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黔北碳酸鹽型鈾礦床成因分析與指示意義

2022-10-18 10:36王瓊吳林鋒劉開坤彭松范云飛盧平
世界核地質(zhì)科學(xué) 2022年3期
關(guān)鍵詞:黔北牛蹄鈾礦床

王瓊,吳林鋒,劉開坤,彭松,范云飛,盧平

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局核資源地質(zhì)調(diào)查院,貴州 貴陽 550005)

黔中-湘西北鈾成礦帶是我國碳硅泥巖型鈾礦的主要成礦帶之一,屬華南大面積低溫成礦域的組成部分[1-3]。碳硅泥巖型鈾礦在貴州分布廣泛,已發(fā)現(xiàn)產(chǎn)于海相碳酸鹽巖和泥巖的兩類鈾礦床,其中,產(chǎn)于泥巖的鈾礦床為海相沉積成因,品位低、規(guī)模大(如黔東南龍灣鈾礦床);產(chǎn)于碳酸鹽巖中的鈾礦床規(guī)模較小,品位高、分布廣,具有一定經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)值(如黔中白馬洞鈾礦床)。前人將產(chǎn)于海相碳酸鹽巖和泥巖中的鈾礦床統(tǒng)稱為“碳硅泥巖型”鈾礦床,對(duì)產(chǎn)于碳酸鹽巖的鈾礦成因沒有深入研究,這類礦床被簡單歸類為“碳硅泥巖型”鈾礦而缺乏關(guān)注。貴州曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)一批具有一定規(guī)模、產(chǎn)在碳酸鹽巖中的鈾礦床(點(diǎn)),包括白馬洞鈾礦床(中型)、大魚塘鈾礦床(小型)、大際山鈾-多金屬礦床(小型)及大量的鈾礦點(diǎn),但前人對(duì)該類礦床的勘查與研究工作主要集中于白馬洞鈾礦床,該礦床也是貴州境內(nèi)迄今唯一進(jìn)行過工業(yè)開采的鈾礦床。針對(duì)貴州其他地區(qū)的碳酸鹽型鈾礦,特別是處于有利鈾成礦區(qū)帶上的黔北地區(qū)鈾礦床(點(diǎn)),前人僅進(jìn)行了少量勘查與研究工作[4-6],整體上缺乏系統(tǒng)研究。本文在野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上,以黔北地區(qū)大魚塘典型鈾礦床和沙坪典型鈾礦點(diǎn)為研究對(duì)象,開展了顯微巖相學(xué)、掃描電鏡-能譜分析、微量-稀土元素、有機(jī)質(zhì)激光拉曼光譜及碳氧同位素等方面研究,探討了黔北地區(qū)鈾礦床的成因,提出了下一步找礦建議。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于貴州省北部(圖1a),大地構(gòu)造位置處于“羌塘-揚(yáng)子-華南板塊”之揚(yáng)子陸塊南部被動(dòng)邊緣褶沖帶鳳岡南北向褶斷區(qū)[7-8]。區(qū)域內(nèi)經(jīng)歷多期構(gòu)造演化,主要受加里東期及燕山期兩大構(gòu)造旋回的影響,區(qū)域構(gòu)造格架定型于燕山期。區(qū)域上廣泛發(fā)育寒武系-三疊系海相碳酸鹽巖夾碎屑巖;褶皺變形發(fā)育,主要表現(xiàn)為軸向?yàn)槟媳毕虻膶捑彵承焙途o閉向斜所形成的“侏羅山式”褶皺,琊川復(fù)向斜為主體構(gòu)造;斷裂構(gòu)造形跡呈南北向和北東向展布,其中南北向斷裂為一組走向南北、斷面東傾的單沖疊瓦狀逆沖斷層和規(guī)模較小的正斷層組成,北東向斷裂多為切穿或限制南北向斷裂構(gòu)造(圖1b)。

貴州位于濱太平洋鈾成礦域揚(yáng)子陸塊鈾成礦省的黔中-湘西北鈾成礦帶上[9],碳酸鹽型鈾礦床(點(diǎn))分布廣泛,主要集中分布于湄潭-鳳岡、開陽-息烽、興義雄武、桐梓-綏陽、水城-關(guān)嶺以及福泉-三都一帶。鈾礦床(點(diǎn))受區(qū)域性大斷裂控制,主要沿羊磴-遵義-衛(wèi)城、木黃-貴陽-普安、玉屏-施洞-三都、納雍-開陽、水城-望謨-八茂、泥凼等深大斷裂呈帶狀分布(圖1a)。

圖1 貴州碳酸鹽型鈾礦分布圖(a)和黔北鈾礦區(qū)域地質(zhì)簡圖(b)及大魚塘鈾礦床礦體剖面示意圖(c)(據(jù)參考文獻(xiàn)[6,10]修改)Fig 1.Distribution of major carbonate-type uranium deposits in Guizhou Province(a),Geological sketch map of the carbonate type uranium deposit,north of Guizhou(b),a schematic cross-section showing the spatial positions of the uranium ore bodies in Dayutang deposit(c)(Modified after references[6,10])

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

黔北碳酸鹽型鈾礦床(點(diǎn))主要分布于湄潭-鳳岡地區(qū),該區(qū)位于羊磴-遵義-衛(wèi)城斷層以東、木黃-貴陽-普安斷層西側(cè)。區(qū)內(nèi)出露地層有寒武系、奧陶系、志留系、二疊系、三疊系、白堊系及第四系,缺失泥盆系、石炭系及侏羅系。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以南北向褶皺斷裂為主,伴生有東西走向的張性斷裂和走向北東-南西、北西-南東的兩組扭性斷裂。區(qū)內(nèi)鈾礦床(點(diǎn))主要分布于琊川復(fù)向斜(永興向斜和琊川倒轉(zhuǎn)向斜)內(nèi),鈾礦床(點(diǎn))的分布受南北向構(gòu)造控制明顯,主要沿水河壩-邪川斷裂帶整體呈南北向的帶狀分布。區(qū)內(nèi)主要鈾礦床(點(diǎn)):大魚塘礦床(102)、沙坪礦點(diǎn)(8610)、何壩礦點(diǎn)(405、406)、釬子壩礦點(diǎn)(103)、永興礦點(diǎn)(211)等(圖1b),典型鈾礦床為大魚塘(102)鈾礦床。鈾礦體賦存于層間破碎帶和斷裂破碎帶內(nèi),呈似層狀、透鏡狀、扁豆?fàn)町a(chǎn)出,賦礦層位主要為寒武-奧陶系婁山關(guān)組(?3-4O1l)、奧陶系桐梓-紅花園組(O1t-h)、二疊系棲霞-茅口組(P2q-m),圍巖主要白云巖、灰?guī)r。礦化蝕變類型主要為“黑色蝕變”,即有機(jī)質(zhì)+黃鐵礦化,在黑色蝕變外圍往往呈現(xiàn)出“紅色蝕變”假象,主要是由于黃鐵礦在表生淋濾、氧化作用下形成褐鐵礦所致。以大魚塘鈾礦床為例,鈾礦體主要賦存于南北向進(jìn)化逆沖斷層及與其溝通的次級(jí)構(gòu)造破碎帶中,礦體產(chǎn)狀與斷層基本一致,礦體傾向東,傾角變化較大,一般為20°~30°,最緩8°,最陡52°,礦體呈透鏡狀、豆莢狀產(chǎn)出,具有膨大收縮、分支復(fù)合現(xiàn)象(圖1c)。礦體一般長30~90 m,最長可達(dá)150 m;礦體厚度一般2~3 m,最厚11 m,平均厚2.5 m;品位一般為0.05%~0.10%,最高0.20%,平均品位0.07%。

3 樣品特征與分析方法

3.1 鈾礦石宏觀產(chǎn)出特征

宏觀上,鈾礦體明顯受構(gòu)造控制,含礦有機(jī)質(zhì)呈脈狀、細(xì)脈狀充填于碳酸鹽巖的密集微裂隙中(圖2a),部分呈浸染狀、不規(guī)則狀沿碳酸鹽巖角礫邊緣分布(圖2b)。鈾礦脈中心部位因富含有機(jī)質(zhì)而呈黑色、深灰色,有機(jī)質(zhì)呈脈狀、細(xì)脈狀、浸染狀穿插于灰?guī)r微裂隙中,且基本與鈾礦脈的展布方向一致,兩側(cè)圍巖強(qiáng)烈破碎(圖2a、b、c)。鈾礦石手標(biāo)本因含有機(jī)質(zhì)局部呈現(xiàn)灰色、深灰色,角礫狀鈾礦石受晚期多期次方解石所膠結(jié)(圖2b、d)。

圖2 大魚塘鈾礦床(102)及沙坪鈾礦點(diǎn)(8610)鈾礦脈宏觀產(chǎn)出特征Fig.2 The Photos of uranous veins in Dayutang uranium deposit(102)and Shaping uranium ore occurrence(8610),northern Guizhou

依據(jù)鈾礦石的宏觀產(chǎn)出特征,共采集了5件富含有機(jī)質(zhì)的鈾礦石、礦化圍巖開展了顯微巖相學(xué)、掃描電鏡-能譜分析、微量-稀土元素、有機(jī)質(zhì)激光拉曼及碳氧同位素等研究,并在黔東地區(qū)采集了2件寒武系牛蹄塘組富鈾泥巖,開展了微量-稀土元素和有機(jī)質(zhì)碳同位素的對(duì)比研究。

3.2 測(cè)試方法與流程

巖相學(xué)觀察使用徠卡研究級(jí)透反射偏光顯微鏡和蔡司研究級(jí)熒光顯微鏡完成。掃描電鏡觀察儀器為TESCAN VEGA3型掃描電子顯微鏡,加速電壓為20 kV,工作距離為12~13 mm,采用EDAX能譜儀進(jìn)行能譜分析,單點(diǎn)分析時(shí)間不低于200 s。激光拉曼分析使用HORIBA公司生產(chǎn)的LabRAM Evolution型激光拉曼光譜儀,掃描范圍為100~2 000 cm-1,激光器波長為532 nm。碳酸鹽C-O同位素分析采用全巖法,使用熱電公司生產(chǎn)的MAT253穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀,采用國際標(biāo)準(zhǔn)碳酸鹽物質(zhì)進(jìn)行參考與校正,測(cè)試精度優(yōu)于0.1‰。有機(jī)C同位素分析采用熱電公司生產(chǎn)的Delta v Plus型氣體同位素質(zhì)譜——Flash 2000元素分析聯(lián)用儀完成。在挑選鈾礦石中的黑色有機(jī)質(zhì)后,將有機(jī)物干燥,用錫杯包裹,通過自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)入元素分析儀生成CO2后進(jìn)行分析,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)選用GBW04407、GBW04408及IAEA-600,分析精度優(yōu)于0.2‰。以上測(cè)試均在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成。

4 測(cè)試結(jié)果

4.1 鈾礦石微觀特征

微觀上,有機(jī)質(zhì)呈細(xì)脈狀充填于灰?guī)r的裂縫和溶孔中,具流動(dòng)結(jié)構(gòu)(圖3a、b、g),顯示出高熱演化程度的特點(diǎn)。透射光下,有機(jī)質(zhì)呈黑色、黑褐色(圖3a、b、g),UV激發(fā)熒光下,有機(jī)質(zhì)顯示暗褐色的熒光或無熒光顯示,有機(jī)質(zhì)脈邊緣可見少量顯示淺藍(lán)色熒光的中輕質(zhì)油(圖3c)。還可見鈾礦脈兩側(cè)的灰?guī)r方解石中微裂隙里極為發(fā)育顯示強(qiáng)淺藍(lán)色熒光的輕質(zhì)油包裹體,指示存在輕質(zhì)油的充注事件(圖3d、e)。掃描電鏡分析顯示,鈾礦物與有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦緊密共生、充填于灰?guī)r的次生微裂隙中(圖3f、g、h、i),表明鈾礦體的形成嚴(yán)格受構(gòu)造裂隙控制,成礦流體應(yīng)該為富有機(jī)質(zhì)、富鐵、富硫的有機(jī)流體。

圖3 大魚塘鈾礦床(102)及沙坪鈾礦點(diǎn)(8610)鈾礦石顯微特征Fig.3 Microscopic characteristics of uranium ore in Dayutang deposit and Shaping occurence,northern Guizhou

4.2 有機(jī)質(zhì)激光拉曼

激光拉曼分析顯示,鈾礦石中與鈾石、黃鐵礦緊密共生的黑色有機(jī)質(zhì)具有1 350 cm-1和1 590 cm-1附近的兩個(gè)明顯峰值(圖4),其微觀上呈現(xiàn)流動(dòng)狀結(jié)構(gòu)的特征,結(jié)合其熒光和產(chǎn)出狀態(tài),認(rèn)為有機(jī)質(zhì)應(yīng)為高熱演化程度的焦瀝青。

圖4 大魚塘鈾礦床(102)及沙坪鈾礦點(diǎn)(8610)鈾礦石中有機(jī)質(zhì)的拉曼光譜特征Fig.4 Laser raman spectra characteristics of organic matter in uranium ore from Dayutang deposit and Shaping ore occurence,northern Guizhou

4.3 微量-稀土元素特征

4.3.1微量元素

對(duì)黔北地區(qū)3件鈾礦石、2件礦化圍巖樣品和黔東地區(qū)2件牛蹄塘組富鈾泥巖樣品進(jìn)行了26種 微 量 元 素(Li、Be、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Mo、Cd、In、Sb、Cs、Ba、W、Re、Tl、Pb、Bi、Th、U)分析,挑選了其中的11個(gè)與礦化有關(guān)的特征元素(V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Cd、Re、Tl、U)展開研究,測(cè)試結(jié)果如表1所示。鈾礦石中U、Re、Tl的含量普遍較高,通??蛇_(dá)球粒隕石的100倍以上,U元素的含量最高可達(dá)100 000倍以上,Mo、Zn、Cu也相對(duì)富集。牛蹄塘組泥巖中特征元素U、Re、Tl、Mo含量趨勢(shì)與鈾礦石一致,富集程度最高的鈾元素也可達(dá)球粒隕石的1 000倍以上??傮w而言,牛蹄塘組泥巖與鈾礦石中特征元素的分布曲線呈現(xiàn)出一致的趨勢(shì)特點(diǎn)(圖5),鈾礦化越強(qiáng)烈,U、Re、Tl的富集程度越高。

圖5 大魚塘鈾礦床(102)及沙坪礦點(diǎn)(8610)和牛蹄塘組泥巖微量元素變化曲線Fig.5 The trace elements variation curves of samples in Dayutang deposit,Shaping occurrence and mudstone from Niutitang Formation

表1 大魚塘鈾礦床(102)及沙坪鈾礦點(diǎn)(8610)鈾礦石、礦化圍巖及牛蹄塘組泥巖特征微量元素分析結(jié)果(wB/10-6)Table 1 Analysis results of trace elements,uranium ores,and alteration rock samples from Dayutang deposit,Shaping occurrence and mudstone from Niutitang Formation(wB/10-6)

4.3.2稀土元素

對(duì)2件大魚塘礦床、3件沙坪礦點(diǎn)的礦石和礦化圍巖樣品及2件牛蹄塘組泥巖樣品進(jìn)行稀土元素對(duì)比研究,測(cè)試結(jié)果列于表2。鈾礦中稀土元素含量普遍較高,通常達(dá)到球粒隕石的5倍以上,部分元素可達(dá)數(shù)十倍,礦化圍巖樣品中的稀土元素含量總體上低于鈾礦石樣品。牛蹄塘組泥巖中稀土元素的含量極高,最高可達(dá)球粒隕石的近100倍??傮w而言,鈾礦石、礦化圍巖和牛蹄塘組泥巖的稀土元素配分曲線呈現(xiàn)出一致的趨勢(shì)(圖6),它們都呈“右傾型”,顯示出相似的LR/HR比和La/Yb比,并都表現(xiàn)出明顯的負(fù)δEu異常(表2),指示鈾礦石和礦化圍巖的稀土元素與牛蹄塘組泥巖具有親緣性。

圖6 大魚塘鈾礦床(102)及沙坪鈾礦點(diǎn)(8610)鈾礦石、礦化圍巖及牛蹄塘組泥巖稀土元素配分曲線Fig.6 REE pattern of ore and hosting rock samples in Dayutang deposit,Shaping occurrence,and mudstone from Niutitang Formation

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4.4 碳氧同位素

對(duì)3件鈾礦石和2件礦化圍巖開展了碳酸鹽無機(jī)C-O同位素,并對(duì)其中3件樣品開展了有機(jī)質(zhì)δ13C同位素分析,結(jié)果列于表3。鈾礦石和礦化圍巖的碳酸鹽δ13C值為-0.7‰~3.8‰,δ18OV-SMOW值為16.0‰~23.3‰,具有典型海相沉積碳酸鹽的碳氧同位素特征[11]。鈾礦石和礦化圍巖中的有機(jī)質(zhì)δ13C值為-28.6‰~-27.2‰,落 在 海 相 有 機(jī) 質(zhì)δ13C值 范 圍 內(nèi)(δ13Corg=-10‰~-35‰[12]),與賦礦碳酸鹽巖的碳同位素差距較大。

表3 大魚塘礦床(102)及沙坪鈾礦點(diǎn)(8610)鈾礦石及礦化圍巖碳酸鹽C-O同位素及其有機(jī)質(zhì)δ13C同位素組成Table 3 The C-O isotope of carbonate and the δ13C isotope of organic matter in Dayutang deposit and Shaping occurrence

5 討論

5.1 有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)與來源

上述研究表明,黔北碳酸鹽型鈾礦可能與有機(jī)質(zhì)具有密切的成因聯(lián)系,因此,界定有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)和來源對(duì)于闡明礦床成因具有重要意義。一般來說,沉積巖中的有機(jī)質(zhì)來源主要有兩種:一種是在沉積成巖過程中保存下來的有機(jī)質(zhì),如植物碎屑、泥炭等;另一種是異地遷移來的有機(jī)質(zhì),即通過流體運(yùn)移帶入,如石油和有機(jī)酸等[13]。野外地質(zhì)調(diào)查表明,大魚塘鈾礦中的有機(jī)質(zhì)以脈狀或細(xì)脈狀為主,充填于灰?guī)r微裂隙中,具有流動(dòng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),具有明顯的異地遷移的特征。

顯微觀察表明,黑色有機(jī)質(zhì)的外圍呈現(xiàn)強(qiáng)烈的淡藍(lán)色熒光,而且方解石/白云石的微裂隙中極為發(fā)育輕質(zhì)油包裹體。激光拉曼分析表明,黑色有機(jī)質(zhì)顯示1 350 cm-1和1 590 cm-1附近的兩個(gè)特征峰,具有典型碳物質(zhì)的特點(diǎn)。碳同位素研究表明,鈾礦中有機(jī)質(zhì)的δ13C值為-28.6‰~-27.2‰(平均值為-27.8‰),與海相碳酸鹽中的有機(jī)質(zhì)和腐泥型干酪根的δ13C值非常接近,與腐殖質(zhì)干酪根的δ13C同位素值(-26‰~-22.5‰)差異較大[12,14]。上述表明,黔北碳酸鹽型鈾礦中的有機(jī)質(zhì)很可能是古油藏裂解分異形成,具有明顯的異地遷移特征。

前人的研究表明,在貴州已發(fā)現(xiàn)許多古油藏。前人對(duì)寒武系牛蹄塘組泥巖和古油藏開展過大量的有機(jī)地球化學(xué)和C同位素對(duì)比研究,普遍認(rèn)為貴州古油藏的形成與下寒武統(tǒng)牛蹄塘組烴源巖有關(guān)[15-17]。根據(jù)鈾礦石中的有機(jī)質(zhì)賦存形態(tài)、顯微特征、C同位素值,結(jié)合前人的研究,本文認(rèn)為黔北碳酸鹽型鈾礦中黑色有機(jī)質(zhì)主要來源于古油藏,烴源巖可能主要來自下寒武統(tǒng)牛蹄塘組泥巖。

5.2 成礦物質(zhì)來源

沉積建造上,區(qū)內(nèi)蓋層主要為鈾含量極低的碳酸鹽巖建造(小于3×10-6),難以為鈾多金屬成礦提供充足的鈾源,而且研究區(qū)的碳酸鹽巖蓋層基本未發(fā)生明顯的蝕變作用,因此碳酸鹽巖蓋層難以為成礦物質(zhì)做出貢獻(xiàn),成礦物質(zhì)來源應(yīng)該主要來源于含礦層下部的某個(gè)地層。究竟哪一套地層可以為研究區(qū)的鈾礦化提供豐富的鈾源?這是黔北碳酸鹽型鈾礦床成因研究的核心問題。

前人曾對(duì)貴州省內(nèi)出露的主要地層開展過系統(tǒng)的含鈾性研究。研究表明,整個(gè)湘-黔-桂地區(qū),三疊系下部的地層中,上震旦統(tǒng)-下寒武統(tǒng)含鈾沉積建造的鈾含量集中在14×10-6~41×10-6左右[9]。其中,僅僅只有牛蹄塘組(?1-2n)黑色碳質(zhì)泥(頁)巖(32.8×10-6~104.2×10-6)和石炭系大塘組(C1d)雜色鐵鋁質(zhì)巖、黏土巖(12.4×10-6~20.2×10-6)達(dá)到了富鈾地層的標(biāo)準(zhǔn)(>10×10-6)[18-19]。本次微量-稀土元素研究表明,鈾礦化過程中,U、Re、Tl及稀土元素明顯富集,鈾礦石中特征元素的變化曲線及稀土元素的配分曲線與下寒武統(tǒng)牛蹄塘組有一致性。而同位素研究顯示鈾礦中有機(jī)質(zhì)的13C同位素具有腐泥型干酪根的特點(diǎn),暗示鈾礦中的有機(jī)質(zhì)應(yīng)該來源于深部海相沉積地層。綜合上述研究發(fā)現(xiàn),湘-黔-桂地區(qū)寒武系黑色巖系中的鈾含量明顯高于上覆蓋層中的鈾含量,可以為鈾成礦提供充足的鈾源供給,而石炭系大塘組黏土巖的含量僅僅達(dá)到了富鈾地層的最低標(biāo)準(zhǔn),難以為鈾礦化做出重大的貢獻(xiàn),但不排除成礦流體經(jīng)過該套地層時(shí),也可能為鈾成礦做出了一定的貢獻(xiàn),但鈾成礦物質(zhì)可能主要來源于下寒武統(tǒng)牛蹄塘組泥巖。

5.3 礦床成因分析

根據(jù)上述研究,對(duì)大魚塘鈾礦床的主要控制因素進(jìn)行總結(jié),具有以下的特征:

1)礦床受一組東西向推覆的南北向逆沖斷裂控制,鈾礦體主要賦存于水河壩-邪川斷裂帶及其次級(jí)裂隙中,鈾礦體呈透鏡狀和扁豆?fàn)町a(chǎn)出;

2)含礦主巖為富含有機(jī)質(zhì)的碎裂灰?guī)r、碎裂白云質(zhì)灰?guī)r,鈾礦石為塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、細(xì)分散粒狀結(jié)構(gòu),礦石中的有機(jī)質(zhì)具有流動(dòng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn);

3)宏觀上,礦體中心部位具有明顯的“黑色蝕變”使礦石呈黑色、深灰色,礦體兩側(cè)基本沒有明顯的蝕變現(xiàn)象,后期見多期次碳酸鹽化、局部見有螢石化;

4)微觀上,礦石中極為發(fā)育黑色呈細(xì)脈狀、細(xì)分散狀的有機(jī)質(zhì),有機(jī)質(zhì)邊緣顯示較強(qiáng)淺藍(lán)色熒光,且灰?guī)r方解石的微裂隙中發(fā)育大量顯示強(qiáng)淺藍(lán)色熒光的中輕質(zhì)油包裹體;

5)鈾礦石的微量-稀土元素特征與下寒武統(tǒng)牛蹄塘組泥巖具有可比性,鈾礦石中的有機(jī)質(zhì)碳同位素具有腐泥型干酪根的特征。

基于上述特點(diǎn),筆者認(rèn)為黔北碳酸鹽型鈾礦具有典型熱液型鈾礦的特征,但成礦流體并不同于人們所普遍認(rèn)為的產(chǎn)于“火山巖”和“花崗巖”的鈾礦床,這種成礦流體是一種富鈾富烴的流體。

根據(jù)《中國鈾礦找礦指南》的定義,“碳硅泥巖型鈾礦”是指產(chǎn)在一定地質(zhì)時(shí)期的未變質(zhì)或弱變質(zhì)的海相碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、泥巖及其過渡型巖類中的鈾礦床,是我國鈾礦地質(zhì)工作者依據(jù)賦礦圍巖而建立的一種鈾礦類型。定義上,廣義的碳硅泥巖與黑色巖系近乎相同,狹義的碳硅泥巖僅指黑色頁巖[20]。前人普遍將西南地區(qū)產(chǎn)于碳酸鹽巖中的鈾礦床歸為“碳硅泥巖型”礦床的范疇,這樣很容易使學(xué)者誤認(rèn)為這是一種沉積作用形成的礦床。盡管國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)已將碳酸鹽型鈾礦床列為重要的工業(yè)類型[21],但時(shí)至今日,我國尚未將碳酸鹽型鈾礦床作為獨(dú)立的工業(yè)分類。事實(shí)上,一般的“碳硅泥巖型”鈾礦床的品位普遍小于500×10-6,但我國南方一些典型“碳硅泥巖型”鈾礦床的品位可達(dá)1 000×10-6以上,表明這些鈾礦床并非傳統(tǒng)定義的“碳硅泥巖”型鈾礦床[1,22],而是與熱液活動(dòng)有關(guān)。

中國“碳硅泥巖型鈾礦”按成因可劃分為3種亞類:沉積-成巖亞型、外生滲入亞型和熱液亞型[23]。已有研究認(rèn)為,大魚塘鈾礦床的成因?qū)儆诔练e成巖疊加后生熱液改造型[6,24]。本文研究認(rèn)為,黔北碳酸鹽型鈾礦床是受構(gòu)造和古油藏聯(lián)合控制的熱液型鈾礦床。

6 結(jié)論

1)黔北碳酸鹽型鈾礦體明顯受構(gòu)造控制,鈾礦脈中心部位因富含有機(jī)質(zhì)而呈黑色、深灰色,鈾礦物主要為鈾石,與黃鐵礦、有機(jī)質(zhì)緊密共生。

2)鈾礦石的微量-稀土元素特征與下寒武統(tǒng)牛蹄塘組泥巖具有可比性,碳同位素指示鈾礦中有機(jī)質(zhì)具有腐泥型干酪根的特點(diǎn),暗示鈾礦中的有機(jī)質(zhì)應(yīng)該來源于深部海相沉積地層,鈾成礦物質(zhì)可能主要來源于牛蹄塘組。

3)黔北碳酸鹽型鈾礦床并非沉積成巖疊加后生熱液改造型,而是受構(gòu)造和古油藏聯(lián)合控制的熱液型鈾礦床。

4)針對(duì)區(qū)域內(nèi)下一步找礦建議聚焦南北向斷裂構(gòu)造及其次級(jí)斷裂,厘定主要控礦構(gòu)造,重點(diǎn)探測(cè)地表放射性異常、化探異常密集區(qū)兩側(cè)的深斷裂破碎帶和層間破碎帶,開展深部鉆探驗(yàn)證。

致謝:本文得到了“貴州省重要類型鈾礦成礦規(guī)律與找礦預(yù)測(cè)研究”項(xiàng)目的支持,室內(nèi)測(cè)試工作中得到了核工業(yè)北京地質(zhì)研究院的幫助,匿名審稿專家為本文提供了寶貴的修改意見。作者在此一并感謝!

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