铀资源地质学--12变质铀矿床课件

变变质质铀铀矿矿床床系系指指成成因因上上与与变变质质作作用用有有关关的的铀铀矿床。矿床。铀铀的的变变质质成成矿矿主主要要与与区区域域变变质质作作用用和和超超变变质质作用关系密切。作用关系密切。变变质质铀铀矿矿床床，根根据据矿矿床床的的形形成成特特点点，可可具具体体分为两类：分为两类：1、受变质铀矿床：、受变质铀矿床：2、变成铀矿床：、变成铀矿床：第十四章第十四章 变质铀矿床变质铀矿床一、概述一、概述 变质铀矿床系指成因上与变质作用有关的铀矿床。第十四章 11、受变质铀矿床：、受变质铀矿床：矿床中铀的富集主要是在矿床中铀的富集主要是在变质作用之前形成的，其中大多数是在沉积或变质作用之前形成的，其中大多数是在沉积或成岩阶段形成的。但在变质作用过程中，岩石成岩阶段形成的。但在变质作用过程中，岩石发生了重结晶作用，铀发生了局部的再分配，发生了重结晶作用，铀发生了局部的再分配，并形成某些新的铀矿物和其他共生或伴生矿物。并形成某些新的铀矿物和其他共生或伴生矿物。最为明显的特点是，在变质作用过程中，基本最为明显的特点是，在变质作用过程中，基本上没有铀的带出或带入。上没有铀的带出或带入。属于这一类型的铀矿属于这一类型的铀矿床有沉积变质型的石英卵石砾岩型铀矿床。床有沉积变质型的石英卵石砾岩型铀矿床。1、受变质铀矿床：矿床中铀的富集主要是在变质作用之前形成的，22、变成铀矿床：、变成铀矿床：主要是指在区域变质（包主要是指在区域变质（包括超变质）作用过程中，特别是在变质作用晚括超变质）作用过程中，特别是在变质作用晚期的变质热液作用下所形成的铀矿床。实际上期的变质热液作用下所形成的铀矿床。实际上目前由变质作用直接形成的铀矿床不很典型。目前由变质作用直接形成的铀矿床不很典型。过去习惯上将不整合面型铀矿床列入此类，但过去习惯上将不整合面型铀矿床列入此类，但没有足够的依据。因为澳、加两地区产出的不没有足够的依据。因为澳、加两地区产出的不整合面型铀矿床的形成明显在变质作用之后，整合面型铀矿床的形成明显在变质作用之后，而在变质作用过程中矿化并没有达到大规模的而在变质作用过程中矿化并没有达到大规模的富集。属于这一类型的铀矿床有混合岩化钠交富集。属于这一类型的铀矿床有混合岩化钠交代型铀矿床。代型铀矿床。2、变成铀矿床：主要是指在区域变质（包括超变质）作用过程中，3 变质作用变质作用系指地壳形成和发展过程中（包括系指地壳形成和发展过程中（包括地壳和上地幔的相互作用），已经形成的岩石，地壳和上地幔的相互作用），已经形成的岩石，由于地质环境的改变，物理化学条件发生了变化，由于地质环境的改变，物理化学条件发生了变化，促使固态岩石发生矿物成分及结构构造的变化，促使固态岩石发生矿物成分及结构构造的变化，有时伴有化学成分的变化，在特殊条件下，可以有时伴有化学成分的变化，在特殊条件下，可以产生重熔（溶），形成部分流体相（产生重熔（溶），形成部分流体相（“岩浆岩浆”）的各种作用的总和。的各种作用的总和。变质作用主要有热力变质作用，动力变质作变质作用主要有热力变质作用，动力变质作用，区域变质作用和超变质作用。用，区域变质作用和超变质作用。二、变质作用中的铀地球化学二、变质作用中的铀地球化学 变质作用系指地壳形成和发展过程中（包括地壳和上地幔41、区域变质作用中的铀地球化学、区域变质作用中的铀地球化学1）不同变质相带的铀含量变化）不同变质相带的铀含量变化 研研究究表表明明，浅浅变变质质带带中中铀铀含含量量较较高高，随随着着变变质程度加深，铀含量逐渐降低。质程度加深，铀含量逐渐降低。随随着着区区域域变变质质程程度度的的加加深深，岩岩石石中中铀铀、钍钍含含量量逐逐渐渐降降低低，这这与与放放射射性性元元素素活活化化并并从从绿绿帘帘角角闪闪岩岩相相、角角闪闪岩岩相相和和麻麻粒粒岩岩相相发发育育区区向向变变质质程程度度较较浅浅部部位位转转移移有有关关。在在原原生生陆陆源源沉沉积积的的砂砂岩岩粘粘土土质质岩岩石石发发生生区区域域变变质质过过程程中中，这这一一规规律性表现得尤为明显。律性表现得尤为明显。1、区域变质作用中的铀地球化学5表表1 挪威兰居岛不同变质相岩石中铀含量的变化挪威兰居岛不同变质相岩石中铀含量的变化（据（据K.S.海尔，海尔，J.A.S.亚当斯，亚当斯，1965）岩石类型岩石类型样品数样品数铀含量（铀含量（106)浅色片麻岩（角闪岩相）浅色片麻岩（角闪岩相）52.5片麻岩（深变质角闪岩相）片麻岩（深变质角闪岩相）31.22片麻岩（浅变质麻粒岩相）片麻岩（浅变质麻粒岩相）50.88二长岩（深变质麻粒岩相）二长岩（深变质麻粒岩相）30.61带状片麻岩（深变质麻粒岩相）带状片麻岩（深变质麻粒岩相）40.22表1 挪威兰居岛不同变质相岩石中铀含量的变化岩石类型样品数6表表2阿尔丹前寒武纪的岩石中的平均铀含量（阿尔丹前寒武纪的岩石中的平均铀含量（106）（据（据.叶尔莫拉也夫等，叶尔莫拉也夫等，1966）岩石岩石角闪岩相角闪岩相麻粒岩相麻粒岩相片岩和片麻岩片岩和片麻岩2.25（32）1.72（37）变质相变质相花岗岩化和重熔产花岗岩化和重熔产物物1.29（30）1.02（26）表2阿尔丹前寒武纪的岩石中的平均铀含量（106）岩7 对对铀铀存在形式的研究表明，存在形式的研究表明，在深变质在深变质（榴辉岩相和麻（榴辉岩相和麻粒岩相）粒岩相）岩石中，大部分铀集中于副矿物中，而在浅变岩石中，大部分铀集中于副矿物中，而在浅变质质（绿片岩相和绿帘角闪岩相）（绿片岩相和绿帘角闪岩相）岩石中，大部分铀分岩石中，大部分铀分散在造岩矿物散在造岩矿物（黑云母、长石、石英、绿泥石）（黑云母、长石、石英、绿泥石）中中。岩。岩石中石中钍钍含量的变化具有与铀相似的特征，但含量的变化具有与铀相似的特征，但在深变质带在深变质带中，钍的转移比铀强烈，因而造成钍铀比值降低中，钍的转移比铀强烈，因而造成钍铀比值降低。在低级变质过程中铀的活动性比钍强，铀首先发生在低级变质过程中铀的活动性比钍强，铀首先发生迁移，造成低级变质岩石的钍铀比值高达迁移，造成低级变质岩石的钍铀比值高达7.7；在高级变；在高级变质作用过程中，钍发生强烈转移，导致岩石的钍铀比值质作用过程中，钍发生强烈转移，导致岩石的钍铀比值降低。降低。对铀存在形式的研究表明，在深变质（榴辉岩相和麻粒岩相）8表表3朗基地区不同变质相岩石中的铀、钍含量朗基地区不同变质相岩石中的铀、钍含量（据（据.叶尔莫拉也夫等，叶尔莫拉也夫等，1966）绿帘角闪岩相绿帘角闪岩相3.4526.487.7角闪岩相角闪岩相1.229.397.7弱麻粒岩相弱麻粒岩相0.88.4.094.6变质相变质相U（106）Th(106)Th/U麻粒岩相麻粒岩相0.390.392.4表3朗基地区不同变质相岩石中的铀、钍含量绿帘角闪岩相3.9表表4我国某地前震旦系变质岩中铀、钍含量及钍铀比值我国某地前震旦系变质岩中铀、钍含量及钍铀比值（据南京大学地质系，（据南京大学地质系，1982），引自张祖还，），引自张祖还，1984云母片岩云母片岩3.49.252.72白云母斜长片麻岩白云母斜长片麻岩1.21.41.17黑云母斜长片麻岩黑云母斜长片麻岩2.87.92.82云母片岩云母片岩1.51.450.97石英云母片岩石英云母片岩10.06.30.63混合片麻岩混合片麻岩3.922.75.82榴辉岩榴辉岩0.61.752.92榴辉岩（白云母化）榴辉岩（白云母化）3.11.70.55岩岩 性性地层地层U(106)Th(106)Th/U云台组云台组混合岩混合岩2.710.23.8锦屏组锦屏组白云母斜长片麻岩白云母斜长片麻岩2.03.51.75朐山组朐山组混合花岗岩混合花岗岩3.722.46.06侏边组侏边组榴辉岩（白云母化）榴辉岩（白云母化）2.01.70.59表4我国某地前震旦系变质岩中铀、钍含量及钍铀比值云母片岩310 通通过过表表4分分析析，可可将将变变质质岩岩中中铀铀、钍钍分分布布的的地地球球化化学学特点归纳如下：特点归纳如下：该地古老变质岩基底中铀、钍含量的变化幅度较该地古老变质岩基底中铀、钍含量的变化幅度较大，特别是云母片岩中铀含量的变化更为突出（大，特别是云母片岩中铀含量的变化更为突出（1.5-10.0）106。这在相当大的程度上可能反映出未变质。这在相当大的程度上可能反映出未变质原岩中铀的分布特点。原岩中铀的分布特点。该地区的变质岩随变质程度加深，即从片岩经片该地区的变质岩随变质程度加深，即从片岩经片麻岩到榴辉岩，铀含量有逐渐降低的趋势，钍含量变化麻岩到榴辉岩，铀含量有逐渐降低的趋势，钍含量变化不太明显，钍铀比值明显升高。这说明在变质作用过程不太明显，钍铀比值明显升高。这说明在变质作用过程中铀的活动性比钍强，容易发生活化并向温度、压力较中铀的活动性比钍强，容易发生活化并向温度、压力较低的方向转移。低的方向转移。通过表4分析，可将变质岩中铀、钍分布的地球化学特点11 无无论论是是云云台台组组的的混混合合岩岩，还还是是朐朐山山组组的的混混合合花花岗岗岩岩，其其铀铀含含量量都都较较一一般般的的岩岩浆浆花花岗岗岩岩为为低低，但但与与该该区区片片麻麻岩岩中中的的铀铀、钍钍含含量量十十分分接接近近。由由此此可可见见，由由超超变变质质作作用用形形成成的的混混合合岩岩和和混混合合花花岗岗岩岩基基本本上上继继承承了了原原始始变质岩中铀、钍的分布特点。变质岩中铀、钍的分布特点。深变质榴辉岩的铀含量最低，只有深变质榴辉岩的铀含量最低，只有0.6 10-6，但，但经受退变质作用（经受退变质作用（主要表现为白云母化主要表现为白云母化）的榴辉岩，）的榴辉岩，其铀含量明显升高到（其铀含量明显升高到（2.0-3.1）10-6，但钍含量的变，但钍含量的变化却甚微。这表明退变质作用过程中铀的活动性比钍化却甚微。这表明退变质作用过程中铀的活动性比钍强，这有利于铀的富集。强，这有利于铀的富集。无论是云台组的混合岩，还是朐山组的混合花岗岩，其12 随着铀在区域变质作用的加强，铀大量从岩随着铀在区域变质作用的加强，铀大量从岩石向外带出。石向外带出。铀的带出是随着变质过程中脱水铀的带出是随着变质过程中脱水作用，脱气（作用，脱气（CO2）作用而进行的）作用而进行的。变质作用中矿物的重结晶作用也是促使铀带变质作用中矿物的重结晶作用也是促使铀带出的重要因素之一出的重要因素之一，矿物的自净清除了吸咐在，矿物的自净清除了吸咐在矿物表面和矿物颗粒间隙之间的铀，使铀活化矿物表面和矿物颗粒间隙之间的铀，使铀活化转移。转移。2、影响铀在区域变质作用中活化转移的、影响铀在区域变质作用中活化转移的地球化学因素地球化学因素 随着铀在区域变质作用的加强，铀大量从岩石向外带出。铀的13 我我国国庐庐枞枞火火山山盆盆地地黄黄梅梅尖尖石石英英正正长长岩岩体体侵侵入入于于侏侏罗罗系系中中，铀铀含含量量为为13.810-6。围围岩岩为为紫紫红红色色泥泥质质粉粉砂砂岩岩，铀铀平平均均含含量量为为5.4710-6。粉粉砂砂岩岩经经接接触触变变质质成成角角岩岩后后，平平均均含含量量由由5.47降降为为4.310-6。泥泥质质粉粉砂砂岩岩角角岩岩化化后后，铀铀亏亏损损21.4%。某某地地37号号花花岗岗岩岩体体侵侵入入于于寒寒武武系系八八村村群群中中，岩岩体体内内接接触触带带花花岗岗岩岩的的平平均均铀铀含含量量为为12.5310-6。八八村村群群为为泥泥质质粉粉砂砂岩岩、页页岩岩等等，平平均均铀铀含含量量为为4.8 10-6，围围岩岩经经接接触触变变质质后后形形成成角角岩岩，其其铀铀含含量量降降为为210-6。砂砂岩岩、页页岩岩角角岩化后，铀亏损约岩化后，铀亏损约58.3%。在角岩变质带中，岩石中原有的大部分有机质被破坏，在角岩变质带中，岩石中原有的大部分有机质被破坏，并析出水和二氧化碳。由此推断铀的转移同水和二氧化并析出水和二氧化碳。由此推断铀的转移同水和二氧化碳的释放有密切的关系。碳的释放有密切的关系。我国庐枞火山盆地黄梅尖石英正长岩体侵入于侏罗系中，14 超超变变质质作作用用代代表表区区域域进进变变质质作作用用的的最最高高阶阶段段，导导致致混混合合岩岩化化和和花花岗岗岩岩化化，并并局局部部形形成成深深熔熔（再生）花岗岩。（再生）花岗岩。成矿元素在超变质作用中的活动性普遍增成矿元素在超变质作用中的活动性普遍增强。由于元素地球化学性质的差异，强。由于元素地球化学性质的差异，Cr、Co、V、Ti、Mn、Cu等元素从超变质作用中大量迁等元素从超变质作用中大量迁移带出；而移带出；而U、Pb、Zn、Ba、Sr、Zr等元素则等元素则在超变质作用中发生聚集。在超变质作用中发生聚集。3、超变质作用中的铀地球化学、超变质作用中的铀地球化学 超变质作用代表区域进变质作用的最高阶段，导致混合岩15 超变质岩石按其形成方式可分为原地型混合花岗岩超变质岩石按其形成方式可分为原地型混合花岗岩（包括混合岩）和异地型深熔（或再生）花岗岩。原地（包括混合岩）和异地型深熔（或再生）花岗岩。原地型混合花岗岩的铀含量较低，接近或低于残留的片麻岩型混合花岗岩的铀含量较低，接近或低于残留的片麻岩（基体）的铀含量，异地型再生花岗岩的铀含量比相应（基体）的铀含量，异地型再生花岗岩的铀含量比相应的片麻岩的片麻岩-混合岩的铀含量高混合岩的铀含量高1-2倍。倍。例如我国某地前震例如我国某地前震旦纪朐山组混合花岗岩属原地型混合花岗岩，它们的旦纪朐山组混合花岗岩属原地型混合花岗岩，它们的U（3.7 10-6）和）和Th（22.4 10-6）含量相似于朐山组片）含量相似于朐山组片麻岩中的麻岩中的U（3.9 10-6）和）和Th（22.7 10-6）含量。）含量。据别据别列夫采夫（列夫采夫（1980）研究，前苏联乌克兰地盾的麻粒岩相）研究，前苏联乌克兰地盾的麻粒岩相花岗岩的平均铀含量为花岗岩的平均铀含量为1.4 10-6，与相应片麻岩的平均与相应片麻岩的平均铀含量大致相同，而角闪岩相再生花岗岩类岩石的铀含铀含量大致相同，而角闪岩相再生花岗岩类岩石的铀含量比麻粒岩相花岗岩的高，平均为量比麻粒岩相花岗岩的高，平均为3.4 10-6，比相应变，比相应变质岩的高质岩的高1.5倍。倍。超变质岩石按其形成方式可分为原地型混合花岗岩（包括混合16 铀在超变质作用的不同阶段表现出不同的地球化学特铀在超变质作用的不同阶段表现出不同的地球化学特点。点。在混合岩化阶段，在混合岩化阶段，由于大部分活动铀已在原岩浅变质由于大部分活动铀已在原岩浅变质过程中带出，岩石中铀含量没有显著变化。混合岩中，过程中带出，岩石中铀含量没有显著变化。混合岩中，副矿物是铀的主要载体。副矿物是铀的主要载体。在深熔（再生）花岗岩浆产生阶段在深熔（再生）花岗岩浆产生阶段，铀的地球化学特，铀的地球化学特征与岩浆作用中的相似，即铀在晚期酸性分异产物征与岩浆作用中的相似，即铀在晚期酸性分异产物-浅色浅色花岗岩和伟晶岩中趋向富集。如果有深源的碱质流体参花岗岩和伟晶岩中趋向富集。如果有深源的碱质流体参与超变质作用，当碱质流体在围岩中进行渗透和交代时，与超变质作用，当碱质流体在围岩中进行渗透和交代时，碱质流体可以直接从围岩中汲取部分铀，从而造成铀在碱质流体可以直接从围岩中汲取部分铀，从而造成铀在超变质作用形成的碱交代岩中的相对富集。超变质作用形成的碱交代岩中的相对富集。铀在超变质作用的不同阶段表现出不同的地球化学特点。17 区域变质作用引起铀的活化转移。它是使铀区域变质作用引起铀的活化转移。它是使铀在地壳上部初步富集的重要作用，为以后形成在地壳上部初步富集的重要作用，为以后形成铀矿床准备了丰富的铀源，因此可将区域变质铀矿床准备了丰富的铀源，因此可将区域变质作用引起的铀活化转移看作是铀成矿作用的序作用引起的铀活化转移看作是铀成矿作用的序幕。幕。区域变质作用引起铀的活化转移。它是使铀在地壳上部初步富18 石英卵石砾岩型铀矿床发现和开采利用均较石英卵石砾岩型铀矿床发现和开采利用均较早。该类矿床铀品位低，储量大，达数十万吨，早。该类矿床铀品位低，储量大，达数十万吨，且含金、钍和稀有元素，有的矿床金为矿石主且含金、钍和稀有元素，有的矿床金为矿石主要工业组分。在二十世纪要工业组分。在二十世纪50年代和年代和60年代期间，年代期间，该类型铀矿床是世界最主要工业类型之一。典该类型铀矿床是世界最主要工业类型之一。典型的代表矿床为南非维特瓦特斯兰德金铀矿型的代表矿床为南非维特瓦特斯兰德金铀矿床和加拿大埃利奥特湖铀矿床。床和加拿大埃利奥特湖铀矿床。三、石英卵石砾岩型铀矿床的主要特点三、石英卵石砾岩型铀矿床的主要特点 石英卵石砾岩型铀矿床发现和开采利用均较早。该类矿床铀品19 1)区区域域构构造造位位置置：分分布布于于太太古古代代克克拉拉通通盆盆地地内内或或克克拉拉通通边边缘缘坳坳陷陷区区，基基底底强强烈烈褶褶皱皱变变质质，矿矿化化层层位位为为轻轻微微变变质质的的底底砾砾岩岩层层。南南非非石石英英卵卵石石砾砾岩岩型型铀铀矿矿床床位位于于南南非非地地盾盾南南部部卡卡普普尔尔地地块块的的内内部部坳坳陷陷盆盆地地中中，加加拿拿大大石石英英卵卵石石砾砾岩岩型型铀铀矿矿床床位位于于加加拿拿大大地地盾盾苏苏必必利利尔尔太太古古代代造造山山区南缘。区南缘。2)含矿层的地质时代早：含矿层的地质时代早：为古元古代为古元古代（2227亿年），矿化赋存于元古界构造层的亿年），矿化赋存于元古界构造层的底部。底部。1)区域构造位置：分布于太古代克拉通盆地内或克拉通边20 3)含含矿矿层层位位的的岩岩相相古古地地理理属属陆陆相相河河流流相相，矿矿化化赋赋存存的的地地形形有有洼洼地地、河河槽槽、侵侵蚀蚀沟沟等等，或后来背斜隆起（或高地）之间的向斜坳陷中。或后来背斜隆起（或高地）之间的向斜坳陷中。4)矿矿化化岩岩性性为为陆陆源源碎碎屑屑构构成成，含含矿矿岩岩系系厚厚度度巨巨大大，变变质质程程度度不不一一。岩岩性性主主要要有有砂砂岩岩（部部分分为为石石英英岩岩）夹夹部部分分页页岩岩，含含矿矿砾砾岩岩常常常常产产于不整合面或沉积间断面上。于不整合面或沉积间断面上。5)含矿砾岩的物质成分简单，含矿砾岩的物质成分简单，砾岩主砾岩主要是脉石英和燧石质卵石，胶结物中富含黄铁矿要是脉石英和燧石质卵石，胶结物中富含黄铁矿和炭质物，此外还有一部分重砂矿物，如独居石、和炭质物，此外还有一部分重砂矿物，如独居石、锆英石等。锆英石等。3)含矿层位的岩相古地理属陆相河流相，矿化赋存的地形有洼21 6)矿矿石石物物质质组组成成较较复复杂杂，铀铀矿矿物物主主要要为为晶晶质质铀铀矿矿、钛钛铀铀矿矿、铀铀钍钍矿矿、碳碳铀铀矿矿；伴伴生生矿矿物物主主要要有有黄黄铁铁矿矿及及其其他他硫硫化化物物、砷砷化化物物、独独居居石石、锆锆石石、金金红红石石、铬铬铁铁矿矿、磁磁铁铁矿矿、钛钛铁铁矿矿、石石榴榴石石等等；伴伴生生元元素素有有Au、REE、Th等等，可可综综合利用。合利用。铀矿物呈砾岩的碎屑填隙物产出，绝大多数铀矿物呈砾岩的碎屑填隙物产出，绝大多数产在砾岩透镜体中，矿化局限在砾岩中及部分产在砾岩透镜体中，矿化局限在砾岩中及部分石英岩中。石英岩中。6)矿石物质组成较复杂，铀矿物主要为晶质铀矿、钛铀矿、22 1)本类矿床主要赋存于古老地盾或地台内的本类矿床主要赋存于古老地盾或地台内的沉降带中，与混合岩化作用密切相关。沉降带中，与混合岩化作用密切相关。2)有有利利的的围围岩岩为为含含铁铁石石英英岩岩、石石英英岩岩、云云母母石石英英片片岩岩、角角闪闪石石片片岩岩，以以及及白白云云岩岩和和石石墨墨片片岩岩等，围岩以铁质、镁质和炭质较多为特征。等，围岩以铁质、镁质和炭质较多为特征。3)围岩蚀变广泛发育，常见的有钠长石化、围岩蚀变广泛发育，常见的有钠长石化、赤铁矿化、硅化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿赤铁矿化、硅化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化等，既有高温，也有低温，既有碱化、碳酸盐化等，既有高温，也有低温，既有碱性热液蚀变，又有酸性热液蚀变等。性热液蚀变，又有酸性热液蚀变等。四、混合岩化型铀矿床产出条件及矿床特征四、混合岩化型铀矿床产出条件及矿床特征 1)本类矿床主要赋存于古老地盾或地台内的沉降带中，与23 4)矿矿体体多多受受层层间间破破碎碎带带控控制制，常常呈呈层层状状，似似层层状状，透透镜镜状状，与与围围岩岩产产状状基基本本一一致致，产产于于褶褶皱皱轴部的矿体呈不规则状。轴部的矿体呈不规则状。5)铀铀矿矿物物主主要要有有沥沥青青铀铀矿矿、晶晶质质铀铀矿矿，伴伴生生元元素素有有Fe、Cu、Ni、Zn、Hg、As、Au等等，其其中中有的可综合利用。有的可综合利用。6)成矿晚于成岩，具多期多阶段特点。成矿晚于成岩，具多期多阶段特点。4)矿体多受层间破碎带控制，常呈层状，似层状，透镜状24五、矿床实例五、矿床实例-南非维特瓦特斯兰德矿床南非维特瓦特斯兰德矿床 维维特特瓦瓦特特斯斯兰兰德德铀铀-金金矿矿床床，位位于于南南非非约约翰翰内内斯堡市南部和西南部外围很大的区域内。斯堡市南部和西南部外围很大的区域内。该该矿矿床床是是世世界界发发现现最最早早、规规模模最最大大的的铀铀金金超超大大型型矿矿床床。矿矿床床平平均均铀铀品品位位为为0.024，富富矿矿石石铀铀品品位位为为0.1，总总铀铀储储量量超超过过40104t，平平均均金金品品位位为为5-10gt，金金储储量量占占世世界界储储量量63%，产产量量占占市场经济为主国家及发展中国家市场经济为主国家及发展中国家73%。矿床早在矿床早在1887年发现，到年发现，到1975年年产金高达年年产金高达700t和总产金和总产金35000t。铀矿化只是在。铀矿化只是在1923年从选年从选矿车间发现，矿车间发现，1945年开始回收。年开始回收。五、矿床实例-南非维特瓦特斯兰德矿床 维特瓦特斯兰德铀25 矿区地层及含矿主岩矿区地层及含矿主岩 矿区内出露最老地层为矿区内出露最老地层为太古宙的结晶片岩、片麻岩和花岗岩。组成矿区太古宇结太古宙的结晶片岩、片麻岩和花岗岩。组成矿区太古宇结晶基底。其上发育巨厚的古元古代浅变质岩层，其中包括晶基底。其上发育巨厚的古元古代浅变质岩层，其中包括广泛发育的含金铀砾岩层。广泛发育的含金铀砾岩层。矿区地层及含矿主岩 矿区内出露最老地层为太古宙的结晶片26 元古宙地层在元古宙地层在900300km900300km2 2的维特瓦特斯兰德盆地内自的维特瓦特斯兰德盆地内自老至新分为：老至新分为：多米尼昂群，岩性以酸性和基性火山熔岩为主，其多米尼昂群，岩性以酸性和基性火山熔岩为主，其中含铀金矿化较少；中含铀金矿化较少；维特瓦特斯兰德群，主要为石英岩、砾岩和板岩，维特瓦特斯兰德群，主要为石英岩、砾岩和板岩，是矿区主含矿岩系。是矿区主含矿岩系。温特斯多普群，以不整合上覆维特瓦特斯兰德群或温特斯多普群，以不整合上覆维特瓦特斯兰德群或太古宙岩层之上，岩性以基性火山岩和凝灰岩为主，夹有太古宙岩层之上，岩性以基性火山岩和凝灰岩为主，夹有石英岩和砾岩，底部有含金砾岩，铀金品位低；石英岩和砾岩，底部有含金砾岩，铀金品位低；德兰士瓦群，由板岩、石英岩和砾岩组成，底部砾德兰士瓦群，由板岩、石英岩和砾岩组成，底部砾岩含低品位的金铀矿化。岩含低品位的金铀矿化。元古宙地层在900300km2的维特瓦特斯兰德盆地内27 金金-铀矿化受层位和岩性控制明显铀矿化受层位和岩性控制明显。含矿主岩是古元古。含矿主岩是古元古代石英卵石砾岩，多数的石英卵石的磨圆度好，少数磨圆代石英卵石砾岩，多数的石英卵石的磨圆度好，少数磨圆度较差，它们是在太古宙结晶基底发育区海侵时形成的。度较差，它们是在太古宙结晶基底发育区海侵时形成的。铀金在砾石的胶结物或砾石的裂隙中分布。石英砾石粒径铀金在砾石的胶结物或砾石的裂隙中分布。石英砾石粒径为为3-6cm。胶结物的含量约占砾岩的。胶结物的含量约占砾岩的2-16，主要矿物，主要矿物为绢云母、绿泥石、白云母、叶蜡石、碳酸盐、碳质物、为绢云母、绿泥石、白云母、叶蜡石、碳酸盐、碳质物、细粒石英及主要为黄铁矿和磁黄铁矿的微粒金属硫化物矿细粒石英及主要为黄铁矿和磁黄铁矿的微粒金属硫化物矿物。黄铁矿的含量达物。黄铁矿的含量达2-16。从砾岩胶结物成分推测，从砾岩胶结物成分推测，含矿主岩的变质程度已达绿片岩相含矿主岩的变质程度已达绿片岩相。此外，少量铀金矿化。此外，少量铀金矿化分布在黄铁矿化石英岩内，以及在石英岩的胶结物中分布。分布在黄铁矿化石英岩内，以及在石英岩的胶结物中分布。金-铀矿化受层位和岩性控制明显。含矿主岩是古元古代石英卵28图图1 维特瓦特斯兰德维特瓦特斯兰德矿床各矿段分布图矿床各矿段分布图(据据B维利奇金维利奇金)1覆覆盖盖维维特特瓦瓦特特斯斯兰兰德德岩岩系系的的岩岩系系(未未分分层层)；2上上维维特特瓦瓦特特斯斯兰兰德德岩岩系系；3下下维维特特瓦瓦特特斯斯兰兰德德岩岩系系；4多多米米尼尼昂昂里里弗弗岩岩系系；5花花岗岗岩岩及及基基底底结结晶晶片片岩岩；6维维特特瓦瓦特特斯斯兰兰德德盆盆地地界界限限(在在年年轻轻盖盖层层之之下下)；7断断层层;圆圆圈圈中中数数字字表表示示各各矿矿段段：中中部部兰兰德德；东东部部兰兰德德、海海伊伊代代尔尔别别尔尔格格；罗罗金金斯斯；西西部部兰兰德德；远远西西部部兰兰德德；克克来来克克斯斯多多普普；奥奥登登达达尔尔斯斯勒斯勒斯图1 维特瓦特斯兰德矿床各矿段分布图29图图2 2 维特瓦特斯维特瓦特斯兰德矿床铀金矿兰德矿床铀金矿化与冲积扇及褶化与冲积扇及褶皱轴之间的关系皱轴之间的关系 (据据DA普雷普雷托里斯托里斯)1梅梅因因里里弗弗里里德德矿山范围；矿山范围；2东东部部有有较较多多AuU富集的河道；富集的河道；3冲冲积积扇扇的的推推断断范围；范围；4梅梅因因里里弗弗和和梅梅因因里里弗弗里里德德露露头头和潜露头；和潜露头；5基底花岗岩基底花岗岩图2 维特瓦特斯兰德矿床铀金矿化与冲积扇及褶皱轴之间的关系30图图3 3 列士里戈德矿山横剖面图列士里戈德矿山横剖面图(据据克连杰列夫克连杰列夫)卡卡鲁鲁系系：1煌煌绿绿岩岩墙墙；2含含煤煤层层；3煌煌绿绿岩岩；温温特特尔尔斯斯多多普普系系；4杏杏仁仁状状熔岩；熔岩；5玢岩及其凝灰岩；玢岩及其凝灰岩；6辉绿岩辉绿岩(下盘矿床下盘矿床)，金伯利艾尔斯堡建造；，金伯利艾尔斯堡建造；7断断续续矿矿层层带带：8石石英英岩岩带带；9金金伯伯利利矿矿层层，10金金伯伯利利页页岩岩，门门因因巴巴德德建造；建造；11杏仁状熔岩；杏仁状熔岩；12石英岩；石英岩；13蓝色细砾岩，蓝色细砾岩，14断裂构造断裂构造图3 列士里戈德矿山横剖面图(据克连杰列夫)31 矿石中主要铀矿物有晶质铀矿、沥青铀矿、矿石中主要铀矿物有晶质铀矿、沥青铀矿、钍沥青铀矿和钛铀矿，含铀矿物有锆石、独居钍沥青铀矿和钛铀矿，含铀矿物有锆石、独居石、榍石和白钛石。其他金属矿物有铱锇矿、石、榍石和白钛石。其他金属矿物有铱锇矿、铬铁矿、锡石和黄铁矿及自然金等。晶质铀矿铬铁矿、锡石和黄铁矿及自然金等。晶质铀矿呈椭圆形、圆形和极少量棱角状颗粒，且常呈呈椭圆形、圆形和极少量棱角状颗粒，且常呈均匀分布于砾岩胶结物内，或呈葡萄状堆积。均匀分布于砾岩胶结物内，或呈葡萄状堆积。晶质铀矿经过长距离的搬运，多呈等粒状，在晶质铀矿经过长距离的搬运，多呈等粒状，在维特瓦特斯兰德系的砾岩中分布，晶质铀矿常维特瓦特斯兰德系的砾岩中分布，晶质铀矿常与胶结物中的独居石、铱锇矿、铬铁矿、锡石、与胶结物中的独居石、铱锇矿、铬铁矿、锡石、锆石、自然金和黄铁矿共生产出，晶质铀矿含锆石、自然金和黄铁矿共生产出，晶质铀矿含钍达钍达1.63-2.7，有时达，有时达6.52，含稀土元素，含稀土元素达达1.0-2.1，远远高于胶状沥青铀矿中的含，远远高于胶状沥青铀矿中的含量。量。矿石中主要铀矿物有晶质铀矿、沥青铀矿、钍沥青铀矿和钛铀32 金金以以极极细细小小的的带带棱棱角角颗颗粒粒，或或不不规规则则自自然然金金的的片片状状体体产产出出，主主要要在在砾砾岩岩胶胶结结物物中中分分布布。此此外外还还见见有有细细脉脉状状金金及及充充填填于于两两矿矿物物颗颗粒粒之之间间的的空空隙隙内内，或或呈呈包包裹裹体体形形式式产产出出的的金金。在在砾砾石石中中很很少少见见到到金金和和晶晶质质铀铀矿矿，如如有有也也只只是是呈呈细细脉脉状状产产出出。金金还还可可以以与与方方钴钴矿矿、硫硫钴钴矿矿、方方铅铅矿矿、黄黄铜铜矿矿及及磁磁黄黄铁铁矿一道沉淀富集。矿一道沉淀富集。铀金矿石的铀品位低，一般为铀金矿石的铀品位低，一般为0.034-0.042，现开采的矿石铀品位在现开采的矿石铀品位在0.1左右，但由于金品位左右，但由于金品位达达5-l0gt，综合开采和利用金和铀，仍可保证企，综合开采和利用金和铀，仍可保证企业的经济效益。业的经济效益。金以极细小的带棱角颗粒，或不规则自然金的片状体产出33 同位素地质同位素地质 对下伏的太古宙花岗岩，在对下伏的太古宙花岗岩，在德兰士瓦用铷德兰士瓦用铷-锶法测得同位素年龄为锶法测得同位素年龄为32亿年亿年0.6亿年亿年(5个样品个样品)和和29亿年亿年(1个样品个样品)。侵入。侵入于太古宙顶部地层的花岗岩及伟晶岩的同位素于太古宙顶部地层的花岗岩及伟晶岩的同位素年龄为年龄为30.5-32亿年。维特瓦特斯兰德系中的含亿年。维特瓦特斯兰德系中的含铀金砾岩，形成于铀金砾岩，形成于24.8-23.7亿年，而砾岩中的金亿年，而砾岩中的金矿化年龄为矿化年龄为31-27亿年，其中的晶质铀矿年龄为亿年，其中的晶质铀矿年龄为30.4亿年亿年1亿年，明显看出其中的金铀矿化年亿年，明显看出其中的金铀矿化年龄远大于含矿砾岩层位的年龄。龄远大于含矿砾岩层位的年龄。同位素地质 对下伏的太古宙花岗岩，在德兰士瓦用铷-锶34 据大部分沥青铀矿的据大部分沥青铀矿的207Pb206Pb比值计算，比值计算，多数沥青铀矿的同位素年龄为多数沥青铀矿的同位素年龄为20-19亿年，与切亿年，与切穿德兰士瓦系的布施韦尔德杂岩体的同位素年穿德兰士瓦系的布施韦尔德杂岩体的同位素年龄龄20.5-19.5亿年很接近。因而认为亿年很接近。因而认为20-19亿年为亿年为铀矿石的主要活化改造的年龄。另外还有铀矿石的主要活化改造的年龄。另外还有10亿亿年的沥青铀矿年龄，表明矿床在新元古代又经年的沥青铀矿年龄，表明矿床在新元古代又经受了再次改造成矿作用。受了再次改造成矿作用。据大部分沥青铀矿的207Pb206Pb比值计算，多35