探索阿根廷SierraPintada矿床

Sierra Pintada是一个砂岩型铀矿，位于阿根廷中西部的次安第斯区域。20世纪80年代和20世纪90年代早期，Sierra Pintada曾是阿根廷最重要的铀矿开采地区。这一地区在门多萨省北中部，位于门多萨市南部250km，在San Rafael镇西南30km。

1.大地构造背景

矿床所在区域位于Rafael板块北部的南北走向长100km，宽30～50km的Sierra Pintada山脉上。在这片南北走向约长80km，宽50km的区域内分布着数个砂岩型铀矿，矿床主要集中在El Tigre短轴背斜的西侧。

图12-6　巴西巴伊亚州中部区域地质图（Lobato，2015）

2.区域与矿床地质

San Rafael板块是Sierra Pintada地区的主要构造单元，其中有古生代—三叠纪岩石出露。本板块边界有些部分被古近纪和新近纪陆相沉积物和一些时代更新的沉积物所覆盖，直至下石炭统沉积都主要是海相沉积，上石炭统之后则只有陆相沉积。

二叠系Cochico群的Los Reyunos组中Areniscas Atigradas段岩石，是最重要的铀矿成矿母岩。本段的厚度为70～100m，细粒至粗粒砂岩，推测是河相沉积或者风成沉积岩。在基底上方50m处的层间有一个薄凝灰岩层。新鲜的砂岩是绿灰色，在上层以蚀变后的砂岩为主，受铁氧化物的影响，颜色为粉红色至红棕色，横向和纵向常见有一些变化。石英是成矿的Atigradas砂岩的主要成分。石英粒为菱角至近圆形，特点类似于斑岩流纹岩的斑晶。长石主要是斜长石，包括钠长石和钠钙长石等，也有一些钾长石，长石已普遍被蚀变为高岭石。其他岩石还有磷灰石、金红石、锆石、菱铁矿和重晶石。

图12-7　Sierra Pintada铀矿床的地质简图

a.地质图，注明有主要铀矿床的矿体的大体轮廓；b.La Terazza和Tigre I矿床，北北西-南南东段，显示矿石透镜体的岩石和结构背景；c.Tigre I矿床，北北东-南南西段，有铀矿品位分布情况说明；d.La Terazza矿，地质上的东北东-西南西段，显示钻探交叉的品位和铀成矿间隔的厚度

Sierra Pintada矿除了铀矿以外也有一些伴生的其他金属矿物，但是量都非常小。主要的铀矿是沥青铀矿，另有少量的水硅铀矿和钛铀矿。氧化带含有铀钙石和硅钙铀矿。铀矿伴生有一些有机物，另外有极少量的黄铁矿、砷黄铁矿、白铁矿、黄铜矿、斑铜矿、赤铁矿和针铁矿，此外还有方解石和白云石。由于氧化、泥化/高岭石化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化和碳酸盐化的影响，母岩已发生蚀变。绿泥石和铁氧化物常出现在砂岩接触面上。(www.xing528.com)

二叠系Los Reyunos组的Areniscas Atigradas段是主要的铀矿母岩。铀矿分布在两个主要地层中。主要的成矿区域在凝灰岩层上方，但是在凝灰岩层下方也有矿化。绢云母化、方解石化和高岭石化是主要的蚀变形式。

3.控矿条件

Sierra Pintada地区的成矿是不整合面砂岩型成矿，主要是受地层控制，二叠系Los Reyunos组的Areniscas Atigradas段是其成矿母岩，另外含铀火山岩可能对成矿也有一定影响。

4.成矿模式与找矿标志

在Sierra Pintada铀矿研究过程中，对于铀矿来源和成矿过程存在各种假说。Toba Vieja Gorda段［（2～3）×10-6铀］流纹凝灰岩和安山凝灰岩，或者Cerro Carrizalito组的流纹岩［高达（50～100）×10-6铀］等二叠系—三叠系长英质火山岩可能是铀的源岩。Rodrigo & Belluco（1981b）认为，在晚中生代和第三纪早期强烈的剥蚀作用对该地区产生了很大影响，铀可能是当时从源岩中被浸出。由于母岩中存在大量的自生方解石，因此推断铀转移可能是以铀酰碳酸盐离子的形式出现。由于沥青铀矿和磁赤铁矿以及富铁绿泥岩之间有很明显的伴生关系，因此亚铁矿物和/或有机物可能是使铀沉积下来的还原剂。由于很少发现有机物，因此其作为还原剂、对铀成矿的影响可能很小。

Ferreyra等人（1984）认为蚀变和成矿（泥化、绿泥石化、黄铁矿化、铀成矿和伴生的碳酸盐化）的共生关系以及有机物、硫化物和绿泥石的分布可能与成矿过程中的稳定地下水位状况是一致的。成矿是在二叠纪砂岩沉积之后较短时间内完成，铀来自成矿砂岩上方的凝灰岩层。

Labenski等人（1982）认为此处的铀品位较高，宏观上这与粉红—棕色岩层而不是灰色的未氧化岩层有关。为查找这种特点的原因，他们通过Mössbauer技术研究了绿泥石相，根据Fe2+和Fe3+的比例以及与一些铁氧化物（纤铁矿、磁赤铁矿/赤铁矿）之间的伴生关系，确认了4种绿泥石。多种绿泥石和铁氧化物常明显出现在岩石界面上，可能与铀矿有伴生关系。两种绿泥石出现在砂岩段中，这些岩石仅受到风化的影响而未受到成矿溶液的影响。局部的还原现象受到这些层面生物活动的影响。

Labenski等人（1982）根据这些情况和其他矿物化学数据，提出铀是从上层临近的夹层凝灰岩中被浸出，然后进入地下水系统，并且与钙、铁等其他元素再次被分配在Atigradas砂岩中。当时只有初期的成岩作用影响了沉积物的状况，因此砂子实际上并未被压实，且透水性很好。红色的砾岩层带有泥质夹层，在Atigradas砂岩下方，是地下水系统的隔水层。这种环境提供了良好的透水性，另外提供了碳酸根离子，形成了铀酰碳酸盐和三碳酸盐，促进了铀的迁移。在pH低于6.5的环境中铀酰碳酸盐很稳定，超过6.5时三碳酸盐也很稳定，但是如果pH发生显著变化则可能变得不稳定，Eh和二氧化碳分压可能导致铀沉积。纤铁矿形成的情况显示，要求的条件假定曾在Atigradas砂岩的上层占主导地位。由于假设上层是含水层，当有足够的氧气但是二氧化碳分压较低时，水合铁氧化物会沉淀下来。另一方面，二氧化碳分压较低时细菌发育的环境更好，生物活动可以在局部产生还原性环境，因此可以提供铀沉积要求的条件。由于纤铁矿并不稳定，且可能转化为磁赤铁矿，之后缓慢地转化为赤铁矿，这会导致容矿砂岩变成粉红—红棕色。总之，最高的铀浓度位于Atigradas砂岩的上层；这些岩石已被成矿流体高度蚀变，宏观上反映为铁氧化物的粉红色，且局部有生物活动的还原作用。