾源。③燕山構(gòu)造層(中上構(gòu)造層),代表地臺活動或地臺活化最強烈地段,主要以斷裂及巖漿侵入為主。該構(gòu)造層,根據(jù)不整合及巖相和沉積建造的差異又分為兩個亞構(gòu)造層,第一亞構(gòu)造層,即侏羅系含煤建造;笫二亞構(gòu)造層即白堊系磨拉石建造及火山碎屑建造。④喜馬拉雅山期構(gòu)造層,古近系陸相紅色層類磨拉石建造。盆地總的構(gòu)造面貌是以長期的、繼承性的斷裂,不斷沉降、凹陷、沉積巨厚的過渡性沉積巖層。

2.2.2 褶皺

盆地褶皺在下、中下構(gòu)造層比較發(fā)育,一般呈NE 軸向由東往西平行排列。中上構(gòu)造層主要形成一些不對稱的、平緩的背向斜,其軸向繼承前一褶皺,NE 向也是由東往西平行排列,傾角較緩,一般向南北傾伏。東西兩翼多被侵入體或斷裂所破壞。

2.2.3 斷裂

盆地介于大容山與博白-岑溪兩大斷裂之間,斷裂方向皆呈NE 向,屬逆斷裂。在盆地中的斷裂不發(fā)育,僅分布在盆地邊緣與下古生代地層或與侵入體的接觸處,多為NE 向逆斷層。在盆地中心有些近EW 及NE 向的平推斷層。節(jié)埋比較發(fā)育,主要有NEE、NW、SEE 三組。

3 盆地鈾礦化特征

3.1 盆地鈾礦化特征

3.1.1 鈾礦化空間分布

盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)370(都安)、371(鹽砂口)、橋頭村、石子嶺、黃沙街、大塘邊、黃華口、獅子口、大瑯、新大等十多處礦(床)點、礦化點、異常群分布在地塹式的金雞盆地中,沿北流河呈串珠狀等間距分布,呈NE 延長方向分布,鈾礦化類型屬于砂巖型。鈾礦化(體)主要賦存于下白堊統(tǒng)新隆組(K1x)淺色含炭質(zhì)砂巖中。鈾礦在空間上的分布特征為含鈾的淺色層或礦體由370(都安)向371(鹽砂口)方向[6],由較穩(wěn)定到很不穩(wěn)定,由薄變厚;含礦淺色層或礦層的層與層之間的間距由南往北是由稀變密,層數(shù)由少增多;品位與厚度(含礦淺色層或礦體)一般成反比,淺色層過厚或過薄有對鈾礦化富集不利的趨勢。

3.1.2 鈾礦化賦礦層位

鈾礦化(體)主要賦存于下白堊統(tǒng)新隆組(K1x)淺色含炭質(zhì)砂巖中。新隆組(K1x)大面積出露于盆地中部,從南至北均有分布,出露范圍廣。巖相、巖性、厚度沿走向和傾向變化較大,富有機質(zhì)及炭化植物,斜層理發(fā)育,紫色礫巖與淺色礫巖屬相變關(guān)系。巖性為淺色砂巖、砂礫巖夾含石英炭質(zhì)砂巖,砂礫巖夾淺色有機質(zhì)砂巖、砂礫巖與紫色砂巖夾砂礫互層、紫色砂巖夾砂礫巖和薄層泥質(zhì)砂巖、長石石英砂巖。從已揭露資料總結(jié),淺色層不一定含礦,但含礦必為淺色層,含礦層大致巖性種類為細砂巖、硬砂巖、長石石英砂巖、炭質(zhì)砂巖、炭質(zhì)薄層狀泥巖、泥巖。大部分含礦淺色砂巖具“泥-沙-泥”的地層結(jié)構(gòu)。

3.2 典型礦床371(鹽砂口)礦床特征

3.2.1 礦體特征

371(鹽砂口)礦床控制礦化范圍南北長2 400 m,東西寬800 m,面積1.92 km2,由37 個礦層組成。礦體一般呈透鏡體、腎狀或團塊狀等群體出現(xiàn),產(chǎn)狀與地層一致(圖3)[6],單個礦體長 3~600 m,厚 0.4~1.85 m,一般品位0.052%~0.382%,礦化不均,品位變化系數(shù)109%,含礦系數(shù)43%,品位與厚度呈負相關(guān)。礦體賦存標(biāo)高26.5~228.5 m,垂幅202 m,礦體埋深10~160 m。礦體一般在20~80 m、95~120 m、130~230 m 和95~120 m 的標(biāo)高范圍內(nèi)比較集中。礦體埋藏深度一般在160 m 左右(從地表算起)尤以100 m 以內(nèi)最為多見,沿傾向最深達260 m。

圖3 371(鹽砂口)礦床16 線剖面示意圖[6]Fig.3 Geological profile of exploration line 16 in deposit No.371(Yanshakou)[6]

3.2.2 礦石物質(zhì)成分和礦物共生組合

金屬礦物:黃鐵礦、白鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、赤鐵礦、斑銅礦、砷黝銅礦、鈦鐵礦、銳鈦礦等。非金屬礦物:長石、石英、方解石、絹云母、綠泥石、玉髓、鋯石、金紅石、電氣石、有機質(zhì)及黏土礦物等。礦石礦物:瀝青鈾礦、鈾石及次生鈾礦物(鈣鈾云母、銅鈾云母及少量鉀釩鈾礦)。脈石礦物:石英、長石、方解石、其他巖屑、炭質(zhì)物、黑云母及膠結(jié)物的鈣質(zhì)、硅質(zhì)、黏土礦物。

黃鐵礦多呈單晶星點狀、結(jié)核狀或集晶狀,很少呈細脈狀,往往富集在含炭化植物較多的地段。經(jīng)顯微照相,發(fā)現(xiàn)在星點狀黃鐵礦附近富鈾,在結(jié)核狀或集晶狀黃鐵礦中無鈾顯示跡象。方鉛礦呈立方晶體,單晶,星點及細脈狀出現(xiàn),往往與閃鋅礦共生,與鈾的關(guān)系不大。黃銅礦很少見,往往與黃鐵礦共伴生??兹甘示G色,呈細脈狀充填于含有機質(zhì)淺色砂巖裂隙中,也有呈粉末狀吸附在含鈾炭化物的表面。銅藍呈藍色、粉末狀與孔雀石一起共生。

含鈾炭化植物:灰黑、黑色,粗細不等,多呈長柱狀或短柱狀,直徑一般0.5~2 cm,長3~5 cm,個別達10 cm,無光澤,在顯微照片中,鈾沿著炭化植物的微層理或平行微層理的條帶分布。鈾在炭化植物中的分布是不均勻的。

含鈾炭化瀝青:深黑色、瀝青光澤或金屬光澤,密度低于炭化植物,呈團塊狀或腎狀,產(chǎn)于含有機質(zhì)的淺色砂巖中。

含鈾炭質(zhì):這種炭質(zhì)有時成膠結(jié)物出現(xiàn)于含有機質(zhì)淺色砂巖中,不均勻,鈾在炭質(zhì)中的分布,有時呈細脈狀,有時呈星點狀。這種炭質(zhì)往往分布在含鈾炭化植物的周圍。

銅鈾云母及鈣鈾云母:橘綠色、黃綠色,均呈薄片狀附于炭化植物的表面,一般少見。

硅鈣鈾礦、銅鈾礦:黃色、土狀或細針狀、板狀集合體,分布在炭化植物周圍。

3.2.3 礦石類型

礦石類型按含鈾有機質(zhì)及鈾的分布特點劃分:1)為條帶狀,含鈾炭化植物殘骸成條帶沿層理或沿傾斜層理分布,有成連續(xù)的,也有成斷續(xù)的條帶;2)似條帶狀或不規(guī)則條帶狀,含鈾炭化植物殘骸的分布無規(guī)則、雜亂,但總的仍受層位控制;3)塊狀或腎狀,含鈾炭化瀝青呈團塊狀或腎狀分布于淺色含鈾有機質(zhì)砂巖中和層間的泥巖塊中;4)星點狀,含鈾炭化植物碎塊,含鈾炭質(zhì)呈星點狀分布于淺色砂巖中或成膠結(jié)物,出現(xiàn)于淺色粗砂巖及砂礫巖中;5)薄膜狀或微層狀:含鈾炭質(zhì)成薄膜狀于層面或裂隙面間,有的象紙片一樣的薄膜。從盆地特點來看以條帶狀、似條帶狀或不規(guī)則條帶狀、塊狀或腎狀、星點狀4 種礦石類型較為常見,并以條帶狀為主,具有工業(yè)意義,他們出現(xiàn)往往不是孤立的,而是以混合狀態(tài)出現(xiàn)。

礦石類型按含鈾礦物的物質(zhì)成分劃分:1)含Pb、Zn 礦-含鈾有機質(zhì)(很少見),含赤鐵礦-含鈾有機質(zhì)(在富礦體邊緣常見)含水硫鈾礦(地表氧化帶)。2)孔雀石,銅蘭-鈾礦石,含鈾炭化植物殘骸附近伴有此種礦石。3)混合類型,不含Pb、Zn 礦,水硫鈾礦,赤鐵礦-含鈾有機質(zhì)(最常見)。

3.2.4 鈾的存在形式

經(jīng)物質(zhì)成分初步研究,鈾的存在形式有單礦物形式、吸附狀態(tài)及類質(zhì)同像3 種。

1)單礦物:鈾的單礦物見有瀝青鈾礦。瀝青鈾礦按形態(tài)有不規(guī)則晶粒狀及膠狀兩種。晶粒狀瀝青鈾礦經(jīng)重砂鑒定具有瀝青光澤,貝殼狀斷口,油黑色,具糙面,無明顯板狀晶形。經(jīng)X 射線粉晶衍射分析證實[12],并測其晶胞參數(shù)分別為a=0.540 6~0.545 9 nm。電子探針分析瀝青鈾礦的w(U)=65.47%,w(Ca)=0.6%~1.07%,w(Si)=1.9%,w(Ti)=1%,w(Fe)=1.47%,w(Pb)=1.26%~6.08%,一般不含Th。膠狀瀝青鈾礦,為膠狀或葡萄狀集合體,反射率比粒狀瀝青鈾礦更低,一般呈膠結(jié)物狀態(tài)分布于長石、石英等碎屑顆粒的膠結(jié)物中,與水云母、黃鐵礦共生。

2)吸附狀態(tài)的鈾:主要分布于凝膠化炭質(zhì)物、黃鐵礦和泥質(zhì)(水云母)中。

3)類質(zhì)同像:鈾存在于其他礦物的晶格中,如重砂礦物的金紅石,經(jīng)γ 徑跡蝕刻證明含鈾。

3.2.5 鈾礦化與主要伴生礦物及組分的關(guān)系

1)鈾與有機質(zhì)(膠凝炭質(zhì)物)的關(guān)系:礦床中見有機質(zhì)兩種,一為凝膠化基質(zhì),二為細分散顆粒。鈾礦化主要與凝膠化基質(zhì)有關(guān)。凝膠化基質(zhì)為細條帶狀,透明狀碎屑(片),分布于碎屑中,鈾礦化在凝膠裂隙及附近呈不規(guī)則的膠狀瀝青鈾礦存在。凝膠化基質(zhì)也是鈾的吸附劑。普通放射性照像,在凝膠化部位有γ 反映。細分散狀有機質(zhì)與泥質(zhì)(水云母)膠結(jié)物混在一起,呈膠結(jié)物充填于碎屑顆粒間。

2)鈾與黃鐵礦的關(guān)系:礦床中見黃鐵礦三種,即顯微球粒狀,不規(guī)則膠狀,他形和立方體晶粒集合體,鈾礦化與前兩種黃鐵礦有關(guān)。在顯微球粒狀黃鐵礦周圍或邊部有膠狀瀝青鈾礦存在。在不規(guī)則膠狀黃鐵礦邊緣也有部分瀝青鈾礦存在。他形和立方體晶粒集合體黃鐵礦,鈾在其中呈類質(zhì)同像,普通放射性照像有反映,在反光鏡下未見瀝青鈾礦。

3)鈾與黏土礦物關(guān)系:黏土礦物(主要為水云母、蒙脫石、地開石)與鈾礦的關(guān)系密切。在碎屑顆粒之間的泥質(zhì)膠結(jié)物部分,有許多呈不規(guī)則團塊或葡萄狀結(jié)合體的瀝青鈾礦。

4)鈾與伴生元素關(guān)系:鈾與Al2O3、有機炭、Ti、Zr、Cu、Pb、Zn、Ag 等成正相關(guān),與MgO 成負相關(guān)。

3.2.6 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要是方解石化、黃鐵礦化、黃銅礦化、赤鐵礦化、褐鐵礦化、高嶺石化。

3.3 區(qū)域鈾成礦規(guī)律及控礦因素分析

3.3.1 鈾礦化受巖相控制

盆地已工作過的鈾礦床、礦點,自北往南有371(鹽砂口)、370(都安)礦床和其他礦點,均產(chǎn)于下白堊統(tǒng)新隆組淺色含炭質(zhì)砂礫巖相中[6,12]。含礦巖相為河盆陸相沉積巖,含礦層的上下巖性一般都是孔隙度較大、滲透性較強的花崗質(zhì)砂巖或泥質(zhì)砂礫巖及礫狀砂巖。礦化嚴格受透鏡狀的淺色砂巖所控制,并與炭化植物、有機質(zhì)及紅暈(含沉積赤鐵礦砂巖)有密切關(guān)系。盆地的含礦巖相、巖性及厚度一般從盆地邊緣往盆地中心,由薄變厚,從南往北也是變厚,層數(shù)增多,巖性及有機質(zhì)和炭化植物也有類似的變化,據(jù)371(鹽砂口)礦床淺色層埋藏深度超過500 m,一般淺色層往深處較有規(guī)律的集中,淺色層越有韻律鈾礦化就越好??偟膩碚f,盆地鈾礦化受巖性控制,鈾礦化賦存于淺色砂巖、特別是富含碳化植物、有機質(zhì)的淺色砂巖中,局部富集于淺色泥巖中,礦體產(chǎn)狀與淺色砂巖一致并隨淺色砂巖尖滅而尖滅。

3.3.2 鈾礦化受古地理和古氣候控制

盆地鈾礦化分布沿北流河從北至南呈串珠狀分布,而且還表現(xiàn)出等間距分布的特點,說明鈾礦化受當(dāng)時的古地理條件控制。盆地所處的沉積環(huán)境,是處于干旱炎熱的氣候下,山間盆地內(nèi)平原河流的沉積物——淺色砂巖,表現(xiàn)為靜水期在還原條件下的水下沉積,在河床、濱河床及部分河漫灘相內(nèi)部分布有淺色砂巖,而在河漫灘還可見到紅色細砂巖、粉砂巖,表示處于氧化還原條件下,表明在同一時間內(nèi)沉積物可有兩種環(huán)境。而從各淺色層在空間上是夾于紫紅色砂巖之中,又表明沉積環(huán)境有氧化、還原的交替出現(xiàn),而淺色砂巖中的鈾礦化是處于還原條件下形成的,砂巖為灰色及大量的有機質(zhì)存在,都是還原條件的標(biāo)志。從礦床、礦點的空間分布及其變化規(guī)律與當(dāng)時盆地古地理、古氣候的變化是相當(dāng)吻合的。盆地濕熱氣候及良好的氧化還原環(huán)境,構(gòu)成盆地形成工業(yè)鈾礦床的首要前提,也是導(dǎo)致盆地的鈾礦床礦化面積大,層次多,分散不集中,含量高,單個工業(yè)礦體多等特點的重要因素。這與產(chǎn)于含礦主巖為形成于干旱-半干旱古氣候條件下的陸相紅色/雜色碎屑巖建造中的鈾礦床[13]是一致的。

3.3.3 區(qū)域鈾礦化成礦規(guī)律

1)鈾礦化嚴格受淺色砂巖層,尤其是淺色含有機質(zhì)砂巖所控制。其產(chǎn)狀基本與淺色砂巖一致,鈾礦化往往隨著含礦巖性的尖滅而消失。鈾礦化在淺色層中呈不連續(xù)的透鏡體群或串珠狀分布,說明有淺色層不一定都有鈾礦化,但有鈾礦化地段,均為淺色層。

礦化體厚度小于淺色層厚度,鈾礦化受淺色砂巖巖層控制,具還原條件的砂巖控制,多產(chǎn)于淺色層的中、下部位。一般處于還原環(huán)境,有利于鈾的沉淀富集,上部一般處在氧化環(huán)境,不利于鈾的富集,故上部一般不含礦。

2)鈾礦化富集地段,多位于淺、紫色層相互交替頻繁的淺色層中,層厚在20 m 左右礦化最為富集,淺色層厚在100 m 左右,則礦化多富集于靠近紫色層的上下淺色層,巨厚的淺色層中不含礦。鈾礦化與淺色層韻律的關(guān)系:單韻律(泥沙泥的巖性組合)一般不含礦。鈾礦化一般產(chǎn)于兩個以上連續(xù)淺色韻律的淺色層中。

3)鈾礦化一般與有機質(zhì),如炭化植物的富集程度有關(guān)。有機質(zhì)及炭化植物也有由南往北增多趨勢,體現(xiàn)在淺色層由南往北,厚度增大,層數(shù)增多。在某些富炭化植物地段,鈾的含量并不高。而在淺色層中的炭化植物或有機質(zhì)的附近有紅暈(呈磚紅色,為沉積的赤鐵礦)富集品位較高的工業(yè)礦體。鈾礦化與赤鐵礦化(紅化),炭質(zhì)物,灰色泥礫、黃鐵礦化關(guān)系密切。

4)鈾礦化受層理控制。從坑道的地質(zhì)觀察,編錄皆可見到。由于有部分礦體受斜層理控制,而導(dǎo)致礦體在空間分布的復(fù)雜化。

5)鈾礦化與含礦巖系厚度關(guān)系:一般在厚度大的地段或其附近礦化好,薄的地段礦化差。但致密砂巖含礦率較低,礦化較少;含銅藍、銅綠、鉛鋅還原劑的礦物鈾含量較高,與砂巖的還原介質(zhì)含量正相關(guān)。

6)根據(jù)成礦環(huán)境,推測礦床鈾成礦時代應(yīng)為喜馬拉雅期成礦,初步認為金雞盆地鈾礦床應(yīng)屬內(nèi)陸盆地中含有機質(zhì)砂礫巖古河床型鈾礦床。

4 成礦條件

4.1 鈾源條件

盆地的西緣為華力西期的大容山巖體,東邊為燕山期的瑯南巖體和構(gòu)造地(巖)層混合巖,北部有寒武紀(jì)、泥盆紀(jì)地層及侵入其中的中侏羅世花崗閃長巖,南面為奧陶系和下古生界混合巖,基底以早古生界及侵入其中的花崗巖為主。盆地蝕源區(qū)母巖巖性多為酸性巖漿巖、頁巖、片麻巖等,鈾含量較高(表1)[14],盆地的形成過程與該地區(qū)大斷裂的長期活動有關(guān),盆地周圍的老地層及花崗巖體的長期風(fēng)化、侵蝕為該盆地沉積陸源碎屑物質(zhì)主要供給區(qū)及提供鈾的來源。鈾元素被淋濾浸出并被地表水帶入?yún)R水盆地,為砂巖型鈾礦床形成提供了豐富的鈾源。從盆地形態(tài)、巖相、地層厚度變化、斜層理、交錯層理及礦床的分布特點,推測其主要搬運方向是由南往北,其次由西往東??偟膩碚f,本盆地具有良好的成礦作用的外在條件——富含鈾元素的蝕源區(qū)、構(gòu)造,盆地,也具有良好的成礦內(nèi)因條件——含礦物質(zhì)及含礦介質(zhì)[15]。

表1 盆地主要蝕源區(qū)花崗巖體鈾含量及浸出率分析[14]Table 1 Uranium content and leaching rate of granite in main erosion source areas of the basin

4.2 構(gòu)造條件

金雞盆地處于廣西靈山-藤縣斷裂帶與博白-梧州斷裂帶夾持部位,是兩大斷裂控制沿北東向分布的一系列中新生代斷陷盆地之一。盆地內(nèi)有加里東構(gòu)造層(下構(gòu)造層)、海西構(gòu)造層(中下構(gòu)造層)、燕山構(gòu)造層(中上構(gòu)造層)和喜馬拉雅山期構(gòu)造層四個構(gòu)造層。盆地的形成過程,從其空間形態(tài),及其內(nèi)部組成的地層、巖相、巖性看來很可能是由于盆地的西北側(cè)大容山中生代以來的靈山-藤縣斷裂帶及東南側(cè)的博白-梧州加里東期以來的大斷裂長期復(fù)活而形成地塹盆地,后繼為斷層湖河盆地。從構(gòu)成金雞盆地的白堊統(tǒng)地層,厚度變化有自南往北逐漸變厚,從巖相方面來看,由南往北是由簡單變?yōu)閺?fù)雜,有機質(zhì)及炭化植物也有由南往北增多的趨勢,體現(xiàn)在淺色層由南往北,厚度增大,層數(shù)增多。在中部南面沉積邕寧群的紅色建造。交錯層、斜層理發(fā)育呈NE 走向、NW 傾向。形態(tài)上,南北兩端狹窄、中間寬。盆地的中心應(yīng)在金雞圩,盆地的遷移或古河床的遷移從縱(南北)向來說,是由南往北遷移,從橫向(東西)來說是由西往東遷移。說明盆地是以長期的、繼承性的斷裂,不斷沉降、凹陷、沉積巨厚的過渡性沉積巖層,為盆地鈾礦化形成提供了有利條件。

4.3 含礦目標(biāo)層巖性-巖相條件和結(jié)構(gòu)構(gòu)造條件

盆地含礦目標(biāo)層為白堊系下統(tǒng)新隆組上段淺色砂巖。新隆組(K1x)大面積出露于盆地中部,從南至北均有分布。盆地炎熱干旱-半干旱、溫濕古氣候環(huán)境的改變和盆地有規(guī)律的相對平穩(wěn)的升降以及由此引發(fā)的水動力的改變,造就了透水層(砂礫巖層)和屏蔽層(粉砂巖、泥質(zhì)巖層)的交替形成,富含有機質(zhì)及其他還原介質(zhì)的砂礫巖層(淺色層)的成層性、滲透性、連通性為砂巖型鈾礦的形成提供了有利的滲透、還原、析出、沉淀、富集的空間和還原條件。

金雞盆地的基底為花崗巖基底并形成隔水層,盆地中部為新隆組上部淺色砂巖層,成層性、連通性、透水性較好,巖性以長石砂巖為主,淺色層厚度大于紫色層,淺色層含有較多的炭質(zhì)植物碎屑等還原性物質(zhì),表明盆地形成古地理、古氣候處于干旱、半干旱交替出現(xiàn)環(huán)境,氣候條件有利于砂巖型鈾礦形成,在新隆組上部覆蓋有西垌組形成隔水層,有利于鈾礦體的賦存。炎熱干旱-半干旱以及溫濕古氣候環(huán)境的交替出現(xiàn),有利于蝕源區(qū)鈾源的浸出、遷移以及提供促使高價鈾還原的條件,為盆地形成工業(yè)鈾礦提供了有利的條件。

4.4 后生蝕變條件

盆地鈾礦化生成過程與盆地的長期凹陷及周圍的造山運動振蕩頻繁,盆地邊緣古生帶的巖石和花崗巖侵入體有著密切的聯(lián)系。盆地中部、北部、西部均有燕山晚期的火山活動,在盆地的邊緣與下古生代地層或與侵入體的接觸處分布有NE 向逆斷層。在盆地中心有近EW 及NW 向的平推斷層,如在道家街象棋、金雞一帶,節(jié)理比較發(fā)育,為鈾源的活化遷移提供了有利條件。通過巖心資料觀察到有部分鈾礦物沿裂隙呈薄膜狀分布,后生成礦作用在盆地中也有表現(xiàn)。

5 找礦方向

金雞盆地的鈾礦化面積大、礦層數(shù)多(最多達37 層)、礦床具有品位富、易冶煉的特點。

在盆地已發(fā)現(xiàn)371(鹽砂口)、370(都安)、黃沙街等10多個礦床(點),異常點帶分布較為密集。礦化受巖相古地理和古氣候環(huán)境共同控制。盆地具備蝕源區(qū)的鈾的來源,巖相呈透水層(砂礫巖層)和屏蔽層(粉砂巖、泥質(zhì)巖層)的交替形成,以及富含有機質(zhì)的砂礫巖層(淺色層)的成層性,處于炎熱干旱-半干旱以及溫濕古氣候環(huán)境的交替古地理古氣候條件下,具備找砂巖型鈾礦的良好條件。筆者認為今后找礦的主要方向有以下4 個方面。

1)在370(都安)鈾礦床與371(鹽砂口)鈾礦床之間是今后找礦的重點區(qū)。在以往的工作中,大部分工作主要集中盆地的370(都安)、371(鹽砂口)地區(qū),其它地區(qū)工作程度較低。在有條件的情況,在盆地開展普通物探、化探工作,了解盆地基底起伏及盆地形態(tài),尋找盲礦地段和有利地區(qū),指導(dǎo)找礦工作。

2)盆地不整合面是今后找礦的重點區(qū)。我國大多數(shù)規(guī)模較大的鈾礦床,含鈾建造直接不整合覆于花崗巖為基底的不整合面之上;以及為數(shù)眾多的沉積改造型鈾礦床,通常產(chǎn)于沉積建造內(nèi)區(qū)域性的不整合面之下,因此,盆地與西南面花崗巖不整合接觸面、盆地南面與奧陶系老地層不整合接觸面、古近系邕寧群與盆地白堊系不整合面是找礦方向之一。

3)盆地西緣是今后研究工作的重點區(qū)。一般地塹組合型拗陷盆地中,鈾礦床一般產(chǎn)于盆地邊緣半地塹的穩(wěn)定邊緣一側(cè),盆地西緣緊靠大容山巖體,370(都安)礦床就產(chǎn)在大容山巖體附近,因此,在今后的工作中應(yīng)加強盆地邊緣、凹陷邊緣或附近隆起地區(qū)的地質(zhì)研究工作。

4)加強含礦層的后生改造富集作用的研究工作,加強對斷裂構(gòu)造、層間破碎帶與鈾礦化關(guān)系的研究,重新認識盆地鈾成礦地質(zhì)環(huán)境、成礦規(guī)律,開展鈾礦化富集部位的研究工作。

6 結(jié) 論

1)金雞盆地白堊系新隆組淺色層是主要的賦礦層位,盆地蝕源區(qū)(花崗巖和老地層)鈾含量較高,為盆地內(nèi)鈾礦化提供了鈾的主要來源。

2)金雞盆地鈾礦化受巖相、古地理、古氣候控制,具備陸相盆地砂巖型鈾礦成礦地質(zhì)環(huán)境和成礦條件。

3)金雞盆地的鈾礦化面積大、礦層數(shù)多(最多達37 層)、礦床具有品位富、易冶煉的特點,在盆地已發(fā)現(xiàn)10 多個礦床(點),異常點帶分布較為密集,大部分工作程度較低,盆地具備找砂巖型鈾礦的良好條件和較好的找礦空間。

4)盆地中的古河道、盆地不整合面及盆地西緣是今后找礦的重點方向。

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