阿拉善臺(tái)塊南緣鈾礦成因類型及成礦環(huán)境

■劉勇

（甘肅省核地質(zhì)二一二大隊(duì)甘肅武威733040）

阿拉善臺(tái)塊南緣鈾礦成因類型及成礦環(huán)境

■劉勇

（甘肅省核地質(zhì)二一二大隊(duì)甘肅武威733040）

阿拉善臺(tái)塊位于華北板塊西部邊緣，沉積－構(gòu)造活動(dòng)自早元古界至今，所產(chǎn)出的鈾礦種類較多，近年來(lái)隨著對(duì)這一區(qū)域地層、構(gòu)造的認(rèn)識(shí)的提高，對(duì)以往發(fā)現(xiàn)的鈾礦也產(chǎn)生了新的認(rèn)識(shí)。通過(guò)進(jìn)一步總結(jié)整理，認(rèn)為該區(qū)域上覆于古含鈾建造上的中新生代盆地砂巖型，以及熱液蝕變型鈾礦最具有遠(yuǎn)景意義。

構(gòu)造單元 鈾礦化 成因類型 成礦遠(yuǎn)景

世界范圍內(nèi)，具有重要工業(yè)意義的鈾礦藏，主要集中在早元古代和中新生代，成因上有不整合面型、與裂谷活動(dòng)有關(guān)的鈾礦和中新生代后生水成鈾礦等類型，他們占了總儲(chǔ)量的絕對(duì)數(shù)。甘肅西部地區(qū)鈾礦產(chǎn)較豐富，產(chǎn)出大多與古生代構(gòu)造——巖漿活動(dòng)有關(guān)，近年來(lái)，隨著地學(xué)領(lǐng)域研究的不斷深入，結(jié)合河西地區(qū)地質(zhì)背景對(duì)鈾產(chǎn)出條件進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步提高找礦效果是我們當(dāng)前工作的重要問(wèn)題。

1 鈾礦成礦盒構(gòu)造特征

阿拉善臺(tái)塊南緣位于秦祁昆成礦域祁連昆侖成礦省和古亞洲—濱太平洋成礦域華北陸塊成礦省，分屬龍首山—祁連山成礦帶、潮水盆地成礦區(qū)（插圖1）。

1.1 龍首山—祁連山成礦帶

龍首山成礦帶位于祁連褶皺系內(nèi)的阿拉善地塊南緣，屬于祁連昆侖成礦省。

阿拉善地塊由龍首山群混合片麻巖、片巖及磁鐵石英巖、混合質(zhì)變粒巖、淺粒巖夾大理巖或白云巖，大理巖、片巖、變粒巖。屬新太古代晚期至古元古代末期。是一個(gè)結(jié)晶較好、鈾原始豐度較高的陸塊，鈾礦床集中產(chǎn)在富堿質(zhì)花崗巖中。

其南頻臨北祁連褶皺帶，褶皺回返后一些復(fù)理石或磨拉石建造中有與后生熱液作用的鈾礦床產(chǎn)出。

1.2 潮水盆地成礦區(qū)

潮水盆地成礦區(qū)屬華北陸塊成礦省，是發(fā)育在華北板塊西段阿拉善地塊上的中新生代盆地，侏羅—白堊紀(jì)河湖相沉積廣泛，產(chǎn)出多個(gè)鈾床。

2 鈾礦化的成因類型

本區(qū)發(fā)現(xiàn)的鈾礦床數(shù)量較多，分屬花崗巖型和砂巖型，在成因上主要有：重熔巖漿結(jié)晶分異型，與構(gòu)造－蝕變活動(dòng)有關(guān)的堿交代型和硅化帶型，中新生代沉積中的碎屑巖型。

硬巖型鈾礦幾乎均分布在龍首山斷隆內(nèi)，主要鈾礦床有701礦、706礦、1204礦、7201礦和207礦。砂巖型中新生代碎屑巖類鈾礦分布在潮水盆地，有1206礦、594—1礦、唐家溝礦、703礦。

2.1 硬巖鈾礦床特征

重熔巖漿結(jié)晶分異型是207礦床。礦床位于龍首山中西段，礦化產(chǎn)于呂梁期（2180－1720Ma）偉晶狀白崗巖中，偉晶狀白崗巖與同源的石英閃長(zhǎng)巖屬幔殼重熔巖漿分異的產(chǎn)物，產(chǎn)出在發(fā)育于龍首山巖群上部巖段（塔馬子溝組）中同構(gòu)造期剪切帶內(nèi)。塔馬子溝組是灰白色大理巖、黑云斜長(zhǎng)片巖、石英巖、斜長(zhǎng)角閃片巖及花崗混合巖，上覆層是墩子溝群白云質(zhì)大理巖、炭質(zhì)千枚巖、透閃片巖、石炭系礫巖砂巖。其中偉晶狀白崗巖除淺部淋濾層外，本身是一個(gè)巨大的礦化體，在偉晶狀白崗巖與塔馬子溝組和石英閃長(zhǎng)巖的接觸帶，以及海西期正長(zhǎng)巖接觸帶上，往往形成厚大的富礦體，成礦年齡也有兩組（1792和314Ma，鈾鉛法，夏敏亮），表明鈾成礦與成巖是同期的，海西構(gòu)造活動(dòng)對(duì)礦化有所改造（插圖2）。

堿交代巖型礦床有701、706，點(diǎn)帶數(shù)量眾多，礦化是伴隨加里東－海西期巖漿活動(dòng)產(chǎn)生的鈉交代作用成礦，礦巖以新生鈉長(zhǎng)石化為特征，成礦時(shí)期自晚泥盆紀(jì)一至早二疊世末。701和706礦床位于龍首山中段，礦化產(chǎn)于加里東晚期花崗巖或白云質(zhì)大理巖、云英片巖中，礦化主要賦存在沿?cái)嗔炎儺惒课环植嫉膲A交代巖中。

構(gòu)造－蝕變活動(dòng)有關(guān)的7201礦床，是北方較少見的硅化帶型鈾礦床，礦床位于龍首山中段，礦化產(chǎn)于震旦系大理巖、千枚巖和加里東早期角閃巖中，成礦時(shí)期同為晚泥盆紀(jì)一至早二疊世末?？氐V因素是革命溝大斷裂形成的構(gòu)造蝕變帶，蝕變以硅化為主，形成硅質(zhì)巖帶、透閃石化大理巖帶（插圖3）。

2.2 砂巖型鈾礦床特征

703礦床位于潮水盆地西段，礦化產(chǎn)于下白堊統(tǒng)扇前洼地亞相砂巖、細(xì)砂巖和粉砂巖中，礦床范圍為盆地中的局部匯水低地邊部，礦化不完全受層位控制，也不完全受標(biāo)高或水位梯度控制，成礦屬于后生潛水氧化疊加層間氧化作用。

唐家溝礦位于潮水盆地中東段，礦化產(chǎn)于中下侏羅統(tǒng)龍鳳山組煤巖中，礦化受煤巖的還原—吸附作用控制。

1206礦位于潮水盆地中西段，礦化產(chǎn)于下白堊統(tǒng)廟溝組灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖中，屬同生沉積型鈾礦床。

594—1（紅溝窯）礦床位于潮水盆地西南外緣，礦化賦存在侏羅系中統(tǒng)龍鳳山群扇前洼地亞相的炭質(zhì)粉砂巖中，礦化與侏羅紀(jì)以來(lái)含氧含鈾地下水的氧化—還原作用有關(guān)。

3 構(gòu)造與建造

3.1 龍首山—祁連山成礦帶

太古界陸塊是最重要原始含鈾層位，原始陸塊的成因與鈾富集關(guān)系重大。

龍首山巖群下部基本為一些片麻巖和花崗質(zhì)混合巖，其上有大段的鎂大理巖；上部以各種片巖為主，夾火山巖。原巖特征為陸源碎屑巖—火山巖—碳酸鹽組合。蓋層為薊縣系墩子溝群為濱?！珳\海陸棚沉積的富硅、鎂、磷、碳酸鹽的灰色、紫紅色陸源碎屑巖～碳酸鹽建造。晚元古代南華—震旦系多雜色冰磧礫巖、砂巖和灰?guī)r，含磷。

龍首山群主體為古元古界，但部份同位素年齡30.56億和26.95億年（釤釹法，湯中立），顯然，時(shí)代跨新太古代。

龍首山群酸性巖化較強(qiáng)，主要表現(xiàn)是混合巖化作用，其中混合花崗巖和混合片麻巖的Na2O+K2O為6～11%，呈堿性和過(guò)堿性，K2O：Na2O可達(dá)為l：1～7：1；混合正長(zhǎng)巖的Na2O+K2O為9～12%。北側(cè)北大山的混合巖Na2O+K2O為4～10%，屬鈣堿性，K2O：Na2O為l：l～2：l[戴永久]。

龍首山群鈾的豐度一般3—6×10—6，均值4.8×10—6，明顯高于地殼平均值和地殼酸性巖克拉克值，其中混合巖、片巖中U豐度為6.7—10.4×10—6（見表1）。釷鈾比值偏低，Th/U=3.60，與酸性侵入巖中鈾含量均值6.1×10—6，Th/U=4.50相比明顯，顯示地臺(tái)建造在后期有鈾的代入導(dǎo)致。中—上元古界鈾含量3.0×10—6，Th/U=3.10，亦顯示鈾的遷入。

表1 龍首山地區(qū)各地層鈾釷鉀平均含量表

從地臺(tái)演化來(lái)看，龍首山硅鋁質(zhì)殼層演化成熟相對(duì)成熟，鉀質(zhì)混合巖和鉀長(zhǎng)花崗巖發(fā)育，巖石鉀質(zhì)成份含量高，巖石具有相對(duì)好的鈾豐度。相較于敦煌地塊大洋環(huán)境的富鈉云英閃長(zhǎng)巖、角閃片麻巖，和北大河群的混合質(zhì)花崗巖、石榴石英片巖、大理巖、角閃片巖等較高變質(zhì)相，龍首山鈾成礦條件相對(duì)較好。

中元古代，本區(qū)多為優(yōu)地槽沉積，陸源海相碎屑巖和海相碳酸鹽巖發(fā)育，后期經(jīng)褶皺和區(qū)域變質(zhì)，未發(fā)現(xiàn)前寒武紀(jì)不整合面型鈾礦化。

早古生代末祁連洋盆閉合，造山作用產(chǎn)生大規(guī)模巖漿侵位，北祁連多是幔源型富鈉的花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖，向北過(guò)渡為幔、殼混合型石英閃長(zhǎng)巖和富鉀花崗巖。龍首山中，這一期巖漿作用產(chǎn)生大量如芨嶺巖體的富鈾花崗巖體，有許多與巖漿分異有關(guān)的鈾礦化現(xiàn)象，但均未型成礦床，屬于鈾的預(yù)富集作用（表2）。

表2 龍首山地區(qū)早古生代侵入巖鈾釷鉀平均含量表

晚古生代發(fā)育石炭紀(jì)和二疊紀(jì)二個(gè)旋回。石炭紀(jì)為海陸交互相含煤建造，二疊紀(jì)是陸相碎屑沉積。

晚古生代巖漿巖作用較弱，但晚古生代的構(gòu)造——巖漿作用是龍首山地區(qū)鈾成礦的重要因素。區(qū)內(nèi)熱液作用形成的鈾礦床，產(chǎn)生在構(gòu)造變形、破碎部位，以強(qiáng)烈鈉長(zhǎng)石化、硅化、絹云母化和方解石化為特征，成礦365±20ma、339～245ma（701和706），378～292ma（7201）。因此，在早古生代巖漿作用鈾預(yù)富集基礎(chǔ)上，晚古生代熱液作用是直接的鈾成礦作用。

3.2 潮水盆地成礦區(qū)

中新生代構(gòu)造萌動(dòng)于三疊紀(jì)，早中侏羅紀(jì)產(chǎn)生強(qiáng)烈斷陷—拗陷。潮水盆地是一個(gè)具多層結(jié)構(gòu)、有陸向斜型特點(diǎn)盆地。早中侏羅紀(jì)，形成河湖相含煤碎屑沉積，侏羅紀(jì)末多數(shù)拗陷回返，早白堊世則是在侏羅紀(jì)拗陷的基礎(chǔ)上擴(kuò)張的結(jié)果，下統(tǒng)廟溝組為雜色砂巖及黑色頁(yè)巖，上統(tǒng)沙棗河組多為紫色砂泥巖。新構(gòu)造形式以不均衡的升降，沉積有紅色砂泥巖，一些盆地邊緣抬升暴露，為后生鈾礦成礦提供了條件。

鈾礦化主要產(chǎn)在中下侏羅系和早白堊系兩個(gè)旋回中，鈾礦化存在同生沉積和后生氧化—還原作用兩種成因。

早中侏羅世為溫曖潮濕還境沉積，其河湖相含煤碎屑巖系中，有含鈾煤巖礦床（唐家溝）和富炭屑的砂巖鈾礦化（紅沙崗），成礦多與同生和后生還原吸附有關(guān)。

早白堊世是一套雜色砂巖、泥巖、泥灰?guī)r，局部頁(yè)巖，鈾礦床產(chǎn)出形式多樣。在具備一定還原物質(zhì)的灰、灰綠色河流或三角洲砂巖中，長(zhǎng)期的地下水作用形成后生氧化—還原作用的鈾礦床（703）；某些匯水的山前或扇緣洼地中的灰黑色粉砂巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖中，同生和后生吸附作用形成鈾礦床（594—1）；在泥巖、泥灰?guī)r中產(chǎn)生同生沉積鈾礦床（1206）。

4 鈾礦成礦前景及找礦方向

4.1 與早元古代含鈾建造和溶濾—交代巖漿巖中的鈾礦

早元古代末期，龍首山地區(qū)（尤其是其中西段）產(chǎn)生了范圍較廣、程度不均的混合巖化和重熔—巖漿作用，形成許多混合質(zhì)的巖漿巖，這樣巖體具有相對(duì)較好的深溶作用和一定的分異，如花崗閃長(zhǎng)巖和白崗巖的偉晶結(jié)構(gòu)，從花崗巖、角閃花崗巖到白崗巖的分異。圍繞著角閃花崗巖和白崗巖，放射性異常規(guī)模大、強(qiáng)度高。巖體中鈾含量接近礦化水平，其中，紅石泉巖體鈾豐度14.2×10—6，是成礦巖體。當(dāng)早元古代末期的構(gòu)造剪切帶存在時(shí)，較好的深溶和分異條件、具備含鐵圍巖巖時(shí)，可形成規(guī)模較大的鈾礦床。

4.2 與晚古生代巖漿熱液作用有關(guān)的鈾礦

如前所述，龍首山地區(qū)在早古生代巖漿作用鈾預(yù)富集基礎(chǔ)上，晚古生代熱液作用是直接的鈾成礦作用。鈾礦成礦多產(chǎn)在該期熱液作用的構(gòu)造破碎帶中。

產(chǎn)在早古生代巖漿巖內(nèi)或近旁的鈾礦，其表現(xiàn)為堿交代作用控礦，該類礦床數(shù)量最多，除龍首山701、706外，外圍北祁連還發(fā)現(xiàn)有622、623。該類型鈾礦在龍首山仍有很大潛力，如苦井溝—小青羊、西岔等，應(yīng)圍繞芨嶺巖體開展工作，特別注意晚古生代的斷裂破碎帶、尤其是北西西向與東西向斷裂的交會(huì)部位。由于K與Na交代一般不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，因此應(yīng)注意高鈾、低鉀場(chǎng)暈中也可能存在隱伏鈉交代體。

早古生代巖漿巖與中—上元古界富磷的大理巖圍巖接觸帶，硅化、透閃石化蝕變發(fā)育，當(dāng)構(gòu)造條件的利（斷裂破碎），并且有富鐵質(zhì)基性脈巖存在，同樣產(chǎn)出硅化帶型鈾成床。區(qū)內(nèi)芨嶺巖體北緣與中上元古界由馬路溝大斷裂相分，巖體內(nèi)也同有多條近東西向斷裂發(fā)育，沿該組斷裂有眾多點(diǎn)帶分布，仍有很大找鈾潛力。

4.3 中新生代碎屑巖中的鈾礦

中新生代碎屑巖中的鈾礦具有地浸開采的天然優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)前鈾礦的主攻方向。這類鈾礦一般形成在砂泥互層結(jié)構(gòu)的砂巖中。在中亞國(guó)家、美國(guó)懷俄明盆地中均有許多這類礦床，我國(guó)鄂爾多斯盆地、伊犁盆地均獲得了很大突破。

甘肅中新生代盆地眾多，但盆地大小不一，含鈾沉積埋藏往往偏大。潮水盆地是規(guī)模較大、總體埋深不大，又處于富鈾地塊內(nèi)的一個(gè)條件較好的盆地，邊緣沉積層有含煤的侏羅系，白堊系下部也有灰色巖系，因此被劃為華北陸塊成礦省下的潮水盆地鈾成礦區(qū)。

根據(jù)潮水盆地的沉積結(jié)構(gòu)和埋深、巖性巖相和鈾還原物容量分析，潮水盆地中段北緣具有形成較大規(guī)?？傻亟皫r鈾礦的成礦條件。

中新生代碎屑巖中的鈾礦以其特有的優(yōu)勢(shì)，是本區(qū)最重要的找礦類型。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)能源結(jié)構(gòu)不盡合理，大量使用礦物燃料造成了較嚴(yán)重的環(huán)境污染和破壞，以及一些氣候問(wèn)題。改變能源結(jié)構(gòu)是發(fā)達(dá)國(guó)家的共識(shí)，這其中核能源更具有清潔、穩(wěn)定、安全、高效特點(diǎn)，因此，鈾礦找礦是能源轉(zhuǎn)型之所需和必要。以往鈾礦地質(zhì)工作由于認(rèn)識(shí)和技術(shù)手段的局限性，大多從就礦找礦入手，缺乏認(rèn)識(shí)深化和模式總結(jié)，本文試圖對(duì)龍首山鈾礦床在成因上、在規(guī)律上進(jìn)行探討，在找鈾方向上提出一些觀點(diǎn)和看法，以便對(duì)今后工作有所裨意。

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P612[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-51-3