按含矿主岩时代的分类 　岩石建造条件

矿床含矿主岩时代，不同于矿床形成时代，矿石与围岩在形成时间上普遍存在着矿岩时差。按含矿主岩时代，可把多因复成铀矿床分成6种类型。这种分类在一定程度上有助于生产找矿和成矿预测的开展。具体划分如下。

Ⅰ.古元古代主岩型：南非维特瓦特斯兰德矿床，澳大利亚兰杰矿床、贾比卢卡矿床，加拿大中西湖矿床

Ⅱ.中元古代主岩型：澳大利亚奥林匹克坝矿床、玛丽－凯思林矿床

Ⅲ.新元古代主岩型：扎伊尔申戈洛布韦矿床，纳米比亚罗辛矿床

Ⅳ.早古生代主岩型：中国铲子坪矿床、鹿井矿床，德国诺聂帕尔格矿床

Ⅴ.晚古生代主岩型：中国坌头矿床

Ⅵ.中生代主岩型：中国汪家冲矿床和熊家矿床。

河南铝土矿含矿岩系的时代归属~

现在地质界一般把石炭系二分,并将本溪组地质时代划归晚石炭世(吴国炎等,1996;孟祥化等,2002)。
河南铝土矿含矿岩系中发现的化石以植物化石为主,动物化石极少。这些化石主要存在于两个层位中:一是铝土矿与下层铁质粘土岩之间的薄层粘土矿或碳质页岩中,二是铝土矿与顶部煤线以下的薄层铝土矿或粘土矿层。前者以产真蕨纲和裸子蕨纲植物化石为主,后者以产石松纲植物化石为主。铝土矿层尤其是厚层致密状铝土矿层中极少发现动植物化石。
在河南铝土矿含矿岩系中发现的重要晚石炭世化石有:
1953年,北京地质学院顾荣华等最早在巩义小关地区铝土矿之下的铝土页岩中发现 Lepidodendron qulus-elisf,Strigmaria ficoides,Alethopteris等植物化石。
1956年,业冶铮等在同一层位中也发现了上述化石,并认为这些化石是晚石炭世大量出现的华夏植物群的重要种属。
山西省地质局区测队在开展1:20万洛阳幅区域地质调查时,在沁阳云台山相当层位中发现了Neuropteris gigantea和Lino ptersi brongniarti。
1964年,河南省地质局区测队及河南省煤田地质勘探公司127队,在鹤壁市大峪村本溪组铝页岩上部的灰岩中采到Fusulina,Fululinella,Pseudostoeflla等化石,并在上述化石层位之下发现了Lepidodendron oculusfeisl等植物化石。
1979年,河南省地质局区测队二分队在渑池县坻坞本溪组上部铝土矿层中的铝土页岩中采到Conchophyllum richthofenii,pShenophyllum Alloiopteris,pShenopteris,-Alethopteris等植物化石。
1979~1980年,河南冶金地质勘探公司科研室崔亳、吴国炎等在渑池县坻坞河东采场铝土矿层位中发现了丰富的植物化石。其中的Sphonopteris parabaenmleri见于陕西草凉驿群,属维斯发期,为欧美植物群晚石炭世的标准化石。
1983~1984年,河南省地质局第二地质调查队和河南省地矿局科研所在博爱县黄岭地区上石炭统粘土岩的下部层位中发现较丰富半咸水双壳类化石Naiaite-Edmondia amcene组合带及半咸水介形类Menner-Acratie组合,认为这一化石组合是区内最早的化石组合。在其上还采到了基本上为正常海的双壳类生物组合,Astartella aden ticuattaorticus schizodus-Aviculopecten及介形类组合带。共生的还有狭盐分的网格长身贝类。
1983年,河南省地质局第二地质调查队在登封费庄ZK1613钻孔本溪组内两层铝土矿间所夹的碳质页岩中采到Conchophyllum richthoefnii,Sphenopteris,Pecopteris Cladophlebis,Lobatannularia等植物化石,时代属晚石炭世。同年,该队耿国胜等在登封大冶石门嘴铝土矿之上的薄层状铝土矿中采到Lepidodendrom posthumii,L.szeianum, .Loculus-flies等华夏植物群的标准化石。

形成多因复成铀矿床的岩石建造条件的重要性，是毋庸置疑的。它不仅涉及到岩石建造原始铀含量的高低值，还影响着成岩后铀的后生富集。评价岩石建造条件的主要因素是岩石建造的矿物和化学成分、物理性质和地球化学性质，以及岩石建造内岩层组合及厚度等。
迄今为止，在许多岩石建造内部先后发现了多因复成铀矿床。如黑色页岩建造、碳酸盐岩建造、砂砾岩建造、古砾岩建造、铁质石英岩建造和火山－沉积岩建造等等（表8-2）。以黑色页岩建造内的多因复成铀矿床数量较多，所占储量比例最大，研究程度也相对较高。因此，我们选择黑色页岩建造为重点及我国常见的有关含铀岩石建造为对象，说明岩石建造作为多因复成铀矿床的形成条件之一而加以论述。
黑色页岩，据地质辞典是一种富含有机质及分散状黄铁矿的页岩。外貌与碳质页岩相似，但不污手，厚度大时可成为良好的生油岩系。它是一种循环极差的停滞水环境（如深湖、深海、淡化潟湖等）中的沉积产物。从定义看出，黑色页岩的地质特征，首先是富含有机质。正常的黑色页岩含有机碳在1%以上，有时可高达10%；其次是形成环境以海相居多，而且是水的环流受到限制的盆底缺氧和有大量硫化氢存在的深水还原环境，海水的铀含量为0.002g/t以上。因海盆有机物发育，它们下沉时缺少空气流通产生缺氧富铀；第三是富含铀，而且密切地与有机质伴生，是有机质吸附和固定铀的结果。铀含量通常在10～100g/t范围。含铀黑色页岩单层厚度较薄，一般不连续超出5m；第四是含有P、Mo、V、Ni、Pb、Zn、Cr、Re等多种元素的原始富集，常有含磷夹层或透镜体及黄铁矿结核和透镜体；第五是分布稳定，有持续延伸数公里至数十公里的纹层和薄层分布。这表明黑色页岩是地壳极其缓慢下沉的稳定环境和外来陆源碎屑极少参与条件下形成。所以，黑色页岩的原始含铀量，与有机碳含量、生物发育程度及其对铀的固定能力密切相关。
黑色页岩内，通常没有独立的铀矿物产出，在受到变质作用或热液成矿及表生淋积成矿叠加后，方出现独立的铀矿物，如沥青铀矿、晶质铀矿、铀石及其内生和表生铀矿物（图8-1）。为此我们把经受变质程度不同黑色页岩建造，和其中的多因复成矿床，分为黑色页岩亚型、碳质板岩亚型和石墨片岩亚型，并分别加以论述（详见第三章和第五章有关的矿床）。应当指出，黑色页岩建造内的铀矿床成因类型较多，并非其全部都属多因复成铀矿床。只有在沉积－成岩阶段有原始富集，尔后在各种内生和变质改造或再造成矿作用中所成的矿床，才能归属为多因复成铀矿床。
我国含铀岩石建造的特征，许多学者从不同角度不同地区作了综合研究。刘兴忠（1996）、刘德长、黄贤芳（1991）作了综述。张待时（1992、1996）对碳硅泥岩建造，牛林等（1982）、姚振凯（1984、1988）对碳酸盐岩建造，陈然志、何才一（1996）对火山－沉积岩建造，黄绍显、王正邦、陈功、邓金贵等对砂岩建造，先后作了各种研究，为我们研究上述建造中的中国多因复成铀矿床，提供了资料依据。
我国多因复成铀矿床含铀岩石建造的总特点是：①碳硅泥岩建造发育，其层位时代范围长，空间分布广，铀矿床多；②碳酸盐岩建造中铀矿床较多，成矿特征别具特色，层位时代以震旦—寒武纪、志留纪和泥盆—石炭纪为主，空间分布也广；③火山沉积岩建造分布于中国东部为主，受区域性深大断裂构造带制约；④砂岩建造中的矿床相对较少，成岩后改造和再造成矿强度不一；⑤不存在古砾岩建造型的矿床，石墨片岩建造中的矿床找矿线索和依据不多。

表8-2　主要岩石建造地质特征及其多因复成铀矿床


多因复成铀矿床及其成矿演化


图8-1　地洼区黑色页岩建造矿物形成顺序

（据Н.A.索西诺夫）
我国的含铀碳硅泥岩建造，是一套海相沉积后经区域变质形成薄层黑色碳质板岩夹灰黑色硅质板岩和泥板岩及其过渡岩的岩石组合，有时还含有碳酸盐岩薄层或透镜体。铀的原始沉积富集，多在岩性成分为过渡性岩石中，如黑色硅质板岩、硅泥质板岩、白云质硅质板岩、白云质板岩，铀含量在30～100g/t者为多。这套碳硅泥岩建造，在我国分布范围广，华东南和西北的湘赣黔桂浙和川甘等诸省，跨越时间长，自晚震旦世至石炭纪，但以震旦—寒武纪和志留纪相对集中和比较典型。对碳硅泥岩建造，在我国存在着两种涵义，即广义的和狭义的。广义的碳硅泥岩建造，就是包括碳酸盐岩、硅质岩和泥岩3种大类的岩石建造。或者说除花岗岩、火山岩、砂岩建造外的，都列入此包罗万象的碳硅泥岩建造内。这种广义理解的由来是出自我国过去铀矿床含矿主岩分类划分为花岗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型4大类型所致。狭义的碳硅泥岩建造，是一套碳酸盐岩、硅质岩和泥质岩的复杂岩性组合，各种岩性在纵向和横向呈逐渐过渡的相变关系，集中在震旦—寒武纪地槽边缘坳陷期沉积形成。我们认为，广义的或包罗万象的涵义，虽能反映一些共同的普遍的成矿特征和其时空分布规律，但因过于泛指难应用于进一步的找矿生产，各岩性建造的独有特征被掩盖。事实上，在我国多数学者，已把碳酸盐岩建造、黑色页岩建造和硅质岩建造逐步单独划分出来，同时保存着狭义的碳硅泥岩建造术语。本书采用这种特指的或狭义的碳硅泥岩建造术语。它相当于国外所称的黑色页岩建造（P.B.格采娃，1981）。第五章提及的中国铲子坪矿床、鹿井矿床，以及大湾矿床、麻池寨矿床、黄材矿床等，均属碳硅泥岩建造中的实例。
碳酸盐岩建造分布也广，主要是地台阶段形成。含铀碳酸盐岩建造，集中在湘黔桂粤赣鄂川甘诸省的震旦—寒武系及泥盆—石炭系内，在泥盆—石炭系内最为发育。该建造以灰岩和白云岩为主，夹有泥质页岩和粉砂岩及其过渡性岩石，形成于地台构造环境，或者在槽台边缘过渡区环境。地槽区或地槽阶段形成的碳酸盐岩建造，是在海底地形较复杂的陆棚浅海盆地为主的古地理环境，呈长条带状分布，走向方向较稳定，变化较小，倾向方向变化大，稳定性差，总厚度为数百米至数千米。岩石建造含有机质较多，呈黑灰色至灰黑色，以泥灰岩、灰质白云岩、沥青灰岩和礁灰岩最常见。铀含量一般为7～9g/t。地台区或地台阶段形成的碳酸盐岩建造，是在水动力条件较稳定的开放性浅海盆地内形成，呈大片面积分布，走向和倾向方向都比较稳定，总厚度以数百米居多，很少达千米。岩石含有机质与地槽区相比为较少，以浅灰色为主，只在潟湖相和礁相等有利环境下含有机质较多，有时呈黑色至灰黑色。以厚层灰岩和白云岩夹泥灰岩、泥质岩或粉砂岩薄层为常见。岩石铀含量比地槽区的低，平均为1～4g/t，但在特定的潟湖相和礁相内，少数层位的岩性中，如泥灰岩、碳质泥质灰岩的含铀量可高达50～70g/t。
中国碳酸盐建造中的多因复成铀矿床，其沉积－成岩期原始铀富集可在地槽阶段形成，如董坑、白马洞和若尔界矿床，但以地台阶段形成为多，如坌头、大新、贵县、兴安矿床。上述所有矿床的工业铀成矿富集均在地洼阶段构造－岩浆活化激烈期至余动期的再造成矿作用下形成。
硅质岩建造，原岩形成于二叠纪，分布于中国华南湘赣等省。岩性组合为硅质岩、硅质角砾岩、灰岩和碳质页岩。区域上宏观以海相黑色碳酸盐岩为主，局部矿床地段却为交代成因的硅质岩为主。含碳灰岩的铀含量为6g/t，含碳硅质岩含铀为13g/t，黑色页岩含铀达18g/t。矿化主岩为硅质角砾岩，受层位和层间断裂控制明显，层间断裂为印支褶断构造运动的产物，而铀矿化是燕山断块构造运动期间形成。控矿断裂有多次活动，在先成交代硅质岩基础上，再次活化和碎裂，形成矿化硅质角砾岩，铀矿石年龄明显小于含矿围岩层位年龄，为106～61Ma，分为两个矿化期，早期为106Ma，晚期为63～61Ma。对于硅质角砾岩成因，存在着沉积－变质说、交代说、隐爆说和浊积沉积说等。铀矿化成因，有沉积－变质、热水、隐爆、热液、交代、复成因和多因复成等观点。
火山－沉积岩建造，集中在中国东部，于侏罗—白垩纪形成，时代较新，中国西北部在晚古生代也有少量形成。空间分布多与火山构造活动带密切相关，在中国呈火山沉积盆地出现，受长期活动的区域性深大断裂的控制。岩性组合为陆相酸性至中酸性火山碎屑沉积岩，如凝灰岩、流纹岩、凝灰熔岩、熔结凝灰岩、英安岩、凝灰质砂岩等，与沉积岩多呈互层产出。因而，具有明显的层控特征，多数矿床既具沉积岩型矿床特征，又具火山岩型矿床的特色。
依地洼学说，中国东南部的火山沉积岩建造，形成于中生代地洼阶段的激烈期，以晚侏罗世最为发育，但火山沉积岩亚型多因复成铀矿床的工业铀矿化在白垩纪形成，矿岩时差比碳硅泥岩建造、碳酸盐岩建造和硅质岩建造中的矿床小。工业铀成矿作用以火山热液成矿为主。
砂岩建造属陆相盆地沉积，集中在我国东南部中新生代白垩—第三纪地洼盆地内分布。这是一套陆相红色碎屑岩系，由砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩组成，有时还夹有膏盐层。铀矿化分布于红色砂砾岩岩系中的浅灰色砂岩夹层内。砾岩、砂岩、泥岩呈现3层结构的半韵律沉积特征，红色碎屑岩和浅灰色砂岩呈互层产出，均反映古地理、古气候的相变化特征。铀在浅灰色砂岩内有明显的原始富集，主要受河湖过渡相、河湖三角洲相、河幔滩相的制约。成岩后受构造－岩浆活化作用影响的地下热水再造和改造叠加成矿作用，形成工业铀矿床。改造和再造成矿作用程度，在各矿床不一，在汪家冲矿床相对较弱，而南雄矿床却较明显。应当再次指出，像我国西北矿卷型和内蒙古车老庙矿床，属多次外生成矿作用形成，没有明显的内生成矿叠加，故不能列入多因复成铀矿床之列。同样，不是全部火山－沉积岩建造中的铀矿床，都属多因复成铀矿床，如产于火山颈或火山口处的铀矿床，不具外生成矿作用特点，层位控制不明显，应归属为内生大类的热液矿床。
我国未发现古砾岩建造型的多因复成铀矿床，也不具备该类矿床的成矿大地构造环境。因为中国地壳固结在含氧大气圈形成之后，不可能形成晶质铀矿的砂矿床，至今未发现新太古代—古元古代的地台沉积，也未见中新太古代的绿色片岩和含铀钾质花岗岩大面积产出。至于古中元古界不整合型矿床，我们按岩石建造称之为石墨片岩建造型的多因复成铀矿床，虽有所发现，但规模较小，而矿床归属存在分歧。过去曾把连山关矿床列为不整合型，现郭智添、钟家蓉、王宗英（1996）及B.И.卡赞斯基（1995）将连山关矿床归为碱交代型矿床。我们认为，中国石墨片岩建造内不整合型铀矿床发现较少，可能与中国中元古代尚未开始或者很少进入地洼阶段有关；或者是与中元古代的构造－岩浆活化作用不够强烈，中生代的构造－岩浆活化强烈发育有关。在加拿大和澳大利亚石墨片岩建造中的不整合型多因复成铀矿床，是在古元古代地槽阶段原始沉积富集及区域变质过程中的铀预富集后，在中新元古代地洼阶段构造－岩浆活化作用再造成矿，使之形成既大又富的超大型铀矿床。因此，建议寻找石墨片岩建造中不整合型多因复成铀矿床时，首先应查明是否存在中新元古代的地洼区。

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