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⑷ 湖南三江口鈾礦床

姜必廣陳旭

（湖南省核工業地質局三〇六大隊，湖南衡陽421000）

[摘要]三江口鈾礦床位於湖南省汝城縣三江口瑤族鎮，處於鹿井鈾礦田南部，由湖南省核工業地質局三〇六大隊發現並勘查。通過收集大量地面地質調查研究、工程揭露、物化探測量、化學分析和岩礦鑒試等資料，系統總結了工作區地層、岩漿岩、構造、圍岩蝕變以及放射性地球物理場等特徵。梳理了區內構造系統，重新歸並和延擴了F₁₀₁、F_101-1、F₂₃、F₂₀₅等主成礦構造帶；進一步總結了區內成礦構造的形態、規模、產狀及空間展布和活動期次等特徵；大致查明鈾礦化特徵，區內圍岩蝕變和熱液脈體的種類、期次、規模、分布規律及與鈾礦化的關系；初步查明礦區礦石物質成分和鈾的存在形式。

[關鍵詞]湖南三江口；鈾礦床；地質特徵；資源潛力

礦區位於諸廣山岩體南部。諸廣山岩體處於贛粵湘褶皺區，為萬洋山－諸廣山走滑岩漿帶的重要組成部分^[1]。受九峰－大余東西向隆起帶、萬洋－諸廣南北向隆起帶和萬洋山北東向隆起帶的三重控制。北西面為武功諸廣地幔斜坡帶，而岩體中心鈾成礦的主要部位則為幔坡過渡帶^[1～2]。這種褶皺區、隆起疊加區、斜坡帶三位一體的區域構造格局，對岩體的形成與演化、構造的發生和發展極為有利，為相伴產生的鈾活化轉移與富集成礦提供了得天獨厚的條件。

1發現和勘查過程

三江口鈾礦床是在原中南地勘局、華南地質局等多家地質勘查大隊地質前輩們工作成果基礎之上，被逐步發現並查明的。從發現三江口鈾礦床地表線索，到圈定該鈾礦床，先後施工數千立方米槽探和數十個鑽孔，最終將該地區的九龍江地段提交為可供詳查的普查報告^[3]。

1.1本地區的鈾礦地質勘查工作

三江口地區1958年即有核工業原三〇九隊和七〇三航測隊在此進行過鈾礦地質調查，1960年以來，核工業三〇二大隊、三〇四大隊先後進行過礦點檢查和初步揭露評價工作。20世紀年代後期，核工業三〇二大隊在該區工作的隊伍撤回鹿井礦田。20世紀80年代後期，核工業七〇三航測隊又在該區進行了1∶5萬航空伽馬能譜測量。

1988～1989年，華南地質局二九六大隊在工作區南部城口—長江一帶進行了1∶5萬鈾礦區域地質調查。

1998～1995年，湖南省核工業地質局三〇六大隊在該區及周邊進行了鈾礦初查和區調。

1991年湖南省核工業地質局三〇六大隊在該區開展了1∶1萬鈾礦普查工作，提交了《湖南省鹿井礦田西南部上禾村—滸松地段鈾礦初查總結報告》。

1992年湖南省核工業地質局三〇六大隊在九龍江地段實施了1∶2000鈾礦詳測工作，提交了《湖南省汝城縣九龍江鈾礦點普查評價報告》。

1994年湖南省核工業地質局三〇六大隊科研分隊對該區進行了調查研究，提交了《湖南省汝城縣「三九」地區鈾成礦地質條件研究及遠景評價》報告。

1994～1996年，湖南省核工業地質局三〇六大隊對該區開展了1∶5萬鈾礦區調。

2007年湖南省核工業地質局三〇六大隊在九龍江地段和木洞地段開展普查工作，完成1∶1萬地質簡測和伽馬總量測量9.52km²，鑽探工作量705m，槽探1825m³，鈾、鐳分析138項。伽馬總量測量圈定異常點41個（部分為老異常點）、異常帶15條。

2010～2012年湖南省核工業地質局三〇六大隊在九龍江地段開展普查工作，完成1∶5000地質修測16.00km²，鑽探工作量18016m，槽探800m³，鈾、鐳、釷分析277項，其他分析115項，並提交了《湖南省汝城縣三江口鈾礦床普查地質報告》。

1.2發現和勘查過程分析

1.2.1成礦地質背景分析

三江口鈾礦床位於「三九」礦田毗鄰鹿井礦田，與其同處我國華南鈾成礦省南嶺地區。南嶺是我國著名的緯向構造帶之一，基底由加里東運動形成^[4]，主要為花崗岩體，其上覆岩層被侵蝕後，花崗岩得以出露形成山巒，如騎田嶺、香花嶺等。山體走向或呈北東—南西後，如萌渚嶺、都龐嶺、越城嶺；或呈正東西向，如大庾嶺；宏觀而言，南嶺地區為東西走向山地。三江口鈾礦床與鹿井礦田在區域上具有類似的地質成礦地質條件和地質環境。從宏觀地域來看，南嶺地區鈾成礦具不連續性，但具有廣泛分布的特徵^[5～6] 。在數十年的地質工作中，我國在該地區發現了眾多的鈾礦田、鈾礦床，且地表鈾異常點帶分布十分廣泛。

1.2.2循序漸進的勘查工作

20世紀50年代，地質工作僅僅根據地表異常進行探索性調查揭露，而到了80年代後期，隨著大比例尺（1∶5萬）航空伽馬能譜測量工作的開展，地質找礦重點地段逐漸明朗起來。鹿井礦田外圍重點地段的鈾礦初預查、區調、科研工作逐一展開，結合各種物化探工作綜合成果，具備良好鈾礦化異常的三江口地區就這樣被劃分為重點遠景區，直至三江口鈾礦床的發現。這一過程歷時多年，說明鈾礦田外圍的鈾礦床發現和勘查周期長、難度大，因為各項工作要按部就班，要遵循地質找礦特點和規律進行。這期間需要各時期的地質工作者充分運用該時期發展起來的先進物化探技術，然後運用各種勘查手段去逐步發現、排查、探索、驗證鈾異常、鈾礦化點帶，直到發現並控制鈾礦床。這一鈾礦找礦過程體現了地質找礦是一個循序漸進的過程^[7]。

2礦床基本特徵

三江口鈾礦床位於九峰岩體的北部，黃竹壟斷裂帶東南側、塘灣斷裂東側。有上堡斷裂、熱水斷裂從北東方向延伸至南西方向通過本區，三江口鈾礦床定位於工作區中近EW向的九龍江斷裂和NE向黃洞口斷裂的夾持區及鄰近地段（圖1）。

圖1 湖南省汝城縣「三九」礦田地質略圖

1—第四系；2—石炭繫上統；3、4—石炭系大塘階中上段；5—石炭系大塘階下段；6—石炭系岩關階；7、8—泥盆系錫礦山組；9—泥盆系棋橋組；10—泥盆系跳馬澗組；11—寒武系中組；12—寒武系下組；13—震旦繫上組；14—震旦系下組；15—木溪頭單元；16—中棚單元；17—高奢單元；18—東嶺單元；19—魚王單元；20—益將單元；21—細粒花崗岩；22—偉晶岩細晶岩；23—地質界線；24—接觸（氣化）式熱力變質帶；25—實測及推測斷層；26—鈾礦床；27—工作區范圍

2.1岩漿岩

區內出露均為九峰岩體（三江口超單元）的花崗岩。九龍江地段地處東嶺單元（J₂D）岩體中，且有晚期中棚單元（J₃ZP）岩體產出，為工作區主富鈾岩體。在這兩期岩體超動接觸界面附近鈾礦化有富集的趨勢，認為不同期次岩體間的接觸界面對鈾成礦有一定的控製作用。岩體的自變質作用主要有鹼交代，表現為鉀鈉長石化和單一鈉長石化；後者主要見於中棚單元，主要為白雲母交代黑雲母或交代長石和石英，交代黑雲母後有氧化鐵析出。區內花崗岩大致經歷了3次鹼交代（白雲母化）作用：第一次為155Ma左右，第二次為130Ma左右，第三次為115Ma左右^[8]，相當於晚侏羅世木洞超單元，三江口超單元的高奢、中棚、木溪頭3個單元岩體晚階段的自變質作用，每一次鹼交代（白雲母化）作用均伴有鈾元素的遷出。

鈾礦床含礦主岩岩性為燕山期灰白色中粗粒似斑狀黑雲母二長花崗岩，鈾礦帶內岩性主要為碎裂花崗岩、花崗碎裂岩、碎裂岩、構造角礫岩等。

2.2構造

礦區位於諸廣－萬洋復式岩體的中南端，區域熱水斷裂帶的南部，城口礦田菱形格狀構造的北部。本區內斷裂構造發育，形態多樣，構造成分復雜，除上述區域性大斷裂外，區內一般斷裂構造按其走向可分為NNE、NE、近EW、NW 向4組，主要斷裂有熱水斷裂（F₁₀₃）、木洞斷裂、F₁₀₁斷裂、黃洞口斷裂等。區內次級NE、NNE向斷裂，尤其在九龍江不同級別的三角斷塊中的次級斷裂是有利的含礦斷裂^[8]。三江口礦區主要斷裂構造特徵見表1。

2.3圍岩蝕變

鈾礦帶中的赤鐵礦化（鉀長石化）、紫（黑）色螢石化、水（絹）雲母化、綠泥石化、微粒（膠狀）黃鐵礦化較發育，然而晚期硅化與上述某種或多種蝕變共生卻是最重要的蝕變找礦標志，此外多類型蝕變疊加也較有利於礦化富集。蝕變的強弱與礦化的強弱常具正相關^[9]，蝕變規模越大，礦化規模一般也相應較大。

2.4物化探異常

三江口礦區有90%以上的異常點帶集中於東嶺單元（J₂D）中，發現並圈定的15條異常帶中有13條產於東嶺單元，這都反映了東嶺單元岩體是鈾成礦的有利圍岩。此外伽馬總量場暈的長軸方向主要為北東向，與區內主要的構造形跡基本一致。從前人其他放射性物探成果來看，本區的伽馬能譜和放射性水化學暈，具有場暈規模大、場值高、分布集中、方向性明顯、各種場暈重合性好等特點。這些場暈多沿接觸帶展布，受構造和接觸帶控制。

表1 三江口礦區主要斷裂構造特徵一覽表

2.5礦體地質

2.5.1礦體特徵

本次普查工作圈定工業礦體39個，礦體主要呈脈狀產出在 F₁₀₁、F₂₃F₂₀₅、F_101-1等含礦斷裂構造中。F₁₀₁號帶組32個礦段平均厚1.92m，單工程最厚7.23m（ZK07-01），最薄0.44m（ZK08-02）;12個礦體平均厚1.71m，礦體最厚3.40m（F_101-1－Ⅱ－1號礦體），最薄0.55m（F₁₀₁－Ⅱ－1號礦體）。厚度變化系數66.77%，礦體厚度沿走向和傾向變化較為穩定，相對而言，靠近九龍江斷裂的北段較厚，南段稍薄，反映了不同斷裂交匯部位附近對礦化較為有利。

F₂₃號帶4個礦段平均厚2.58m，單工程最厚4.66m（ZK39-01），最薄0.75m（ZK3101）;3個礦體平均厚2.84m，礦體最厚3.65m（F₂₃－Ⅱ－1號礦體），最薄1.27m（F₂₃－Ⅲ－1號礦體）。厚度變化系數67.21%，礦體厚度沿走向和傾向變化較為穩定。

F₂₀₅號帶10個礦段平均厚1.21m，單工程最厚2.87m（ZK79-05），最薄0.72m（ZK79-03）;6個礦體平均厚1.14m，礦體最厚1.47m（F₂₀₅－Ⅲ－1號礦體），最薄0.85m（F₂₀₅－Ⅰ－1號礦體）。厚度變化系數47.53%，礦體厚度沿走向和傾向變化較為穩定。

F₃₁號帶2個礦段平均厚1.00m,F₃₁－Ⅰ－1號礦體平均厚1.02m;F_3-2號帶1個礦段厚0.80m,F_3-2－Ⅰ－1號礦體平均厚0.80m。

本區礦化具有上酸下鹼、上氧化下還原特徵，礦體垂直分帶規律^[10]和側伏規律明顯，從九龍江地段礦體見礦標高示意圖中展示出礦體具明顯的側伏特徵（圖2），其側伏規律是自北往南礦體埋深變深，側伏角約為300，一般為20°～35°之間。上部礦石為鈾－玉髓－微晶石英型，中部礦石為鈾－螢石型，深部礦石為鈾－方解石－黃鐵礦型。

圖2 九龍江地段礦體見礦標高示意圖

1—礦體露頭出露線及勘探線編號；2—坑道及編號；3—探槽及編號；4—構造及編號；5—工業礦孔及編號；6—

2.5.2礦石特徵及加工技術性能

本區鈾礦石主要為赤鐵礦化花崗碎裂岩型、微晶石英脈型、構造角礫岩型。原生鈾礦物主要為瀝青鈾礦，多以吸附形式存在於花崗碎裂岩中。次生鈾礦見有黃綠色透明片狀鈣鈾雲母、銅鈾雲母等，常見於花崗碎裂岩溶蝕空洞中。礦石共生組合比較簡單，主要金屬礦物為赤鐵礦、黃鐵礦，脈石礦物以石英細脈為主，少量玉髓、方解石。

三江口鈾礦床的發現過程中因經費預算未作專門的礦石加工技術性能測試，但鹿井礦田毗鄰「三九」地區，二者的花崗岩型鈾礦具有相同成礦地質背景條件和礦石類型，且加工選冶各技術指標相似。通過收集相關資料，在對比研究基礎上對三江口鈾礦床礦石加工性能進行評價。

三江口鈾礦床礦石遭受斷裂構造不同程度的破碎。於礦石中發育有含礦熱液脈體及伴隨的蝕變現象，節理裂隙也較為發育，常見脈體充填膠結。在各主含礦斷裂構造及其附近出現的東嶺單元、中棚單元花崗岩，岩石完整緻密，圍岩牢固。

各礦體均賦存在最低侵蝕基準面以上，埋深一般為50～400m。

礦石和圍岩體重差異不大，分別為2.63g/cm³和2.65g/cm³。

岩石硬度一般為5～6級，局部地段因硅化可達8～9級。

鬆散系數為1.48～1.50。

安息角為40°～450。

為研究鈾礦石的工藝性能及其經濟技術指標，核工業二三〇所於1979年3月在牛尾嶺礦床中的KD13-3、KD13-15、KD14-1-1、KD14-2-7等處，用刻槽取樣法，採取水冶試驗樣一個，重164.5kg，鈾含量為0.114%。

礦石岩性主要為硅化、赤鐵礦化碎裂花崗岩及花崗碎裂岩，鈾以細粒或微細粒分布以及呈細脈狀和發絲狀沿裂隙分布的瀝青鈾礦為主。鈾與黃鐵礦化、硅化、紫黑色螢石化、微晶石英脈關系密切，與三江口鈾礦床鈾礦石類型類似。

鈾浸出試驗採用酸法攪拌浸出探索試驗。為了解影響鈾浸出的主要因素，選定硫酸用量6%（占礦重）、二氧化錳用量0.5%（占礦重），浸出溫度50℃，浸出時間3h，粒度0.5mm，礦重100g，液固比1∶1進行攪拌浸出。制漿一次，用pH =1.5的稀硫酸液，攪拌10min，水洗一次，用液固比1∶1的熱水直接在漏鬥上洗滌。試驗結果為：鈾浸出率96.33%，尾渣鈾含量0.0042%，浸出液剩餘酸度10g/L。

3主要成果和創新點

3.1普查主要成果

通過湖南省核工業地質局三〇六大隊多年地質工作，在三江口礦區九龍江地段施工48個鑽探，其中，工業礦孔30個，礦化孔6個，異常孔11個，無礦孔1個，見礦率98%（圖3），工業礦段累計視厚度102.58m，礦化段累計視厚度52.93m。三江口鈾礦床的特點是礦體數目較多、主礦體規模較大，沿走向延伸較好。鈾礦體標高一般在－200～300m，垂幅超過500m，埋深一般在100～500m，走向長30～150m，傾向延伸20～150m。平均厚度為1.66m，厚度變化系數69.68%；礦化較均勻，平均品位0.142%，品位變化系數147.04%。鈾礦體主要呈脈狀、透鏡狀、網脈狀賦存在近SN 向F₁₀₁、F_101-1、F₂₃, NE向F₂₀₅等含礦斷裂構造中。

3.2鈾礦普查創新點

1）加強了綜合研究。根據區域成礦規律和已有礦床、礦點、礦化點的詳細研究，確定成礦遠景區和進一步開展地質工作的找礦靶區，從區域展開部署，達到面中求點的目的。三江口地區從20世紀50年代開始鈾礦地質工作，探礦工作是幾上幾下，時間跨度大，很多工程技術人員已經更換了新人，但是過去數十年該地區「只見星星，不見月亮」，找礦沒有實質性的突破。我們對前期的大量資料進行了整理，包括各種圖件、化驗分析報告、岩礦鑒定報告、物化探成果等，通過已有資料的分析研究對於礦區的礦床和成礦地質體有了較為深入的認識，形成一個空間概念。同時，通過可能符合客觀實際的分析研究，推斷礦體可能的賦存位置，來指導下一步工程部署。

圖3 三江口鈾礦床地質概況示意圖

1—中棚單元細粒（含斑）黑雲母二長花崗岩；2—東嶺單元中—粗粒似斑狀黑雲母二長花崗岩；3—細粒花崗岩脈；4—實測及推測地質界線；5—斷裂構造編號及產狀；6—探槽及編號；7—工業礦孔及編號；8—礦化孔及編號；9—異常孔及編號；10—無礦孔及編號；11—勘探線及編號

2）重視弱異常。磁法找鐵礦、激電找多金屬礦、化探找貴金屬礦都經歷了從重視找強異常到注意弱異常的類似歷史^[11]。在異常篩選中，在該區以往重視強異常和大異常，結果在強異常、「高大全」異常找不到礦，地面也施工了大量的槽探、井探和硐探工程，但找礦效果甚微。本輪工作中我們通過對該區強、大異常區邊部的弱異常和小異常進行分析、研究後進行探索驗證，終於實現了找礦突破。

4開發利用狀況

三江口鈾礦床目前還只完成部分地段的普查工作，礦體均未封邊，有待進一步開展詳查工作。主要礦石類型為硅酸鹽型，礦石物質成分較簡單，礦石中鈾可分別採用酸法浸取，根據同類礦床礦石選冶加工工藝試驗，鈾浸取率高，耗酸量低，尾渣鈾含量低，水冶成本低。

5結束語

5.1有待解決的問題

通過前期綜合研究分析認為，三江口鈾礦床鈾資源潛力較大，其主要含礦構造南部延伸段尤其是深部含礦潛力較大。目前三江口鈾礦床僅在九龍江地段進行了普查工作，此外在三江口礦區南部的石壁窩—木洞地段，其地表鈾礦化較九龍江地段更好，其鈾礦普查前景更值得期待。

另外，九龍江地段與石壁窩—木洞地段在相同的成礦地質背景影響下，受相同的成礦斷裂構造帶控制，二者的成礦機理、礦體分布特徵、控礦含礦規律是否具有相似性都需要進一步開展科學研究。

5.2勘查開發前景

前已敘及，三江口鈾礦床地處「三九」地區，毗鄰鹿井礦田、城口礦田等著名礦田。礦山建設條件良好，礦石品位富，易采、易選、耗酸量低，具有很好的技術加工性能。如能投資開發利用將會獲得較好的經濟效益和社會效益。

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我國鈾礦勘查的重大進展和突破進-—入新世紀以來新發現和探明的鈾礦床實例

[作者簡介]姜必廣，男，1968年生，碩士，高級工程師，現任湖南省核工業地質局三〇六大隊總工程師。1991年畢業於中國地質大學（武漢）地質系岩石學礦物學專業，一直從事地質勘查工作，先後任地勘項目技術員、專業負責、技術負責、項目負責、地礦公司經理、大隊總工程師。

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