陜西華陽(yáng)川鈾鈮鉛礦床礦石礦物學(xué)特征

康清清，　江宏君， 　李　鵬，　李　雷，　張熊貓，　董強(qiáng)強(qiáng)，葉興超，　高　成，　張　濤，　薛聰聰

(中陜核工業(yè)集團(tuán)二二四大隊(duì)有限公司，陜西 西安　710024)

華陽(yáng)川鈾鈮鉛礦床位于陜西華陰境內(nèi)，地處小夫峪-華陽(yáng)川-黃龍鋪成礦帶，發(fā)現(xiàn)于1960年代，是一個(gè)以鈾、鈮、鉛為主并伴生有“三稀”元素的超大型多金屬礦床(惠小朝，2014)。前人對(duì)該礦床開展過大量的工作，取得了一定的認(rèn)識(shí)(惠小朝等，2014，2016；王江波等，2013；武翠蓮等，2015)。但該礦床由于單礦種品位較低、選冶工藝水平的限制，至今未能開采。近年來，隨著我國(guó)對(duì)鈾資源量需求的增大以及華陽(yáng)川礦床勘查工作取得重大突破，選冶實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)可行成為華陽(yáng)川礦床綜合開發(fā)利用的有利條件。結(jié)合前人研究資料以及現(xiàn)階段選礦實(shí)驗(yàn)結(jié)果，筆者初步總結(jié)研究了華陽(yáng)川礦床有用元素的賦存狀態(tài)、礦石礦物的化學(xué)成分和物理性質(zhì)，以期提高對(duì)華陽(yáng)川礦床的認(rèn)識(shí)，為礦床選冶實(shí)驗(yàn)和綜合開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。

1　區(qū)域及礦床地質(zhì)特征

華陽(yáng)川鈾鈮鉛礦床構(gòu)造上位于秦嶺造山帶與華北板塊塊交接部位的小秦嶺地區(qū)，賦存于華山巖體和老牛山巖體夾持的太古代太峪嶺、翁岔鋪片麻巖套中，主要巖性有花崗片麻巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖以及含輝石角閃斜長(zhǎng)片麻巖等(圖1、圖2)。礦床的含礦主巖為受北西向展布的華陽(yáng)川斷裂控制的偉晶巖脈和碳酸巖脈(圖2)。含礦碳酸巖脈可細(xì)分為長(zhǎng)石霓輝石石英方解石脈、含霓輝石石英方解石重晶石雜脈、含黑云母或少量霓輝石的方解石重晶石雜脈和含沸石石英方解石脈等。各類碳酸巖脈強(qiáng)烈改造早期形成的偉晶巖脈，形成密集的網(wǎng)狀脈群(圖3)。復(fù)雜的含礦脈巖中包含了眾多的鈾、鈮、鉛、稀土等礦石礦物*中陜核工業(yè)集團(tuán)二二四大隊(duì)有限公司.2012.陜西省華陽(yáng)市華陽(yáng)川鈾鈮鉛礦床316線評(píng)查地質(zhì)報(bào)告。。鈾、鈮、稀土礦物在偉晶巖和碳酸巖中均有分布，其中以碳酸巖為主要；鉛礦物則主要賦存于晚期碳酸鹽脈中，呈細(xì)脈狀和浸染狀沿偉晶巖及碳酸巖的裂隙充填。由于不同期次的含礦脈巖相互交切、混雜，空間上鈾、鈮、稀土礦化與鉛礦化常常表現(xiàn)出“同體”特征，但地質(zhì)現(xiàn)象表明鉛礦化往往晚于鈾、鈮、稀土礦化。

鈾鈮鉛礦體展布與密集網(wǎng)脈帶總體展布方向一致，呈北西走向、傾向北東的厚大板狀、似層狀及厚大網(wǎng)脈狀。脈體分布密度愈大，范圍愈廣，礦體規(guī)模則愈大。反之，脈體分布稀疏，范圍小，則礦體規(guī)模小。目前控制礦體總長(zhǎng)約2.6 km，礦體平均厚度大于500 m。

圖1　小秦嶺地區(qū)構(gòu)造-巖漿簡(jiǎn)圖Fig.1　Simplified regional tectonic-magma map of the Lesser Qinling area(a.研究區(qū)大地構(gòu)造簡(jiǎn)圖；b.研究區(qū)地質(zhì)、礦產(chǎn)簡(jiǎn)圖，據(jù)1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)圖修編)

圖2　華陽(yáng)川鈾鈮鉛礦床礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.2　Geological map of the Huayangchuan uranium polymetallic deposit

圖3　含礦脈巖形態(tài)圖(a*中陜核工業(yè)集團(tuán)二二四大隊(duì)有限公司.2012.陜西省華陽(yáng)市華陽(yáng)川鈾鈮鉛礦床316線評(píng)查地質(zhì)報(bào)告。)Fig.3　Morphology of ore vein①偉晶巖(鈾鈮礦化)；②石英方解石脈；③石英長(zhǎng)石霓輝石脈(鈾鈮礦化)；④含霓輝石重晶石石英方解石雜脈(鈾鈮礦化)；⑤含黑云母少量霓輝石重晶石石英方解石雜脈(鈾鈮鉛礦化)；⑥含沸石石英方解石雜脈(鉛礦化)；⑦黑云斜長(zhǎng)片麻巖

2　礦石礦物組成

礦石類型有偉晶巖型和碳酸巖型兩種，其中碳酸巖型礦石又分為富鈾礦石和富鉛礦石。

偉晶巖型礦石主要組成礦物為鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英，其次有褐簾石、綠簾石、角閃石、黑云母、磁鐵礦、鈮鈦鈾礦、晶質(zhì)鈾礦、釷鈾礦，該類型礦石往往具有相對(duì)較富的鈾(鈮)礦品位，伴有稀土礦化，不含鉛。富鈾碳酸巖型礦石主要組成礦物為石英、方解石、鉀長(zhǎng)石、鐵白云石、霓輝石，其次有重晶石-鍶重晶石、天青石-鋇天青石、褐簾石、綠簾石、角閃石、黑云母、白云母、磁鐵礦、鈮鈦鈾礦、晶質(zhì)鈾礦、釷鈾礦、(含鈾)長(zhǎng)白礦、(含鈾)褐釔鈮礦、鈾釷石、方鉛礦等，該類型礦石為鈾鈮(稀土)礦石，伴有一定程度的稀土礦化，由于晚期鉛成礦作用疊加形成一部分的鈾鈮(稀土)鉛混合礦石。富鉛碳酸巖型礦石主要組成礦物為石英、方解石、鐵白云石、霓輝石，其次有重晶石-鍶重晶石、天青石-鋇天青石、磁鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦等，該類型礦石為鉛礦石。礦石礦物組成見表1，礦石化學(xué)成分見表2、表3*中陜核工業(yè)集團(tuán)二二四大隊(duì)有限公司，西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司.2016.華陽(yáng)川鈾鈮鉛多金屬礦石選礦試驗(yàn)報(bào)告.。

表1礦物組成為碳酸巖、偉晶巖混合礦石礦物組成平均含量。

表1　華陽(yáng)川礦床礦石礦物組成及含量

注：分析測(cè)試手段有顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析、MLA測(cè)試。礦石樣品數(shù)量79件。

礦床的成礦元素主要為鈾、鈮、鉛，并伴生稀有、稀散、稀土元素。其中含鈾礦物主要為鈮鈦鈾礦，其次為晶質(zhì)鈾礦、少量的含鈾長(zhǎng)白礦、含鈾褐釔鈮礦、釷鈾礦；鈮礦物主要為鈮鈦鈾礦，少量褐釔鈮礦、鈮金紅石；鉛礦物主要為方鉛礦，少量氧化形成的白鉛礦；貴金屬銀及稀散元素鉍、鎘、硒、碲主要分散于方鉛礦中(表2)；稀土礦物主要為褐簾石、獨(dú)居石，其次為褐釔鈮礦、磷釔礦、氟碳鈰鑭礦等，稀土以鑭、鈰、釔為主(表3)；鋇鍶礦物主要為重晶石、天青石、菱鍶礦等。

表2　方鉛礦中稀有、分散元素含量*中陜核工業(yè)集團(tuán)二二四大隊(duì)有限公司.2012.陜西省華陽(yáng)市華陽(yáng)川鈾鈮鉛礦床316線評(píng)查地質(zhì)報(bào)告。

表3　礦石多元素分析結(jié)果

*單位為g/t；測(cè)試儀器：iCAPQ電感耦合等離子體質(zhì)譜儀；測(cè)試方法及依據(jù)：DZG 20.01—2011(84.2.8)；測(cè)試單位：西安西北有色金屬研究院有限公司

3　鈾礦物特征

3.1　鈮鈦鈾礦特征

鈮鈦鈾礦顏色有黃綠色、黃褐色、棕色到黑色，地表其表面常形成黃色氧化膜。油脂光澤，貝殼狀斷口，硬度5左右，性脆，易破碎。多呈自形八面晶體及其穿插連晶*陜西省地礦局第六地質(zhì)隊(duì).1973.陜西省華陰縣華陽(yáng)川204鈾鈮鉛綜合礦床礦石物質(zhì)成分初步研究報(bào)告.。較大晶體具環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖4b)，部分為半自形粒狀集合體。鈮鈦鈾礦粒徑一般0.08～0.7 mm，最大達(dá)2 mm，最小為0.04 mm。黑色鈮鈦鈾礦自形程度高，常呈粒狀以及粒狀集合體產(chǎn)出(圖4a，b，d)；黃色鈮鈦鈾礦自形程度差，但通常也呈不規(guī)則的粒狀以及團(tuán)塊狀產(chǎn)出(圖4c)。

礦區(qū)內(nèi)鈮鈦鈾礦至少存在兩期。其中偉晶巖期鈮鈦鈾礦呈星點(diǎn)狀、浸染狀產(chǎn)出于偉晶巖中鉀化(圖5e)、黑云母化(圖5a，c)、角閃石化(圖4c)部位。碳酸巖期鈮鈦鈾礦主要以粒狀或集合體呈星點(diǎn)狀、不規(guī)則團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀分布于含堿性輝石(霓輝石)及堿性閃石(富鈉鐵閃石)、微斜長(zhǎng)石的石英方解石重晶石雜脈中(圖5b，d，f)。野外地質(zhì)現(xiàn)象表明碳酸巖往往切穿早期偉晶巖(圖3)，故此偉晶巖期鈮鈦鈾礦鈾礦早于碳酸巖期鈮鈦鈾礦。

通過鏡下統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)鈮鈦鈾礦與方解石關(guān)系最為密切(圖6c，g，h，i，圖7a，b，c，f)，其次為鉀長(zhǎng)石(圖6a，c，d，圖7d，f)，再次為石英(圖6g，i，圖7d，e，f)、霓輝石(圖6b，d，e，f)、天青石(圖6a)。鈮鈦鈾礦主要分布于礦物顆粒之間及礦物裂隙中，與相鄰礦物多呈鑲嵌、包體、連晶、環(huán)帶等結(jié)構(gòu)密切共生(圖6，圖7)。

值得注意的是野外觀察過程中，肉眼可見鈮鈦鈾礦的部位或旁側(cè)往往發(fā)育強(qiáng)烈的黑云母化，黑云母以鱗片狀或集合體出現(xiàn)(圖5a，c，e，d)。

礦區(qū)產(chǎn)出的鈮鈦鈾礦為一種貧鉭低稀土種屬*陜西省地礦局第六地質(zhì)隊(duì)，1974.陜西省華陰縣204鈾、鈮、鉛綜合礦床初步勘探及詳細(xì)普查報(bào)告.，為進(jìn)一步了解本區(qū)鈮鈦鈾礦化學(xué)成分，對(duì)其進(jìn)行了能譜分析，共36件，測(cè)試結(jié)果見表4。由表可知，鈮鈦鈾礦中Nb為18.63%～26.58%，平均22.01 %；Ti為8.70%～12.54%，平均10.84%，U為19.96%～25.78%，平均23.51%，Ca為2.21%～11.30%，平均7.68%。部分鈮鈦鈾礦中含有約2.02～4.075的稀土元素。

3.2　晶質(zhì)鈾礦特征

晶質(zhì)鈾礦是礦區(qū)除鈮鈦鈾礦以外最主要的鈾礦物之一，主要分布于偉晶巖及早期碳酸巖中。絕大多數(shù)晶質(zhì)鈾礦與鈮鈦鈾礦相伴生，晶質(zhì)鈾礦主要呈自形-半自形粒狀分布于鈮鈦鈾礦的邊部(圖8a，b，c，i)或包裹于鈮鈦鈾礦中(圖8a)。除此之外，亦可見晶質(zhì)鈾礦分布于方解石、天青石、石英、磷灰石、鉀長(zhǎng)石、褐釔鈮礦、角閃石等顆粒之間，少量包裹于以上礦物中(圖9，圖10)。

圖4　鈮鈦鈾礦特征Fig.4 Characteristics of the betafitesBat.鈮鈦鈾礦；Ur.晶質(zhì)鈾礦；Aea.霓輝石；Kfs.鉀長(zhǎng)石；Cls.天青石；Hb.角閃石；Ap.磷灰石；Mz.獨(dú)居石；1.黃褐色鈮鈦鈾礦；2.黑色、棕色鈮鈦鈾礦

通過能譜分析發(fā)現(xiàn)礦石中晶質(zhì)鈾礦中U的變化范圍為58.79%～73.85%，平均67.04%(表5)，與晶質(zhì)鈾礦中U的理論值(55%～64%)相比，本區(qū)晶質(zhì)鈾礦鈾含量略高。表5中顯示晶質(zhì)鈾礦中含有2.7%～11.46%的稀土、釷等元素，而晶質(zhì)鈾礦中普遍存在鉛元素主要可能是鈾元素衰變形成的?；菪〕?2014)測(cè)定礦區(qū)晶質(zhì)鈾礦中鈾的含量為78.8%～83.36%(按UO2換算)，晶質(zhì)鈾礦中主要混入了鈣和釷，未發(fā)現(xiàn)明顯的稀土元素類質(zhì)同象混入的現(xiàn)象。其結(jié)果與本次測(cè)定結(jié)果差別較大，說明礦區(qū)內(nèi)不同地段晶質(zhì)鈾礦化學(xué)成分可能有較大的變化，也可能反映了鈾成礦多期次特征。

惠小朝(2014)測(cè)定礦區(qū)中晶質(zhì)鈾礦釷含量為3.59%，幾乎不含鉛及稀土元素(表5)。本次測(cè)定發(fā)現(xiàn)晶質(zhì)鈾礦中幾乎不含釷，部分樣品的鉛及稀土元素含量較高，其中稀土含量最高達(dá)11.46%，與前人測(cè)定的化學(xué)成分差異較大，可能反應(yīng)了晶質(zhì)鈾礦形成的多期次特征。

3.3　含鈾礦物中鈾的配分

根據(jù)礦石中礦物含量、含鈾礦物的化學(xué)成分對(duì)鈾在單個(gè)礦物中的分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，顯示礦石中鈾主要分布于鈮鈦鈾礦中，其次為晶質(zhì)鈾礦中，再次為釷鈾礦和含鈾褐釔鈮礦中，含鈾長(zhǎng)白石中亦有少量分布(表6)。

4　鈮礦物特征

礦區(qū)的鈮礦物在偉晶巖和早期碳酸巖中均有產(chǎn)出。主要為鈮鈦鈾礦，其次為含鈾褐釔鈮礦，少量的鈮金紅石和(含鈾)長(zhǎng)白礦。

圖5　鈮鈦鈾礦賦存特征Fig.5　Occurrence characteristics of the betafites1.黃褐色鈮鈦鈾礦;2.黑色鈮鈦鈾礦;Mz.獨(dú)居石

圖6　鈮鈦鈾礦的分布特征(背散射圖像)Fig.6　Distribution characteristics of the betafitesBat.鈮鈦鈾礦;Ur.晶質(zhì)鈾礦;Kfs.鉀長(zhǎng)石;Aea.霓輝石;Cls.天青石;Cal.方解石;Qz.石英;Mt.磁鐵礦;Spn.榍石;Alt.褐簾石

表4　鈮鈦鈾礦化學(xué)成分(能譜分析)

測(cè)試儀器： JXA-8100 電子探針分析儀；測(cè)試條件：加速電壓 20 kV，束流 1×10-8A，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) GB/T15074—2008；測(cè)試單位：西安西北有色金屬研究院有限公司

表5　晶質(zhì)鈾礦化學(xué)成分(能譜分析)

圖7　鈮鈦鈾礦單偏光鏡下特征Fig.7　Characteristics of the betafites in the single polarizerBat.鈮鈦鈾礦；Cal.方解石；Bar.重晶石；Ap.磷灰石；Ep.綠簾石；Hb.角閃石；Kfs.鉀長(zhǎng)石；Qz.石英

表6　礦石中鈾的配分

表7　含鈾褐釔鈮礦化學(xué)成分(能譜分析)

圖8　晶質(zhì)鈾礦賦存特征Fig.8　Occurrence characteristics of the uranatemnitesUr.晶質(zhì)鈾礦；Bat.鈮鈦鈾礦；Cal.方解石；Qz.石英；Ap.磷灰石；Spn.榍石；Cls.天青石；Kfs.鉀長(zhǎng)石；Bss.氟碳鈰鑭礦；Hb.角閃石；Cha.含鈾長(zhǎng)白礦；Fer.含鈾褐釔鈮礦；Mt.磁鐵礦

4.1　含鈾褐釔鈮礦特征

含鈾褐釔鈮礦是區(qū)內(nèi)含鈾礦物之一。含鈾褐釔鈮礦粒度大小約0.02～0.1 mm，呈半自形柱狀、粒狀等，堆積分布于石英、長(zhǎng)石顆粒之間，其顆粒間常有晶質(zhì)鈾礦分布，與晶質(zhì)鈾礦關(guān)系較為密切(圖10h)。

礦物中鈾含量4.37%～7.04%、鈮含量34.83%～35.34%(表7)。礦區(qū)內(nèi)約有6.36%的鈾，35.78%的鈮賦存其中(表6，表10)。褐釔鈮礦的化學(xué)通式為YNbO4，礦區(qū)內(nèi)褐釔鈮礦中Y含量平均為19.39%，與理論值(36.17%)相比較低，能譜分析顯示褐釔鈮礦中含Ca，Ce，Nd，Sm，Gd，Dy，Yb及U等元素，可能為類質(zhì)同像替代Y的結(jié)果。鈮元素平均含量為35.08%，較理論值(37.79%)偏低，其原因可能為少量被Ti元素替代。礦區(qū)褐釔鈮礦中不含Ta。一般認(rèn)為褐釔鈮礦組礦物中Ta含量的增高妨礙Ce族稀土元素的大量存在，Nb元素的存在則不會(huì)對(duì)Y族、Ce族稀土元素起限制作用(潘兆櫓等，1998)，故此礦區(qū)褐釔鈮礦的貧Ta也是礦區(qū)內(nèi)褐釔鈮礦中大量存在Ce族稀土的原因。褐釔鈮礦中的富Nb貧Ta一定程度上反映了其形成與堿性巖-碳酸巖關(guān)系密切。

4.2　鈮金紅石特征

礦石中鈮金紅石粒度大小約0.01～0.02 mm，半自形粒狀、柱狀，反射色為藍(lán)灰色，具非均質(zhì)性，呈星點(diǎn)狀分布于鈮鈦鈾礦中(圖9a)和方解石顆粒中(圖9b)。礦物中Nb平均含量9.56%，Ti平均含量為60.68%，鐵平均含量2.05%，V平均含量2.49%(表8)。其富含Nb及含V的特征反應(yīng)了其形成與堿性巖-(基性)碳酸巖密切相關(guān)。

圖9　鈮金紅石分布特征(背散圖像)Fig.9　Distribution characteristics of the niobium rutilesNb-Ru.鈮金紅石；Ur.晶質(zhì)鈾礦；Bat.鈮鈦鈾礦；Cal.方解石

4.3　含鈾長(zhǎng)白礦特征

礦石中含鈾長(zhǎng)白礦粒度大小約0.01～0.3 mm，粒度細(xì)小，主要呈半自形-它形粒狀，與方解石、褐簾石、磷灰石、鉀長(zhǎng)石密切共生(圖10)，此外還可見微細(xì)粒的含鈾長(zhǎng)白礦包裹于霓輝石和菱鍶礦中。

長(zhǎng)白礦化學(xué)式是PbNb2O6，化學(xué)成分理論值為：含Pb 40.94%，Nb 37.24%，O 21.82%。礦區(qū)含鈾長(zhǎng)白礦中Nb，Pb平均含量分別為25.43%和34.53%，礦物能譜分析顯示約含有12.36%～17.31%的U，Ca，F(xiàn)e，Ti，Si等元素，可能是類質(zhì)同像替代Pb，Nb的結(jié)果(表9)，此外部分礦物中見有稀土元素混入的現(xiàn)象(惠小朝，2014)。

表9　含鈾長(zhǎng)白石化學(xué)成分(能譜分析)

表8　鈮金紅石化學(xué)成分(能譜分析)

圖10　含鈾長(zhǎng)白礦分布特征背散圖Fig.10　Distribution characteristics of the changbaiitesKfs.鉀長(zhǎng)石；Cha.含鈾長(zhǎng)白石；Alt.褐簾石；Cal.方解石；Ap.磷灰石

4.4　鈮在含鈮礦物中的配分

礦石中鈮主要分布于鈮鈦鈾礦中，占礦石中鈮總量的57.36%；其次分布于褐釔鈮礦中，占礦石中鈮總量的35.78%；再次分布于鈮金紅石，占礦石中鈮總量的5.42%；僅有少量賦存于含鈾長(zhǎng)白礦中(表10)。

表10　礦石中鈮的配分

5　鉛礦物特征

礦石中鉛礦物主要為方鉛礦，部分的鉛賦存于含鈾長(zhǎng)白礦和少量白鉛礦中，并可見少量鉛釩及鉛丹等次生鉛礦物。與一般方鉛礦相比，該礦石中方鉛礦新鮮斷面多為暗淡光澤，甚至無光澤，不具有一般方鉛礦特有的淺灰色和強(qiáng)金屬光澤。菱面體解理完全，單體多呈三角錐柱、菱面體、截面四方錐等，呈立方體者少見，粒徑0.1～2 mm，最小0.02 mm。方鉛礦主要以稀疏浸染狀、細(xì)脈狀或不規(guī)則團(tuán)塊狀產(chǎn)于晚期的碳酸巖脈中?？梢姺姐U礦沿偉晶巖(圖11b)、碳酸巖(圖11c)及片麻巖(圖11d)的裂隙充填，交代或切穿霓輝石、石英、方解石，部分呈網(wǎng)格狀充填于黃鐵礦微裂隙中(圖12)，表明了方鉛礦的成礦較晚。方鉛礦與鈮鈦鈾礦雖在空間上存在伴生關(guān)系，但從分布形式上沒有必然的聯(lián)系，即有鈮鈦鈾礦的部位不一定有方鉛礦產(chǎn)出，反之亦然；而鏡下可見方鉛礦呈細(xì)脈狀切穿鈮鈦鈾礦顆粒(圖11a)，顯示了方鉛礦成礦晚于鈮鈦鈾礦的形成。

野外及鏡下研究表明，方鉛礦與黃鐵礦、黃銅礦、方解石、石英、重晶石、磁鐵礦等伴生或共生。方鉛礦中除含有堿性閃石、榍石、黃銅礦等礦物包裹體外，經(jīng)電子探針查明還含有呈超顯微和細(xì)分散狀態(tài)的Ag和Bi，Cd，Se，Te，Tl，In等貴金屬及稀散元素(表2)。

6　釷礦物特征

礦石中釷元素主要賦存于釷石中。釷石顆粒一般較小，粒度范圍為0.001×0.001～0.96×0.59 mm。其中顆粒直徑小于0.04者占77.08%。釷石的化學(xué)成分分析顯示，Th為42.18%～66.80%，平均49.47%，其中礦物中Th被U，Pb，Y，Nb，Mn，F(xiàn)e，Ti，Ca等類質(zhì)同象替代，其中U為0.00～10.72%，平均含量達(dá)到7.72%，鉛為0.71～3.51%，平均含量1.61%(表11)。

表11　釷石化學(xué)成分(能譜分析)

圖11　方鉛礦鏡下特征(反射光)Fig.11　Characteristics of the galenas in polarizing microscopeGn.方鉛礦；Ces.白鉛礦；Cp.黃銅礦；Py.黃鐵礦；Mt.磁鐵礦；Bat.鈮鈦鈾礦；Cal.方解石；Aea.霓輝石；Qz.石英

圖12　方鉛礦賦存特征Fig.12　Occurrence characteristics of the galenasGn.方鉛礦，Py.黃鐵礦，Cal.方解石，Aea.霓輝石。

釷石在礦石中主要以包裹、鑲嵌等狀態(tài)分布，主要包裹于褐簾石中，亦可見包裹于鉀長(zhǎng)石中的釷石；其次釷石與黃鐵礦、磷灰石、黑云母、天青石等也常呈包裹關(guān)系。此外還可見部分釷石分布于鋯石、褐簾石、鈉長(zhǎng)石、磷灰石等礦物顆粒之間或巖石裂隙中(圖13d)。

7　稀土礦物特征

礦石中主要的含稀土礦物主要為獨(dú)居石、褐簾石，次為含鈾褐釔鈮礦、氟碳鈰鑭礦。除此之外，稀土元素主要分散于鈮鈦鈾礦、榍石、磷灰石、重晶石、方解石等礦物中。

7.1　獨(dú)居石特征

獨(dú)居石常呈黃色粒狀集合體產(chǎn)于偉晶巖和早期碳酸巖脈中，晚期碳酸巖脈中少見，形成階段基本與鈮鈦鈾礦等鈾礦物的形成階段相當(dāng)。粒徑一般0.05 mm左右，常與磷灰石、富鐵鈉閃石、鈮鈦鈾礦、黑云母等共生(圖3a，圖4e)。獨(dú)居石中稀土元素主要以La，Ce為主，少量以類質(zhì)同象形式混入Y，Nd。礦物中La的含量在不同地段差別較大(表12)。

表12　獨(dú)居石化學(xué)成分

7.2　褐簾石特征

褐簾石常呈褐色、褐紅色粒狀、長(zhǎng)板狀及他形“膠狀”。主要產(chǎn)出于偉晶巖中，部分產(chǎn)于早期碳酸巖中，其中以前者為主要。

礦物粒徑一般為0.08～0.2 mm，粒徑較大的長(zhǎng)4～5 mm、寬1～2 mm。其中產(chǎn)于偉晶巖中的褐簾石粒度較大，多呈長(zhǎng)板狀，碳酸巖中的褐簾石顆粒則相對(duì)較小，多呈他行“膠狀”。褐簾石在礦石中的平均含量?jī)H為萬(wàn)分之幾，但在部分偉晶巖中其含量達(dá)百分之幾。

鏡下觀察發(fā)現(xiàn)褐簾石常與與鈮鈦鈾礦(圖13a)、晶質(zhì)鈾礦(圖13b)、榍石(圖13c)、獨(dú)居石、磷灰石、磁鐵礦等密切共生。其在偉晶巖中呈自形板狀晶體、顆粒較大(圖13c)。在碳酸巖中多呈他形膠結(jié)鈮鈦鈾礦(圖13a)、獨(dú)居石、磷灰石。礦物中TR2O3含量達(dá)16.8%～20.5%，且以輕稀土為主。

7.3　礦石中稀土元素的配分

礦石中稀土元素以輕稀土Ce，La，Nd為主，占稀土總量的77.78%，其中Ce平均含量為0.025%，La平均含量為0.0154%，Nd平均含量為0.01%，次為重稀土Y，占稀土總量的7.49%，平均含量為0.0053%(表13)。礦石中輕重稀土比值為6.34，表現(xiàn)出一定程度的重稀土相對(duì)富集。

表13　礦石中稀土元素含量

測(cè)試儀器：iCAPQ電感耦合等離子體質(zhì)譜儀；測(cè)試方法及依據(jù)：DZG 20.01—2011(84.2.8)；分析測(cè)試單位：中陜核工業(yè)集團(tuán)綜合分析測(cè)試中心

圖13　稀土礦物特征Fig.13　Characteristics of the rare earth minerals Alt.褐簾石；Bas.氟碳鈰鑭礦；Tho.釷石；Bat.鈮鈦鈾礦；Qz.石英；Cal.方解石；Hp.角閃石；Ur.晶質(zhì)鈾礦；Spn.榍石

8　結(jié)論

(1)礦石中鈾礦物主要為鈮鈦鈾礦，次為晶質(zhì)鈾礦，礦石中83%以上的鈾賦存于該兩種礦物中，其余少量鈾賦存于釷鈾礦、含鈾褐釔鈮礦和含鈾長(zhǎng)白礦中；鈮礦物主要為鈮鈦鈾礦，次為含鈾褐釔鈮礦，約93%的鈮賦存于該兩種礦物中，其余少量鈮賦存于鈮金紅石和含鈾長(zhǎng)白礦中；鉛礦物主要為方鉛礦，少量氧化為白鉛礦、鉛礬、鉛丹；釷礦物主要為釷石，次為釷鈾礦，少量以類質(zhì)同象形式分散于鈮鈦鈾礦和稀土礦物中；稀土礦物主要為獨(dú)居石和褐簾石，次為含鈾褐釔鈮礦和氟碳鈰鑭礦，少量以類質(zhì)同象分散于鈮鈦鈾礦、晶質(zhì)鈾礦中。

(2)鈮鈦鈾礦主要以星點(diǎn)狀、不規(guī)則團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀，與方解石、鉀長(zhǎng)石、霓輝石、天青石、晶質(zhì)鈾礦等礦物呈鑲嵌、包體、連晶等形式共存；晶質(zhì)鈾礦主要與鈮鈦鈾礦呈包裹、鑲嵌等關(guān)系，其次與方解石和褐釔鈮礦等關(guān)系密切；方鉛礦主要與黃鐵礦、黃銅礦、石英、方解石等共存。方鉛礦與鈮鈦鈾礦產(chǎn)出關(guān)系表明鉛的成礦可能晚于鈾的成礦，前者是偉晶巖及早期碳酸巖成礦作用的產(chǎn)物，后者主要與晚期碳酸巖及硫化物熱液活動(dòng)有關(guān)。

(3)不同樣品中鈾、鈮礦物化學(xué)成分的差異可能代表了鈾、鈮成礦過程中成礦環(huán)境的變化、動(dòng)蕩或存在多次的鈾、鈮成礦作用；鈮鈦鈾礦、晶質(zhì)鈾礦、含鈾褐釔鈮礦、含鈾長(zhǎng)白礦等(含)鈾、鈮礦物部分或普遍含稀土元素，稀土礦物與含鈾鈮礦均為偉晶巖和早期碳酸巖階段的產(chǎn)物，其形成階段的一致性說明了在偉晶巖和早期碳酸巖階段鈾、鈮成礦過程中也伴隨了稀土成礦。