湖北省主要铀矿化类型及区域铀成矿规律

李安邦，冯超，陈小凡，丁迪生

（湖北省核工业地质调查院，湖北 孝感 432000）

湖北省的铀矿地质工作始于20世纪50年代。在20世纪50年代至80年代的第一轮铀矿地质大调查中，以湖北省核工业地质局（原核工业三〇九大队）为主体的勘查单位，先后完成勘查面积3.3万余km2，槽探21.4万m3，钻探27.2万m，提交了3个小型铀矿床（桂坪、梯冲、蒲圻），54个铀矿点，8 000余个铀异常点［1］。进入21世纪以来，湖北省依托地质调查项目和省地勘基金投入，开展了新一轮铀多金属综合找矿工作，先后针对鄂西北碳硅泥岩型铀成矿带、幕阜山岩体内外带和鄂东北大别山变质岩成矿带开展了一系列地质调查和钻探查证工作。

前期工作根据湖北省区域地质背景、含矿岩系、铀矿化类型等方面的不同，初步开展了湖北省铀矿资源潜力评价和成矿区划工作，认为武当山复背斜碳硅泥岩型铀成矿带、幕阜山岩体花岗岩型-碳硅泥岩型铀成矿带、荆当盆地西北缘-远安盆地砂岩型铀多金属成矿带成矿潜力与找矿前景较好［1-5］。

本文根据湖北省历年来铀矿勘查和研究成果，从大地构造环境、铀成矿地质背景和典型铀矿床（点）的成矿地质特征等几个方面论述，明确了湖北省主要铀矿化类型，初步总结了区域铀成矿模式，供同行参考。

湖北省大地构造位置地跨秦祁昆造山系、扬子陆块区两个Ⅰ级大地构造单元（图1）。在湖北省内以青峰-襄广深断裂带为界，深断裂带的北部属秦祁昆造山系的秦岭弧盆系的东段武当陆缘裂谷（Nh）Ⅲ级构造单元和大别-苏鲁地块西部的大别高压-超高压变质岩系折返带Ⅲ级构造单元［6］；
青峰-襄广深断裂带的南部为扬子陆块区的下扬子陆块Ⅱ级构造单元，反映了多种大地构造环境并存的特点。从全国铀成矿区带来看，鄂西北地区位于祁连-秦岭铀成矿省南秦岭铀成矿带东端，鄂东南幕阜山地区位于扬子陆块东南部铀成矿省幕阜山-衡山铀成矿带北端［7］。大地构造条件优越。

图1 湖北省大地构造分区图［6］Fig.1 Tectonic division of Hubei Province［6］

湖北省的主要铀矿化类型划分为碳硅泥岩型热液叠加改造亚型、花岗岩型内外接触带热液亚型、砂岩型等3种类型。

2.1 碳硅泥岩型热液叠加改造亚型

该类型铀矿化主要分布在鄂西北“两竹两郧”（竹山县、竹溪县、郧西县、郧阳区）地区，已发现铀矿床（点）主要包括桂坪（309）矿床和李家堡、将军河、蒿坪矿点等20多处（图2）［8］。同时该区存在多处碳硅泥岩型淋积亚型铀矿化，大多具有矿体规模小和品位低的特点，不具工业意义，故不作为主要铀矿化类型评价。

图2 鄂西北地区区域构造与铀矿化分布图［8］Fig.2 Regional structures and distribution of uranium mineralization in northwest Hubei［8］

2.1.1碳硅泥岩型热液叠加改造亚型铀矿成矿地质背景

鄂西北两竹两郧地区大地构造环境属武当山复背斜［9-10］，铀矿化主要赋存于下寒武统水沟口组，其次为下志留统，岩性组合以碳质千枚岩、砂质千枚岩、碳质板岩、硅质板岩等组成，普遍含磷结核、黄铁矿、碳质，主要为一套早古生代裂陷、坳陷盆地的局限或半闭塞的海湾、潟湖相沉积。铀矿化与本区的构造存在一定的成因联系，大部分铀矿化产于次级褶皱的核部或翼部及其与断裂构造的夹持区域内［11］。

2.1.2桂坪（309）典型矿床

桂坪（309）矿床位于鄂西北竹山县大庙乡桂坪地区，为小型铀矿床。处于武当复背斜的南翼，含矿层为下寒武统水口沟组中下部的碳质板岩和含碳硅质板岩，控矿构造主要为呈北西向展布的紧密、倒转复式向斜（图3）。

图3 桂坪309矿床构造地质简图［12］Fig.3 Geology sketch of Guiping deposit（No.309）［12］

铀矿化主要受控于紧密背斜核部的压性、压扭性的走向断裂破碎带，规模较大，一般长达数百米至数千米，为高角度层间断裂破碎带，常表现为破碎角砾岩带和碎裂岩带（图4）。

图4 桂坪309矿床6号勘探线剖面图［13］Fig.4 Geological section of exploration profile No.6 at Guiping deposit（No.309）［13］

铀矿化层位主要是下寒武统弱变质的碳硅泥岩系，主要含矿岩石为含黄铁矿千枚状碳质板岩、中厚层状含碳硅质板岩、薄层状砂质千枚岩、碳质千枚岩和薄层硅质岩互层等。

矿体呈层状、似层状、透镜状。矿体最大长度340 m，最小15 m，平均长度54.2 m；
最大厚度3.43 m，平均厚度1.42 m；
平均品位为0.074%。矿石类型主要为铀-碳硅板岩型、铀-砂质千枚岩型和铀-硅板岩型。矿石的物质成分有硅质、碳质、绢云母、石英、黏土矿物、黄铁矿、褐铁矿等。铀的存在形式以吸附分散状态为主，同时可见少量次生铀矿物的存在，主要次生矿物为钙铀云母、铜铀云母、钒钙铀矿。

桂坪309矿床铀矿化受层位控制和层间破碎带控制特征明显，铀矿化主要产出于下寒武统水口沟组中下部的碳质板岩和含碳硅质板岩中发育的层间断裂破碎带内，断裂破碎带内发育灰色硅化、浅色萤石化、重晶石化等热液蚀变，后期热液叠加改造特征明显，因此，铀矿化类型属碳硅泥岩型热液叠加改造亚型。

2.2 花岗岩型内外接触带热液亚型

该类型铀矿化主要分布在鄂东南幕阜山花岗岩体内外接触带，已发现的铀矿床（点）主要包括外接触带下寒武统王音铺组梯冲铀矿床、上陈、厦铺、余家畈等矿化点，内带幕阜山岩体的麦市、茶铺、冬桃山、琉璃坳等矿点（图5）。

图5 鄂东南地区区域构造与铀矿化分布图［14］Fig.5 Regional structure and uranium mineralization distribution in southeast Hubei［14］

2.2.1花岗岩内外接触带热液亚型铀矿成矿地质背景

幕阜山岩体地处扬子陆块的三级构造单元幕阜山被动大陆边缘盆地雪峰-九岭铀成矿带的北东翼，铀矿化类型有产于花岗岩内带和产于外接触带寒武系的铀矿化两大类型［15］。鄂东南地区的主要含矿地层为下寒武统，为一套碳质、泥质硅质沉积及生物化学沉积建造；
主要含矿岩体幕阜山岩体为燕山早期侵入为主的大型复式岩体，属燕山早期侵入的重熔型半原地同源多期次复式岩体［16］。区内断裂构造发育，主要以北北东向的压扭性断裂为主，其次有北西向及近东西向断裂［17］。其中北北东向断裂多斜切岩体，在岩体内部成为控矿断裂。该区的热液活动明显，花岗岩内带热液蚀变有硅化、黄铁矿化、萤石化、绿泥石化、水云母化、绢云母化等；
外带下寒武统热液蚀变有硅化、碳酸盐化、黄铁矿化［18］。

2.2.2麦市典型铀矿点

麦市铀矿点位于通城县麦市镇，产于幕阜山杂岩体北部的通城岩体内部。出露地层主要为下寒武统王音铺组的一套铀含量较高的碳质板岩和页岩，铀含量一般为（25～40）×10-6，局部高达100×10-6，是本区的主要铀源层。侵入岩体为燕山早期的二云母花岗岩（图6）［19］，主要岩性包括中粒斑状黑云母二长花岗岩、中粒-中细粒二云母花岗岩，为相对富铀地质体，本底铀含量为（6～9）×10-6。岩体内伟晶岩脉、细晶岩脉及石英脉、煌斑岩脉较为发育，在伟晶岩中见有晶质铀矿。

图6 麦市119铀矿化点地质简图［19］Fig.6 Geological sketch of Maishi uranium occurrence No.119［19］

该区断裂构造发育，可分为NNE向、近EW向和SN向三组，其中茶铺断裂为本区主要断裂。铀矿化主要受茶铺断裂的次一级断裂构造或分枝小构造所控制（图7）。

图7 麦市119铀矿化点3号勘探线剖面图［19］Fig.7 Geology profile of exploration profile No.3 at Maishi uranium occurrence（No.119）［19］

本区铀矿化多分布于中粒斑状黑云母二长花岗岩与中粒二云母花岗岩接触带边缘的断裂构造带内，含矿岩石都有不同程度的破碎现象。蚀变碎裂岩带内岩石蚀变明显，主要有硅化、萤石化、绿泥石化、水云母化、黏土化，可见到灰白色玉髓和紫色萤石脉，铀含量可达1 000×10-6以上，可见到钙铀云母等次生铀矿物。

麦市铀矿点铀矿化主要受幕阜山岩体多期次花岗岩侵入接触带和蚀变碎裂岩带联合控制，铀矿化与热液蚀变矿物关系密切，为硅化断裂构造破碎带有关的碎裂蚀变岩型铀矿化，矿化类型属花岗岩内接触带热液亚型。

2.3 砂岩型

该类型铀矿化主要分布在江汉盆地北西缘宜昌至当阳一带，主要铀矿化信息为大桥边、郭家冲等铀矿点，同时该区存在大量的铀与铜-多金属共伴生情况，在铜家湾、三宝山、小汉口等多个砂岩型铜矿内存在铀矿化，其中铜家湾铜矿存在独立铀矿体。

2.3.1砂岩型铀矿成矿地质背景

砂岩型铀矿化主要产出于江汉盆地北西缘，以中新生代宜昌、荆门、当阳等次级凹陷为主，其次为远安断陷、荆南断陷等小型盆地，在大地构造区划上属于黄陵背斜-荆当盆地（图8）［1］，盆地的基底为富铀的新元古代富铀花岗岩，砂岩型铀矿化分两类：其一为以大桥边矿点为代表的砂岩型铀矿化，主要赋矿层位为下白垩统五龙组灰色、杂色细砂岩、砂砾岩；
其二为铜家湾铜-铀矿床为代表的砂岩型铜-铀矿化，主要赋矿层位为上白垩统跑马岗组紫红色、杂色砂岩［20］。

图8 鄂中区域地质构造与盆地砂岩型铀矿化分布图［1］Fig.8 Geology sketch and distribution of sandstone-type uranium mineralization in central Hubei［1］

本区的含矿层为下白垩统五龙组和上白垩统跑马岗组，岩性总体为一套紫红色、杂色砾岩、砂砾岩、砂岩夹粉砂岩、泥岩组成，构成多个下粗上细的正韵律沉积旋回，沉积相类型属冲积扇-辫状河-三角洲沉积。赋矿砂岩物源主要来源于黄陵背斜。野外识别赋矿砂岩经历了后期层间氧化改造和油气-卤水褪色还原改造。

本区整体构造环境为黄陵背斜东南翼，由蚀源区向盆地发育大型斜坡带，具备良好的水文地质“补-径-排”体系，为含铀含氧水后期渗入提供了良好的条件。同时，盆缘发育近南北向的地堑式断陷盆地，盆缘断裂贯穿于整个中新生代地层，不仅控制着断陷盆地内的沉积充填作用，而且成为后期的盆地深部还原性流体渗出与金属成矿作用的良好通道［21-23］。

2.3.2大桥边铀矿点

铀矿点位于江汉盆地的西北缘宜昌凹陷内。含矿层为下白垩统五龙组（K1w），主要岩性为巨厚层状砾岩与灰色、褐灰色中厚层状中细粒长石岩屑砂岩、粉砂岩互层，灰色砂岩中见有大量碳化植物碎屑，发育楔状交错层理，具典型的辫状河-三角洲沉积环境特征［24］。野外调查表明，灰色砂体沿盆缘东西向延伸约5 km，砂体厚度10～30 m，铀矿化主要发育在灰色砂岩内部，地表测量铀含量达0.005%～

0.015%。

矿点含矿岩石为钙质胶结中粒长石岩碎屑砂岩，碎屑物来源多样，包含花岗岩、碳酸盐和变质岩，可见斜长石和微斜长石，呈棱角、次棱角状（图9a）。岩石中黏土矿物分布广泛，呈浸染状分布在各种矿物的表面，是成岩期的产物。在碎屑边缘可发现黄铁矿，特别是草莓状黄铁矿生成，是砂岩形成时同生沉积炭屑边部还原的产物（图9b）。

图9 大桥边矿点钙质胶结中粒长石岩屑砂岩Fig.9 Calcareous cemented medium-grained feldspar detrital sandstone at the Daqiaobian ore occurrence

野外观察盆缘可见大量黄褐色细砂岩、砂砾岩，并多见黄褐色砂岩包裹灰色原生砂岩现象，推测其为后生氧化产物，总体表现为层间氧化特点。

大桥边铀矿点前期投入工作较少，目前野外识别下白垩统五龙组为一套发育于黄陵背斜东南部的冲积扇-辫状河-三角洲沉积体系，灰色砂体在走向和倾向上延伸均具有较大规模，砂体本身富有机质和黄铁矿，还原容量较高，且在地表具有较好的铀异常显示。黄褐色砂体的存在表明本地段后生氧化作用的存在，同时结合区域上砂岩型铀-铜矿化信息，认为大桥边地段具备寻找砂岩型铀矿的基本条件，主要找矿类型为层间氧化带型或油气渗出型。

3.1 成矿区带划分

湖北省铀成矿区带可基本分为鄂西北（武当山复背斜）碳硅泥岩型热液叠加改造亚型铀成矿带、鄂东南（幕阜山岩体）花岗岩内外接触带型热液亚型铀成矿带、鄂中（荆当盆地西北缘-远安盆地）砂岩型铀成矿带三个主要铀成矿区带。

鄂西北地区的碳硅泥岩型热液叠加改造亚型铀矿化受下寒武统水口沟组层位控制和层间构造破碎带控制特征明显，构造破碎内具有明显的构造热液充填及相应的热液蚀变，伴有2～3期的热液石英脉充填及弱的水云母化和浸染状黄铁矿化。铀的存在形式以吸附态为主，铀矿物次之，铀矿物主要为次生铀矿物，原生铀矿物极小。因此，该区的铀成矿作用除表生淋积作用的次生矿化外，构造热液叠加引起的铀成矿作用不容忽视，需要进行深部铀矿化的探索。

鄂中地区中新生代盆地内的砂岩型铀成矿作用主要存在两种类型铀矿化。其中以大桥边矿点为代表的砂岩型铀矿化赋存于下白垩统五龙组的灰色砂体中，具备典型层间氧化带型铀矿成矿条件，但整体工作程度很低，可作为本区下一步工作重点探索方向。

鄂东南地区的花岗岩内外接触带型铀矿化多出现在岩体外接触带或复式岩体内两个不同岩性岩体的接触带及断裂构造破碎带内，岩体本身含铀较高。其中岩体内接触带中的铀矿化分布在中粒似斑状黑云母花岗岩、中细粒二云母花岗岩的接触带或断裂带内，铀矿物多为次生矿物（如钙铀云母、铝铀云母等）；
而外接触带中的铀矿化多受区域断裂、层间构造破碎带及地层层位的控制，其中下寒武统王音铺组是区内的主要含铀层位。

3.2 区域成矿模式

在综合分析湖北省区域地质构造环境、区域成矿地质特征、成矿规律及矿床成矿系列特征的基础上将各矿床的典型特征及成矿地质作用过程及代表性标志有机地结合在一起，初步构建了区域成矿模式（图10）。在建立区域成矿模式中，考虑的主要地质因素有以下5方面：

图10 湖北省铀矿区域成矿模式图Fig.10 Regional metallogenic model of uranium in Hubei Province

1）成矿的区域构造环境

鄂西北铀成矿区产于武当陆缘裂谷区；
鄂中铀成矿区产于鄂中碳酸盐台地（Pz1）与米仓山-大巴山基底逆推带两个Ⅲ级构造单元的结合区；
鄂东南铀成矿区产于幕阜山被动大陆边缘盆地（Pz1）区。

2）区域铀成矿地质作用过程

湖北省铀成矿历经了新元古代钾质混合岩化、壳源重熔型花岗岩铀的初始富集（铀含量（3～5）×10-6）→早寒武世、早志留世碳质板岩、含碳硅质板岩铀预富集（铀含量（20～100）×10-6）→侏罗纪壳源重熔型花岗岩预富集（铀含量（10～20）×10-6）→白垩纪—新近纪裂陷伸展铀成矿作用、卤水还原铀成矿作用和热液铀成矿作用→新近纪以来的断块差异隆升剥蚀表生淋积铀成矿作用的成矿地质作用演化过程。主成矿期为白垩纪至古近纪裂陷伸展岩浆热液活动期。

3）成矿铀源

鄂西北、鄂中地区铀成矿的铀源主要来自基底富铀二长花岗岩及下寒武统水口沟、下志留统大贵坪组赋铀层；
鄂东南地区铀成矿的铀源主要来自下寒武统王音铺组富铀层及幕阜山富铀花岗岩［25］。

4）成矿热源

湖北省内生铀成矿作用以中低温为主，部分属低温。铀成矿的热源主要是晚中生代幔源火山岩浆活动及壳源重熔花岗岩浆活动提供热源。

5）成矿构造

湖北省铀成矿构造主要为早古生代裂谷构造、早古生代坳陷盆地构造及晚中生代裂陷伸展断陷盆地构造。控矿构造主要为NW向褶断层间破碎带、近SN向贯通性基底断裂、NEE向褶断层间破碎带。

该区域成矿模式的建立，是将鄂西北碳硅泥岩型热液叠加改造亚型、鄂中下白垩统层间氧化带型、当阳盆地铀-铜多金属型、鄂东南幕阜山岩体外接触带型热液亚型和幕阜山岩体内花岗岩内带热液亚型等主要铀矿化类型，归纳到同一区域构造环境下，以表现不同类型铀矿化的空间组合关系。

1）湖北省以往的勘查评价工作基本停留在地表与浅部工程揭露上，总体上铀矿勘查研究程度低，制约了湖北省铀矿找矿工作的突破。

2）湖北省的主要铀矿化类型划分为碳硅泥岩型热液叠加改造亚型、花岗岩型内外接触带热液亚型、砂岩型等3种类型。其中，碳硅泥岩型热液叠加改造亚型铀矿化主要分布在鄂西北“两竹两郧”地区，花岗岩型内外接触带热液亚型铀矿化主要分布在鄂东南幕阜山花岗岩体内外接触带，砂岩型铀矿化主要分布在江汉盆地北西缘宜昌、当阳地段。

3）湖北省铀成矿区带可划分为鄂西北（武当山复背斜）碳硅泥岩型热液叠加改造亚型铀成矿带、鄂东南（幕阜山岩体）花岗岩内外接触带型热液亚型铀成矿带、鄂中（荆当盆地西北缘-远安盆地）砂岩型铀成矿带等3个主要铀成矿区带，可作为下一步勘查重点工作区域。