楊錢(qián)江
(安徽省核工業(yè)勘查技術(shù)總院,安徽 蕪湖 241000)
目前,安徽省的黃梅尖地區(qū)礦產(chǎn)資源開(kāi)采潛力較大的區(qū)域,它橫跨多個(gè)縣,從20世紀(jì)中期開(kāi)始,地質(zhì)專(zhuān)家逐漸在這個(gè)區(qū)域發(fā)現(xiàn)了該地區(qū)礦床。對(duì)黃梅尖礦床的特征和成礦條件的分析,可為礦床的進(jìn)一步探尋提供資料,明確找礦工作未來(lái)進(jìn)行的方向。
地質(zhì)勘探人員在安徽省黃梅尖地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)普查后,總結(jié)了本次地質(zhì)勘探的結(jié)果,包括共發(fā)現(xiàn)了10個(gè)礦床異常點(diǎn),質(zhì)量較高的為2條,放射性磁波的反饋是,找到178個(gè)水化異常點(diǎn),發(fā)現(xiàn)單體礦床為42個(gè),單氡型為131個(gè),兩者混合型是5個(gè),從已經(jīng)完成的多個(gè)鉆孔中,發(fā)現(xiàn)3個(gè)鉆孔內(nèi)有質(zhì)量上乘的工業(yè)礦。
在本次地質(zhì)勘探中,也總結(jié)了它的地層情況,整個(gè)地層分為四層,分別是下侏羅統(tǒng)磨山組、中侏羅統(tǒng)磨山組、上侏羅統(tǒng)磨山組與磚橋組,同時(shí),在地質(zhì)中也發(fā)現(xiàn)了大量的巖漿巖。
另在長(zhǎng)時(shí)間發(fā)展中,地下出現(xiàn)了大量的石英巖,它與礦產(chǎn)的接觸有兩個(gè)接觸帶,內(nèi)接觸帶與外接觸帶,鈾礦體會(huì)從兩個(gè)接觸帶與其接觸。
整個(gè)區(qū)域的礦層單一,除部分山坡的堆積與殘基層,多是下統(tǒng)中山組與中統(tǒng)羅嶺組的碎巖,它們均屬于侏羅系。中山組的巖性依次是灰黃綠粉砂巖,頁(yè)巖與石英砂和煤層,礦層變化具有韻律感,羅嶺組的地層為23層,構(gòu)成韻律層,每一層都可分成A層和B層兩部分,A層是石英砂巖,B層是細(xì)粉砂巖。
另磚橋組不會(huì)全部覆蓋龍門(mén)組,礦床整體巖性分成三部分,每段都有相應(yīng)的巖石特征。
區(qū)域內(nèi)褶皺的發(fā)育較慢,部分組是單斜巖層,為盆地底部的基本構(gòu)造,其斷裂的方向是東西向,持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng),受此影響,巖石內(nèi)的熱液蝕變改變了走向,某礦床就在裂縫內(nèi)。
它也有其他方向的斷裂,包括南北、北西等,其中南北的裂縫受東西裂縫影響,向逆時(shí)針扭動(dòng),有大量熱液脈沖。
從礦體的產(chǎn)狀可把它分成兩類(lèi),一是傾斜角礦體,二是陡傾角礦體,前者會(huì)隨著侏羅系內(nèi)砂巖的移動(dòng),改變礦體的位置,腐蝕裂縫,礦體最終形成的狀態(tài)與礦層基本相同,它的優(yōu)勢(shì)是,礦體為盲礦體,在地下的深度較深,且礦層富有層次,多個(gè)區(qū)間的礦體是連續(xù)的,其成型后以類(lèi)似層狀、透明狀為主,長(zhǎng)度通常最短為20m,最長(zhǎng)是80m,寬度的最小與長(zhǎng)度一致,最大不超過(guò)100m,在特殊情況下,長(zhǎng)度可達(dá)到185m,寬度最寬是380m。后者的位置是近礦層與深部,受巖層接觸帶和內(nèi)部斷裂的影響,成礦的特點(diǎn)是規(guī)模小,有多個(gè)形態(tài),礦體質(zhì)量不穩(wěn)定,它成型后,狀態(tài)是脈狀、透明狀,厚度各處不一。
本文提及的圍巖是富礦圍巖,以及圍巖發(fā)生的蝕變。如果礦產(chǎn)資源礦化是通過(guò)外接觸帶與巖體接觸,那么該礦床的位置是在下侏羅系內(nèi)。
其資源礦化的變化,和熱液蝕變有直接關(guān)系,特別是中低溫的熱液,而發(fā)生蝕變后,圍巖有紅化、硅化的反應(yīng),其中紅化的強(qiáng)度,可幫助地質(zhì)勘測(cè)人員判斷鈾礦化的豐富或稀少。
礦床的礦石由多個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)成,包括瀝青鈾礦、銅鈾云母、白鐵礦等,而其結(jié)構(gòu)的變化是碎裂、膠狀、角礫膠結(jié)結(jié)構(gòu)等。由此,可總結(jié)出礦產(chǎn)資源在地下存在的兩種方式,第一種是礦物,呈現(xiàn)為最原始的狀態(tài),第二種是從礦變?yōu)殡x子,吸附到巖石上,吸附的物體是赤鐵礦、粘土等。
此外,對(duì)于礦化類(lèi)型,有兩種類(lèi)型——石英正長(zhǎng)巖型礦化與砂巖型礦化。這兩種礦化方式有多個(gè)階段,依照每個(gè)階段礦物質(zhì)的互相組合,可把類(lèi)型細(xì)化為四種,其中的鈾-紅化粘土,分布在砂巖與正常巖中,在多個(gè)礦床中均有發(fā)現(xiàn),而堿交代型礦化后的礦石,和紅化的粘土基本相同。
從上述地質(zhì)勘探與礦物質(zhì)特征的分析,得出若想順利形成鈾礦,必須滿(mǎn)足多個(gè)要求,包括構(gòu)造、巖體、成礦物質(zhì)等。
對(duì)于構(gòu)造的解析包括三方面,分別是接觸帶、斷裂與含礦情況。首先,接觸帶是礦層結(jié)構(gòu)變化、圍巖腐蝕等物質(zhì)作用下出現(xiàn)的特殊構(gòu)造,這些接觸帶與礦產(chǎn)接觸的方式是由巖石傾斜的角度,或是與斷裂帶的接觸決定,所以對(duì)于斷裂帶的要求是,滿(mǎn)足以下特征:巖體翻轉(zhuǎn)時(shí),控制與斷裂帶的接觸;實(shí)現(xiàn)不同巖性組合,基于這些巖性的物理強(qiáng)度,促進(jìn)孔隙發(fā)育,以便礦物質(zhì)累積。其次,對(duì)于斷裂的分析,是分析其類(lèi)型,包括X型、“入”字型與大斷裂產(chǎn)生的小構(gòu)造,即斷裂整體的規(guī)模較大,角度有較大傾斜,以東西向斷裂為前提的基礎(chǔ)上向不同方向控制裂縫,且裂縫會(huì)長(zhǎng)期活動(dòng),每次活動(dòng)都有一定的差異。最后,對(duì)于含礦結(jié)構(gòu),是找到上、中、下侏羅系內(nèi)各組巖性的改變,因受數(shù)次改變影響,多個(gè)裂縫互相疊加,既改變了巖性,也形成了成礦的有利位置,以此為中心,周?chē)鷷?huì)出現(xiàn)不同角度的傾斜和大小的裂縫,組合在一起后,形成順層含礦結(jié)構(gòu)。
由此,是讓構(gòu)造符合成礦的條件,順利形成礦床。
巖體中的礦產(chǎn)資源是長(zhǎng)時(shí)間累積形成的,且礦體又屬于副礦物。所以,對(duì)巖體的要求,是其有較大的機(jī)械物理性差異,由于這一差異,巖石表面會(huì)不斷累積新物質(zhì),在新物質(zhì)中夾雜著礦產(chǎn)資源,而帶有礦物質(zhì)巖石受到熱液蝕變后,巖體內(nèi)部的礦產(chǎn)特征變?yōu)榛钚?,與接觸帶、其他巖石的接觸中,可形成大面積的工業(yè)鈾礦。每種礦石的內(nèi)部都有氧、硫、鉛的同位素,據(jù)某項(xiàng)測(cè)驗(yàn)顯示,鈾礦同位素中的年齡是176ma、113ma、66.6ma,中間的數(shù)值是它的主成礦期,與巖體的成型時(shí)間基本相同,得出巖土內(nèi)鈾礦的形成具有連續(xù)性,只有很小的時(shí)差。
地層是礦床集中的主要區(qū)域,而黃梅尖地區(qū)經(jīng)過(guò)實(shí)際勘探,發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的礦床主要集中在中、下侏羅內(nèi)部的兩個(gè)組內(nèi),檢測(cè)的結(jié)果是底層內(nèi)有少量的礦物質(zhì)層。
經(jīng)過(guò)分析后,總結(jié)出地層礦產(chǎn)的形成是動(dòng)蕩階段,長(zhǎng)期沉積,形成的礦產(chǎn)較厚,分布在層次中,也就是該區(qū)域巖性較為復(fù)雜,為礦產(chǎn)的形成提供了空間,是鈾礦形成的優(yōu)勢(shì)層位。
通過(guò)蝕變會(huì)讓巖層發(fā)生不同變化,這些變化會(huì)在某種程度上決定礦化的程度,同時(shí),圍巖蝕變多以側(cè)向分帶為主,以礦體為中心,向兩側(cè)反應(yīng),形成變質(zhì)帶。所以,蝕變帶的大小、覆蓋的范圍等直接決定礦體的大小,期間熱液活動(dòng)的次數(shù),也反應(yīng)了礦體的豐富與稀少,故為實(shí)現(xiàn)成礦,在前期做到鈉長(zhǎng)石化,是必然要求。
礦床的形成需要多個(gè)成礦物質(zhì),包括硫、碳、鈾。從較早的研究報(bào)告中發(fā)現(xiàn),把黃梅尖地區(qū)的石英巖分解后,在分解物中發(fā)現(xiàn)了大量氧氣,以及大量磁鐵,但檢測(cè)成礦后的巖石卻發(fā)現(xiàn)氧明顯減少,這說(shuō)明從最初的巖漿到最后的成礦,氧會(huì)隨著大氣水的加入逐漸減少。
在這份報(bào)告中,也發(fā)現(xiàn)了對(duì)硫等三種物質(zhì)的分析,硫是分析了六種黃鐵礦的樣本,根據(jù)結(jié)果確定它接近深源,對(duì)于碳是在熱液蝕變中大量發(fā)現(xiàn),直接影響巖漿的形成,礦產(chǎn)資源一般來(lái)自于地下深處。因此,礦床的形成需要多種物質(zhì),并在共同作用下形成鈾礦。
對(duì)黃梅尖地區(qū)礦床化特征及成礦條件的闡述,是基于該區(qū)地質(zhì)普查的結(jié)果總結(jié)了鈾礦的各項(xiàng)特征,最后分析了成礦必須滿(mǎn)足的條件。
如此,可以為礦產(chǎn)的進(jìn)一步勘探提供理論,明確未來(lái)找礦的方向,發(fā)揮鈾礦的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
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