滇西梁河盆地砂巖型鈾礦成礦條件分析

張亮，孫澤軒，莫幫洪，鄧祖林，張凱

滇西梁河盆地砂巖型鈾礦成礦條件分析

張亮，孫澤軒，莫幫洪，鄧祖林，張凱

（核工業280研究所，四川 廣漢 618300）

梁河盆地是滇西地區砂巖型鈾礦賦礦盆地之一，現已探明砂巖型鈾礦床2個。本文在野外調查的基礎上，結合鉆探查證，對梁河盆地砂巖型鈾礦成礦條件進行了研究。結果表明，梁河盆地蝕源區鈾源豐富。沉積蓋層發育沖積扇相碎屑巖—辮狀河相碎屑巖—湖泊相泥巖（火山巖）—辮狀河相碎屑巖—湖泊相泥巖（火山巖）的巖性地層結構，區域上發育穩定的含水層與隔水層，具備形成砂巖型鈾礦的巖性、巖相和水文地質條件。鈾礦化與潛水層間氧化帶關系密切，鈾礦體定位于潛水層間氧化帶前鋒與上、下翼。熱水改造作有利于基底巖石中鈾的淋出，并沿斷裂帶上升進入沉積蓋層中，在富含有機質、炭質的地段被吸附沉淀，疊加在潛水層間氧化帶形成的鈾礦體上，形成富鈾礦體。

潛水層間氧化帶；砂巖型鈾礦；成礦條件；熱水改造作用；梁河盆地；滇西

滇西（云南省怒江以西）地區發育眾多新生代山間盆地，其中蘊藏著豐富的鈾資源?，F已在龍川江盆地、梁河盆地和騰沖盆地內探明中、小型砂巖型鈾礦床8個，構成我國重要的砂巖型鈾礦成礦帶之一，因而成為鈾礦地質工作者研究的熱點。前人多將滇西新生代盆地作為一個整體，研究其區域地質構造演化與盆山耦合（孫澤軒等，2006a；孫澤軒等，2007；周懇懇等，2017）、砂巖型鈾礦成礦條件（趙寶光等，2003；孫澤軒等，2006b；劉鳳祥和李元，2012；夏彧等，2018a）。就賦礦盆地而言，研究較為詳細的是龍川江盆地，前人的研究主要集中在盆地沉積特征（孫澤軒等，2004；朱西養等，2004）、砂巖型鈾礦化特征及控礦因素（蔡煜琦和李滿根，2002；李國新等，2005；夏彧等，2018b；夏彧等，2018c；夏彧等，2019）、成礦模式（孫澤軒等，2006c），以及綜合物探找礦方法應用（姚毅鋒和孫澤軒，2004）等。梁河盆地亦是滇西地區主要賦礦盆地之一，現已探明砂巖型鈾礦床2個（601、602礦床）。近年來的勘探實踐表明，梁河盆地砂巖型鈾礦床特征、控礦因素，以及成礦條件等，與龍川江盆地存在較大的差異。筆者等通過野外調查，結合鉆探查證，對梁河盆地砂巖型鈾礦成礦條件進行探討，旨在對盆地內從事砂巖鈾礦找礦工作的同行們有所啟迪。

1 區域地質背景

梁河盆地在大地構造位置上位于印度板塊與歐亞板塊縫合線東側之騰沖微板塊上（李峰等，1999）。騰沖微板塊東部以怒江斷裂（亦稱瀘水-瑞麗弧形走滑斷裂）為界與保山微板塊相拼接，西部沿葡萄-密支那早新生代縫合線與緬甸微板塊相拼接。騰沖微板塊原屬岡瓦納大陸的一部分，二疊紀末從岡瓦納大陸分裂出來向北漂移而與歐亞板塊拼合。始新世，歐亞板塊與印度板塊強烈碰撞（Deway J.F. et al.，1988），一方面，造成了青藏地區地殼的增厚與隆升；另一方面，造成了青藏高原周緣微板塊的擠壓、逃逸和旋轉（季建清等，2000），發育了大規模走滑帶。中新世以來，位于青藏高原南東部的騰沖微板塊發生了右旋走滑運動（段建中和譚筱虹，2000）。在造山帶內部，沿瀘水-瑞麗弧形走滑斷裂及其西部次級斷裂帶發育了大量小型走滑拉分盆地（段建中和譚筱虹，2000），并伴有強烈的火山活動，在盆地內發育了中新世至更新世的火山-沉積建造。梁河盆地即為此期間發育于高黎貢山隆起帶上的小型山間斷陷陸相沉積盆地，盆地面積約326km2。

2 盆地地質

2.1 基底與蝕源區

盆地基底與蝕源區由中元古界高黎貢山群（Pt2）中-深變質巖系、中石炭統勐洪群（C2）淺變質巖系，以及燕山早期花崗巖（γ52）組成（圖1）。其中，高黎貢山群主要巖性為絹云母片巖、片麻巖、眼球狀混合巖、混合花崗巖、變粒巖等；中石炭統勐洪群主要巖性為含礫粉砂質泥（板）巖、含礫泥質粉砂巖、含礫板巖、結晶灰巖、生物碎屑灰巖等；燕山早期花崗巖為粗粒、中粗粒似斑狀黑云母花崗巖、二云母花崗巖、中細?；◢弾r。

圖1 梁河盆地鈾礦地質略圖

Q—第四系；Qβ—更新世玄武巖、安山巖；N2β2—上新世第二期玄武巖；N2β1—上新世第一期玄武巖；N2—上新統芒棒組；N1—中新統南林組； C2—中石炭統勐洪群；Pt2—中元古界高黎貢山群；γ52—燕山早期花崗巖；1.地質界線及不整合界線；2.斷層；3.溫泉；4.砂巖型鈾礦床；5.砂巖型鈾礦點；6.砂巖型鈾礦化點

2.2 沉積蓋層

盆地沉積蓋層由中新統南林組（N1）、上新統芒棒組（N2）陸相碎屑巖系、第四系（Q）松散砂礫、砂土層，以及上新世玄武巖（N2β）、第四紀玄武巖、安山巖（Qβ）組成（圖2）。其中，南林組為初始成盆期產物，發育沖積扇-辮狀河沉積體系，芒棒組為盆地擴張-盆地收縮期產物，發育湖泊-辮狀河沉積體系。

2.3 構造

梁河盆地地處騰沖弧形構造帶的弧頂地區（構造應力集中區），地質構造較為復雜。盆地內斷裂構造極為發育，并具多期活動特點。受斷裂構造多次活動影響，盆地基底形成多個地塹、地壘式斷塊。規模較大的斷裂為近南北-北東向弧形斷裂和北西-北北西向斷裂，前者形成時間較早，多被后者錯斷。在黃瓜箐地區，沿近南北向斷裂出露大量溫泉。這些溫泉，按化學成分分類，可劃分為碳酸泉、硫磺泉、硫酸泉三種類型，水溫一般50～70℃，最高達98℃，形成我國著名的旅游風景名勝地——騰沖熱海。

圖2 梁河盆地綜合地層柱狀剖面圖

2.4 賦礦層位及沉積特征

中新統南林組為梁河盆地砂巖型鈾礦賦礦層位。根據礦床勘探資料，南林組自下而上劃分為3段。其中，南林組第二段第一層為梁河盆地砂巖型鈾礦主要賦礦層位（圖2）。

南林組第三段（N1n）：主要巖性為礫巖、粗砂巖、中砂巖、細砂巖，夾泥巖、炭質泥巖。組成多個下粗上細的正向半韻律，單個韻律厚度一般10～30m，各韻律之間見沖刷構造。礫石成分為花崗巖，礫徑2～5cm，磨圓度好。砂巖分選性好，發育交錯層理。為辮狀河沉積環境。

南林組第二段（N1n）：分為上、下兩層。

第二層（N1n）：深灰色粉砂巖、泥巖（圖3a）、炭質粉砂巖、粉砂質泥巖、炭質泥巖，夾含細礫砂巖、含細礫粉砂巖。為扇緣相泥沼沉積環境。

第一層（N1n）：含礫粗砂巖、粗砂巖（圖3b），夾中細礫巖（圖3c）、中粗礫巖，含炭質和有機質（圖3d）。礫石成分為花崗巖、長石、石英，礫徑一般0.2～1cm，最大達5cm以上，次棱角狀，填隙物粉砂-細砂，塊狀構造，分選性較差。為扇中顆粒流—礫質辮狀河沉積環境。

南林組第一段（N1n）：巨礫巖（圖3e），夾含礫泥質粗砂巖。礫石成分為花崗巖、片麻巖、石英巖，礫徑一般10～20cm，最大大于1m，次棱角狀，填隙物為泥-粗砂，塊狀構造，分選性差。為扇根碎屑流沉積環境。

圖3 梁河盆地沉積蓋層礦物巖石巖芯照片

a.泥巖；b.粗砂巖；c.泥質細礫巖；d.含炭質條帶砂巖；e.巨礫巖；f.完全氧化礫巖；g.弱氧化砂巖；h.原生灰白色砂巖；i.硅質脈體；j.黃鐵礦脈體

3 鈾礦床基本特征

3.1 礦床空間分布與定位

梁河盆地已探明砂巖型鈾礦床（601、602礦床）主要沿東部勐連花崗巖隆起區分布，可能反映了礦床的形成與鈾源（層）體間的成生聯系（圖1）。鈾礦床定位于沖積扇扇中部位。

3.2 礦體空間定位

根據鉆孔巖芯編錄，南林組第二段第一層碎屑巖顏色以灰、灰白色為主，但也存在淺黃至黃褐色巖石，從而出現完全氧化（圖3f）、弱氧化（3g）向原生灰白色（圖3h）過渡的巖石特征。由此可見，南林組第二段第一層碎屑巖中發生了后生氧化蝕變，從而發育了氧化帶。按氧化帶成因，可劃分為潛水氧化帶和潛水層間氧化帶兩種基本類型。鈾礦體定位于潛水層間氧化帶前鋒與上、下翼（圖4）。鈾礦化集中部位，巖石粒度相對較細，富含有機質和炭質。

3.3 礦體形態

在剖面上，礦體形態呈似層狀、透鏡狀和薄層狀；在平面上，礦體形態呈帶狀。

3.4 礦體規模與品位

礦體走向延伸100～2350m，傾向延伸50～300m。礦體埋深一般80～150m，最淺至地表，最深至287.66m。平均厚度2.0～5.0m，最大厚度23.4m。平均品位0.010%～0.100%，最高品位1.117%。單孔平米鈾量一般2.0～5.0kg/m2，最高達21.2kg/m2。

3.5 礦石類型與鈾存在形式

根據含礦主巖，將鈾礦石劃分為砂巖型和花崗巖風化殼型兩種類型。礦石中鈾以吸附狀態鈾、鈾礦物和含鈾礦物三種形式存在，以吸附狀態鈾為主。

吸附狀態鈾：常聚集分布于細分散的炭質與粘土周圍，被炭質與粘土吸附。

鈾礦物：主要有瀝青鈾礦、鈾黑，呈顯微粒狀、浸染狀分布于膠結物中。

含鈾礦物：主要有含鈾銳鈦鐵礦、含鈾草霉狀黃鐵礦等。

3.6 熱水改造作用

梁河盆地601、602礦床地處騰沖熱海旅游風景名勝地外圍2.5km范圍內。礦區內廣泛發育熱水蝕變，并具分帶性?？拷鼰岷Ｂ糜物L景名勝地發育硅化蝕變，并見硅質脈體沿裂隙貫入砂巖中，硅質脈體由石英、玉髓、蛋白石脈體組成（圖3i）；遠離熱海旅游風景名勝地發育粘土化蝕變，蝕變礦物為迪開石、高嶺石、明礬石、絹云母、水云母、伊利石、蒙脫石、綠泥石等。蝕變帶內常見脈狀、細分散狀黃鐵礦（圖3j）、白鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、毒砂、輝銻礦、辰砂、雄黃、雌黃等金屬硫化物。

圖4 梁河盆地601鈾礦床0號勘探剖面示意圖

Qβ—第四系安山巖；N1n—中新統南林組第二段第一層；N1n—中新統南林組第一段；γ52—燕山早期花崗巖；Pt2—中元古界高黎貢山群；1.含礫砂巖；2.砂礫巖；3.礫巖；4.泥砂質細礫巖；5.巨礫巖；6.玄武巖；7.花崗巖；8.片麻巖；9.地質界線；10.斷層；11.鉆孔位置及編號；12.潛水層間氧化帶；13.鈾礦體

在熱水蝕變帶內，一方面，賦礦砂巖膠結致密，且礦化變富，601礦床ZK04鉆孔中見品位達1.117%的富鈾礦體；另一方面，氧化砂巖發生二次還原退色，氧化帶內出現含黃色團塊或斑點的灰綠色巖石，給氧化帶識別帶來一定的困難。

3.7 成礦年齡

利用鈾-鉛同位素測齡法對梁河盆地601、602礦床瀝青鈾礦進行了同位素年齡測定[10]，成礦年齡在0.5～5.0Ma之間。而主要賦礦層位南林組第二段第一層形成的上限年齡為7.2Ma，顯示梁河盆地砂巖型鈾礦是成巖后生的，成礦晚于成巖。

4 砂巖型鈾礦成礦條件分析

4.1 大地構造條件

國內外大型中新生代盆地內的砂巖型鈾礦多產于古老地臺或地臺邊緣微弱構造活化區，基底地殼成熟度較高。梁河盆地位于騰沖微板塊上，侏羅紀至白堊紀（J-K），騰沖微板塊沿怒江斷裂帶與保山微板塊發生碰撞，怒江斷裂帶以西高黎貢山變質帶發生了強烈的動力變質，并伴有混合巖化作用；白堊紀至始新世（K-E2），緬甸微板塊沿葡萄-密支那縫合線俯沖于騰沖微板塊之下，騰沖微板塊山弧帶高黎貢山群變質巖再次發生混合巖化作用，并伴有大規模酸性巖漿侵位，陸殼不斷增厚，故其基底地殼成熟度相對較高。這種特定的大地構造背景，特別是多次混合巖化作用與酸性巖漿侵位，為騰沖微板塊上發育的新生代盆地儲備了豐富的鈾源。燕山早期花崗巖侵位以后，騰沖微板塊長期處于隆起狀態，經歷了準平原化—造山帶走滑活動與沉積成盆的構造演化階段，特別是在準平原化階段，盆地基底與蝕源區巖石發育了一定厚度的風化殼（10～20m），為梁河盆地的形成提供了豐富的礦源層。

4.2 古氣候條件

梁河盆地形成時的古氣候以溫暖潮濕的亞熱帶-熱帶氣候為主。從中新世至第四紀，古氣候僅有小的變化，從干熱→溫濕→偏干偏涼→溫濕。找礦目的層南林組第二段沉積后未出現過長時期的炎熱干旱氣候，不利于形成較大規模的強烈氧化作用，對比我國北方地區，通常認為對后生成礦不利。但這種溫暖潮濕的古氣候極有利于蝕源區巖石的化學風化作用，加快鈾的遷移速度、提高滲入水中的鈾濃度，為后生成礦作用提供了豐富的鈾源。再者，找礦目的層（南林組第二段第一層）中含有豐富的有機質與炭質可以彌補古氣候條件的不足，滇西新生代盆地內已探明八個中小型砂巖鈾礦床已是有力的佐證。

4.3 鈾源條件

梁河盆地東部基底與蝕源區由中元古界高黎貢山群（Pt2）中-深變質巖系和燕山早期花崗巖（γ52）組成。蝕源區巖石鈾含量高，其中，高黎貢山群絹云母片巖、片麻巖、眼球狀混合巖、混合花崗巖、變粒巖等，鈾含量6.7×10-6～11.1×10-6；燕山早期粗粒、中粗粒似斑狀黑云母花崗巖、二云母花崗巖、中細?；◢弾r，鈾含量8.5×10-6～21.1×10-6。根據鈾浸出試驗（核工業280研究所分析測試中心，1995年），用pH=6的蒸餾水室內浸泡25天，花崗巖鈾浸出率為5.5%～8.7%，混合巖、混合花崗巖鈾浸出率為8.2%～29.4%。由此可見，盆地東部蝕源區巖石中的鈾容易被浸出，在漫長的地質時代中，為盆地沉積蓋層提供了豐富的鈾源。

4.4 巖性、巖相條件

梁河盆地找礦目的層中新統南林組第二段第一層（N1n）為扇中顆粒流-礫質辮狀河沉積含礫粗砂巖、粗砂巖，夾中細礫巖、中粗礫巖，砂巖中富含炭質和有機質。砂巖膠結松散，具備形成地浸砂巖型鈾礦的巖性、巖相條件。

4.5 盆地結構與水文地質條件

梁河盆地在剖面上，由下至上為基底—沖積扇相碎屑巖—辮狀河相碎屑巖—湖泊相泥巖（火山巖）—辮狀河相碎屑巖—湖泊相泥巖（火山巖）的地層結構，區域上發育穩定的含水層與隔水層，具備形成潛水層間氧化帶砂巖型鈾礦的水文地質條件。盆地內現代地下水發育了完善的補、徑、排系統，并具正向滲入型盆地的水文地質特征。已探明砂巖型鈾礦床、鈾礦（化）點均位于盆地地下水徑流區，在排泄區無鈾礦化顯示。

4.6 后生蝕變條件

梁河盆地地表氧化作用非常強烈。巖石主要呈黃褐、褐黃色，夾紅色條帶與斑塊，黑云母、黃鐵礦等均被氧化。盆地蓋層發育潛水氧化帶和潛水層間氧化帶兩種基本類型。已探明砂巖型鈾礦床礦區內，潛水層間氧化帶的發育寬度距盆緣2～3km。

4.7 熱水改造條件

梁河盆地已探明砂巖型鈾礦床地處騰沖熱海旅游風景名勝地外圍2.5km范圍內，礦區內熱水改造作用非常強烈，發育硅化、粘土化熱水蝕變，并伴有金屬硫化物礦化。601礦床ZK04鉆孔內品位達1.117%的富鈾礦體中見熱水成因立方體黃鐵礦；在現代地熱活動中心沉積蓋層發育水熱爆破（隱爆）角礫巖，并在部分現代溫泉泉口發現瀝青鈾礦沉淀。地下熱水中富含HCO3-，有利于基底巖石中鈾的淋出，呈重碳酸鈾酰絡合物形式遷移，含鈾熱水沿斷裂帶上升進入沉積蓋層中，在富含有機質、炭質的地段被吸附沉淀，疊加在潛水層間氧化帶形成的鈾礦體上，從而形成富鈾礦體。

4.8 構造地貌條件

梁河盆地改造盆地階段以斷塊差異性升降運動為主。東部新近系碎屑巖與當地侵蝕基準面（大盈江水面）相對高差達800m。但盆地南北構造活動強烈程度存在差異，北部地區斷塊隆升剝蝕強烈，僅保留中新統南林組，朱星街、老熊箐地區中新統南林組第一、二段沖積扇扇體均已出露地表；南部地區斷塊隆升剝蝕相對較弱，中新統南林組與上新統芒棒組均有出露，南林組第一、二段沖積扇扇體為上伏南林組第三段和芒棒組覆蓋。已探明鈾礦床均位于晚近期構造活動強烈的北部地區。顯示梁河盆地晚近期構造活動強烈的地段，砂巖型鈾礦成礦更為有利。

5 結論

1）梁河盆地是形成砂巖型鈾礦的有利盆地。蝕源區鈾源豐富，沉積蓋層發育沖積扇相碎屑巖—辮狀河相碎屑巖—湖泊相泥巖（火山巖）—辮狀河相碎屑巖—湖泊相泥巖（火山巖）的巖性地層結構，區域上中新統南木林組第二段第一層發育穩定的中顆粒流—礫質辮狀河沉積砂體與隔水層，盆地內現代地下水發育完善的補、徑、排系統，為正向滲入型盆地，具備形成砂巖型鈾礦的巖性、巖相和水文地質條件。

2）梁河盆地砂巖型鈾礦為潛水層間氧化帶砂巖鈾礦類型，潛水層間氧化帶的展布方向直接控制了鈾礦體的空間展布，鈾礦體定位于潛水層間氧化帶前鋒與上、下翼。

3）熱水改造作用，一方面，有利于基底巖石中鈾的淋出，含鈾熱水沿斷裂帶上升進入沉積蓋層中，在富含有機質、炭質的地段被吸附沉淀，疊加在潛水層間氧化帶形成的鈾礦體上，從而形成富鈾礦體；另一方面，熱水也帶來大量的硅質，導致賦礦巖石膠結致密，從而使砂巖型鈾礦變得不能地浸。從地浸砂巖型鈾礦找礦角度來看，下一步鉆探工程布置應避開深部存在熱水改造的區域。

致謝：本文在資料收集過程中，得到云南省核工業二O九大隊、云南省核工業地質調查院、中國地質調查局成都地質調查中心的大力支持與幫助，在此一并表示謝意。

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Metallogenic Conditions of Sandstone-Type Uranium Deposits in the Lianghe Basin, West Yunnan

ZHANG Liang SUN Ze-xuan MO Bang-hong DENG Zu-lin ZHANG Kai

(The 280th Institute, CNNC, Guanghan, Sichuan 618300)

The Lianghe basin is one of the host basins for sandstone-type uranium deposit in the west Yunnan region in which 2 sandstone-type uranium deposits have been found out. This paper discusses metallogenic conditions of the sandstone-type uranium deposits in the Lianghe basin based on field investigation combined with drill hole data. There is rich uranium ore material in the Lianghe basin. A lithostratigraphic structure of alluvial fan clastic rock-braided fluvial clastic rock-lacustrine mudstone (volcanic rock)-braided fluvial clastic rock-lacustrine mudstone (volcanic rock) is developed inthe sedimentary cover, while stable aquifers and aquifuges are developed in the basin. These conditions make the geological and hydrogeological conditions for the formation of sandstone-type uranium deposits in the Lianghe basin. The proven sandstone-type uranium deposits are confined to grain flow-gravelly braided river sedimentary sand body in alluvial fan. The uranium mineralization is closely related to the interlayer oxidation zone of phreatic aquifer. The uranium orebodies occur in the interlayer oxidation zone front with upper and lower wings. Hot water reformation facilitates leaching of uranium from basement rocks. Uranium-bearing fluids rose along the fault zone and entered the sedimentary cover and uranium was adsorbed and precipitated in the region rich in organic and carbonaceous matter, forming uranium-rich orebodies.

interlayer oxidation zone of phreatic aquifer; sandstone-type uranium deposit; metallogenic condition; hot water reformation; Lianghe basin; west Yunnan

2020-11-12

中國核工業地質局區域評價項目（項目編號：2020-27）

張亮（1988-），男，四川夾江縣人，碩士，工程師，主要從事礦物學、巖石學、礦床學研究和鈾礦地質勘查工作

孫澤軒（1966-），男，重慶市人，博士，高級工程師（研究員級），主要從事層序地層學與含油氣盆地分析、鈾成礦地質條件分析

P619.14

A

1006-0995（2021）02-0241-07

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.011