贵州铜仁磷块岩型铀矿中有机质与P-U成矿关系探讨.pdf

第 42 卷第 4 期2023 年 7 月Vol.42No.4Jul.2023JOURNAL OF HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY（NATURAL SCIENCE）河南理工大学学报（自然科学版）贵州铜仁磷块岩型铀矿中有机质与 P-U成矿关系探讨王孟斋1，2，谢宏1，2，白洋1，2，卢正浩1，2（1.贵州大学 资源与环境工程学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学 喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室，贵州 贵阳 550025）摘要：贵州铜仁磷块岩型铀矿富含有机质，为探究有机质与 P-U 成矿关系，开展岩/矿石显微特征与地球化学测试研究。结果表明：有机质呈浸染状分布于胶磷矿中，与胶磷矿关系密切；矿石有机质质量分数较高，TOC 均值为 0.84%，与 w（P2O5），w（U）均成一定的正相关关系；TOC/w（N）较低，w（Cr）/w（Zr）较高，指示矿石有机质与 P，U 来源相同，均以内源为主；高 w（U）/w（Th）指示 P-U 成矿方式为热水沉积；低 w（Th）/w（U）、高 w（U）和高 w（V）/w（V+Ni）均指示磷块岩型铀矿形成于缺氧-硫化的还原环境。P-U成矿过程中，与 P，U同源的有机质主要以吸附、生命组成和生成铀酰络合物等方式参与成矿物质的迁移活化，并通过释放还原性气体、形成腐殖酸和酸性铀酰络合物改变 P-U成矿环境，促使 P-U富集成矿。关键词：有机质；成矿关系；磷块岩型铀矿；贵州铜仁中图分类号：P611.2+2 文献标志码：A 文章编号：1673-9787（2023）4-64-12Investigation of the relationship between organic matter content and P-U mineralization in the uranium-bearing phosphorite in Tongren，GuizhouWANG Mengzhai1，2，XIE Hong1，2，BAI Yang1，2，LU Zhenghao1，2（1.College of Resources and Environmental Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，Guizhou，China；2.Key Laboratory of Karst Geological Resources and Environment of Ministry of Education，Guizhou University，Guiyang 550025，Guizhou，China）Abstract：The uranium-bearing phosphorite in Tongren，Guizhou is rich in organic matter.In order to explore the mineralization relationship between organic matter and P-U，microscopic characteristics of rock/ore and geochemical studies were carried out.The results showed that the organic matter was distributed in a leached form within the collophanite；The total organic matter content（TOC）in the ore was high，with an average value of 0.84%.TOC exhibited a positive correlation with P2O5 and U contents.Moreover，low TOC/w（N）and high w（Cr）/w（Zr）ratios indicated that the organic matter in the ore and P-U were both of endogenous origin and high w（U）/w（Th）ratios implied that P-U might have enriched in hot waters，while low w王孟斋，谢宏，白洋，等.贵州铜仁磷块岩型铀矿中有机质与 P-U 成矿关系探讨 J.河南理工大学学报（自然科学版），2023，42（4）：64-75.doi：10.16186/ki.1673-9787.2021080104WANG M Z，XIE H，BAI Y，et al.Investigation of the relationship between organic matter content and P-U mineralization in the uranium-bearing phosphorite in Tongren，Guizhou J.Journal of Henan Polytechnic University（Natural Science），2023，42（4）：64-75.doi：10.16186/ki.1673-9787.2021080104收稿日期：2021-08-28；修回日期：2022-02-14基金项目：国家自然科学基金资助项目（42062009，41662008）；贵州省自然科学基金资助项目（黔科合基础 2020 1Y158）；贵州大学引进人才科研项目（贵大人基合字 2015 第 37号）第一作者简介：王孟斋（1995），男，陕西西安人，硕士生，主要从事矿床学研究。Email：通讯作者简介：谢宏（1969），女，贵州贵阳人，博士，教授，主要从事沉积矿床方面的教学和研究工作。Email：O S I D第 4 期王孟斋，等：贵州铜仁磷块岩型铀矿中有机质与 P-U成矿关系探讨（Th）/w（U）ratios，high U values，and high w（V）/w（V+Ni）ratios indicated that the uranium-bearing phosphorite might have been formed in a strong reduction environment.During P-U mineralization，organic matter actively participated in the migration and activation of mineralized material mainly by adsorption，life metabolism，and generation of uranyl complexes.These processes changed the P-U mineralized environment by releasing reductive gas，forming humic acid and acidic uranyl complexes，which in turn contributed to P-U enrichment and mineralization.Key words：organic matter；mineralization relationship；uranium-bearing phosphorite；Guizhou Tongren0引言磷和铀都是极其重要的矿产资源，前者与工农业生产息息相关，后者在国防军事等领域有着举足轻重的地位。贵州省是我国重要的磷矿分布区，铜仁磷块岩型铀矿床属于典型的黑色岩系型磷-铀兼探矿床。作为一种极具潜力的非常规铀资源，黑色岩系型铀矿研究受到了国内外普遍关注（国外一般将类似矿床称为黑色页岩型铀矿床）。根据国际原子能机构的铀矿床分类标准1，黑色页岩型铀矿指海相含炭质页岩铀矿化，U 与Mo，V等金属元素同生富集。目前，国外对黑色页岩中铀矿的研究主要集中在成岩型铀矿方面。摩洛哥 Timahdit黑色页岩中放射性元素 U，Th在缺氧环境中富集，U 主要富集于碳酸盐矿物和磷灰石中，Th在硅酸盐矿物和黄铁矿中质量分数较高2；瑞典 Ranstad黑色页岩中 U 的平均品位为 0.035%，资源量高达 3 Mt3；印度北部晚震旦-寒武系 Krol-Tal黑色页岩中除富集 U，还有较高含量的 V，Mo，Mn，REE 等金属元素4。国内黑色岩系型铀矿研究主要从矿物组合特征、矿床地球化学特征、物质来源、成矿环境、矿床成因等方面展开，取得了大量研究成果，但有关铀质来源、矿床成因问题争议较大。关于铀质来源，有学者认为铀质主要来自地层中的富铀层或邻近地质体5，也有学者认为是壳-幔混合来源或地幔来源6。成因上也形成了地下水淋滤论、沉积-热液叠加改造成矿论、构造-岩浆活化成矿论、热液成矿论等不同观点5-9。对于黑色岩系型铀矿的重要亚类磷块岩型铀矿，国外一般称之为磷酸盐型铀矿或含铀磷块岩型矿床，并进一步分为原生沉积磷块岩型和沉积再造磷块岩型10。含铀磷块岩型矿床的研究主要集中在矿床类型、磷块岩的放射性、铀的分布特征和回收利用技术等方面11-16。关于磷块岩成因，先后形成了生物成因说、上升洋流成因说、生物-成岩成磷模式等假说16。目前国内磷块岩型铀矿研究程度较低，仅见位于台地相区的贵州金沙岩孔含铀磷块岩矿床，研究认为该矿床的铀质主要来源于盆地周围凝灰质陆源物的剥蚀，少量来自于盆地深部，这些铀质在海水中富集，在还原环境中受热水沉积作用影响，被磷块岩和有机质 吸 附、沉 淀，从 而 形 成 同 生 沉 积 磷 块 岩 型铀矿17-18。贵州铜仁磷块岩型铀矿位于台地边缘斜坡相区，赋矿层位为寒武系牛蹄塘组，矿石中 P，U质量分数高，平均 w（P2O5）和 w（U）分别可达 23.29%和176.07 g/g，伴生的 Mo，V，REE 等元素质量分数也较高，综合利用前景好，系统研究该矿床是对黑色岩系型铀矿研究成果的有益补充。前期研究主要围绕地球化学特征、磷成矿机理与沉积环境、铀的赋存状态与富集规律等方面展开19-23，研究中发现矿床有机质含量较高。为探究有机质在 P-U成矿过程中的作用，本文对矿体及其围岩进行地球化学测试、TOC含量测定和显微组构分析，进而探讨有机质与 P，U成矿关系。1地质背景贵州铜仁地处贵州省东北部，大地构造位置位于上扬子地台东南缘。该区在早寒武纪梅树村期曾经历 Rodinia 超大陆裂解后再汇聚背景下的一次短暂海侵，最终形成牛蹄塘组一套灰黑色至黑色高炭质页岩或泥岩沉积，沉积物中高度富集P，U，REE，Ni，Mo，V 等多种成矿元素，其底部为富含黄铁矿与有机质的黑色硅质岩。磷块岩型铀矿的产出受坝盘背斜严格控制，研究区内断层发育，与磷矿层相关的断层走向主要为北北东南南西，与坝盘背斜轴方向基本一致（图 1）。区内出露的最老地层为清水江组（Qbq），最新地层为第四系（Q），磷块岩型铀矿赋存于倾角较缓的下寒武统牛蹄塘组（1n）下部，直接顶板为牛蹄塘组黑色富多金属元素炭质页岩。自多金属652023 年第 42 卷河南理工大学学报（自然科学版）元素层向下，地层中磷、铀质量分数逐渐增大，最后出现富磷、铀矿层，再往下磷、铀质量分数逐渐变小，硅质增多，最终与下伏地层老堡组灰-灰黑色中薄层硅质岩整合接触。2样品采集与分析测试样品采自铜仁杨家大湾、烂田沟、王毛冲、岑茶坡、远藤和后背山剖面，共计21件（图2），包括7 件富铀磷块岩样品（WMC-2，WMC-1，YJDW-3，YJDW-2，YJDW-1，LTG-1，LTG-2）、2件富铀磷质岩样品（WMC-3，LTG-3）和 12件围岩样品（均为炭质页岩）。打磨去除样品表面的风化层，选取无细脉部位破碎成细小颗粒，并用去离子水清洗，将样品颗粒置于 100 环境中干燥数小时后，粉碎成 200目以下的粉末。取 0.1 g粉末置于溶样器中（溶样器已在 110 下质量分数 20%的 HNO3溶液中清洗1 h），加入 1 mL HF 和 0.5 mol HNO3，在 190 下溶样 12 h（溶样使用的分析纯级 HF 和 HNO3试剂已经亚沸腾蒸馏法纯化）。冷却至室温后,向溶样器中加入 0.5 mol 分析纯级 HNO3，加热至 140 后保持 3 h，随后立即冷却，并加入去离子水稀释至100 mL，待测。使用波长色散型 X 射线荧光光谱仪（WD-XRF）与电感耦合等离子体-质谱仪（ICP-MS）精确测定样品中主量元素与微量元素质量分数。测定值平均标准偏差低于 10%，平均相对标准偏差低于 5%。样品分析在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。另取粉末状样品 3 g，在中国科学院贵阳地球化学研究所完成有机碳测定试验。先称取 0.1 g样品放置于坩埚中，再向坩埚中滴加质量浓度12.5%的 HCl 至不再发生反应，用蒸馏水将样品冲洗干净，放于恒温干燥箱内（70）烘干，使用CM250总有机碳（TOC）分析仪测定样品中 TOC质量分数、N 质量分数等指标。检测依据为 GB/T 19145-2003，最低测出限为 0.1 mg。3试验结果3.1主量元素地球化学特征由表 1 可知，矿石（富铀磷块岩和富铀磷质岩）主要化学成分为 P2O5，CaO 和 SiO2，其中富铀磷 块 岩 w（P2O5）为 19.340%32.820%，平 均26.470%；富 铀 磷 质 岩 w（P2O5）为 7.920%16.360%，平均 12.140%。富铀磷块岩与富铀磷1第四系；2中寒武统奥陶系；3寒武系九门冲组清虚洞组；4寒武系牛蹄塘组；5震旦系；6前震旦系；7地层界线；8假整合；9不整合；10正断层；11逆断层；12平移断层；13性质不明断层；14背斜轴；15向斜轴；16磷矿层；17产状；18剖面点图 1铜仁坝黄矿区地质略图（据文献 23 改编）Fig.1Geological sketch of mining area in Bahuang，Tongren（modified from Ref.23）66第 4 期王孟斋，等：贵州铜仁磷块岩型铀矿中有机质与 P-U成矿关系探讨质岩 w（CaO）均值分别为 34.410%和 14.320%。可以看出，富铀磷块岩中 w（P2O5）和 w（CaO）均大于富铀磷质岩。富铀磷块岩中与黏土矿物相关的SiO2，Al2O3，Fe2O3+FeO，K2O，TiO2的平均质量分数分别为 17.32%，2.30%，2.57%，0.46%，0.06%，富 铀 磷 质 岩 中 与 黏 土 矿 物 相 关 的 SiO2，Al2O3，Fe2O3+FeO，K2O，TiO2的 平 均 质 量 分 数 分 别 为40.8%，8.43%，7.51%，2.08%，0.39%。显然，上述 5 项指标中，富铀磷质岩的质量分数均大于富铀磷块岩，说明黏土矿物增加不利于磷富集。图 2采样位置岩性柱状图Fig.2Lithological columns of sampling locations表 1主量元素及总有机碳地球化学分析结果Tab.1Geochemical analysis results of major elements and total organic carbon样品编号LTG-3WMC-3WMC-2WMC-1YJDW-3YJDW-2YJDW-1LTG-2LTG-1YT-4-2YT-4-1YT-3CCP-2CCP-1HBS-3HBS-2HBS-1WMC-6WMC-5WMC-4YJDW-4岩性磷质岩磷质岩磷块岩磷块岩磷块岩磷块岩磷块岩磷块岩磷块岩炭质页岩炭质页岩炭质页岩炭质页岩炭质页岩炭质页岩炭质页岩炭质页岩炭质页岩炭质页岩炭质页岩炭质页岩w（P2O5）/%16.3607.92025.64029.26032.82028.88028.12021.23019.3400.1350.1820.1860.0410.0500.0570.1020.3550.0590.2110.1060.296w（SiO2）/%48.8032.7017.8918.379.2418.1719.7918.3519.4160.0172.0773.9272.1168.9973.3459.3954.2366.7364.8165.2359.18w（Al2O3）/%2.2114.645.142.532.261.591.631.951.015.256.735.689.9312.947.8014.0614.9515.1111.1515.3414.57w（Fe2O3）/%1.33012.2605.3301.7501.2701.2802.4101.2700.5821.8003.0202.7403.7701.9002.4801.5006.0900.7755.4800.7675.530w（FeO）/%0.480.950.890.530.610.440.580.530.520.710.580.511.110.490.530.931.770.480.760.491.42w（MgO）/%0.2161.8200.4360.2350.2400.2460.2072.6801.6905.3201.1501.7400.5170.8470.5271.0400.8900.8711.0700.6840.718w（CaO）/%20.1608.48028.70033.69039.13035.12033.57033.79036.8507.7701.3602.3400.1070.1250.1010.1140.1640.1710.0870.1670.218w（Na2O）/%0.6450.1700.2970.0910.1430.0900.1040.1780.2220.3790.6980.4631.5701.5100.8380.5351.4501.6000.0962.8402.700w（K2O）/%0.3723.7800.9190.2950.5020.3770.3470.5680.1961.6202.1801.9501.9903.0401.8403.6003.3103.7303.0903.5403.360w（MnO）/%0.0040.0050.0040.0140.1920.3500.2200.0570.0540.2020.0160.0330.0100.0040.0050.0160.0070.0040.0040.0040.004w（TiO2）/%0.0960.6930.1980.0210.0270.0420.0470.0330.0230.2420.3270.2860.3960.5710.3280.6520.7480.9980.6940.8990.822S/%1.8212.546.925.204.163.323.5510.8513.5617.2412.2310.649.4710.0012.6618.9917.789.9113.2910.4112.55TOC/%0.550.331.831.011.040.810.740.640.614.827.586.094.185.448.4713.777.412.877.226.384.45TOC/w（N）6.530.499.4217.358.1912.3714.808.0921.9435.4444.5943.5918.1014.3229.3014.6520.338.9816.7918.4714.85注：TOC/w（N）为样品中有机碳与氮的比值；S为烧矢量672023 年第 42 卷河南理工大学学报（自然科学版）围岩（炭质页岩）主要成分为 SiO2，质量分数54.23%73.92%，平均 65.83%，次为 Al2O3，质量分数 5.25%15.34%，平均 11.13%，Fe2O3+FeO 和K2O平均质量分数分别为 3.80%和 2.77%。由图 3可知，矿石与围岩样品成分差距较大，矿石样品因胶磷矿和磷灰石富集，P2O5与 CaO 质量分数较高，围岩样品中 SiO2，Al2O3，K2O 等构成铝硅酸盐组分的主量元素质量分数较高。3.2微量元素地球化学特征矿石与围岩部分微量元素地球化学测试分析及相关指标计算结果如表 2所示。一般在进行微量元素地球化学特征分析时，由于碎屑成分影响往往导致误差较大，因而通常利用来源于陆源且在成岩过程中稳定存在的 Al 元素标准化样品中的微量元素含量24，可用富集因子（enrichment factor，EF）表示，即EF=w(B)样品/w(Al)样品w(B)平均地壳/w(Al)平均地壳，（1）式中：B 为待测微量元素；w（Al）样品为样品中 Al2O3质量分数。若EF1，说明微量元素相对富集；若EF20 时，有机质来源为陆源；10TOC/w（N）20 时 为 混 合 来 源；TOC/w（N）20，其余样品 TOC/w（N）均小于 20，推测矿石样品中有机质是以内源为主、陆源为辅的混合来源。炭质页岩样品中 TOC/w（N）为 8.9844.59，平均 23.28，除样品 WMC-6 的 TOC/w（N）20，6 件 TOC/w（N）为1020，因此，推测炭质页岩中有机质也为混合来源，且以陆源为主，内源为辅。4.1.2P-U成矿物质来源Cr主要受深部物质影响，Zr主要存在于锆石图 6样品 TOC与 P-U相关性Fig.6Relation between TOC and P-U contents（a）（d）矿石中浸染状分布的有机质；（e）炭质页岩中顺层分布的有机质；（f）炭质页岩中浸染状分布的有机质；Clh-胶磷矿；Qz-石英；Lm-褐铁矿脉；OM-有机质；Fs-长石；Mc-云母；CM-黏土矿物图 7矿石与围岩镜下特征Fig.7Microscopic characteristics of the ore and its mother rock70第 4 期王孟斋，等：贵州铜仁磷块岩型铀矿中有机质与 P-U成矿关系探讨中，表明受陆源物质影响。w（Cr）/w（Zr）一定程度上反映了源区铁镁质岩石与长英质岩石的比例，可作为判断物质来源的依据28。还有研究认为，沉积物中 w（Zr）100 g/g时，为深海或成岩沉积物20。铜 仁 磷 块 岩 型 铀 矿 石 中 w（Zr）为 3.93165.00 g/g，平均 32.02 g/g，除样品 WMC-3，其余样品的平均 w（Zr）在 20 g/g以内，Zr与 Cr相关性系数 R2=0.019 2，说明 Zr 与 Cr 几乎不相关（图8），矿石主要由热液含金属沉积物沉积形成。矿 石 中 w（Cr）/w（Zr）为 3.25151.65，平 均33.85，说明矿石中铁镁质成分较多，含矿层形成时应有玄武岩等基性火山物质参与。区域研究结果显示，距研究区 50 km 左右的梵净山一带发育大规模贫碱贫钙高铝高钛玄武岩，这套铁镁质超基性岩系海底喷发的基性熔浆冷凝形成29。因此，富铀磷矿石中高铁镁质成分可能与玄武熔浆喷发有关。此外，少量矿石 w（Cr）/w（Zr）与炭质页岩的接近，w（Cr）/w（Zr）较小，说明成矿物质部分物源为陆源。围 岩 中 w（Zr）为 54.70176.00 g/g，平 均111.56 g/g，说明大部分炭质页岩由深海或成岩沉积物形成。围岩中 w（Cr）/w（Zr）为 0.592.53，平均 0.94，与矿石差别较大，说明围岩中长英质成分较多，陆源输入较多。由此可见，铜仁磷块岩型铀矿 P，U 成矿物质主要来源于海底火山喷发或热水喷流活动，火山活动还带来了较多有机质，有机质与 P，U 同源。火山活动间歇期，陆源物质大量输入，同时携带大量陆源有机质，沉积形成炭质页岩。4.2热水沉积模式已有研究认为，w（U）/w（Th）和w（Th）/w（U）分别指示沉积方式和风化作用程度。w（U）/w（Th）1，说明成矿方式为热水沉积；w（U）/w（Th）1，说明成矿方式为正常海水沉积模式 16，30。w（Th）/w（U）4，说明 U 的富集与风化作用有关，风化作用增强，比值相应增大31。由表2可知，铜仁磷块岩型铀矿石w（U）/w（Th）为9.49287.13，平均 108.42，远大于 1，说明矿石的形成与热水沉积作用有关。矿石样品中 w（Th）/w（U）为 0.0030.105，平均 0.030，远小于 4，说明矿石中 U 的富集未受风化作用影响，即 U 的富集与风化作用无关，再次表明 U与陆源无关，而与深部物质密切相关。炭质页岩样品 w（U）/w（Th）为 1.498.69，平均 4.12，比值很小，说明其沉积模式主要为正常海水沉积，同时受到少量热水干扰。4.3沉积环境海相沉积环境中，氧化还原敏感元素可指示沉积环境的氧化还原程度。如氧化条件下，U 以U6+形式迁移，还原条件下则形成 U4+不溶化合物。沉 积 物 中 w（Th）/w（U）2，为 缺 氧 环 境；w（Th）/w（U）2，为氧化环境；w（Th）/w（U）8，为强氧化环境32-33。w（U）也可指示沉积环境的氧化还原特征，如 w（U）1，指示缺氧环境；w（U）1，指示氧化环境34。w(U)=w(U)6w(U)3+w(Th)。（2）与 Ni相比，V更容易在缺氧条件下富集，因此也可以用 w（V）/w（V+Ni）指示沉积环境的氧化还原程度。w（V）/w（V+Ni）0.45，指示氧化环境；w（V）/w（V+Ni）为 0.450.60，指示贫氧环境；w（V）/w（V+Ni）为 0.600.85，指 示 缺 氧 环 境；w（V）/w（V+Ni）0.85，指示硫化环境35-36。经计算（表 2），磷块岩型铀矿 w（Th）/w（U）为0.0030.105，平 均 0.030；w（U）为 1.932.00，平 均 1.98；w（V）/w（V+Ni）为 0.610.98，平 均0.88。炭质页岩 w（Th）/w（U）为 0.1150.672，平均 0.300；w（U）为 1.631.93，平均 1.82；w（V）/w（V+Ni）为 0.740.97，平均 0.87。可见，矿石和围岩中各地球化学指标均指示沉积环境为缺氧-硫化环境。4.4有机质与 P-U成矿关系铜仁磷块岩型铀矿石中有机质与胶磷矿分布关系、有机质与 P-U 相关性和主微量元素地球化学特征说明成矿过程中，有机质与 P-U 可能在成矿物质来源、成矿物质运移和沉积成矿等方面存在一定联系（图 9）。成矿物质来源阶段。铜仁磷块岩型铀矿成矿图 8矿石样品 Zr和 Cr相关性（除 WMC-3）Fig.8 Relation between Zr and Cr contents of the ore samples（excepting for WMC-3）712023 年第 42 卷河南理工大学学报（自然科学版）物质主要为深部物质，热水喷流活动强烈时，P-U以热水喷流或海底火山喷发方式释放，在海底初步富集，此时有机质主要为内源，与 P-U 成矿物质具有同源性。随着热水喷流活动周期性发生，P，U 和有机质在海底不断富集；距研究区 330 km 左右的金沙县岩孔镇也产出同类型磷块岩型铀矿，其成矿物质主要来自局限盆地周围的中酸性凝灰质的风化剥蚀17-18，陆源 U 与陆源有机质大量输入海洋后停留在金沙附近，少量继续搬运至海底。成矿物质运移阶段。伴随着早寒武世梅树村期的海侵活动，来源于海底深部的 P-U 成矿物质受上升洋流影响，活化迁移至铜仁坝黄台地边缘斜坡相区沉积成矿。此过程中，P，U迁移方式不完全相同，一部分可能被有机质吸附而共同迁移，一部分被海洋生物利用，参与生命组成而运移37，还有部分与有机质热演化释放出的腐殖酸反应，生成铀酰络合物后运移（2RCOOH+UO22+RCOOHUO2OOCR+2H+）38-39。可以看出，有机质积极参与了 P-U 迁移活化，在 P-U 迁移活化过程中起重要作用。金沙附近聚集的陆源 U和有机质可被上升洋流带来的大量磷质吸附，经短距离迁移后沉积成矿。沉积成矿阶段。成矿流体迁移至铜仁坝黄时，流体含氧量逐渐降低，迁移过程中有机质发生热演化，不断释放出 CH4，H2等还原性气体，并产生腐殖酸，腐殖酸与 U反应生成酸性铀酰络合物，促使沉积环境逐渐过渡为缺氧-硫化环境39-40。这种环境下，大型硫细菌开始水解聚磷酸盐，促使磷酸盐过饱和而沉淀37，与此同时，SO42被还原成 H2S，H2S 进一步还原 Fe3+，U6+等金属阳离子并形成相应的硫化物沉淀，与有机质和其他成矿元素同沉积40-42。部分 U 被还原后进入磷灰石中，以类质同象方式取代磷灰石中 Ca，最终形成铜仁磷块岩型铀矿20-21。U 等深部来源的金属成矿元素大部分沉淀完毕，有机质热演化大量消耗后，只有磷质继续随上升洋流迁移至台地相区的金沙附图 9成矿模式Fig.9Mineralization model72第 4 期王孟斋，等：贵州铜仁磷块岩型铀矿中有机质与 P-U成矿关系探讨近，在还原环境与热水沉积共同影响下形成磷块岩，磷块岩与有机质再吸附海水中铀，最终形成金沙岩孔磷块岩型铀矿17-18。5结论（1）铜仁磷块岩型铀矿石 TOC 较高，平均为0.84%，TOC 与 w（P2O5），w（U）均有一定正相关关系。偏光显微镜下有机质多呈浸染状分布，与胶磷矿关系密切。（2）有机质与 P，U 同源，均以内源为主，具有明显热水沉积特征，形成于缺氧-硫化环境。金沙岩孔磷块岩型铀矿形成于相似环境，但其 U 和有机质主要来自于陆源。（3）有机质与 P-U 成矿关系密切。海底热水喷流活动促使 P，U 和有机质在海底富集，并以吸附、生命组成和生成铀酰络合物等方式，在上升洋流作用下，参与 P-U 迁移活化，并在迁移后期通过释放还原性气体、形成腐殖酸和酸性铀酰络合物改变 P-U成矿环境，促使 P-U富集成矿。参考文献：1 ZHOU W X，GUO F S.The uranium deposits in the world M.Beijing：Atomic Energy Press，2000.2 GALINDO C，MOUGIN L，FAKHI S，et al.Distribution of naturally occurring radionuclides（U，Th）in Timahdit black shale（Morocco）J.Journal of Environmental Radioactivity，2007，92（1）：41-54.3 YOUNG R G.Uranium deposits of the world，excluding Europe M.London：The Institution of Mining and Metallurgy，1984.4 RAWAT T P S，JOSHI G B，BASU B，et al.Occurrence of proterozoic black shale-hosted uranium mineralisation in Tal group，Sirmour district，Himachal pradeshJ.Journal of the Geological Society of India，2010，75（5）：709-714.5 孙娇.广西大新铀矿床铀的浸出特征及成矿物质来源研究 D.成都：成都理工大学，2014.SUN J.The leaching characteristics of uranium and source material research in Daxin 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