(1.陜西核工業集團二二四大隊有限公司，陜西xi安710024 2。陜西核工業集團二壹八旅有限公司，陜西xi安710024)
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0+0巖體
灰池子巖體出露於礦區北部和西南部，與秦嶺群第三巖性段地層呈侵入接觸。巖性以黑雲母閃長花崗巖為主，淺紅-灰白色，中細粒-中粒花崗巖結構，片麻巖結構。主要礦物為斜長石、斜長石、鉀長石、應時和少量黑雲母，輔助礦物為鋯石、磷灰石、獨居石和石榴石。顆粒鋯石U-Pb同位素年齡為465Ma。灰池子巖體化學成分的Rietmann指數為1.67，屬鈣堿性花崗巖。富含矽和堿，Na2O含量大於K2O含量，Na2O +K2O含量小於7%，鋁過飽和，低鈾高釷，Th/U比值大(表4)。
圖3小花岔鈾礦床地質示意圖。
表4灰池子巖體和高山溝巖體的化學成分(wB)
高山溝巖株出露於礦區東南部高山溝地區，出露面積約5.45km2，與秦嶺群第三巖性段地層呈侵入接觸，與回池子巖體接觸部位巖性呈漸變過渡。巖性為白崗二長花崗巖，邊緣發育鉀長石帶，巖石呈淺紅色-灰白色，中粒-粗粒花崗巖結構。邊緣以片麻巖構造為主，片麻巖與地層產狀基本壹致，中部以塊狀構造為主。主要礦物成分:鈉長石、鉀長石、微晶長石、微斜長石和應時；暗色礦物含量低，以黑雲母為主；副礦物為鋯石、磷灰石、獨居石和石榴石。粒狀鋯石的U-Pb同位素年齡為423Ma。高山溝巖石株化學成分的Rietmann指數為1.72，屬鈣堿性花崗巖。富含矽和堿，K2O含量大於Na2O含量，Na2O+K2O含量大於7%，鋁過飽和，低鈾高釷，Th/U比值小。
2.2.3.2堤
礦區巖脈主要為黑雲母花崗巖偉晶巖巖脈，少量黑雲母花崗巖偉晶巖巖脈分布在礦區廟坪向斜核心附近。黑雲母花崗偉晶巖脈是礦區主要的鈾礦化巖石，主要分布在巖體外部的接觸帶，粒狀鋯石U-Pb同位素年齡為405Ma。礦化黑雲母花崗巖偉晶巖脈的特征如下:
(1)地質特征
小花岔鈾礦帶圈定了ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ五條脈體，其中ⅱ號脈體主要為礦化脈巖。礦化巖脈分布在距廟坪向斜南翼外接觸帶0 ~ 100 m範圍內的秦嶺群第三巖性段，相互平行。礦脈長300～3400米，寬2～25米，傾向東北，傾角60°～80°。其空間形態呈脈狀、層狀，沿傾向和走向有擴張、收縮、分支、復合等現象，其中常有大小不壹、形態各異的變質巖殘體。混染帶沿脈體邊緣發育，混染帶寬5 ~ 20 cm，富含塊狀、細脈狀黑雲母和矽化發育。
(2)巖石學特征
礦化黑雲母花崗巖偉晶巖局部富含塊狀黑雲母、豬肝色團塊狀斜長石，中粗粒結構，塊狀構造，副礦物組成可見輝鉬礦的巖石學特征(表5)。
表5黑雲母花崗巖偉晶巖的礦物組成
礦化黑雲母花崗巖偉晶巖的巖石化學特征是深色組分(Fe2O3+FeO +M nO +M gO)質量分數高，A/CNK值最小，Na2O +K2O質量分數最小，K2O/Na2O值最大，Fe2O3和FeO質量分數最大(表6)。
表6黑雲母花崗巖偉晶巖的質量分數和化學成分特征
(3)放射地球化學特征
含礦黑雲母花崗巖偉晶巖的特點是鈾含量高，釷鈾比小於1(表7)。
表7黑雲母花崗偉晶巖中放射性元素含量
微量元素地幔標準蛛網圖含礦黑雲母偉晶巖曲線明顯富集Zr、Mo元素(圖4)。
圖4微量元素地幔的標準蛛網圖
未礦化巖脈的平均氟含量為237×10-6，礦化巖脈的平均氟含量為413×10-6，礦體的平均氟含量為1602×10-6。非礦化巖脈、礦化巖脈和工業礦體的F含量相對較大。
2.2.4變質作用和圍巖蝕變
礦區主要變質期為晉寧中晚期。晉寧中晚期變質作用在秦嶺群第三巖性段形成了壹個以黑雲母斜長片麻巖為主的富鈾層。變質建造為黑雲母斜長石-麻粒巖建造，變質相為低角閃巖-高角閃巖相。
礦區圍巖蝕變不發育。
2.2.5礦床的放射性物理場特征
1)鈾在表面能譜上的異常暈沿黑雲母花崗巖偉晶巖脈密集區分布，主要分布在山谷、山脊等黑雲母花崗巖偉晶巖脈露頭處，大致反映了鈾礦化的範圍。
2)地表伽馬異常分布方向與含鈾黑雲母花崗偉晶巖基本壹致，多沿溝谷黑雲母花崗偉晶巖露頭呈點狀或斷續狀分布。含鈾黑雲母花崗巖偉晶巖的表面伽馬值高於未礦化的黑雲母花崗巖偉晶巖。
3)活性炭異常分布多沿山溝及兩側巖石裂隙發育，活性炭異常暈的分布方向與黑雲母花崗巖偉晶巖基本壹致。
2.3礦體地質
2.3.1礦體特征
小花岔鈾礦床已圈定6個鈾礦體，主要賦存於馬溝剖面黑雲母花崗巖偉晶巖脈ⅱ和ⅲ中，其中KT2-1和KT2-2為主要礦體。除KT4礦體外，其他礦體均為盲礦體。礦體呈脈狀、透鏡狀。礦體長度壹般為80 ~ 310 m，最大440m；深度延伸壹般為31 ~ 202 m，最大為837m；厚度壹般為0.50 ~ 10.31m，最大為14.72m，厚度變異系數為56% ~ 105%，厚度相對穩定。礦體品位壹般為0.0340% ~ 0.1.61.5%，最大為0.2395%，變異系數為1.8% ~ 93%，表明礦化均勻。該礦床鈾品位為0.0805%，屬低品位工業礦石。礦體產狀與脈巖壹致，走向110 ~ 1300，傾角38° ~ 72°(表8)[4]424°。
表8小花岔鈾礦床主要礦體特征壹覽表
礦石質量
(1)礦石的礦物組成
礦石工業中的鈾礦物主要是結晶鈾，其次是極少量的瀝青鈾礦[3]。主要脈石礦物為應時和斜長石，其次為黑雲母。金屬礦物包括黃鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦和輝鉬礦。副礦物主要是磷灰石、鋯石和獨居石(圖5)。
(2)礦石結構和構造
礦石結構以中粗粒花崗巖結構為主，其次為偉晶巖結構，局部有圖形結構和斑狀花崗巖結構。礦石構造以塊狀構造為主，局部有斑片狀構造和條帶狀構造(圖6 ~圖9)。
(3)結晶鈾礦床的產狀和物性。
結晶鈾礦床具有完全自生的粒狀結構和浸染狀結構，呈分散或浸染狀分布，在礦物顆粒中占60%以上，少部分賦存於造巖礦物中。當礦石富含黑雲母和斜長石時，大部分結晶鈾礦床產於黑雲母和斜長石顆粒之間。當黑雲母和斜長石含量較低時，出現在斜長石和應時顆粒之間。
結晶鈾礦床放射性很強，呈黑色等軸狀。晶型主要為立方和不發達的八面體，少數為長粒狀、厚板狀或不規則狀。粒徑0.1 ~ 0.3mm，最大1mm。條紋是黑色和綠色的。斷口呈貝殼狀，樹脂光澤或瀝青光澤。莫氏硬度5 ~ 6，維拉硬度348kg/mm2。密度為9.47克/平方厘米。二次變化很弱。
圖5巖心薄片電子探針背散射圖像
結晶鈾存在於鉀長石(Kf)內部以及應時(Q)和鉀長石(Kf)之間的裂隙中。結晶鈾(Ur)與鋯石(鋯石)、輝鉬礦(Mot)和獨居石(Monz)關系密切。
圖6花崗巖偉晶巖型鈾礦床
圖7富含黑雲母的鈾礦石
圖8富集長石型鈾礦石
富含黑雲母和斜長花崗巖偉晶巖的鈾礦石。
(4)礦石類型
根據礦體的容礦巖石，小花岔鈾礦床鈾礦的自然類型為低品位花崗巖偉晶巖型鈾礦(圖6)；當礦石富含塊狀黑雲母或棕紅色斜長石時，為中品位花崗巖偉晶巖礦石(圖7、圖8)，局部分布於低品位鈾礦石中。同時，花崗巖偉晶巖中富含塊狀黑雲母和棕紅色斜長石(圖9)，在低品位鈾礦石中偶有發現[5]。
小花岔鈾礦床的鈾礦石是壹種螢石等特征礦物含量低的高矽酸鹽鈾礦石。
(5)礦石的化學成分
小花岔鈾礦床黑雲母花崗巖偉晶巖型鈾礦石的化學成分如表9所示，具有以下特征:
表9小花岔鈾礦石的化學成分(wB)
1)礦石富含矽、堿、鉀、鋁。
2)高鈾品位花崗偉晶巖礦石中基本組分(Fe、Ti、M g、M n、Ca)含量相對較高，這與礦石中大量富含黑雲母礦物和長石礦物有關。
3)礦石的Fe2O3/FeO值為1.08 ~ 1.49，表明鈾礦形成於低氧逸度環境。
4)礦石中耗酸化學成分含量低，適合酸浸。
2.4控礦因素及找礦標誌
2.4.1控礦因素
1)地層與巖性控礦:陳家莊-廣石溝花崗偉晶巖鈾礦床礦床、產狀、異常均位於秦嶺群第三巖性段(圖2)，礦區礦體主要分布在黑雲母片麻巖中，厚角閃石透鏡體礦化強度減弱。陳家莊-廣石溝花崗偉晶巖型鈾礦床中的鈾礦體均產於黃龍廟、落子坪、灰池子等殼幔混源巖內外接觸帶200米範圍內的黑雲母花崗偉晶巖脈中(圖2)，塊狀黑雲母花崗偉晶巖脈中的鈾礦化較好(圖5-8)。
2)構造控礦:分水嶺和欒莊深大斷裂控制了陳家莊-廣石溝花崗偉晶巖型鈾礦區礦床、產狀和異常的分布範圍；欒莊-武官河隱伏斷裂控制了鈾礦體的產出位置；欒莊-武官河隱伏斷裂以東的鈾礦體產於巖體外接觸帶的礦化黑雲母偉晶巖脈中；欒莊-武官河隱伏斷裂西側的鈾礦體產於巖體內外接觸帶的礦化黑雲母偉晶巖脈中。礦區褶皺翼控制著黑雲母花崗巖偉晶巖脈和礦體的分布，礦區礦化脈和鈾礦體位於褶皺翼內。礦區內礦化黑雲母花崗偉晶巖巖脈與巖體界面產狀壹致，鈾礦體產於礦化黑雲母花崗偉晶巖巖脈與巖體界面起伏、產狀由陡變緩的部位。
2.4.2勘探標誌
1)位於巖體外部接觸帶的黑雲母花崗偉晶巖是鈾礦化的主要巖石。
2)黑雲母花崗偉晶巖以中粗粒結構為主，局部偶見偉晶巖結構。富含的塊狀黑雲母、棕紅色斜長石、磷灰石和獨居石是鈾礦體的巖石礦物學標誌。
3)高鈾含量、低釷含量、釷鈾比小於1是礦化黑雲母花崗巖偉晶巖的放射性參數。
4)黑雲母花崗巖偉晶巖脈中SiO2 _ 2含量降低，稀土元素總量增加，尤其是重稀土元素含量增加，Eu虧損強烈，δ EU < 0.25，是礦化黑雲母花崗巖偉晶巖中稀土元素的化學標誌。
5)脈巖中高含量的鉬、鋯和氟元素是礦化黑雲母花崗偉晶巖的地球化學標誌。
6)位於鈾礦床暈圈範圍內的活性炭、表面能譜鈾和放射性水化學異常復合部位的高表面伽馬值的黑雲母花崗偉晶巖為礦化黑雲母花崗偉晶巖。
7)波狀黑雲母花崗巖偉晶巖脈的產狀由陡變緩的地方可能是鈾礦化的構造標誌。
2.5選礦和冶煉性能
與小花岔鈾礦床同類型的廣石溝鈾礦床，已完成鈾礦石常規攪拌浸出、重力濃縮和堆浸試驗研究。表10中的技術指標證實了花崗偉晶巖型鈾礦石具有易浸出、重選的特點[5]。
表10廣石溝鈾礦床選礦冶金試驗結果
3主要成果和創新
3.1主要成果
中型鈾礦床已查明，預計近2-3年通過普查將查明1大型鈾礦床。
3.2主要創新點
1)提出該礦床鈾礦化位於100m巖體外的接觸帶，受黑雲母花崗巖偉晶巖脈控制，鈾與塊狀黑雲母、塊狀棕紅色長石、磷灰石和鋯石的富集程度呈正相關，並總結了礦化脈巖的巖石礦物學、放射性地球化學、稀土元素、微量元素和放射性物化探找礦標誌，為今後找礦提供依據。
2)提出了巖石接觸面和脈巖的產狀控制礦石的觀點。當巖石接觸面的凹面發生變化時，礦化偉晶巖脈的形態呈波狀，由陡到緩的產狀為鈾礦體的產狀位置。
3)提出了結晶鈾精礦重選預富集+攪拌浸出的新思路，獲得了Nelson新型高效重選設備的試驗結果，為提高花崗巖偉晶巖鈾礦床的經濟效益提出了新的思路和成果。
4開發利用現狀
目前還在普查中，尚未開發利用。
5結束語
5.1後續探索需要科技攻關。
1)探索花崗巖偉晶巖脈空間位置的探測、定位、勘探新技術，大致查明偉晶巖脈的空間產出位置，為揭露中深部礦體的工程布置提供依據。
2)通過選礦冶金技術和綜合利用技術的研究，解決該類型低品位礦石經濟價值低的問題，提高該類型礦床的開發效益，進壹步研究完善選擇重選預富集-結晶鈾精礦常規攪拌浸出-浸出液分離富集-堿沈生產111產品或萃取分離富集-沈澱生產1產品。通過工藝礦物學研究，結晶鈾礦石富集過程中鈦、鐵、鎵的賦存和富集，研究了鈦、鐵、鎵在重選預富集工藝中綜合利用的可行性。
5.2勘探前景
小花岔鈾礦床淺部500m總預測量4796t，普查已確認中型鈾礦床，礦體深部未封閉。在2013普查中，城外馬家岔地區已鉆探出三層工業礦體，廟溝地區圈出與放射性異常匹配較好的黑雲母花崗巖偉晶巖脈(圖1)。預計2 ~ 3年內可探明3000t以上的大型鈾礦資源。
5.3發展前景
1)小花岔鈾礦床遠景資源量已達到大型礦床規模，礦體主要分布在礦床7號至24號勘探線長640m、寬160m範圍內，礦體集中，開采技術條件簡單，開采成本低。礦石的自然類型和工業類型與廣石溝鈾礦床基本相同。與廣石溝鈾礦床選冶試驗指標相比，選冶性能好，加工成本低。
2)礦區位於林區，方圓2公裏內無居民和耕地。礦區外圍2公裏有豐富的清水資源，鄉鎮公路已到達礦區外圍2公裏，發展的外部環境良好。
參考
[1]羅中旭，沙亞洲，張占石，等.馮丹地區花崗偉晶巖型鈾礦床富集規律及成礦遠景預測研究報告[R].中國核地質局，2008。
馮，焦，張，等.馮丹北部地區加裏東期巖漿巖演化特征與鈾礦化的關系[J].世界核地質科學，2011，(4):202-207。
馮，張，焦，等.陜西馮丹地區花崗偉晶巖型鈾礦床特征及找礦方向[J].西北地質，2013，46 (2): 159-165。
馮，程德靜，張，等.陜西商南縣小花岔地區鈾礦普查報告[R].陜西核工業地質局224大隊，2013。
崔栓芳，馮，蒲，等.陜西商南縣廣石溝鈾礦重選試驗研究報告[R].陜西核工業集團有限公司，2014。
中國鈾礦勘查的重大進展和突破——新世紀以來新發現和探明的鈾礦實例
【作者簡介】高明，男，1958出生，教授級高級工程師，礦產地質專業。現任陜西核工業地質局二二四大隊總工程師，長期從事固體礦產的找礦勘探工作。