1. 引言
雪峰山–摩天岭铀成矿带内锰、铀、钒、金、钨等矿产资源丰富，铀矿化类型主要有碳硅泥岩型、花岗岩型等，通过几十年的铀矿勘查工作，已发现了黄材、隆家、泗里河、云山、梅溪等多个碳硅泥岩型铀矿床、矿点[1]-[4]。隆家铀矿床(研究区)位于雪峰山–摩天岭铀成矿带雪峰山成矿亚带内北东，首先于1957年由原中南局三〇九大队航测队发现异常，后该队进行地面检查，1958年由原三〇九大队一分队进行1:5万伽玛普查，发现了一批伽玛异常点带，认为该区铀矿化明显受寒武纪黑色岩系、褶皱及断裂构造等多重因素的联合控制，具有碳硅泥岩型矿床特点[2] [3]。
2. 区域地质概况
隆家铀矿床地处华南后加里东准地台四级构造单元——黄材凹褶断束之北缘，北临扬子准地台，南为沩山台穹，西与安化凹褶断束相接。
区域地层主要有板溪群、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和第四系。最古老的地层为元古界冷家溪群。其中震旦系–寒武纪沉积了一套碳、硅、泥质建造。
区域上断裂构造及褶皱发育，断裂构造主要以加里东期NW向、NWW向、NE向等，褶皱主要有隆家向斜、隆家向斜、莫沙仑向斜、白毛洞背斜等，构造线大致平行或重合，构造格局是多期构造复合的结果[5]。
区域岩浆活动强烈，出露岩浆岩主要有雪峰期益阳细碧玄武岩体，加里东期桃江花岗闪长岩体、印支期沧水铺花岗岩体，此外沧水铺附近，冷家溪群、板溪群中发现火山碎屑沉积岩[6]。
3. 研究区地质特征
3.1. 地层
研究区出露的地层由老到新有：板溪群(Ptbn)、震旦系(Z)、寒武系(∈)、第四系(Q) (见图1)。其中寒武系牛蹄塘组(∈1-2 n)主要分布于隆家向斜、莫沙仑向斜核部，为该区主要铀矿化层。
3.1.1. 板溪群五强溪组(Pt3w)
上部为浅灰、灰绿色粘土质板岩、砂质板岩夹泥灰岩、变质砂岩等。下部为浅灰、灰白色厚层状细至粗粒变质石英砂岩、长石石英砂岩，夹板岩、砂质板岩、砂砾岩等。
3.1.2. 震旦系(Z)
留茶坡组(Z2l)：上部为黑色、深灰色薄–中层状燧石夹少量叶片状碳质板岩和泥硅质板岩，燧石单层厚5~10 cm，局部呈藕节状，常见条带状构造。中部位深灰色、灰色薄–中层状硅质板岩，单层厚5~20 cm，水平层理发育，含大量星散状结核状黄铁矿。下部为黑色中–厚层状含碳燧石，局部见条带状构造。厚50~80 m。
1. 第四系；2. 寒武系牛蹄塘组；3. 震旦系上统；4. 震旦系下统；5. 板溪群五强溪组；6. 地质界线；7. 断裂构造；8. 矿床、矿点
Figure 1. Geological sketch map of Longjia mining area in Hunan province
图1. 湖南省隆家矿区地质简图
金家洞组(Z1j)：中上部为浅灰色质灰黑色碳质板岩夹白云岩、灰岩、硅质岩及少量砂岩，水平层理发育，含较多透镜状黄铁矿。下部为青灰色、黄绿色冰渍砂砾岩或冰渍含砾泥岩，具微层理。厚55~270 m。
3.1.3. 寒武系牛蹄塘组(∈1-2 n)
上部为黑色薄层状碳质板岩、燧石，单层厚5~20 cm，局部夹硅质条带、灰色泥岩、富碳泥岩、或泥灰岩，见少量磷质硅质结核、重晶石和石膏小斑点等。燧石层多呈藕节状，与岩层大角度相交的张性裂隙十分发育。该层是研究区目的层，也是标志层，铀矿化与其中燧石–碳质板岩组合关系密切。该层厚20~110 m，出露稳定。
下部以黑色薄层状含碳(泥)质板岩为主，单层厚2~6 cm，少量>10 cm。局部夹燧石、硅质条带、泥岩及泥灰岩。水平微层理发育，含大量粉末状、结核状黄铁矿。厚40~90 m。
3.2. 构造
矿区内构造主要为黄材凹褶断束之次级构造，褶皱多呈NWW向展布，并伴有层间破碎带，斜切褶皱的NWW向扭性断裂发育。
3.2.1. 褶皱构造
矿床位于隆家向斜中，为一狭长的紧闭复式向斜，西起骑牛坡，东经隆家村至石笋。全长7.8 km，宽0.9 km (见图2)。轴迹呈弧形，东段近东西向展布，西段拐向北西，轴面近于直立，南翼局部地层略微倒转。向斜两翼形态不对称，北翼地层产状稳定，东段走向80˚~85˚。倾向南东。倾角45˚~70˚；南翼形态复杂，次级褶皱十分发育。地层产状不稳定，走向近东西，倾向NNW，倾角50˚~80˚。核部地层为寒武系牛蹄塘组。震旦系分布于两翼，基底为板溪群。铀矿化主要赋存在寒武系牛蹄塘组中。
1. 第四系；2. 泥盆系至石炭系；3. 奥陶系至志留系；4. 震旦系至寒武系；5. 板溪群；6. 冷家溪群；7. 印支期花岗岩；8. 加里东期闪长花岗岩；9. 雪峰期喷出岩；10. 地质界线；11. 向斜轴线；12. 背斜轴线；13. 平移断层；14. 逆断层；15. 性质不明断层；16. 铀矿床
Figure 2. Outline map of regional structure of Longjia mining area in Hunan province
图2. 湖南省隆家矿区区域构造纲要图
3.2.2. 断裂构造
区内断裂构造较发育，主要发育近NWW向、NW向两组断裂构造。其中NWW向F2断裂构造位于隆家向斜南翼，产状与地层基本一致，走向长约1500 m，宽1.0~8.5 m，延深60~120 m。两侧岩石饶曲十分发育，常常两条平行伴生，多次分枝复合，深部常尖灭再现。破碎带开启性好，局部见铀云母类及钒钙铀矿等次生铀矿物。旁侧岩石中见多组垂直于层面的张性节理，其中充填多期石英脉。为区内主要控矿构造。
3.3. 矿石特征
3.3.1. 矿石类型
研究区内矿石为灰黑色–黑色碳泥质胶结角砾岩，角砾状构造，胶结松散、易碎。其自然类型主要有：燧石型、碳质板岩型、“富碳泥岩”型、灰色泥岩型、泥质板岩型等。表现为沉积–成岩阶段的云雾状构造或构造及表生改造阶段的细脉状、网脉状、破碎胶结物状、斑点状等构造。
3.3.2. 矿石的物质成分
区内矿石矿物主要是沥青铀矿、铜铀云母、钙铀云母、钒钙铀矿等。脉石矿物主要有粘土、石英、玉髓、黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、石墨和重晶石等。其中重晶石常见于矿体边缘，与次生石英和铀矿物共生。
3.3.3. 铀的赋存状态
铀矿物主要是以沥青铀矿、铀云母类及铀的钒酸盐类等形式赋存在岩石裂隙、破碎带或角砾岩中。
4. 控矿因素
分析总结研究区内地质工作成果及同类型碳硅泥岩型矿床成矿地质条件，必备三个条件：1) 矿源层：研究区广泛发育震旦系–寒武系，寒武系牛蹄塘组(∈1-2 n)铀丰度值相对更高，铀含量一般在20 × 10−6以上，局部可达70 × 10−6，表现为研究区内铀异常点带多，说明本区具有丰富的铀源条件，寒武系牛蹄塘组(∈1-2 n)为该区主要铀源层。2) 矿液运移通道：区内铀源层中的铀以易活化分散吸附形式存在于岩石中。断裂作用为含氧地表水的运移提供了更加良好的通道；铀源层断裂破碎带及其附近地段中的铀，在含氧地表水作用下发生变价活化，并随其运移；3) 矿质沉淀富集的空间：在褶皱构造的核部及两翼产生破碎带或密集裂隙带、不同期次不同方向断裂复合部位、主断裂的分支断裂及两侧派生小断裂和裂隙，在寒武系牛蹄塘组(∈1-2 n)中常表现为顺层破碎带，当其与NW、NWW向导矿断裂复合贯通时，便构成了良好的赋矿空间。柔性较强岩石一般铀含量较高，并富含有机质、泥质及黄铁矿等铀的吸附剂。来自地表和近地表的矿液下渗到深部还原带，矿液中携带的铀再次变价，沉淀富集在铀源层中叠加成矿。
因此，我们认为研究区内控矿因素为：1) 层位控矿。本矿床铀矿主要受寒武系牛蹄塘组控制，该层位岩类组合齐全，岩性主要是硅质岩、泥质岩及其过渡岩石，铀丰度值较高(平均伽玛强度40 × 10−6)，是主要铀源层[7] [8]。2) 岩相控矿。区内铀矿化与向斜南翼牛蹄塘组的燧石–碳质板岩(或“富碳泥岩”)组合紧密相关。而单一的燧石或炭质板岩组合，未见铀矿化。出现灰岩时矿化迅速变差，说明弱酸–弱碱交替变化环境对成矿有利，而酸性或碱性的相对稳定环境对成矿不利。3) 构造控矿。区内铀矿化主要赋存于F2与牛蹄塘组之复合部位，或F2下盘岩石中，尤其是向斜南翼地层产状由陡变缓部位，即所谓“椅子状”构造，控制着矿体的形态和空间产出部位。因此，一定规模的层间破碎带，以及地层产状的变翼部位对成矿有利。4) 氧化带控矿。本区面状氧化带发育深度5~15 m，形态简单，随地形起伏变化，矿床层状氧化带主要沿F2与牛蹄塘组之复合部位发育，分带明显，与铀矿化关系密切[9]。
5. 成因分析
研究区矿化岩石种类多，受层位和构造控制，铀分布极不均匀，矿石矿物多为次生铀矿物，少见沥青铀矿，矿石具氧化特征，品位高低与岩石的破碎程度和裂隙发育程度有关，矿体形态较复杂。矿床类型属碳硅泥岩型沉积–改造亚类[2]。
含矿层牛蹄塘组沉积于浅海盆地，当时海水Eh值相对较高，为弱氧化–弱还原环境，海底淤泥中富含有机质，为还原介质。一方面有机质从水中吸附铀，另一方面，自身分解放出大量的硫化氢，使水中铀离子不断还原，为黄铁矿等吸附沉淀，经成岩作用进一步富集，开始形成铀矿化[10]-[12]。
经加里东等一系列地壳运动改造，铀被重新分配，特别是深埋地下的含铀层褶皱隆起，进入表生带，遭到风化剥蚀，铀从岩石中淋出，以铀离子等形式进入水中，含铀水在岩石裂隙迁移过程中，与围岩作用，形成铀的次生矿物，或者进入氧化–还原带，还原沉淀，形成沥青铀矿[12]-[15]。总结区内找矿标志为：1) 寒武系牛蹄塘组黑色岩系岩类组合复杂，含铀丰度高，富含磷质、有机质及黄铁矿等，是找矿的有利层位。2) 一定规模的紧闭型向斜对成矿有利。3) 发育在含铀岩系中，开启性好的层间或似层间破碎带，是成矿的有利部位。
近年来研究区内地质工作将隆家铀矿床分为I、II、III等3个矿层，其中I矿层为主矿层，顺牛蹄塘组(∈1-2 n)层位近东西向展布，矿床内延伸约1.5公里，含矿地段厚20~30m，矿体分布较集中，规模大，产状陡，大多数埋藏较深。II、III号矿层，矿体规模小，分散且不连续，矿体形态不规则。
6. 结论
隆家铀矿床位于雪峰山–摩天岭铀成矿带内，矿床的形成地层及构造等多重因素的联合控制。寒武系牛蹄塘组(∈1-2 n)为铀矿床的形成提供了丰富的物质来源，隆家向斜构造、NWW断裂构造控制了铀物质的运移，并提供了赋矿场所。该矿床属典型的碳硅泥岩型(沉积–改造亚类)成因铀矿床。