阳光下的日耳曼尼亚 -
姜必广 陈旭
（湖南省核工业地质局三〇六大队，湖南 衡阳 421000）
[摘要]三江口铀矿床位于湖南省汝城县三江口瑶族镇，处于鹿井铀矿田南部，由湖南省核工业地质局三〇六大队发现并勘查。通过收集大量地面地质调查研究、工程揭露、物化探测量、化学分析和岩矿鉴试等资料，系统总结了工作区地层、岩浆岩、构造、围岩蚀变以及放射性地球物理场等特征。梳理了区内构造系统，重新归并和延扩了F101、F101-1、F23、F205等主成矿构造带；进一步总结了区内成矿构造的形态、规模、产状及空间展布和活动期次等特征；大致查明铀矿化特征，区内围岩蚀变和热液脉体的种类、期次、规模、分布规律及与铀矿化的关系；初步查明矿区矿石物质成分和铀的存在形式。
[关键词]湖南三江口；铀矿床；地质特征；资源潜力
矿区位于诸广山岩体南部。诸广山岩体处于赣粤湘褶皱区，为万洋山－诸广山走滑岩浆带的重要组成部分[1]。受九峰－大余东西向隆起带、万洋－诸广南北向隆起带和万洋山北东向隆起带的三重控制。北西面为武功诸广地幔斜坡带，而岩体中心铀成矿的主要部位则为幔坡过渡带[1～2]。这种褶皱区、隆起叠加区、斜坡带三位一体的区域构造格局，对岩体的形成与演化、构造的发生和发展极为有利，为相伴产生的铀活化转移与富集成矿提供了得天独厚的条件。
1 发现和勘查过程
三江口铀矿床是在原中南地勘局、华南地质局等多家地质勘查大队地质前辈们工作成果基础之上，被逐步发现并查明的。从发现三江口铀矿床地表线索，到圈定该铀矿床，先后施工数千立方米槽探和数十个钻孔，最终将该地区的九龙江地段提交为可供详查的普查报告[3]。
1.1 本地区的铀矿地质勘查工作
三江口地区1958年即有核工业原三〇九队和七〇三航测队在此进行过铀矿地质调查，1960年以来，核工业三〇二大队、三〇四大队先后进行过矿点检查和初步揭露评价工作。20世纪年代后期，核工业三〇二大队在该区工作的队伍撤回鹿井矿田。20世纪80年代后期，核工业七〇三航测队又在该区进行了1∶5万航空伽马能谱测量。
1988～1989年，华南地质局二九六大队在工作区南部城口—长江一带进行了1∶5万铀矿区域地质调查。
1998～1995年，湖南省核工业地质局三〇六大队在该区及周边进行了铀矿初查和区调。
1991年湖南省核工业地质局三〇六大队在该区开展了1∶1万铀矿普查工作，提交了《湖南省鹿井矿田西南部上禾村—浒松地段铀矿初查总结报告》。
1992年湖南省核工业地质局三〇六大队在九龙江地段实施了1∶2000铀矿详测工作，提交了《湖南省汝城县九龙江铀矿点普查评价报告》。
1994年湖南省核工业地质局三〇六大队科研分队对该区进行了调查研究，提交了《湖南省汝城县“三九”地区铀成矿地质条件研究及远景评价》报告。
1994～1996年，湖南省核工业地质局三〇六大队对该区开展了1∶5万铀矿区调。
2007年湖南省核工业地质局三〇六大队在九龙江地段和木洞地段开展普查工作，完成1∶1万地质简测和伽马总量测量9.52km2，钻探工作量705m，槽探1825m3，铀、镭分析138项。伽马总量测量圈定异常点41个（部分为老异常点）、异常带15条。
2010～2012年湖南省核工业地质局三〇六大队在九龙江地段开展普查工作，完成1∶5000地质修测16.00km2，钻探工作量18016m，槽探800m3，铀、镭、钍分析277项，其他分析115项，并提交了《湖南省汝城县三江口铀矿床普查地质报告》。
1.2 发现和勘查过程分析
1.2.1 成矿地质背景分析
三江口铀矿床位于“三九”矿田毗邻鹿井矿田，与其同处我国华南铀成矿省南岭地区。南岭是我国著名的纬向构造带之一，基底由加里东运动形成[4]，主要为花岗岩体，其上覆岩层被侵蚀后，花岗岩得以出露形成山峦，如骑田岭、香花岭等。山体走向或呈北东—南西后，如萌渚岭、都庞岭、越城岭；或呈正东西向，如大庾岭；宏观而言，南岭地区为东西走向山地。三江口铀矿床与鹿井矿田在区域上具有类似的地质成矿地质条件和地质环境。从宏观地域来看，南岭地区铀成矿具不连续性，但具有广泛分布的特征[5～6] 。在数十年的地质工作中，我国在该地区发现了众多的铀矿田、铀矿床，且地表铀异常点带分布十分广泛。
1.2.2 循序渐进的勘查工作
20世纪50年代，地质工作仅仅根据地表异常进行探索性调查揭露，而到了80年代后期，随着大比例尺（1∶5万）航空伽马能谱测量工作的开展，地质找矿重点地段逐渐明朗起来。鹿井矿田外围重点地段的铀矿初预查、区调、科研工作逐一展开，结合各种物化探工作综合成果，具备良好铀矿化异常的三江口地区就这样被划分为重点远景区，直至三江口铀矿床的发现。这一过程历时多年，说明铀矿田外围的铀矿床发现和勘查周期长、难度大，因为各项工作要按部就班，要遵循地质找矿特点和规律进行。这期间需要各时期的地质工作者充分运用该时期发展起来的先进物化探技术，然后运用各种勘查手段去逐步发现、排查、探索、验证铀异常、铀矿化点带，直到发现并控制铀矿床。这一铀矿找矿过程体现了地质找矿是一个循序渐进的过程[7]。
2 矿床基本特征
三江口铀矿床位于九峰岩体的北部，黄竹垄断裂带东南侧、塘湾断裂东侧。有上堡断裂、热水断裂从北东方向延伸至南西方向通过本区，三江口铀矿床定位于工作区中近EW向的九龙江断裂和NE向黄洞口断裂的夹持区及邻近地段（图1）。
图1 湖南省汝城县“三九”矿田地质略图
1—第四系；2—石炭系上统；3、4—石炭系大塘阶中上段；5—石炭系大塘阶下段；6—石炭系岩关阶；7、8—泥盆系锡矿山组；9—泥盆系棋桥组；10—泥盆系跳马涧组；11—寒武系中组；12—寒武系下组；13—震旦系上组；14—震旦系下组；15—木溪头单元；16—中棚单元；17—高奢单元；18—东岭单元；19—鱼王单元；20—益将单元；21—细粒花岗岩；22—伟晶岩细晶岩；23—地质界线；24—接触（气化）式热力变质带；25—实测及推测断层；26—铀矿床；27—工作区范围
2.1 岩浆岩
区内出露均为九峰岩体（三江口超单元）的花岗岩。九龙江地段地处东岭单元（J2D）岩体中，且有晚期中棚单元（J3ZP）岩体产出，为工作区主富铀岩体。在这两期岩体超动接触界面附近铀矿化有富集的趋势，认为不同期次岩体间的接触界面对铀成矿有一定的控制作用。岩体的自变质作用主要有碱交代，表现为钾钠长石化和单一钠长石化；后者主要见于中棚单元，主要为白云母交代黑云母或交代长石和石英，交代黑云母后有氧化铁析出。区内花岗岩大致经历了3次碱交代（白云母化）作用：第一次为155Ma左右，第二次为130Ma左右，第三次为115Ma左右[8]，相当于晚侏罗世木洞超单元，三江口超单元的高奢、中棚、木溪头3个单元岩体晚阶段的自变质作用，每一次碱交代（白云母化）作用均伴有铀元素的迁出。
铀矿床含矿主岩岩性为燕山期灰白色中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩，铀矿带内岩性主要为碎裂花岗岩、花岗碎裂岩、碎裂岩、构造角砾岩等。
2.2 构造
矿区位于诸广－万洋复式岩体的中南端，区域热水断裂带的南部，城口矿田菱形格状构造的北部。本区内断裂构造发育，形态多样，构造成分复杂，除上述区域性大断裂外，区内一般断裂构造按其走向可分为NNE、NE、近EW、NW 向4组，主要断裂有热水断裂（F103）、木洞断裂、F101断裂、黄洞口断裂等。区内次级NE、NNE向断裂，尤其在九龙江不同级别的三角断块中的次级断裂是有利的含矿断裂[8]。三江口矿区主要断裂构造特征见表1。
2.3 围岩蚀变
铀矿带中的赤铁矿化（钾长石化）、紫（黑）色萤石化、水（绢）云母化、绿泥石化、微粒（胶状）黄铁矿化较发育，然而晚期硅化与上述某种或多种蚀变共生却是最重要的蚀变找矿标志，此外多类型蚀变叠加也较有利于矿化富集。蚀变的强弱与矿化的强弱常具正相关[9]，蚀变规模越大，矿化规模一般也相应较大。
2.4 物化探异常
三江口矿区有90%以上的异常点带集中于东岭单元（J2D）中，发现并圈定的15条异常带中有13条产于东岭单元，这都反映了东岭单元岩体是铀成矿的有利围岩。此外伽马总量场晕的长轴方向主要为北东向，与区内主要的构造形迹基本一致。从前人其他放射性物探成果来看，本区的伽马能谱和放射性水化学晕，具有场晕规模大、场值高、分布集中、方向性明显、各种场晕重合性好等特点。这些场晕多沿接触带展布，受构造和接触带控制。
表1 三江口矿区主要断裂构造特征一览表
2.5 矿体地质
2.5.1 矿体特征
本次普查工作圈定工业矿体39个，矿体主要呈脉状产出在 F101、F23F205、F101-1等含矿断裂构造中。F101号带组32个矿段平均厚1.92m，单工程最厚7.23m（ZK07-01），最薄0.44m（ZK08-02）;12个矿体平均厚1.71m，矿体最厚3.40m（F101-1－Ⅱ－1号矿体），最薄0.55m（F101－Ⅱ－1号矿体）。厚度变化系数66.77%，矿体厚度沿走向和倾向变化较为稳定，相对而言，靠近九龙江断裂的北段较厚，南段稍薄，反映了不同断裂交汇部位附近对矿化较为有利。
F23号带4个矿段平均厚2.58m，单工程最厚4.66m（ZK39-01），最薄0.75m（ZK3101）;3个矿体平均厚2.84m，矿体最厚3.65m（F23－Ⅱ－1号矿体），最薄1.27m（F23－Ⅲ－1号矿体）。厚度变化系数67.21%，矿体厚度沿走向和倾向变化较为稳定。
F205号带10个矿段平均厚1.21m，单工程最厚2.87m（ZK79-05），最薄0.72m（ZK79-03）;6个矿体平均厚1.14m，矿体最厚1.47m（F205－Ⅲ－1号矿体），最薄0.85m（F205－Ⅰ－1号矿体）。厚度变化系数47.53%，矿体厚度沿走向和倾向变化较为稳定。
F31号带2个矿段平均厚1.00m,F31－Ⅰ－1号矿体平均厚1.02m;F3-2号带1个矿段厚0.80m,F3-2－Ⅰ－1号矿体平均厚0.80m。
本区矿化具有上酸下碱、上氧化下还原特征，矿体垂直分带规律[10]和侧伏规律明显，从九龙江地段矿体见矿标高示意图中展示出矿体具明显的侧伏特征（图2），其侧伏规律是自北往南矿体埋深变深，侧伏角约为300，一般为20°～35°之间。上部矿石为铀－玉髓－微晶石英型，中部矿石为铀－萤石型，深部矿石为铀－方解石－黄铁矿型。
图2 九龙江地段矿体见矿标高示意图
1—矿体露头出露线及勘探线编号；2—坑道及编号；3—探槽及编号；4—构造及编号；5—工业矿孔及编号；6—
2.5.2 矿石特征及加工技术性能
本区铀矿石主要为赤铁矿化花岗碎裂岩型、微晶石英脉型、构造角砾岩型。原生铀矿物主要为沥青铀矿，多以吸附形式存在于花岗碎裂岩中。次生铀矿见有黄绿色透明片状钙铀云母、铜铀云母等，常见于花岗碎裂岩溶蚀空洞中。矿石共生组合比较简单，主要金属矿物为赤铁矿、黄铁矿，脉石矿物以石英细脉为主，少量玉髓、方解石。
三江口铀矿床的发现过程中因经费预算未作专门的矿石加工技术性能测试，但鹿井矿田毗邻“三九”地区，二者的花岗岩型铀矿具有相同成矿地质背景条件和矿石类型，且加工选冶各技术指标相似。通过收集相关资料，在对比研究基础上对三江口铀矿床矿石加工性能进行评价。
三江口铀矿床矿石遭受断裂构造不同程度的破碎。于矿石中发育有含矿热液脉体及伴随的蚀变现象，节理裂隙也较为发育，常见脉体充填胶结。在各主含矿断裂构造及其附近出现的东岭单元、中棚单元花岗岩，岩石完整致密，围岩牢固。
各矿体均赋存在最低侵蚀基准面以上，埋深一般为50～400m。
矿石和围岩体重差异不大，分别为2.63g/cm3和2.65g/cm3。
岩石硬度一般为5～6级，局部地段因硅化可达8～9级。
松散系数为1.48～1.50。
安息角为40°～450。
为研究铀矿石的工艺性能及其经济技术指标，核工业二三〇所于1979年3月在牛尾岭矿床中的KD13-3、KD13-15、KD14-1-1、KD14-2-7等处，用刻槽取样法，采取水冶试验样一个，重164.5kg，铀含量为0.114%。
矿石岩性主要为硅化、赤铁矿化碎裂花岗岩及花岗碎裂岩，铀以细粒或微细粒分布以及呈细脉状和发丝状沿裂隙分布的沥青铀矿为主。铀与黄铁矿化、硅化、紫黑色萤石化、微晶石英脉关系密切，与三江口铀矿床铀矿石类型类似。
铀浸出试验采用酸法搅拌浸出探索试验。为了解影响铀浸出的主要因素，选定硫酸用量6%（占矿重）、二氧化锰用量0.5%（占矿重），浸出温度50℃，浸出时间3h，粒度0.5mm，矿重100g，液固比1∶1进行搅拌浸出。制浆一次，用pH =1.5的稀硫酸液，搅拌10min，水洗一次，用液固比1∶1的热水直接在漏斗上洗涤。试验结果为：铀浸出率96.33%，尾渣铀含量0.0042%，浸出液剩余酸度10g/L。
3 主要成果和创新点
3.1 普查主要成果
通过湖南省核工业地质局三〇六大队多年地质工作，在三江口矿区九龙江地段施工48个钻探，其中，工业矿孔30个，矿化孔6个，异常孔11个，无矿孔1个，见矿率98%（图3），工业矿段累计视厚度102.58m，矿化段累计视厚度52.93m。三江口铀矿床的特点是矿体数目较多、主矿体规模较大，沿走向延伸较好。铀矿体标高一般在－200～300m，垂幅超过500m，埋深一般在100～500m，走向长30～150m，倾向延伸20～150m。平均厚度为1.66m，厚度变化系数69.68%；矿化较均匀，平均品位0.142%，品位变化系数147.04%。铀矿体主要呈脉状、透镜状、网脉状赋存在近SN 向F101、F101-1、F23, NE向F205等含矿断裂构造中。
3.2 铀矿普查创新点
1）加强了综合研究。根据区域成矿规律和已有矿床、矿点、矿化点的详细研究，确定成矿远景区和进一步开展地质工作的找矿靶区，从区域展开部署，达到面中求点的目的。三江口地区从20世纪50年代开始铀矿地质工作，探矿工作是几上几下，时间跨度大，很多工程技术人员已经更换了新人，但是过去数十年该地区“只见星星，不见月亮”，找矿没有实质性的突破。我们对前期的大量资料进行了整理，包括各种图件、化验分析报告、岩矿鉴定报告、物化探成果等，通过已有资料的分析研究对于矿区的矿床和成矿地质体有了较为深入的认识，形成一个空间概念。同时，通过可能符合客观实际的分析研究，推断矿体可能的赋存位置，来指导下一步工程部署。
图3 三江口铀矿床地质概况示意图
1—中棚单元细粒（含斑）黑云母二长花岗岩；2—东岭单元中—粗粒似斑状黑云母二长花岗岩；3—细粒花岗岩脉；4—实测及推测地质界线；5—断裂构造编号及产状；6—探槽及编号；7—工业矿孔及编号；8—矿化孔及编号；9—异常孔及编号；10—无矿孔及编号；11—勘探线及编号
2）重视弱异常。磁法找铁矿、激电找多金属矿、化探找贵金属矿都经历了从重视找强异常到注意弱异常的类似历史[11]。在异常筛选中，在该区以往重视强异常和大异常，结果在强异常、“高大全”异常找不到矿，地面也施工了大量的槽探、井探和硐探工程，但找矿效果甚微。本轮工作中我们通过对该区强、大异常区边部的弱异常和小异常进行分析、研究后进行探索验证，终于实现了找矿突破。
4 开发利用状况
三江口铀矿床目前还只完成部分地段的普查工作，矿体均未封边，有待进一步开展详查工作。主要矿石类型为硅酸盐型，矿石物质成分较简单，矿石中铀可分别采用酸法浸取，根据同类矿床矿石选冶加工工艺试验，铀浸取率高，耗酸量低，尾渣铀含量低，水冶成本低。
5 结束语
5.1 有待解决的问题
通过前期综合研究分析认为，三江口铀矿床铀资源潜力较大，其主要含矿构造南部延伸段尤其是深部含矿潜力较大。目前三江口铀矿床仅在九龙江地段进行了普查工作，此外在三江口矿区南部的石壁窝—木洞地段，其地表铀矿化较九龙江地段更好，其铀矿普查前景更值得期待。
另外，九龙江地段与石壁窝—木洞地段在相同的成矿地质背景影响下，受相同的成矿断裂构造带控制，二者的成矿机理、矿体分布特征、控矿含矿规律是否具有相似性都需要进一步开展科学研究。
5.2 勘查开发前景
前已叙及，三江口铀矿床地处“三九”地区，毗邻鹿井矿田、城口矿田等著名矿田。矿山建设条件良好，矿石品位富，易采、易选、耗酸量低，具有很好的技术加工性能。如能投资开发利用将会获得较好的经济效益和社会效益。
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我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例
[作者简介]姜必广，男，1968年生，硕士，高级工程师，现任湖南省核工业地质局三〇六大队总工程师。1991年毕业于中国地质大学（武汉）地质系岩石学矿物学专业，一直从事地质勘查工作，先后任地勘项目技术员、专业负责、技术负责、项目负责、地矿公司经理、大队总工程师。