礦燭機

① 新疆白楊河鈾鈹特大型礦床

王謀王果李彥龍張雷朱明永張廣輝

（核工業二一六大隊，新疆烏魯木齊830011）

[摘要]白楊河鈾鈹床勘查工作經過了鈾礦區域地質調查、預查、普查等幾個工作階段，取得了新疆火山岩性鈾－多金屬礦的突破。鈾鈹鉬礦體主要賦存於花崗斑岩體的接觸帶構造部位，鈹礦體具有規模大、連續性好等特點，探明的鈹資源量達特大型，鈾礦體達中型，鉬礦體達小型，是我國最大的羥硅鈹石型鈹鈾鉬礦床。通過總結礦床基本地質特徵，建立了「白楊河式」成礦模式及找礦模式，有效地指導了區域鈾－多金屬礦的找礦工作。

[關鍵詞]花崗斑岩；鈾鈹礦床；接觸帶構造；新疆白楊河

白楊河鈾鈹礦床位於新疆和布克賽爾蒙古自治縣境內，東距和布克賽爾蒙古自治縣約70km，西距農九師170團約25km，行政上歸塔城地區和布克賽爾蒙古自治縣管轄，礦區內交通便利。

1發現和勘查過程

白楊河礦床鈾礦找礦工作始於1956年，幾經停頓，前後已有50多年的歷史。20世紀50年代，原二機部新疆五一九大隊在開展鈾礦找礦過程中，通過光譜半定量分析發現Be已達工業利用要求。1988～1989年核工業西北地勘局二一六大隊對白楊河鈾礦床中鈹的存在形式及鈾鈹關系進行了專題研究，認為鈹礦具有較好的找礦遠景^[1]。上述工作為後期找礦積累了寶貴的地質資料和豐富的找礦經驗。自2006年起，核工業二一六大隊通過對前人基礎地質資料研究認為：雪米斯坦火山岩帶近東西向展布的楊庄大斷裂（F₁）是白楊河礦床的重要控岩導礦構造，花崗斑岩體的接觸帶構造是鈾－多金屬礦體的主要賦存位置，白楊河地區具備形成特大型鈹鈾多金屬礦的找礦前景。2007年中國核工業地質局組織專家開展現場考察和論證，決定在雪米斯坦火山岩帶分3個層次開展綜合找礦：一是在火山岩帶1∶10萬區域預測評價，二是在白楊河地區楊庄岩體及其外圍開展1∶5萬區域地質調查，三是在白楊河二號工地開展詳查。

1.1鈾礦區域地質調查和重點地段詳查

2008～2010年，為盡快評價白楊河地區火山岩型鈾礦的成礦潛力，落實可供勘查的鈾－多金屬礦產地，實現地質勘查成果的突破，採用「綜合研究與重點解剖相結合，面上研究與工程查證相結合的思路」的技術思路，在白楊河地區開展了1∶5萬鈾礦區域地質調查，通過大間距鑽探查證與有利地段加密解剖，初步了解了楊庄岩體、阿蘇達岩體、小白楊河岩體的深部形態及含礦性，落實了3個成礦有利地段^[2]。完成鑽探工作量19000m，施工鑽孔65個，發現工業鈾礦孔7個，工業鈹礦孔29個。2008年在白楊河礦區二號工地同時開展了詳查找礦工作，落實了一處中型鈹礦產地。

1.2鈾－多金屬礦預查—普查工作

2011～2013年，為大致查明白楊河礦床的地質特徵，落實鈾－多金屬礦資源量，為礦床的進一步勘查提供依據，按照「以鈾為主、綜合找礦」的勘查部署思路，對白楊河礦區17～136線開展了普查找礦，對阿蘇達地段、阿日和拉提地段開展了預查找礦工作。完成鑽探工作量104000m，按一般工業指標估算氧化鈹資源量達特大型，鈾礦資源量達中型，鉬礦資源量達小型，將白楊河礦床落實為我國最大的羥硅鈹石型鈹鈾鉬礦床^[3～6]。

2礦床基本特徵

2.1地層

白楊河礦床屬西准噶爾分區沙爾布爾提山小區，地層由老至新出露泥盆繫上統塔爾巴哈台組（D₃t）、石炭系和布克河組（C₁hb）及黑山頭組（C₁h）、新近系塔西河組（N₁t）及第四系（Q）（圖1）。

泥盆繫上統塔爾巴哈台組，主要分布於楊庄岩體（γπP₁）北側及礦床西南、西北角，為陸相中酸性火山岩及火山碎屑岩建造夾正常碎屑岩，岩層總體傾向160°～190°，傾角40°～60°。

石炭系下統和布克河組及黑山頭組，主要分布於礦床南部，整體呈近東西走向的條帶狀延伸，與北側岩體間以楊庄大斷裂為界。

新近系中新統塔西河組，分布於礦床南部及東北角，岩性為黃色砂質黏土。

第四系：大面積分布於礦床東部及東南部，為沖積、洪積、堆積物。

2.2構造

白楊河礦床位於巴爾雷克－沙爾布爾提褶皺帶內、吾爾喀什爾山復背斜—賽米斯台背斜與白楊河復向斜—巴哈力單斜之間。北北東向的孟克拉克大斷裂與東西向的德格列底提大斷裂分居礦床兩側，近東西向的楊庄大斷裂貫穿全區（圖2）。地質構造比較復雜，不同方向的褶皺、斷裂較為發育。晚古生代以來，火山活動、岩漿侵入作用都十分強烈，白楊河礦床岩石以酸性火山岩建造為主，其間夾中—基性火山岩建造。

2.3侵入岩

侵入岩在白楊河礦床內分布較廣，受斷裂控制明顯。根據侵入岩產出狀態劃分為中深成侵入岩、超淺成侵入岩和脈岩。

中深成侵入岩岩性為輝石閃長岩及條紋長石花崗岩。

圖1 白楊河礦床地質略圖

1—第四系；2—塔西河組；3—黑山頭組第三岩性段；4—黑山頭組第二岩性段；5—黑山頭組第一岩性段；6—和布克河組上亞組；7—和布克河組下亞組第七分層；8—和布克河組上亞組第六分層；9—和布克河組上亞組第五分層；10—和布克河組上亞組第四分層；11—和布克河組上亞組第三分層；12—和布克河組上亞組第二分層；13—和布克河組上亞組第一分層；14—塔爾巴哈台組第四岩性段；15—塔爾巴哈台組第三岩性段；16—花崗斑岩及傾入階段編號；17—白崗岩及侵入階段編號；18—閃長玢岩及侵入階段編號；19—輝石閃長岩及侵入階段編號；20—輝綠岩；21—角度不整合界線；22—侵入接觸界線；23—斷層；24—推測斷層；25—平移斷層；26—逆斷層；27—正斷層；28—鈾礦化點及編號

超淺成侵入岩岩性為花崗斑岩（γπP₁），為早二疊世超淺成侵入的酸性岩，與圍岩呈侵入關系。岩體呈近東西向串珠狀展布，東西長約10km，南北寬變化較大，最寬達1.8km，最窄0.1km，面積約6.9km²，由楊庄岩體、阿蘇達岩體、小白楊河岩體組成（圖3）。

圖2 白楊河礦床構造略圖

1—第四紀鬆散沉積物；2—新近紀紅色碎屑岩建造；3—酸性火山岩建造；4—中酸性火山岩建造；5—中基性火山岩建造；6—花崗岩；7—花崗閃長岩；8—花崗斑岩；9—白楊河礦床范圍

楊庄岩體北界總體南傾（局部北傾），與泥盆系呈侵入接觸，傾角約32°；南界北傾，傾角45°～75° ，與石炭系呈斷層（F₁）接觸。總體呈南厚北薄形態產出（圖4）。

核工業北京地質研究院馬漢峰採用全岩釹－鍶法測量了楊庄岩體的形成時代，得到年齡值為（293±15）Ma，形成時代介於晚石炭世—早二疊世。

2.4脈岩

輝綠岩（βμ）：多呈南北走向穿插於岩體內，平行排列，走向340°，傾向東，長10～1000m，寬0.5～20m。主要成分為斜長石，輝石填充，副礦物為磁鐵礦（15%）及少許赤鐵礦、鉻鐵礦。

圖4 楊庄岩體南北向剖面示意圖

1—下石炭統和布克河組；2—上泥盆統塔爾巴哈台組；3—次火山岩體；4—花崗斑岩；5—輝綠岩；6—凝灰岩；7—凝灰質粉砂岩；8—含炭質泥岩；9—破碎帶；10—接觸界線；11—鑽孔位置；12—工業鈹礦化；13—低品位礦體；14—斷裂

閃長玢岩（δπ）：走向340°，寬5～15m，長400～2500m，在岩牆的邊部出現暗紫色微晶閃長斑岩，寬20～50cm，以岩牆的邊緣相出現。

2.5水文地質特徵

2.5.1地下水類型及其分布特徵

白楊河礦床位於雪米斯坦山南麓山前丘陵地帶，處於丘陵平原水文地質區侵入岩、噴發岩裂隙水亞區（Ⅱ₁）內，地下水平面展布形態特徵及類型主要有：裂隙潛水、裂隙脈狀水和裂隙承壓水。

2.5.2地下水補給、徑流、排泄條件

白楊河礦床氣候乾旱，潮濕系數僅0.057，地表水系稀少。地下水僅在山前局部地段以下降泉出露，泉水流量0.01～0.13L/s，礦化度0.5～1.0g/L,pH 值7.0～8.0，水化學類型為SO₄·Cl及SO₄型。地下水可直接通過出露於地表的花崗斑岩、凝灰質火山碎屑岩等岩石的風化裂隙及構造窗，接受大氣降水和孔隙潛水的補給，自北向南徑流，並在區域控礦斷裂帶附近具有一定的承壓性。排泄方式有3種：一是乾旱氣候條件下的垂向蒸發排泄；二是通過礦床南北向的干溝側向徑流排泄；三是以泉水的方式排泄，礦床東段大幹溝處的1號泉便是該礦床的排泄源之一。

2.5.3含水層（帶）及其特徵

依據岩石的岩性、結構構造及含水特徵，地下水沿剖面自上而下可劃分為：裂隙潛水含水層（Ⅰ）、接觸帶上盤裂隙含水層（Ⅱ）和接觸帶下盤裂隙承壓水含水層（Ⅲ） （圖5）。

圖5 白楊河礦床25線水文地質剖面

1—花崗斑岩；2—上泥盆塔爾巴哈台組；3—凝灰質粉砂岩；4—炭質泥岩；5—花崗斑岩；6—輝綠岩；7—破碎帶；8—抽水試驗段及編號；9—含水帶分界線；10—含水帶編號；11—裂隙傾向及傾角；12—含水帶；13—隔水帶

2.5.3.1裂隙潛水含水層（Ⅰ）

貯存於花崗斑岩（γπP₁）的節理裂隙中，直接出露於地表，以礦床南部分布范圍最大，呈東西向展布。含水岩石破碎，節理、裂隙發育，賦存風化裂隙潛水，接受大氣降水及冰雪融水補給為主。儲水空間為裂隙，透水性及含水性較差；中心工地水位28.40～35.44m，水位標高1235.17～1262.17m，水溫9.5～14.7℃，單位涌水量0.11～0.12L/s· m，滲透系數0.07～0.20m/d。

2.5.3.2接觸帶上盤裂隙脈狀含水層（Ⅱ）

主要分布在礦床南部，地下水賦存在裂隙發育的花崗斑岩及破碎帶中，呈東西向展布。含水岩石線裂隙率一般為6～10條/m，該帶含水層為1～2層，含水性弱—中等；水位埋深35.38m，水位標高1234.86m，水溫7.7℃，單位涌水量0.0351～0.0614L/s·m，滲透系數0.452m/d,pH 值7.70，礦化度2.20g/L，水化學類型為SO₄-Na·Ca型。該帶含水性很不均勻，坑道涌水量一般為0.25～0.89L/s，蝕變破碎帶最大涌水量可達2.50L/s。

2.5.3.3接觸帶下盤裂隙水含水層（Ⅲ）

呈帶狀分布，地下水主要賦存在構造破碎影響帶的D₃t晶屑凝灰岩、凝灰質砂岩、凝灰質粉砂岩裂隙中，在礦床北部出露地表。該含水帶有1～2層，岩石含水性弱，分布極不均勻，具有承壓性。

2.5.4礦床水化學特徵

礦區地下水無色、無嗅、無味、透明，以SO₄-Na·Ca型水為主，SO₄·Cl-Na·Ca型水次之；礦化度1.39～2.22g/L,pH 值7.4～8.0，水中鈾含量一般為2.0×10^-5～1.7×10^-4g/L，水中氡濃度110.63～335.52Bq/L。

2.6近礦圍岩蝕變與鈾鈹礦體

2.6.1圍岩蝕變

礦床圍岩蝕變發育，種類多樣，特別是含礦的花崗斑岩、流紋質晶屑凝灰岩，蝕變現象明顯。各種蝕變強度、范圍不一，在礦體中的近礦圍岩蝕變常見的有螢石化、赤鐵礦化、綠泥石化、水雲母化，其次為錳礦化、碳酸鹽化、高嶺土化、鈉長石化等。

赤鐵礦化：通常稱為「紅化」，與鈾成礦關系密切，為近礦蝕變，將近礦圍岩染成褐紅色或在含礦螢石脈兩側形成紅褐色，在花崗斑岩體中常與礦體分布一致，在含礦裂隙兩側呈浸染狀產出。

螢石化：為中－低溫熱液階段形成的螢石，與鈹礦體有關的常為紫黑色、紫色，呈細脈狀、細粒狀產出，局部見深紫色螢石脈被淺色螢石脈所切穿，部分呈浸染狀賦存於白色碳酸鹽細脈內。

綠泥石化：主要是交代深色礦物，一般是黑雲母，個別為長石或岩石的基質。呈星點狀及鱗片狀組成的放射狀集合體或細脈，這種細脈切穿前期的綠泥石和螢石，蝕變強烈地段可變成深綠色的綠泥石化岩石，這種現象一般見於晶屑凝灰岩中。

絹雲母化：常交代長石斑晶及岩石的基質而呈細小鱗片狀，或與硅化形成共同的細脈，一般在花崗斑岩中出現。

錳礦化：由水錳礦、硬錳礦組成。與礦化有關者呈浸染狀、脈狀及塊狀等，分布在礦體的外側。當礦體產於內接觸帶時這種蝕變關系明顯。

碳酸鹽化：主要為方解石，多與螢石緊密共生，以細脈或團塊出現，並切穿了綠泥石及螢石脈。與成礦作用有關的大部分被染成暗紅色，與錳礦、螢石、鈾礦物共同組成條帶。

2.6.2鈾鈹礦體

白楊河礦床的主要礦體為鈹礦體，其次為鈾礦體，鉬礦體只在局部出現。三者在平面上分布不均，其組合關系也不一致（圖6）。鈹礦產出空間范圍遠大於鈾礦，往往有鈾鉬礦的部位一般有鈹礦產出，但有鈹礦的部位不一定產出鈾礦、鉬礦。因此，鈾鈹鉬礦亦常常呈同體共生產出（圖7，圖8）。鈹礦體主要產於岩體接觸帶變異部位，鈾礦則多產於有與接觸帶呈斜交的次級密集構造裂隙帶部位，礦體多呈北北西向展布並向南東側伏。

圖6 白楊河礦床鈹、鈾、鉬礦體平面分布示意圖

1—侵入接觸界線；2—角度不整合界線；3—斷層及編號；4—花崗斑岩侵入體；5—輝綠岩脈；6—閃長岩脈；7—工業品位鈹礦體；8—低品位鈹礦體；9—鈾礦體；10—鉬礦體

2.6.2.1礦體形態與規模

鈹礦體：主礦體有4個，占總資源量的98%，其他為單工程式控制制的小礦體。規模最大的為ⅠBe-1號礦體，占總資源量的64%，位於118～47號線之間，總體呈近東西向（10°）展布，長達4.5km，寬50～1040m，局部受鑽孔控制出現無礦天窗及低品位礦體；其次為ⅠBe-2號礦體，占總資源量的19%，位於39～79線之間，總體呈22°方向展布，延伸長約970m，寬40～160m，控製程度較高，礦體延續穩定，向南部未完全控制，在73線出現無礦天窗；ⅠBe-3號礦體位於75～103線間，呈22°方向展布，長約640m，最寬650m，中部出現無礦天窗及低品位礦體；ⅠBe-4號礦體位於131～147線間，呈東西向展布，長約470m，南北寬960m，整體控製程度低，礦體傾角30°，向南部及東部均未控制。鈹礦體總體產於岩體接觸帶附近。

鈾礦體：總體規模較小，一般長50～130m，最長410m；礦體呈似層狀或透鏡狀；礦體埋深為76～380m，從北向南逐漸變深；礦體標高872～1229m。按照鈾礦體分布特徵可分為4個區段（表1）。

圖7 ZK3612中U-Be-Mo工業礦體產出特徵柱狀示意圖

表1 白楊河礦床鈾礦體形態特徵一覽表

鉬礦體：主要分布於22～66線及91～103線，大致呈北西－南東向展布形態，礦體形態較簡單，礦體以層狀、似層狀為主，礦體在22～66線傾向南，傾角30°；在91～103線南傾，傾角30°。

2.6.2.2礦體品位與厚度

鈹礦體：工業礦體長200～4500m，寬50～1040m，最小厚度為0.62m，最大厚度為28.99m，平均為5.21m，變化系數為100%。礦體單樣段平均品位0.1922%，變化系數175%；單礦段品位為0.0800%～0.7707%，平均品位0.1549%，變化系數為73.67%；礦床氧化鈹平均品位0.1391%。

圖8 ZK4012-ZK2218剖面鈾、鈹、鉬關系示意圖

1—第四系；2—次火山岩體；3—塔爾巴哈台組；4—輝綠岩脈；5—花崗斑岩；6—凝灰質砂岩；7—凝灰質粉砂岩；8—凝灰質泥岩；9—凝灰岩；10—熔結凝灰岩；11—凝灰質角礫岩；12—晶屑凝灰岩；13—玄武岩；14—輝綠岩脈；15一破碎帶；16—鈹工業礦體；17—鈾工業礦體；18—鉬工業礦體；19—品位及厚度；20—鑽孔編號及高程；21—鑽孔深度

鈾礦體：鈾礦段厚0.39～8.60m，平均厚2.67m，變化系數為82.4%；礦段品位為0.050%～1.212%，平均品位0.185%，變化系數為92.6%（表2）。

表2 白楊河礦床鈾礦體品位、厚度特徵一覽表

鉬礦體：平均厚3.64m，品位0.0496%～0.4224%，平均品位0.1089%，品位變化系數為66.94%。礦體最大厚度為20.83m。單層礦體一般厚0.97～6.82m，平均厚3.31m；品位0.0520%～0.2358%，平均0.1129%。埋深113.96～382.35m。

2.6.2.3礦石物質成分及存在形式

白楊河礦床屬花崗斑岩接觸帶熱液蝕變型鈾鈹礦床。鈾鈹礦石與圍岩成分基本一致，僅在礦石礦物和蝕變礦物上有所差別。主要岩性為花崗斑岩、晶屑凝灰岩；主要結構為自形粒狀、微細狀結構；主要構造為細脈狀構造、浸染狀構造等。

脈石礦物以石英為主，次為鈉長石、鉀長石、螢石、黏土礦物等。石英以斑晶形式存在於花崗斑岩之中和以晶屑形式存在於流紋質凝灰岩之中；鈉長石和鉀長石為礦石中主要的脈石礦物；螢石主要以兩種形式存在：一是以脈狀形式充填在礦石之中；二是沿長石解理縫充填；綠泥石、高嶺石、絹雲母等黏土礦物為礦石的脈石礦物。磁鐵礦和褐鐵礦為礦石中主要的含鐵礦物，主要以點線狀或星點狀分布於岩石之中；黃鐵礦主要呈半自形粒狀形式存在於岩石中。

鈾主要以鈾礦物、分散吸附狀態兩種存在形式為主，有少量以類質同象等形式存在於其他礦物中。鈾礦物以微脈浸染狀產出的瀝青鈾礦和分布於礦石裂隙面上的鈣鈾雲母為主；鈾呈分散狀及超顯微UO₂質點狀主要吸附於紫色螢石和紅色微晶石英中；另在原岩中副礦物（鋯石、磷灰石、獨居石等）中有極微量的鈾呈類質同象形式存在。

偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X 射線能譜及激光拉曼分析結果顯示，鈹的賦存狀態主要以羥硅鈹石為主，極少量含鈹礦物。羥硅鈹石存在形式主要有：一是羥硅鈹石以自形晶、半自形晶的形式存在，常呈細小的板狀和柱狀晶體，主要分布於螢石脈之中；二是羥硅鈹石被包裹於螢石脈之中，與螢石顆粒常呈線狀接觸關系。羥硅鈹石常與深紫色、紫色螢石共生，呈不規則狀、片狀，半自形或他形，粒徑0.01～0.2mm。含鈹鑭鈰礦物為礦石中微量的含鈹礦物，鈹以類質同象形式存在於鑭、鈰礦物之中，鈹的原子百分含量可達14.5%，礦物顆粒大小為5～30μm，主要以半自形粒狀形式呈星點狀或放射狀集合體形式存在。

2.6.2.4成岩成礦年齡

馬漢峰、李曉峰及加拿大馬尼托巴大學Fayek等分別對該礦床控礦岩體、脈岩及成礦的年齡進行了初步研究，控礦的楊庄花崗斑岩體形成年齡為309.3Ma（單顆粒鋯石U-Pb法）；小白楊河花崗斑岩岩體形成年齡為（231.40±0.85）Ma（明顯偏小）。脈岩主要有輝綠岩和閃長岩，其中輝綠岩形成年齡為（254.2±1.9）Ma，閃長岩形成年齡為（298±18）Ma、（222±18）Ma（銣－鍶法）。宏觀與微觀研究顯示鈾鈹不是同一成礦期次，通過礦石中瀝青鈾礦獲得鈾成礦年齡為（197.8±2.8）Ma、（224±3.1）～（237.8+3.3）Ma、（97.8±1.4）Ma、（30.0±0.4）Ma；通過礦石中不同期次螢石的形成確定鈹成礦年齡為（298+18）Ma、（264±12）Ma、（255+13）Ma和（249+16）Ma。

3主要成果和創新點

3.1主要成果

（1）落實白楊河特大型鈾鈹礦床，礦床類型獨特，是我國鈾鈹綜合勘查的首次重大突破

白楊河鈾鈹多金屬礦床鈹礦資源量達到特大型規模，鈾礦資源量達到中型規模，並探明少量伴生鉬礦。該礦床為較為典型的火山熱液型鈾鈹多金屬礦床，主要鈹礦物為羥硅鈹石，主要鈾礦物為瀝青鈾礦，礦石礦物組合為羥硅鈹石－瀝青鈾礦－輝鉬礦，熱液蝕變組合為赤鐵礦化—螢石化—綠泥石化—鈉長石化—碳酸鹽化—錳化，礦化類型獨特，是我國唯一的羥硅鈹石型鈾鈹多金屬礦床，該項成果被評為2010年度「全國十大地質找礦成果」之一。

（2）查明了白楊河礦床鈾多金屬礦化特徵，為礦山開采提供了地質依據

通過勘查，基本查明了雪米斯坦火山岩帶鈾多金屬礦的分布，基本查明了礦化規模、礦體埋深、礦體形態、礦體厚度及礦石品位變化規律；查明了礦石特徵成分特徵及存在形式。

（3）建立了「白楊河式」成礦模式及找礦模式

在雪米斯坦火山岩帶鈾多金屬礦勘查過程中，對白楊河礦床鈾多金屬礦的分布規律、鈾成礦規律、控礦規律進行了系統的研究，在此基礎上總結出了「白楊河式」成礦模式及找礦模式，為我國北方晚古生代火山岩鈾多金屬礦勘查工作提供了重要借鑒。通過勘查實踐，提出了五大控礦因素^[7,8]:

1）接觸帶構造：白楊河礦床工業鈾礦體主要發育於楊庄岩體的內外接觸帶構造上，以內接觸帶為主；鈾礦體通常發育在距接觸帶幾米至幾十米的范圍內，大的礦體均是沿接觸帶平行發育的平躺著的礦體，在遠離接觸帶的岩體中或地層中發育的則是豎著的礦體；沿構造裂隙發育的規模較小的次要礦體，在礦床中所佔的資源量有限。

2）斷裂構造：楊庄岩體和圍岩接觸帶附近鈾礦體較為發育的原因也是接觸帶附近斷裂構造較為發育。斷裂構造既充當鈾成礦流體的通道又是鈾沉澱的場所，成礦流體中的鈾沿著斷裂或裂隙運移時，對其兩側的岩石進行滲透和交代蝕變，使溶液中的鈾含量逐步提高，然後在適當的構造環境下沉澱富集就形成了鈾礦化，而且鈾礦化多發育在次級斷裂內。

3）花崗斑岩體控礦：鈾成礦作用受花崗斑岩控制明顯，所有鈾礦化均處於花崗斑岩體內或其邊部。楊庄次火山岩體鈾含量較高，後期熱液很容易從中淬取出鈾而形成含鈾熱液在有利部位富集成礦。其侵入通道可能在岩體東部第四系覆蓋之下，是今後找礦的重點地段。

4）熱液作用：白楊河鈾礦床熱液成礦作用現象明顯，熱液作用類型可能多樣，但與鈾成礦作用關系密切的可能為火山期後熱液，根據其特點可分為早期中高溫熱液和晚期低溫熱液，中高溫熱液蝕變規模大，強度大，與鈾礦化關系明顯，晚期低溫熱液及後期脈岩作用導致的熱液規模較小，可能對鈾成礦起到改造作用。

5）蝕變作用：蝕變作用是鈾礦化的直接表現，可作為尋找鈾礦的直接標志，但在鈾成礦過程中蝕變作用發育程度和強度決定形成的鈾礦化的規模。蝕變規模大，說明熱液蝕變持續的時間長，參與蝕變的熱液體量大，其帶來的物質就多，在岩石中沉澱富集的鈾量就多，因而能形成較大的或較富的礦體。

與鈾礦有關的蝕變主要有赤鐵礦化、高嶺土化、水雲母化、綠泥石化、紫黑色螢石化、錳礦化。通常赤鐵礦化和紫黑色螢石化在鈾礦化的內帶，與瀝青鈾礦和其他鈾礦物距離較近，向外依次為高嶺土化、水雲母化、綠泥石化。一般規律是蝕變規模越大，強度越高，分帶越清晰，鈾礦化愈好。

3.2創新點

（1）勘查技術方法的綜合應用

白楊河礦床鈾多金屬礦勘查，不僅採用了地質、物探、化探（包括井中化探）、遙感等綜合技術手段，而且對火山岩型鈾多金屬礦的勘探類型和不同勘查階段工程間距進行了研究，初步進行了礦床數字化建模，為實現數字勘查奠定了基礎。由於不同礦種在不同勘查階段所要求的勘探工程間距不同，為了滿足不同礦種的勘查要求，採用40m×40m為基本工程勘查間距，同時滿足了不同礦種的需要，這無疑對其他地區同類型礦床的勘查工程部署具有重要的指導意義和推廣價值。

（2）開采（冶煉）工藝創新

白楊河礦床為鈾多金屬礦床，其中的鈾、鈹、鉬礦體在空間上部分重合在一起，所開採的礦體為混合型礦石，在冶煉過程中必須採用分離技術。羥硅鈹石型鈹礦石在中國鈹礦冶煉史上是個首例，其選礦技術是礦山開採的關鍵。通過科技攻關，攻克了鈾、鈹分離的難題，大大改進了鈹礦石的溶礦方法，並獲得了國家專利。

4開發利用狀況

白楊河礦床鈹資源量已達到特大型規模，為開發利用鈹礦資源，已成立了新疆中核大地和豐礦業有限公司。公司在資源開發的同時，依託國內科研院所，在實驗室條件下已完成鈹的浮選試驗，選出的鈹精粉已達到工業一級品的要求。該鈹礦床的開發利用，將有效緩解我國鈹原料不足的現狀^[9] 。

白楊河地區鈾礦地質勘查工作開始於20世紀50年代，最終落實了兩個小型鈾礦床。70年代在中心工地礦床由新疆生產建設兵團建工師進行了試驗性開采，80年代後期礦山關停。在本輪找礦勘查中對礦床鈾資源做了重新勘查評價，並對鈾鈹礦石做了鈾鈹分離的浸出工藝實驗，試驗結果表明，鈾礦石具有浸出率高、耗酸量低等特點，可以作為伴生礦產進行綜合回收利用。目前正在開展礦山綜合開發建設的前期工作。

5結束語

經過近年來的勘查工作，在22～66線發現了新的鈾礦體，鈾礦資源量有所擴大，達到中型規模。目前楊庄岩體以東工作程度低，其頂、底界面保存完好，並在頂界面附近已發現礦化，因此，該區域是今後攻深找盲的重點地段。

區域上，雪米斯坦火山岩帶長約120km，前人在白楊河礦床東部已發現了一批鈾礦點、礦化點及異常點，通過近年的找礦勘查工作已發現了水根薩依一帶等鈾鉬找礦靶區，表明雪米斯坦火山岩帶具有較好的找礦潛力，有望繼白楊河鈾鈹礦床後再落實幾處鈾多金屬礦勘查基地。

參考文獻

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[9]張霖．白楊河礦區伴生鈹的開發前景評價[M]．核工業二一六大隊，2000.

我國鈾礦勘查的重大進展和突破進-—入新世紀以來新發現和探明的鈾礦床實例

[作者簡介]王謀，男，1983年生，工程師。2005年畢業於石家莊經濟學院資源勘查工程專業。2013年以來任核工業二一六大隊地勘院項目技術部主任，一直從事鈾礦地質勘查及科研工作。2011年獲國防科技進步二等獎1項、2010年度十大地質找礦成果獎1項、中核集團公司科學技術二等獎1項，2014年獲中國地質調查局地質調查成果二等獎1項。

② 金山金礦蝕變粘土礦物組合及其特徵

迄今為止，前人未對金山金礦熱液流體蝕變形成的粘土礦物做過專門的研究。作者分別採集了炭質千枚岩、蝕變糜棱岩、蝕變超糜棱岩和含金石英脈樣品，分離出其中的粘土礦物(主要是伊利石和綠泥石)，以研究金山金礦流體作用過程中粘土礦物的成因和特徵。

一、樣品的分離

首先把樣品粉碎成約5mm的顆粒，用蒸餾水浸泡48h。然後按照Jackson(1979)的提純方法用HCl和H₂O₂將樣品中的碳酸鹽、鐵膠結物及有機質除去，再用常規方法從樣品中提取小於2μm的粘土顆粒，分別製成厚度約3mg/cm²的粘土樣品自然風干定向片(AD)，以消除樣品厚度對結晶度測定結果的影響(Kisch，1991)。

二、樣品的X射線鑒定

粘土礦物的鑒定是利用南京大學現代測試中心的D/Max－Ra型X射線衍射儀完成的。自然風乾的樣品(AD片)和經己二醇處理的樣品(GL)測試條件為Cu靶，電壓為40kV，電流為20mA，步寬0.01°2θ，掃描范圍3°～37°，粘土礦物的含量是採用Biscaye(1965)的重量強度峰計算的。伊利石的結晶指數是測量伊利石001(1nm)衍射峰的半高寬而得到的Kubler指數(Eberl et al.，1989)。衍射峰強度比(Ir)是根據樣品AD片的(I₀₀₃/I₀₀₁)除以GL片的(I₀₀₃/I₀₀₁)得到的伊利石Srodon峰強比(Srodon et al.，1984)，Ir是判斷伊利石是否含有膨脹層的重要指數。伊利石的多型是利用粘土礦物(＜2μm)定向片通過XRD衍射確定的，測試條件為Cu靶，電壓為40kV，電流為20mA，步寬0.01°2θ，掃描范圍28°～36°。綠泥石的結晶指數是測量綠泥石I₀₀₂(0.7nm)衍射峰的半高寬而得到的。粘土礦物組合中綠泥石的除去採用Longstaffe(Longstaffe，1986;Ayalon et al.，1988)的方法。

三、測試結果及討論

金山金礦炭質千枚岩、綠泥石化千枚岩和蝕變變形岩石中的粘土礦物(＜2μm)組合、伊利石的結晶度及多型、綠泥石的結晶度列於表6－1。

表6－1金山金礦蝕變變形岩石及炭質千枚岩中粘土礦物(＜2μm)特徵值

由表6－1，圖6－1，圖6－2可知，所有測試岩石的粘土礦物組合均為伊利石+綠泥石。其中，糜棱岩中粘土礦物伊利石的含量大於綠泥石，超糜棱岩中綠泥石的含量大於伊利石。含金石英脈中主要為伊利石。糜棱岩中伊利石的多型以2M₁為常見，而超糜棱岩中則以2M₁和1M居多。

炭質千枚岩的粘土礦物中，伊利石的結晶度為0.21～0.24，綠泥石的結晶度為0.25～0.26。綠泥石化千枚岩的粘土礦物中，伊利石的結晶度為0.17，綠泥石的結晶度為0.21，伊利石的多型為2M₁。

整體上來看，金山金礦蝕變岩石中粘土礦物伊利石的結晶度為0.16～0.37，綠泥石的結晶度為0.17～0.36。由圖6－3可知，伊利石的結晶度和綠泥石的結晶度沒有明顯的相關關系，因此可以認為流體作用過程中伊利石和綠泥石的形成和結晶不僅受溫度、壓力的控制，而且還受流體成分和圍岩岩石類型的制約。

圖6－1 金山金礦蝕變糜棱岩、千枚岩粘土礦物(＜2μm)X射線衍射圖(AD片)Chl—綠泥石;Ill—伊利石;Feld—長石

圖6－2 金山金礦蝕變超糜棱岩、含金石英脈粘土礦物(＜2μm)X射線衍射圖(AD片)Chl—綠泥石;Ill—伊利石;Q—石英;Feld—長石;Cal—方解石;Corr—蒙脫石

圖6－3 金山金礦粘土礦物伊利石/綠泥石結晶度關系

前人對不同程度變質帶中粘土礦物結晶度的研究結果為:沸石相(＜200℃)，伊利石的結晶度為大於0.4(Δ2θ);淺層帶或者近變質帶(200～370℃)，伊利石結晶度為0.4～0.21(Δ2θ);淺變質帶(綠片岩相)(＞370℃)，伊利石結晶度小於0.21(Δ2θ)(索書田，1995);綠泥石的結晶度為0.21～0.28(Δ2θ)。據此分析認為，金山地區區域上千枚岩、綠泥石化千枚岩所遭受的變質作用為綠片岩相，而金山金礦蝕變糜棱岩和蝕變超糜棱岩所遭受的變質作用為次綠片岩相。這說明在流體的作用下，金山韌性剪切帶內發生了退變質作用。

③ 　江西德興縣富家塢銅礦床

富家塢銅礦床為德興斑岩銅礦田中重要礦床之一，位於礦田的東南端。它的大地構造單元、礦區地層和礦區構造均與銅廠和硃砂紅相同，本節不再贅述。

一、侵入岩

富家塢花崗閃長斑岩在地表呈梯形，NE向長650m,NW向寬300m，面積0.2km²（圖2-34）。岩體向NW310°方向下插，側伏角40°左右。岩體向下具有明顯增大的逐勢，至—200m標高，水平截面積增達0.8km²，同時岩體的截面長軸方向也由NE轉向NW。該岩體邊界較平直，側旁分支較少。

主岩體與圍岩呈侵入接觸，接觸界線清楚，呈突變關系。在局部地段存在有數米寬的接觸角礫岩，角礫成分主要為圍岩。

主岩體對淺變質圍岩造成一定程度的接觸變質，通常下盤變質程度高於上盤。按變質程度劃分為內、外兩個帶，內帶為角岩帶，外帶為斑點狀千枚岩帶。

圖2-34富家塢銅礦床地質圖Fig.2-34Geological map of Fujiawu copper deposit

1—前震且系九都組第三岩性段；2—前震旦系九都組第二岩性段；3—前震旦系九都組第一岩性段；4—綠泥石（綠簾石）-水雲母化千枚岩（變質凝灰岩）；5—綠泥石（綠簾石）-水白雲母化千枚岩（變質凝灰岩）；6—石英-水白雲母化千枚岩（變質凝灰岩）；7—6和7未分；8—石英-水白雲母化花崗閃長岩；9—綠泥石（綠簾石）-水白雲母化崗閃長斑岩；10—綠泥石（綠簾石）-水雲母-鉀長石化花崗閃長斑岩；11—石英閃長玢岩；12—變質輝綠岩；13—輝長-輝石岩；14—細粒長英岩；15—接觸角礫岩；16—地質界線；17—片理產狀；18—蝕變帶界線；19—背斜和它的傾伏方向；20—向斜和它的傾伏方向；21—斷層；22—黃鐵礦礦山

根據地球物理資料推測，富家塢、銅廠和硃砂紅三個復式小斑岩體在1800m深部匯聚為一個較大的隱伏岩體，因為在地下800多米處銅廠岩體已下插到硃砂紅岩體的底部。

富家塢花崗閃長斑岩礦物，根據鏡下定量統計（面積%）：石英變化於18～23，平均20.5；斜長石（主要為中長石）變化於43～55，平均48.5；鉀長石變化於13～18，平均15.5；角閃石變化於7～10，平均8.3；黑雲母變化於3～7，平均4.8。富家塢主岩體副礦構成分為（10^-6）：磁鐵礦變化於847～9674之間，平均；磷灰石為130～521，平均351；榍石為0.3～289，平均145；鋯石變化於13 3～255之間，平均194。岩石化學成分列於表2-23，並與中國和世界同類岩石進行對比；表2-24為富家塢斑岩CIPW數值。現對該斑岩體的主要氧化物特徵作一些評述。

表2-23富家塢斑岩岩石化學成分及對比Table 2-23Petrochemical composition of Fujiawu porphyry rock

表2-24富家塢斑岩CIPW數值（w_B/%）Table 2-24CIPW value of Fujiawu porphyry（w_B/%）

SiO₂含量變化於64.27%～66.13%，平均為65.05%，高於中國花崗閃長岩的平均值，接近世界花崗閃長岩的平均值。Al₂O₃變化於15.34%～16.67%，平均為15.74%，均較中國和世界同類岩石的平均值偏低。Fe₂O₃+FeO變化於3.55%～4.98%，平均為4.20%，同樣較中國和世界同類岩石的平均質偏低。MgO變化於1.36%～2.90%，平均為1.69%，相對較中國和世界花崗閃長岩的平均值低。CaO變化於2.89%～4.66%，平均為3.57%，比中國和世界花崗閃長岩的平均值稍低。Na₂O+K₂O變化於6.37%～7.65%，平均為7.08%，高於中國和世界花崗閃長岩的平均值；尤其K₂O含量更高，構成斑岩岩石學的主要特徵。

富家塢花崗閃長斑岩體內石英鉀長石脈的K-Ar同位素年齡為157Ma，該礦圍岩內石英鉀長石脈的K-Ar同位素年齡為152Ma。

二、礦床地質

礦體：富家塢礦體形態產狀特徵如表2-25和圖2-35。含銅斑岩岩株的中軸線向NW傾伏，傾伏角40°～20°。岩體頂部礦體已被剝蝕，保留較好的是岩株上部周圍接觸帶礦體，故礦體形態呈傾向北西的空心筒狀體，水平切面為環形。銅鉬礦化富集中心與外內接觸帶的構造斷裂和裂隙密集帶大致吻合。銅礦化強度大致與接觸帶相對稱，單一銅礦體分布於礦床的深部，尤其是斑岩體的大部接觸帶。主礦體內部礦化連續性甚好，包含的夾石甚少。

表2-25富家塢礦體形態產狀特徵Table 2-25Morphological feature and occurrence of ore bodies in Fujiawu copper deposit

圖2-35富家塢礦體的剖面和平面形態Fig.2-35Plan and section showing the shape of Fujiawu ore body respectively

1—Cu（0.4%）礦體；2—花崗閃長斑岩

礦石礦物：富家塢的礦石礦物與銅廠的基本相似，可參考銅廠一節的敘述，本節不再贅述。主要金屬硫化物在礦石中的分布，富家塢礦床的鏡下統計如下：黃鐵礦3.30%，黃銅礦1.39%，輝銅礦0.053%。黃鐵礦：黃銅礦：輝鉬礦為2.4∶1:0.038。黃銅礦在銅礦物中佔90%以上，其次為斑銅礦、黝銅礦和輝銅礦。

礦石結構構造：與銅廠的基本相似，本節不再贅述。

礦石儲量、品位及化學成分：富家塢礦床有銅儲量257.26萬噸，銅品位為0.501%；鉬儲量為167845t，鉬品位為0.033%；伴生金含量0.055g/t，鈷含量為0.0024%，硒含量為0.0015%。原生礦石以原生硫化銅為主，通常占銅儲量的90%左右，次生硫化銅佔5%～10%，氧化銅和硫酸銅小於5%。工業利用元素除銅外，伴生有益元素有銅、金、銀、錸、鎳、鈷、硫、硒、碲、鈦、鉀、鉑族元素等。礦石中有害雜質元素主要為砷、鋅、鎂等。砷平均為0.007%，鋅含量通常小於0.01%，氧化鎂一般小於2%，符合現行工業指標要求。

三、圍岩蝕變

富家塢礦床的圍岩蝕變基本與銅廠的相似，只是蝕變礦物含量有所差異，為此列表2-26可與銅廠的進行對比。

表2-26富家塢斑岩銅（鉬）礦各蝕變帶岩市的礦物成分變化對比Table 2-26Mineral content of rock in alteration zones of Fujiawu porphyry-type Cu（Mo）deposit

註：＊以×10^-6計；其他含量以%計

下面對富家塢礦床蝕變過程作些說明：

鉀硅酸鹽蝕變：主要以石英-鉀長石脈形式出現，測得鉀長石脈的K-Ar同位素年齡為152～157Ma，與花崗閃長斑岩K-Ar同位素年齡163Ma相差甚短，說明鉀硅酸鹽蝕變等隨斑岩岩漿晚期形成，是斑岩岩漿晚期獨立流體相與已結晶的斑岩和鄰近圍岩成生交代反應的結果。鉀硅酸鹽蝕變產物主要為鉀長石，其次為黑雲母、硬石膏和鈉長石等。

石英-絹雲母-綠泥石化：蝕變絹雲母的K-Ar同位素年齡為112Ma，此時花崗閃長斑岩結晶已有很長時間隔。在此段時間內，構造運動使上部斑岩接觸帶發生密集裂隙帶，但下部岩漿房還在繼續排放富鹼質富揮發性流體，並帶動天水對流循環，形成混合流體相，最終使接觸帶周圍岩石（斑岩和千枚岩等）發生以水解為主的交代作用。角閃石和黑雲母分解成絹雲母和石英等，鐵質與硫化氫結合形成大量黃鐵礦，從而形成石英-絹雲母-綠泥石化帶。

碳酸鹽-硫酸鹽化：岩漿房固結的晚期，還有一些余熱的作用，帶動天水的對流循環，熱流體的物理化學條件慢慢恢復地殼表面狀態。此階段形成的蝕變物主要為方解石、白雲石、鐵白雲石和石膏等，其次為錳菱鐵礦、螢石、重晶石和沸石等。

四、穩定同位素

硫同位素：富家塢及附近的硫磺礦的硫化物硫同位素組成如表2-27，而硫酸鹽的硫同位素δ³⁴S變化范圍為—0.6‰～1.0‰，平均值為0.48‰；硫磺礦硫化物硫同位素δ³⁴S值為0.5‰～1.3‰，平均值為0.97‰。這說明富家塢和硫磺礦硫化物硫同位素組成是均一的，基本與隕石硫比較接近。富家塢硫酸鹽硫同位素δ³⁴S變化於6.1‰～7.6‰之間，平均值為7.1‰（表2-28）。這說明與海水硫酸鹽硫同位素組成有很大差別，這些硫酸鹽的硫源不是來自海水硫酸鹽，而是主要來自深部硫源。

表2-27富家塢礦床硫化物硫同位素組成Table 2-27Sulfur isotope composition of sulfide in Fujiawu copper deposit

表2-28富家塢礦床硫酸鹽硫同位素組成Table 2-28Sulfur isotope composition of sulfate in Fujiawu copper deposit

表2-29富家塢礦床氧同位素組成Table 2-29Composition of O isotope in Fujiawu copper deposit

表2-30富家塢礦床石英中流體包裹體成分分析結果Table 2-30Composition of fluid inclusion in quartz of Fujiawu copper deposit

註：根據冶金工業部地質研究所，1984

表2-31富家塢礦床石英中流體包裹體與成礦有關元素和成分分析結果Table 2-31Composition of elements related to ore-forming in fluid inclusion of quartz in Fujiawu copper deposit

註：根據冶金工業部地質研究所，1984

氧同位素：富家塢氧同位素組成如表2-29。由表2-29表明斑岩與混合流體發生反應的演化趨勢，由花崗閃長岩岩漿氧逐步演化為天水氧同位素組成。

五、流體包裹體

富家塢礦床的流體包裹體包括氣體包裹體、多相包裹體、氣液包裹體和含CO₂包裹體，氣液比通常變化於10%～40%，少數達到50%～80%。多相包裹體的子晶礦物主要有石鹽、鉀鹽和硬石膏等。含CO₂包裹體中CO₂體積含量變化於10%～15%。大多數流體包裹體直徑變化於5～10μm，少數達10μm以上。大多數流體包裹體均一溫度變化范圍在140～360℃，少數達到540～680℃。石英中硫體包裹體的成分分析測試結果如表2-30，其中液相中與成礦有關元素和組分如表2-31。

流體包裹體中主要離子比值如下：[K⁺]/[Na⁺]變化於0.144～5.245，平均值為1.557;[Ca²⁺]/[Mg²⁺]變化於0.269～6.416，平均值為2.099;[Cl^-]/[F^-]變化於20.433～246.077，平均值為96.560。此外，流體包裹體含有不等量成礦元素，其中銅變化於痕量至1430×10^-6，鉛變化於痕量至80×10^-6。鋅變化於痕量至1150×10^-6，鉬變化於痕量至220×10^-6之間。

六、礦床成因討論

富家塢銅礦產於江南台隆與錢塘坳陷交接帶的隆起一側，燕山期淺成花崗閃長斑岩岩漿侵位，熱液蝕變和礦化活動均受贛東北深斷裂帶的控制。燕山期在婺源-德興-弋陽-東鄉一帶安山質岩漿噴發，淺成—超淺成斑岩體侵位屬於本期中酸性火山噴發的一個有機的組成部分，很可能屬於本次火山噴發的管道相。中元古界雙橋山群由於富含成礦金屬組分，被一部分地質學家作為礦源層看待。礦體產於燕山期鈣鹼性復式花崗閃長斑岩小岩株的頂部和周圍圍岩，認為屬於成礦的主要「貢獻者」。富家塢礦床的熱液蝕變和礦化等主要地質特徵均可以與較典型的斑岩型礦床進行對比，故將其劃為斑岩型銅（鉬）礦床。