摘要
铀矿是核工业的基石，更是国家建设发展的重要战略资源。山西省中条山地区矿产资源具有北铜‒中金‒ 南铀的时空分布特征，其南段发育数个铀矿（化）点，是铀矿的聚集地；而北段是超大型铜矿产地，其中发育多期次铀矿化作用。扫描电镜及EDS电子图像显示，胡家峪铜矿伴生铀矿物主要为钛铀矿以及淋滤形成的铀黑，赋矿围岩为碳酸盐岩，铀矿化时代为新元古代末期，铀矿物学、年代学特征与南段铀矿（化）点都明显不同。虽然伴生铀矿化形成铀矿床的前景欠佳，但可以考虑增加铜矿开采过程中的商业价值。
Abstract
Uranium ore is the cornerstone of nuclear industry and an important strategic resource for national construction and development. The mineral resources in Zhongtiaoshan region of Shaanxi Province show characteristics of the temporal and spatial distribution of north copper， middle gold and south uranium. There are several uranium mineralized points in the southern section， which is the accumulation of uranium deposits. The northern section is a super large copper orefield， in which multiple stages of accompanied uranium mineralization are developed. The images of SEM and EDS showing that the associated uranium minerals in Hujiayu copper deposit are mainly uranotitanite and uranium black formed by leaching. The ore-bearing wall rock is carbonate rock， and the mineralized age is late Neoproterozoic. The characteristics of uranium mineralogy and chronology are obviously different from those of uranium mineralized points in the southern section. Although the prospect of accompanied uranium mineralization forming uranium deposits is not good， it can be considered to increase the commercial value of copper mining.
0 引言
中条山地区矿产资源丰富，具有北铜、中金、南铀的时空分布特点，但以北段铜矿经济价值最大，是中国乃至世界著名的铜矿基地，产有铜矿峪超大型铜矿床、胡家峪—篦子沟大型铜矿床等，区域铜矿化特征、成矿时代及控矿因素前人已进行过系统研究（李建领等，2015；杨崇辉等，2015；李洪英等， 2018；贠孟超等，2018；李志丹等，2019），但铜矿石中存在的放射性异常及其特征却鲜有研究，本文以山西省西南部垣曲县胡家峪铜矿（坐标：111° 32'48″E，35°8 '36″N）中伴生铀矿化为研究对象，着重研究了铀矿物的赋存特征、形成时代以及两者对应关系，并结合前人成果对铜矿伴生铀矿化的前景进行了简要分析。
1 区域地质背景
中条山地区位于华北克拉通中部造山带西南部，南邻秦岭造山带，西部为鄂尔多斯陆块，东部为华北克拉通东部地块。古元古代末期东—西陆块的碰撞拼贴以及造山后伸展作用是中条山南段铀矿床形成的大地构造背景（郭春影等，2018；郭春影，2020①）也是中条山地区重要的大规模铀成矿期 （张晗，2012；郭春影，2020①）。
中条山地区前寒武纪地层广泛分布，发育比较完整，从老到新有：新太古界基底杂岩，古元古界绛县群、中条群，新元古界西阳河群及汝阳群等。
中条山地区受区域性北东向架桑—莫峪沟、横岭关—泗交两条切壳大断裂影响，两条深大断裂南西—北东向穿过整个研究区，为区域铀主要控矿构造，自晚太古代以来经历了长期继承性活动，架桑 —莫峪沟大断裂及其次级断裂控制了四〇五等铀矿床产出，横岭关—泗交大断裂控制着一八三等铀矿化点。
中条山地区岩浆活动频繁，具有多期性，主要为西洋河期多期侵入的神仙岭、野庙滩复式岩体。
2 矿床地质特征
中条山北段铜矿集区构造整体以呈S形的胡家峪—上玉坡短轴背斜为主，叠加了近东西向、北东向断裂构造，是铜矿集区的次级控矿构造。胡家峪铜矿床则位于上玉坡背斜轴部南端，主背斜倒转翼的次级向斜内（图1）。
胡家峪铜矿床前寒武纪地层主要为古元古界绛县群、中条群，背斜核部出露北峪花岗岩，两翼由新到老依次为篦子沟组含碳片岩、余家山组大理岩、龙峪组云母片岩及界牌梁组石英岩（图1），而中条群篦子沟组是铜矿、铀矿最有利赋矿层位。
岩浆岩主要包括涑水期涑水杂岩TTG 岩套、绛县期火山岩、中条期变基性侵入岩和花岗岩类侵入岩，以及西阳河期的基性脉岩（庞雪娇，2010）。
胡家峪铜矿床是中条山“胡—篦型铜矿”的代表，矿体呈层状、似层状、透镜状，主要赋存于篦子沟组片岩与余家山组大理岩接触部位，赋矿岩性主要为不纯白云石大理岩、硅质钠长岩及黑色炭质片岩，伴生 U、Au、Ag、Co、Mo等可综合利用元素，铜矿化时代为古元古代，2000~1800 Ma（张晗，2012）。
3 样品及铀矿化特征
本文样品取自胡家峪铜矿床（图1），利用伽玛枪对刚开采的铜矿石堆进行测量，发现铜矿石具有放射性，局部达 50～100 nC/kg·h，且普遍发育碳酸盐脉。野外对地质现象进行了观察与记录，并采集了两件伴生铀矿化的样品，编号分别为 HJY-1、 HJY-2，两者特征相似，文中介绍HJY-2样品特征。
HJY-2样品为不纯（蚀变）大理岩，放射性约 60 nC/kg·h，呈灰黑色，块状构造，致密坚硬，大量团块状、条带状硫化物，发育碳酸盐脉（图2a）。镜下微观特征显示：金属矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿；脉石矿物为方解石、白云石、少量石英、长石（图2b），未见石墨；放射性矿物为钛铀矿、铀黑，钛铀矿呈片状、板状，包裹大量浸染状黄铜矿，铀黑无晶型，环绕钛铀矿发育，少量沿裂隙发育（图2b、c），为晚期淋滤形成。因此，选择形态良好、颗粒较大的钛铀矿进行电子探针分析及 EDS 扫描工作（图2d~f）。
1—担山石群；2—余家山组；3—篦子沟组；4—余元下组；5—龙峪组；6—界牌梁组；7—竖井沟组；8—西井沟组；9—骆驼峰组；10—圆头山组；11—横岭关亚群；12—铜矿床；13—辉绿岩脉；14—北峪花岗岩；15—断层；16—韧性剪切带；17—采样位置
铀矿物主微量元素分析及 EDS 电子图像在武汉上谱分析有限公司利用电子探针完成，仪器为 JXA-8230，分析方法执行国家标准 GB/T15074-2008《电子探针定量分析方法通则》。
4 讨论
前人研究表明，中条山地区铀矿化具有多期性，大致可划分为五期：与中条运动有关的第一期 （1950~1850 Ma）及第二期（1850~1750 Ma）铀矿化，是中条山地区重要的大规模铀成矿期，与古元古代末期东—西陆块的挤压碰撞及造山后伸展作用有关（郭春影，2020①）；第三期铀矿化（约1450 Ma），对应于中元古代西阳河期的陆内裂谷作用；第四期铀矿化（约 860 Ma），相当于晋宁运动时期，表现为叠加改造型；第五期铀矿化（约 140 Ma），为局部伟晶岩型铀异常（核工业部西北地质勘探局二〇三研究所，1989②）。
本研究发现胡家峪铜矿石中钛铀矿Th-Pb化学年龄集中在 650~620 Ma（裴柳宁，未发表），认为是中条山北段新一期（新元古代末期）小规模、短时限岩浆成矿事件，与前人在该地区研究的铀矿物赋存特征及矿化时代（陶铨，1984③）不同，表明铜矿中存在多期次铀矿化事件。而铀黑化学年龄较分散，从 110~10 Ma 都有分布，表明为后期大气降水氧化淋滤形成。铀矿物化学年龄的期次与微观特征的结晶顺序（图2）具有较好对应性，作者初步认为早期形成的浸染状铜矿物作为还原剂，使铀卸载，促使了钛铀矿的形成，之后钛铀矿遭受氧化淋滤改造形成铀黑，则环绕钛铀矿发育。
图2铀矿化样品特征及矿物赋存形态
a—铜矿区开采的铜矿石，放射性约60 nC/kg·h；b—板状、片状钛铀矿分布在碳酸盐中，钛铀矿边部为淋滤形成的铀黑；c—钛铀矿EDS扫描图像；d—Cu元素EDS电子图像，黄铜矿呈浸染状分布于钛铀矿颗粒内部；e—Ti元素EDS电子图像，内部Ti含量多，边部减少；f—U元素EDS电子图像，内部U含量减少，而边部增多
5 前景浅析
中条山地区矿产资源具有北铜-中金-南铀的时空分布特征，南段发育多个铀矿（化）点，北段是超大型铜矿基地，以往两种矿产往往分开开采，而本次研究发现北段铜矿伴生多期次铀矿化，铀矿物与石墨或硫化物（黄铜矿、辉钼矿）密切相关，前人研究认为由于区域铀源供给能力有限，伴生铀矿化形成具有一定规模的铀矿床的前景欠佳，但作为已有铜矿开采过程的副产品加以回收利用，增加商业价值，是值得考虑的。
注释
① 郭春影.2020. 华北陆块北缘不整合面有关的铀矿成矿条件分析及远景评价[R]. 北京：核工业北京地质研究院，104-112， 114-115 .
② 核工业部西北地质勘探局二〇三研究所.1989. 山西中条山南段铀矿成矿远景及富矿条件研究[R].
③ 陶铨.1984. 中条山地区前寒武纪地层时代及铀矿化时代研究 [R]. 北京：核工业北京地质研究所，1-35.
