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納米比亞羅辛礦床

礦床位於南非納米比亞西部近海岸納米布沙漠中的斯瓦科普蒙德城東北約65km處。大地構造位置,依地窪學說屬非洲殼體達馬拉地窪區西端。礦床平均鈾品位為0.04%,屬低品位礦石,鈾呈均勻浸染狀分布於白崗巖內,稱之為“斑巖型”鈾礦床。礦床總儲量大,約有14萬噸U3O8,而且礦體出露地表,開采條件有利。礦山年產金屬鈾二三千噸。

礦床的發現經歷了長期歷史。早在20世紀20年代有人在羅辛的石英偉晶巖內發現鈦鈾磁鐵礦,1954年亨諾·馬丁根據當地移民給他的鈦鈾磁鐵礦在斯瓦科普地區作了圈定。1955~1958年Smith.D.A.M.對該區作勘查,揭露了許多狹小的含鈾偉晶巖礦帶。後因鈾品位低,認為沒有工業意義。70年代,J.W.Von Backstrom(1970、1974),J.Berning(1976),V.Ruzicka(1975)等先後對此礦床作過描述。在70年代的礦床揭露過程中,鈾儲量有了長足的增長,成為壹種新的重要鈾礦類型。

礦床含礦主巖是白崗巖、文象花崗巖和黑雲母花崗巖。它們是新太古代基底巖石經強烈褶皺、變質和部分花崗巖化作用的產物。礦區內有3個巖系,自老至新為阿巴比斯巖系、諾西布巖系和達馬拉巖系。新太古代地槽階段形成的阿巴比斯巖系為粒狀石英巖、白雲質大理巖和鈣質矽酸鹽巖,還有石英-黑雲母片巖、黑雲母-閃石片巖。在新元古代諾西布巖系和達馬拉巖系沈積之前,就有花崗巖和偉晶巖侵入,花崗巖和偉晶巖的年齡為1000~800Ma,並伴隨有褶皺和變質作用。當偉晶巖侵入到富含黑雲母地段,常常是富含鈾的。諾西布巖系和達馬拉巖系,為連續整合關系,由含石英和長石的黑雲母片巖、大理巖、鈣質矽酸鹽巖和石英巖組成,並以不整合形式上覆於基底之上。此兩種巖系內同樣有花崗巖和偉晶巖大量侵入,而且僅以各種大小捕虜體形式和呈北東走向,傾向南東,傾角為70°的產狀殘存於偉晶巖內。這種偉晶巖的年齡為510Ma,是石英、堿性長石巖石,因為黑雲母常常是次要成分,故當地找礦人員稱之為白崗巖,也是礦床的含礦主巖。

因此,羅辛礦區有兩期白崗巖,第壹期形成於1000~800Ma,以含稀有金屬礦化為主,系地窪階段早中期的產物。第二期形成於510Ma,以含鈾礦化為特色,是地窪階段構造-巖漿活化作用中晚期的產物。前後兩期白崗巖在空間上不伴生(圖4-1、2)。

含鈾礦化的白崗巖是壹種顆粒很粗的淺色花崗巖,產於強烈變質和斷裂構造破壞的環境中。白崗巖與區域片理和葉理走向基本壹致,但傾角變化大。它們多呈巖床狀產出,小

圖4-1 羅辛礦床地質平面圖

(據D.斯密特資料)

1~11.達馬拉系:1.赫馬斯建造中的黑雲母堇青石-石榴子石夕線石片巖;2.維爾維赤建造中的大理巖,具矽質夾層;3.楚斯建造冰磧巖;4.羅辛建造片麻巖、石英巖、礫巖及大理巖;5.哈恩建造片麻巖、閃巖;6.艾杜西斯建造片麻巖;7.艾杜西斯建造石英巖、片麻巖;8.阿巴比斯眼球狀夕線石、石英長石片麻巖;9.卡魯港粗玄巖;10.偉晶花崗巖;11.花崗片麻巖、花崗巖、混合巖;12.斷裂帶;13.偉晶巖中的鈾礦床礦體形態不規則,呈圓形小丘形態。礦化白崗巖成分很均壹,以脈狀產於成分變化很大的主巖內。礦石中主要鈾礦物是晶質鈾礦,呈直徑為數微米至0.3mm的微粒產於石英、長石和黑雲母中。因晶質鈾礦顆粒很小,肉眼難以識別。據S.A.Hiemstra(1969)研究,晶質鈾礦占放射性礦物的55%,鈮鈦鈾礦占5%弱,β-矽鈣鈾礦、準銅鈾雲母、準水矽鈣鈾礦、矽鈣鈾礦、鉀釩鈾礦、釷脂鉛鈾礦和脂鉛鈾礦等次生鈾礦物約占40%。這些次生鈾礦物沿石英和長石節理、裂隙,以及沿黑雲母片理界面分布。晶質鈾礦呈顆粒附著在石英、黑雲母和長石上,或呈單獨顆粒產出。除鈾礦物外,還有鋯石、獨居石與晶質鈾礦密切***生,有少量黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、鈦鐵礦、銅藍、藍輝銅礦、白鈦石與磁鐵礦、螢石、赤鐵礦***生。Nicolayson L.O.(1962)對晶質鈾礦、鈦鈾磁鐵礦和黑雲母作了年齡測定,確定白崗巖和鈾成礦年齡為510Ma士40Ma,相當於加裏東構造運動期成礦。

圖4-2 羅辛礦床剖面圖

1.含鈾白崗巖;2.上大理巖;3~6.羅辛組:3.礫巖;4.片巖;5.片麻巖;6.下大理巖;7~10.克納姆組;7.黑雲母角閃片巖;8.上輝石-角閃石片麻巖;9.輝石石榴子石巖;10.下輝石-角閃石片麻巖

從礦化白崗巖屬於混合變質巖帶的壹部分,具有花崗巖、偉晶巖和細晶巖結構,同前寒武系上部強烈褶皺的片麻巖、片巖、大理巖等呈整合、局部不整合和交代關系,可以認為白崗巖屬變質成因。另外,只有白崗巖含原生鈾礦物,後者以副礦物形式均勻分布。J.Berning(1976)指出這種礦化白崗巖是同熔成因。礦化只在白崗巖的某些地段局部富集,表明熔化作用是在前寒武紀基底巖石內鈾含量高的地段進行,熔化作用使白崗巖向上侵入至蓋層中。

白崗巖內的次生鈾礦物,是沙漠地區幹燥氣候的夜間凝聚在裸露地表的白崗巖表面大滴露水向地下滲透,並經淋積作用使表部的鈾礦化淋出,在有利的節理、裂隙、礦物顆粒之間空隙的構造空間內沈澱和形成富集,並疊加於先成內生鈾礦化之上。因此,該礦床形成經過前寒武紀沈積-成巖期原始鈾富集,加裏東期花崗巖化形成白崗巖鈾的預富集,近代表生淋積疊加的工業鈾富集,先後經歷多次外生、內生的鈾成礦作用,前後疊加形成多因復成鈾礦床。可惜的是未見沈積-成巖期及淋積期鈾礦化年齡的數據發表。但從鈾礦化分布特點及內生鈾礦物和淋積形成的次生鈾礦物,近於各占壹半的比例,有足夠依據說明羅辛礦床是壹個典型的多因復成鈾礦床。