与铜铁矿床伴生热液改造铀矿化
3.3.3.1 2801 铀矿化点
2801铀矿化位于云南省易门县正西20km的万宝厂铜矿内。大地构造位置位于康滇地轴南段罗茨-易门断裂的南西侧。矿区地层出露有因民组火山碎屑岩、砂质板岩夹白云岩,落雪组含铜白云岩,大龙口组灰岩夹绢云板岩,美党组碳质板岩、绢云板岩夹灰岩。铀矿化产于因民组与美党组板岩之间的构造破碎带(逆冲断层)中(图3.9),伴生有Cu、Co、Ni矿化,即产于“易门式”改造型铜钴矿化之中的铀矿化。铀矿化体产出在含铜角砾岩中,赋矿围岩——含铜构造角砾岩,角砾岩角砾较大,一般数厘米,大者可达数十厘米。角砾成分为绢云板岩、白云石大理岩、石英岩和变质砂岩,偶见花岗岩角砾,胶结物有钠长石、石英、方解石、白云石、绢云母和金属硫化物。铀矿化体呈透镜状,长6~7m,宽0.6~0.7m,矿化品位U 0.027%~0.166%。矿石的矿物成分比较复杂,有沥青铀矿、晶质铀矿、钛铀矿、黄铜矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、辉砷镍矿、辉砷钴矿等,形成沥青铀矿-辉钼矿、沥青铀矿-水云母、沥青铀矿-黄铜矿组合。沥青铀矿呈细脉状、网脉状产出,其中沥青铀矿-水云母组合、沥青铀矿-辉钼矿组合呈细脉、网脉产出在钠长岩的显微裂隙中;沥青铀矿-黄铜矿组合则见于切穿黄铜矿的显微裂隙中,晚期的黄铜矿存在于沥青铀矿干裂纹中(巫声杨等,1990)。矿化蚀变有钠长石化、硅化、碳酸盐化、赤铁矿化、水云母化等。
图3.9 2801铀矿化点二号坑道三水平四支巷南壁地质编录图
(据巫声杨等,1990)
1—碳质千枚状板岩;2—白云质大理岩;3—糜棱角砾岩;4—黄铜矿化;5—铀矿化体;6—样槽;7—产状
铀矿化时代为澄江期,沥青铀矿U-Pb同位素年龄为729.1Ma(胥德恩,1990)和679~720Ma(核工业209队,1989)。其铀矿化的蚀变和成矿元素组合与铜钴矿化具有继承性,铀矿化体在空间分布上与铜矿化体在同一空间,但很局限,它提供了一个重要的成矿信息,该类矿化的成因为构造改造-中低温热液铀成矿作用。前人在此区追索未有新的发现。由于铜矿开采,原铀矿化体已难以找到。
3.3.3.2 东川因民铜矿面山段铀异常
矿区出露地层为因民组、落雪组、黑山组和青龙山组。因民组底部为角砾岩,基底式胶结,中部为薄层状紫红色砂质板岩与碳质板岩互层,上部为灰紫色薄层砂泥质白云岩与板岩互层,产有铜矿化。落雪组底部为薄层及中层砂质白云岩夹钙质板岩,产有“东川式”铜矿,其中、上部为厚层青灰色叠层石白云岩,夹硅质条带。黑山组主要岩性为碳质板岩夹安山质凝灰熔岩,顶部砂质白云岩。青龙山组为青灰色厚层状白云岩夹薄层硅质白云岩和碳质板岩。
铀异常产出在因民-落雪组过渡带的铜矿体及其构造破碎带中。沥青铀矿(U>72.72%,Cu 0.80%,Pb 1.58%)呈星点状和细脉状形式产出。铀与铜成正相关关系。沥青铀矿年龄晚于铜矿化年龄。
3.3.3.3 因民组内其他铀矿化
在迤腊厂含铜磁铁矿床,含铜磁铁矿层产出在因民组顶部,铜铁矿中有较高的REE含量。铁矿体或其蚀变带内的含铜铁硫化物细脉中有铀异常显示,异常呈星点状,规模不大,但数量较多。如在八层矿采场,铀异常产出在铁铜矿体内,出露面积7m×2m,采用γ能谱测量,铀含量(200~300)×10-6。铀异常与石英-紫色萤石脉体有关,脉体中见有黄铜矿、孔雀石和磁铁矿。研究表明紫红色萤石中稀土总量高,强烈富集轻稀土,正Eu异常;成矿期后脉状浅绿色萤石中稀土总量低,相对富集重稀土(杨耀民等,2005)。铀的赋存形式还没有研究,但这些特征显示铀矿化是产于铁铜矿化晚期阶段,可能是高温热液成矿作用。
铀矿化产出在因民组板岩与落雪组含铜白云岩之间的硅化构造角砾岩中,铀与砷***生(武定Ⅶ-34铀矿化点)。还发现产于因民组板岩与绿汁江组白云岩接触带构造破碎带中的铀矿化(Ⅷ-15)等。这些铀矿化显然是中-低温热液成矿作用产物。
所有这些异常或矿化点的规模都很小,但都表明矿化与热液活动有关,与因民组铜铁矿化有关,与改造型铜铁矿化的晚期热液活动有关。铜铁矿化和铀矿化可能来源于同样矿源层,即中元古代陆缘裂谷沉积含铜铁岩系——因民-落雪组细碎屑岩(砂质板岩-碳质板岩)-碳酸盐(白云岩)建造。
3.3.3.4 会理通安地区红岩石英脉型铜(金)铀矿化(A-201)
铀矿化产出在落雪组白云岩(白云质大理岩)中的硅化带内,该硅化带西部延伸部位地表有放射性复合与晕圈(据核工业281队)。在铜矿化中有铀矿化。在浅部铜矿坑道内有一种“构造角砾岩”,岩性为硅化角砾岩和褐铁矿化角砾岩,铀矿化在角砾岩中呈团块状分布,并可圈定出矿体,浅部铀与铜相关,深部以铜为主。铜矿石以黄铜矿为主,少量辉铜矿、黄铁矿,斑铜矿、铜蓝、蓝铜矿和孔雀石。在精铜矿中金品位可达0.4~0.6g/t,可回收利用金。
含铜(金)铀硅化带至少可划分出三期:粗粒-细粒石英脉、绢云母-石英脉和细粒石英-碳酸盐脉。三期石英脉中具有黄铜矿产出。在坑道内做剖面采样,结果显示(李巨初等,1994):U一般(5.7~25.70)×10-6,高达(69.50~197.60)×10-6,Au(1.2~7.8)×10-9,高达(62.6~263.80)×10-9,As 1.50~8.10,高达(22.30~98.50)×10-6,U与As、Au呈正相关关系(图3.10),Mo和Ba在含铜、铀矿化部位有所增加。
选取硅化带中石英和黄铜矿分别作氧氢同位素和硫同位素(表3.7),氢氧同位素值落在岩浆岩和变质岩区之外(图3.11),类似热水改造深成黏土的氢氧同位素(Barres,1987)组成。含铜石英脉石英和围岩、铜矿石全岩氢氧同位素值一致。含铀铜石英脉和含铜硅化脉中黄铜矿硫同位素接近,在热液范围内。这说明,成矿流体为热流体,来源于含铜地层的改造富集。
表3.7 红岩石英脉型铜铀矿石同位素组成
注:表中数据由宜昌矿产地质所和成都理工大学实验室测试。
图3.10 红岩铜铀矿化岩石中U与As、Au含量变化对数图解
1—Au;2—As
图3.11 红岩铜铀矿化石英脉体石英和围岩全岩氢氧同位投影
(据Barres H L,1987)
五个包裹体成分分析结果表明其成矿溶液成分,主要阴离子以富 为主, > ≥Cl-,阳离子Na+>Ca2+>K+>Mg2+,Na/K(原子数比)8.4~17.5,平均12.5,变化小,不同于密西西比型矿床(>16,多在20~40之间),不同于卤水成因热水(>40),在正常热液范围内。
石英包裹体成分以气液包裹体(5%~10%)和含盐子晶包裹体(20%~80%)为主,少量纯液相包裹体,未见CO2包裹体。均一化平均温度130~160℃,主要在130℃左右。据盐子晶熔化温度换算溶液盐度[w(NaCl)=(32.49%~46.7%)],有较高盐度。
包裹体中气液包裹体、盐子晶包裹体和液体、气体包裹体存在似乎表明部分矿脉形成的压力和温度大约正好在这种流体沸腾曲线上(Barres,1987),成矿流体可能是高度的不混溶H2O-NaCl体系的溶液,在大多热液矿床是极少见的,在许多斑岩铜矿中普遍,也见于一些浅成低温热液矿床(Roedder,1979),这种情况部分是来自近地表沸腾的卤水,也可能是对流体加热,通过沸腾使盐度大量增加(While et al.,1971)。红岩铜铀成矿流体可能发生过沸腾。
含铜铀石英脉稀土元素表现出强烈的铈负异常,看来含铜铀石英脉形成与铜矿化还有区别,形成在氧化环境。而含铜石英脉和围岩大理岩基本一致的重稀土亏损右倾型分布型式,部分岩石轻稀土富集,而重稀土部分与含铜石英脉和围岩大理岩一致(图3.12)。
图3.12 红岩铜矿含铜铀岩石和围岩稀土元素Cl 球粒陨石标准化分布型式
Kh-3,Kh-4,Kh-5—含铜铀石英脉;Kh-8—硅化白云质大理岩;Kh-15—含铜石英脉;Kh-10—含铜硅化大理岩;Kh-13—条带状白云质大理岩;Kh-17—米色白云质大理岩;Kh-21—块状矿石
综上所述,红岩铜(金)铀矿化成矿溶液可能是上升热水,减压沸腾,产生的高盐度水,溶液为碱性,还原介质(计算pH值约为9,Eh值约为-0.38V),是一种类似“热泉模式”的低温热液成矿作用。