白云鄂博礦床釷礦化巖石類型及其控制因素

劉正義， 李西得， 孟艷寧， 王明太， 黃少華， 韓效忠, 張 斌

(1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029；2.中核集團(tuán)鈾資源與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029；3.中國(guó)煤炭地質(zhì)總局特種技術(shù)勘探中心，北京 100073；4.山東省地震局，山東 濟(jì)南 250102)

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白云鄂博礦床釷礦化巖石類型及其控制因素

劉正義1,2， 李西得1,2， 孟艷寧1,2， 王明太1,2， 黃少華1,2， 韓效忠3, 張 斌4

(1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029；2.中核集團(tuán)鈾資源與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029；3.中國(guó)煤炭地質(zhì)總局特種技術(shù)勘探中心，北京 100073；4.山東省地震局，山東 濟(jì)南 250102)

白云鄂博礦床是白云鄂博式鐵、鈮、稀土和釷多金屬為一體的重要綜合性超大型礦床。在對(duì)礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)觀察、取樣和綜合前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合鏡下觀察、電子探針分析等手段，初步查清了礦區(qū)地層分布、主要巖性特征，釷(稀土、鐵)礦化體的空間分布與規(guī)模，礦石中釷礦物及其組合特征；總結(jié)了釷(稀土、鐵)礦化巖石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及化學(xué)成分特點(diǎn)；系統(tǒng)分析了釷礦化巖石類型、地層、構(gòu)造及巖漿活動(dòng)等對(duì)釷礦化的控制作用。討論了礦床地質(zhì)背景與釷成礦的關(guān)系。這對(duì)白云鄂博乃至全國(guó)釷資源開發(fā)和對(duì)其成礦規(guī)律認(rèn)識(shí)的提高均有重要意義。

白云鄂博礦床；釷礦化巖石類型；控礦因素

劉正義，李西得，孟艷寧，等.2016.白云鄂博礦床釷礦化巖石類型及其控制因素[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，39(3)：201-209.

Liu Zheng-yi, Li Xi-de, Meng Yan-ning,et al.2016.The style of thorium ore and its control factors in Bayan obo deposit[J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 39(3)：201-209.

白云鄂博礦床是世界罕見的鐵、稀土、鈮、釷等超大型多金屬共生的綜合礦床。釷以多種磷酸鹽、硅酸鹽、碳化物和氧化物形式廣泛分布于該礦床之中，釷礦物除釷石、方釷石、鈾釷石外，獨(dú)居石是其最重要含釷礦物之一。白云鄂博ThO2工業(yè)儲(chǔ)量占我國(guó)總工業(yè)儲(chǔ)量的77.3%，以主礦、東礦的釷石、氟碳鈰礦和獨(dú)居石的混合礦為主的白云鄂博礦床平均含釷0.048%，自1959年至今釷資源一直沒有利用。監(jiān)測(cè)表明，礦石中的釷絕大多數(shù)進(jìn)入廢渣中，如今構(gòu)成以鐵礦高爐渣組成放射性廢物庫(kù)和尾礦壩(占地總面積達(dá)12.08 km2，尾礦壩70 000 t，煉鐵爐渣2.5萬(wàn)t)，形成的二次再利用資源(趙長(zhǎng)有，2006；許光憲，2005；林東魯?shù)龋?007)。由于鐵礦生產(chǎn)會(huì)引起礦石開采、轉(zhuǎn)移和重新分布，現(xiàn)場(chǎng)觀察取樣資料搜集受到限制，這給釷資源研究工作帶來(lái)極大難度。因此，首先有必要查明釷礦化巖石類型大體特征，確立地層層位、構(gòu)造、巖漿活動(dòng)等控礦因素，為釷資源評(píng)價(jià)合理充分利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 白云鄂博礦床基本地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域構(gòu)造背景

白云鄂博礦床地處中朝板塊北緣坳陷帶。按板塊構(gòu)造區(qū)劃為柴達(dá)木—華北板塊，華北北緣古生代坳陷帶，狼山古生代裂陷帶構(gòu)造單元(劉訓(xùn)等，2015)。產(chǎn)于白云鄂博礦區(qū)白云向斜和蘇木圖向斜中。礦區(qū)白云向斜接近同斜褶皺，軸部已被折斷。近東西向的寬溝大斷裂(歸屬區(qū)域性白云鄂博-白銀角拉克大斷裂的東延部分)在區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)達(dá)15 km，位于寬溝背斜核部偏南，是背斜南翼一條逆斷裂。該寬溝大斷裂對(duì)于白云鄂博鐵鈮稀土以及釷礦的主礦和東礦起到不可替代的作用。白云鄂博礦區(qū)南部發(fā)育與寬溝大斷裂平行的近東西向(北西西向)的白女羊盤-烏克忽洞斷裂，并以加里東晚期中細(xì)粒斜長(zhǎng)花崗巖和海西晚期中粒黑云母花崗巖的大型破碎帶及糜棱巖化帶構(gòu)造貫穿全礦區(qū)(圖1)。

1.2 礦區(qū)地層及其主要巖性特征

白云鄂博坳陷帶反映了古陸邊緣快速堆積特征，早期發(fā)育低成熟度陸源碎屑沉積，中期以泥質(zhì)巖、濁積巖為主，晚期為高成熟度碎屑和碳酸鹽沉積。白云鄂博釷礦化主要產(chǎn)于中元古界白云鄂博礦區(qū)向斜白云鄂博群中，現(xiàn)白云鄂博群自南向北依次包括6個(gè)巖組中的H1，H2，H3，H4，H5，H6等15個(gè)巖段所組成，以碎屑巖和粘土巖為主，其巖性自下而上大體為砂礫巖巖段、石英巖巖段、砂板巖巖段(章雨旭等，2009)。白云鄂博群主要分布于白云鄂博礦區(qū)東西一線，在寬溝可見白云鄂博群與下元古界色爾滕山群柳樹溝組呈不整合接觸，其中尖山巖組板巖段H5與上覆哈拉霍圪特巖組為平行不整合接觸(或斷層接觸)。晚太古代二道洼群只分布在寬溝背斜軸部的東段，白云額博東南和南部。只有前H1～H5巖段出露于白云鄂博礦區(qū)背斜南北兩翼，其鐵、稀土、釷等礦床主要產(chǎn)于白云鄂博群下部至底部，由砂巖、板巖、碳酸鹽巖以及火山巖與深水硅質(zhì)巖構(gòu)成的尖山組中(H4和H5巖段)。白云鄂博群與礦區(qū)其他地層如上石炭統(tǒng)寶力格廟組(C3b)—中酸性火山巖，呈角度不整合接觸，展現(xiàn)加里東構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。石炭系與前寒武紀(jì)板巖(ST)、白云石大理巖(DT)分別主要出露于礦區(qū)西南和東北部。在礦區(qū)南部、東部出露有花崗巖、中基性巖和閃長(zhǎng)巖(李厚民等，2012)，如圖2。

1.3 釷礦化的空間分布與規(guī)模

白云鄂博釷礦化的劃分與鐵(稀土、釷)的劃分基本相同，皆稱為主礦、東礦、西礦三個(gè)主要礦段，分布于都拉哈拉與阿布達(dá)之間。釷礦化體與圍巖皆呈近東西走向，傾角中等-陡，主要傾向南(或傾向北)。主礦和東礦的主要礦體都分布于白云向斜北翼。

(1)主礦：呈大透鏡狀、厚層狀，兩端尖滅于白云巖中，礦體長(zhǎng)1 250 m，平均厚度215 m，最大延伸1 030 m。礦體產(chǎn)狀為走向近東西向，傾角70°～80°。釷礦化受鈉交代和氟交代作用最強(qiáng)。

(2)東礦：東礦軸長(zhǎng)1 300 m，平均厚度179 m，最大寬度340 m，最大延深870 m。產(chǎn)于一個(gè)完整東西向白云向斜構(gòu)造內(nèi)，兩翼為白云巖，軸部為富鉀板巖。向斜北翼構(gòu)成東礦礦體，呈透鏡狀、枝叉狀。礦體產(chǎn)狀為160°∠50°～65°。其礦體受鈉和氟交代蝕變作用亦最強(qiáng)。

(3)西礦：西礦化段位于主礦段以西，東西長(zhǎng)10 km，南北寬1～2 km，產(chǎn)于呈近東西向的白云向斜構(gòu)造內(nèi)，黑云母化板巖成為向斜核心，白云巖和釷礦體構(gòu)成向斜兩翼。西礦段由大小不等16個(gè)主礦體和102個(gè)附屬礦體構(gòu)成。西礦地表11個(gè)礦體，為似層狀、透鏡狀分布在向斜兩翼，礦體于深部相連。礦體長(zhǎng)300～5 300 m，平均厚度9～27 m，其中以Ⅲ、Ⅴ號(hào)礦體最大，延伸最大為855 m。礦體產(chǎn)狀為180°∠60°～80°。

2 釷礦化巖石類型及其化學(xué)成分分析

2.1 釷礦化巖石類型

釷礦化巖石有6種礦石類型:①塊狀型；②塊狀、條帶狀螢石型赤(磁)鐵礦型；③條帶狀、浸染狀螢石霓石型(鈉輝石型)；④浸染狀鈉閃石型；⑤浸染狀白云石型；⑥浸染狀黑云母型釷。計(jì)算儲(chǔ)量時(shí)具體劃分如圖3，4。

2.2 釷礦化巖石化學(xué)成分特點(diǎn)

圖3 白云鄂博礦區(qū)主礦地表釷含量分布圖(1∶2000)Fig.3 The ground thorium content distribution map of Bayan Obo deposit (1∶2000)等級(jí)1：ThO2 0.020%以下;等級(jí)2：0.020%～0.030%;等級(jí)3：0.030%～0.040%;等級(jí)4：0.040%～0.050%;等級(jí)5：0.050%以上；實(shí)線為礦石類型界線；點(diǎn)虛線為不同等級(jí)釷含量界線；圈內(nèi)數(shù)字為礦體編號(hào)

圖4 白云鄂博礦區(qū)東礦地表釷含量分布圖(1∶2000) Fig.4 The thorium content distribution in the east ore of Bayan Ebo (1∶2000)等級(jí)1：ThO2 0.020%以下；等級(jí)2：0.020%～0.030%；等級(jí)3：0.030%～0.040%；等級(jí)4：0.040%～0.050%；等級(jí)5：0.050%以上；實(shí)線為礦石類型界線；點(diǎn)虛線為不同等級(jí)釷含量界線；圈內(nèi)數(shù)字為礦體編號(hào)

白云鄂博釷礦化巖石(特別包括高品位者)的硅酸鹽分析(表1)和稀土分析(表2)表明，其主要成分為硅、鈣、釷和稀土。白云釷礦石硅酸鹽全分析數(shù)據(jù)除BY-1含釷鐵礦石以外，其總量不接近100%原因可能是含有大量稀土, BY-25、BY-44含稀土和微量元素依次至少25%和20%，此外也可能存在難溶物，或分析某環(huán)節(jié)呈氫化物極易逃逸等所致。如BY-12黃褐色片理化白云巖釷礦石樣品，主要成分為SiO2、CaO和燒失量，有少量的P2O5和大量稀土及微量元素。BY-25白云巖釷礦化巖石主要成分為SiO2和燒失量，有10.15%CaO和MgO。由此可以看出這種釷礦化巖石主要成分為硅、鈣和釷、稀土。稀土中輕稀土La，Ce，Pr，Sm較多，Ga，Ba，Sr，Nb含量比較高。章雨旭(2009)樣品分析總量亦與此類似。另一特點(diǎn)主要成分為鈣、磷和釷、稀土，如BY-26碎裂空洞釷礦化巖石。BY-27片理化白云巖釷礦化巖石樣品主要成分為鈣和P2O5(20.29%)，有較多的燒失量和少量的SiO2、全鐵，稀土中的輕稀土較多。第三個(gè)特點(diǎn)是主要成分為鈣和釷、稀土，例如BY-28揉皺白云巖釷礦化巖石，BY-44褐鐵礦化角礫巖狀釷礦化巖石樣品，稀土中的輕稀土較多。貧釷礦化巖石(0.001～0.003%)的硅酸鹽分析(表1)和稀土分析(表2)表明，含釷礦化巖石(0.001～0.003%)中以富鐵和硅、鈣、錳為主，依次如BY-52塊狀細(xì)粒貧釷富鐵礦化巖石，BY-1含釷鐵礦化巖石和BY-46低鐵含釷石英巖，其輕稀土較少，含Ga，Ba，Sr，Nb比較少。

與東礦(Th 2 300×10-6)條帶狀白云巖、主礦(Th 471.7×10-6)條帶狀白云巖Th相關(guān)的微量元素有Ba，Sr，La，Ce，Nd，Y，Sc等。研究表明REE，Nb，Zn與Th同步富集(章雨旭等，2009)。

2.3 釷礦化巖石垂向上二氧化釷平均含量變化不大

資料表明,白云鄂博主礦、東礦各類釷礦化巖石中二氧化釷平均含量在水平和垂向上變化不大。主礦二氧化釷含量最高0.064%，最低0.012，平均含量0.038%；東礦段二氧化釷含量最高0.097%，最低0.023，平均含量0.037%。這與表3大體一致。

3 釷礦化巖石產(chǎn)出部位及礦物組成

3.1 主要產(chǎn)出部位

塊狀釷礦化主要產(chǎn)于主礦、東礦中心部位；塊狀釷礦化巖石上部為霓石型含釷礦化巖石；其下部為螢石型釷礦化巖石。條帶狀螢石型釷礦化巖石主要產(chǎn)于主礦、東礦的下盤。條帶狀螢石型釷礦化巖石上部為塊狀釷礦石；條帶狀螢石型釷礦化巖石下部為白云石型釷礦化巖石。這大體亦與鐵(稀土、釷)礦石類型產(chǎn)出部位近似。鈉閃石型釷礦石產(chǎn)出部位主要為東礦上部和西礦上部。黑云母型釷礦石主要產(chǎn)于西礦上部和主礦上部，皆靠近黑云母化板巖。

3.2 釷礦物、含釷礦物及其分布

按釷含量依序次，釷礦物有方釷石、釷石、鐵釷石、鈾釷石、菱鐵鈣鈾釷礦；含釷礦物有富鈦釹易解石、鈦易解石、褐鈰鈮礦、褐釔鈮礦(中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所，1988)、易解石、鈰磷灰石、鈮易解石、獨(dú)居石、褐簾石、方鈰石(？)、黃河礦、硅鈦鈰礦、氟碳鈰礦、紫色螢石、氟碳鋇鈰礦、氟碳鈣鈰礦、鋯英石。

其中方釷石ThO2：產(chǎn)在礦區(qū)東部花崗巖外接觸帶鎂矽卡巖中，呈細(xì)小顆粒集合體于鈰磷灰石邊緣，共生礦物有螢石、白云石、方解石等，等軸粒狀，粒度為0.01～0.05 mm，褐色。釷石ThSiO4：在東礦有較多分布，多呈浸染狀產(chǎn)于黑云母霓石型鈮稀土礦石中，條帶狀礦石也有產(chǎn)出。共生礦物有霓石、黑云母、鈉閃石、獨(dú)居石、氟碳鈰礦、燒綠石、鋯石等。釷石呈渾圓狀或他形顆粒產(chǎn)出，一般0.03～0.07 mm，大者可達(dá)數(shù)毫米。西礦黑云母型鈮稀土鐵礦石中富鈾變種鈾釷石，最大0.05 mm×0.1 mm。釷石富Fe，P，REE，Ca雜質(zhì)而貧U(應(yīng)稱鐵釷石)，探針分析平均化學(xué)成分為：ThO2(50.08%),UO2(26.69%),SiO2(19.79%),FeO(2.05%)。在白云石型鈮稀土鐵礦石中鈾釷石呈黑云母的包裹體產(chǎn)出。另在西礦發(fā)現(xiàn)暫定菱鐵鈣鈾釷礦。釷在主礦、東礦主要以類質(zhì)同像加入稀土和稀有礦物的晶格中，少量以獨(dú)立的釷礦物析出，如鐵釷石。主要含釷礦物和釷礦物的含釷量見表4。

表1 釷礦化巖石硅酸鹽全分析

注：全Fe2O31)：By系列10個(gè)樣品分別為61.98%，1.43%，5.81%，1.44%，3.55%，5.39%，7.77%，0.96%，18.84%，91.19%。2)0607041號(hào)樣品，東礦條帶狀閃石型,∑60.277%，稀土高；0711243號(hào)樣品，東礦赤鐵-磁鐵白云巖型,∑56.855%；07112409號(hào)樣品，東礦赤鐵-磁黃鐵白云巖型, ∑76.67%；0711242號(hào)樣品，東礦條帶狀赤鐵-磁鐵白云巖型，∑48.167%。

表2 白云釷礦石稀土分析

注：BY1-1含釷鐵礦石；BY1-12黃褐色片理化白云巖釷礦石；BY1-25白云巖釷礦石；BY1-26碎裂空洞釷礦石；BY1-27片理化白云巖釷礦石；BY1-28揉皺白云巖釷礦石；BY1-29帶有旋轉(zhuǎn)構(gòu)造釷礦石；BY1-44褐鐵礦化擠壓狀角礫巖釷礦石；BY1-46低鐵含釷石英巖；BY1-52塊狀細(xì)粒含釷富鐵礦石。所有分析由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析所完成。

表3 白云-鄂博主礦、東礦主要礦化巖石類型在地表和垂向上二氧化釷平均含量表②黃志章，童航壽，季樹藩，等. 1971.關(guān)于白云鄂博鐵礦石中釷的資源情況調(diào)查報(bào)告[R].北京第三研究所調(diào)查小組：7-10.

表4 各種礦物中釷含量表

注：方釷石ThO2：含100%ThO2的方釷石，其含UO2小于1%。呈細(xì)小顆粒產(chǎn)于東部矽卡巖中，與矽鎂石、金云母、褐簾石、鈰磷灰石共生；鐵釷石：鐵釷石含ThO2為47.79%～50.08%；主產(chǎn)于主東礦體鈉輝石型鐵礦石；鈦易解石：含ThO2為11.43%；褐鈰鈮礦：ABO4,含ThO2為8.01%；易解石ABX6;(Ce,Y,Ca,Fe,Th)(Ti,Nb)2(O,OH)6，易解石含ThO2為0.36%～7.72%；如主礦的釹易解石含ThO2為5.79%；鈰磷灰石：(Ce,Ca)5[(Si,P)O4]4(OH,F)，鈰硅磷灰石含ThO2為4.37%;如產(chǎn)于東部花崗巖接觸帶矽卡巖中的鈰硅磷灰石含ThO2為4.37%。

各種礦石類型中含釷礦物的ThO2百分含量，主要取決于含釷礦物的分配，ThO2含量起到支配作用的含釷礦物主要是獨(dú)居石(表5)，雖然該礦物釷含量不多，但其礦物量較多。獨(dú)居石在塊狀鐵鈮稀土礦石、螢石型條帶狀鐵鈮稀土礦石、鈉輝石型鐵鈮稀土礦石、鈉閃石型鐵鈮稀土礦石、白云石型鐵鈮稀土礦石中皆為品位1%～10%的礦物組合中，粒度分別在0.02 mm，0.02～0.05 mm，0.01 ～0.02 mm，0.004～0.05 mm，0.08～0.20 mm，0.01～0.50 mm。只有黑云母型鐵鈮稀土礦石中獨(dú)居石品位小于1%時(shí)顆粒為0.01～0.1mm。

需要補(bǔ)充的是，釷的賦存狀態(tài)除主要呈單獨(dú)礦物形式的釷石、鐵釷石外，ThO2主要分布在獨(dú)居石中，其次分布在易解石和氟碳鈰礦中呈類質(zhì)同像形式存在。但有更多資料顯示獨(dú)居石含ThO2%僅為0～0.4%。必須指出，包括鐵礦石在內(nèi)的礦石，其品位都不高，如全鐵含量(w)為 30%左右，全稀土氧化物含量(w)6%，全ThO2含量(w)0.04%。其次特點(diǎn)是“稀土和含釷礦物的礦物種類多，釷礦物出現(xiàn)的少，且顆粒細(xì)小”。根據(jù)資料，鐵釷石以東礦鈉輝石型氧化帶最高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%。氟碳鈰礦在鈉閃石型東礦上盤最高，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到3.73%。獨(dú)居石在鈉閃石型主礦和東礦下盤最高，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5.56%。

表5 主礦段東礦段主要礦石類型中主要釷礦物和含釷礦物釷的分配率表

3.3 稀土、釷、鐵三者相關(guān)性

章雨旭等(2009)研究表明，REE與Th是同步富集 (圖5)，鈮稀土與釷關(guān)系密切，有鈮稀土處一般皆含有一定量釷。釷較多產(chǎn)于貧鐵礦石中；而鐵礦化與稀土礦化則不是同步增減。

圖5 礦石、富硫礦石、上覆板巖等REE與Th的相關(guān)圖Fig.5 The REE and Th correlation diagram of Bayan Obo ore bearing dolomite, dolomite mineral, sulfur-rich mineral and overlying slate

4 白云鄂博釷礦化控制因素

4.1 地層對(duì)釷礦化的控制作用

白云鄂博釷礦化產(chǎn)于白云鄂博群下部至底部尖山組砂板巖段(H5)中的板巖(H51)和白云巖(H52)內(nèi)。釷礦化體產(chǎn)狀與圍巖為近東西走向(傾角中等-陡、傾向南或傾向北)，二者產(chǎn)狀基本一致。釷礦床像鐵稀土鈮礦床一樣順層產(chǎn)出，其層位控制作用比較明顯。白云鄂博礦床釷礦化主要賦存于板巖段(H5)中白云巖與板巖的過(guò)渡帶；賦礦白云巖常與下伏石英砂巖及上覆富鉀板巖呈斷層接觸。

白云額博礦區(qū)的“單獨(dú)釷礦體”的產(chǎn)出部位于變質(zhì)石英砂巖、石英砂礫巖之上盤的霓長(zhǎng)巖化(賦礦白云巖與上覆板巖之間存在強(qiáng)烈的堿質(zhì)蝕變)和釷礦化碎裂白云巖中。釷礦層呈近EW走向，出露長(zhǎng)度近100 m、寬2 m以上。該霓長(zhǎng)巖化的單獨(dú)釷礦體,巖性為褐黃色褐鐵礦化角礫巖 (見表1和表2的By-44樣品)。

4.2 褶皺和斷裂構(gòu)造對(duì)釷(稀土、鐵)礦化的控制作用

白云鄂博礦床位于華北克拉通北緣NWW向深大斷裂帶附近，曾受過(guò)強(qiáng)烈南北向擠壓作用。白云鄂博礦區(qū)褶曲構(gòu)造主要由寬溝背斜和白云向斜構(gòu)成，該褶曲為東西軸向，兩端翹起(由晚太古代二道洼群組成)中間傾伏的復(fù)背斜。傾伏地段鞍部正好是西礦；東部翹起地段以西是主礦和東礦所在地。白云向斜軸亦為近東西向、軸長(zhǎng)約15 km，總體為一軸向略南斜的不對(duì)稱陡立的同斜傾伏構(gòu)造，白云向斜軸部可能被折斷，向斜核部由黑云母炭質(zhì)板巖、灰綠色長(zhǎng)石板巖夾粉砂巖組成。白云鄂博釷礦體主要賦存于向斜北翼白云巖中。

白云鄂博釷礦的斷裂構(gòu)造十分發(fā)育。近東西向?qū)挏洗髷嗔盐挥趯挏媳承焙瞬科?，是背斜南翼一條逆斷層。該寬溝大斷裂(同生斷裂)對(duì)于白云鄂博礦區(qū)的主礦和東礦起到至關(guān)重要的作用。一系列長(zhǎng)短不一近東西向延伸的斷裂帶顯示，寬溝背斜以北為北傾斷裂，寬溝背斜以南為斷面向南陡傾。斷裂活動(dòng)大體以SN向最早，褶皺的緊閉、陡立近同斜構(gòu)造行跡表明，白云鄂博群遭受南北向強(qiáng)烈的擠壓(曹榮龍等，1995；杜樂天，1996；劉從強(qiáng)等，2001；章雨旭等，2012；張星等，2013)。正如章雨旭研究員指出的一樣，很多以前被認(rèn)為是巖漿碳酸鹽墻的孤立大巖塊，實(shí)質(zhì)就是斷裂帶具有大量大規(guī)模大位移特征的“馬石”(horse)構(gòu)造。最后一次大規(guī)模構(gòu)造活動(dòng)以左行走滑為主。

4.3 巖漿活動(dòng)對(duì)釷礦化的控制作用

該礦區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，出現(xiàn)輝長(zhǎng)巖、堿性輝長(zhǎng)巖及堿性脈巖等堿性基性巖類，中粗粒黑云母花崗巖、角閃黑云母花崗巖、細(xì)粒黑云母花崗巖及酸性脈巖等酸性巖類。巖漿活動(dòng)對(duì)白云鄂博礦床的“綜合性成礦”起到舉足輕重的作用。

諸如上述，自印支期前至印支末期—燕山期的熱事件(構(gòu)造引發(fā)的巖漿侵位等)，大規(guī)?！盁嶂嫌俊?(早期堿性基性巖類活動(dòng)，晚期酸性巖類活動(dòng))對(duì)本區(qū)產(chǎn)生很大影響。海西期花崗巖在礦化帶南部大面積出露，該花崗巖在與含礦層白云巖接觸帶廣泛發(fā)育”鎂矽卡巖帶“。在礦區(qū)東端，由于花崗巖的侵入，存在一些單獨(dú)釷礦化點(diǎn)。

5 初步結(jié)論

(1) 白云鄂博釷礦體可分為主礦、東礦、西礦，主要存在6種釷礦化巖石類型；其中各釷礦化的空間展布、規(guī)模及釷礦化巖石類型均有較大差異。硅酸鹽和稀土分析發(fā)現(xiàn)，釷礦化巖石主要成分為硅、鈣和釷、稀土，輕稀土較富集，且Ga，Ba，Sr，Nb含量較高；貧釷礦化巖石以富鐵和硅、鈣、錳為主。不同類型的釷礦化巖石產(chǎn)于不同礦體的不同部位，且各類釷礦化巖石中二氧化釷平均含量在水平和垂向上變化都不大。

(2)釷主要以類質(zhì)同像加入稀土和稀有礦物(如易解石和氟碳鈰礦)的晶格中，少量以獨(dú)立的釷礦物析出(如釷石、鐵釷石及鐵釷石等)。礦體中釷礦物種類多、顆粒小、品位低。含釷礦物主要為獨(dú)居石，其中釷含量不多，但其礦物量較多。并發(fā)現(xiàn)釷與稀土呈明顯正相關(guān)性，釷多產(chǎn)于貧鐵礦石中。

(3) 進(jìn)一步明確了陸塊邊緣深源熱水于海底沉積形成的釷礦化的主要控制因素：①層控性：釷礦體主要賦存于白云巖(H5)中和白云巖與板巖(H9)的過(guò)渡帶。賦礦白云巖常與下伏石英砂巖及上覆富鉀板巖呈斷層接觸。②“馬石構(gòu)造“寬溝斷裂所控制：早期壓性構(gòu)造控礦明顯，主要受區(qū)域性斷裂褶皺，特別是“馬石構(gòu)造“，白云向斜及斷裂—石英砂礫巖下盤的斷裂角礫巖帶，以及白云礦區(qū)北部的區(qū)域性寬溝斷裂所控制。③“綜合性成礦”，釷礦成礦可能偏早期的中—新元古代：從中元古代至晚古生代，多期次不同性質(zhì)的巖漿活動(dòng)導(dǎo)致白云鄂博礦床的“綜合性成礦”，曹榮龍等認(rèn)為是REE-Fe-Nb超大型地幔流體交代礦床。劉從強(qiáng)等認(rèn)為地幔流體成礦作用常具有深大斷裂構(gòu)造背景，稀土氧化物儲(chǔ)量4 800 萬(wàn)t、鈮儲(chǔ)量100 萬(wàn)t的REE-Fe-Nb白云鄂博礦床處于狼山裂谷和白云鄂博裂谷交點(diǎn)的外緣。

(4) 白云鄂博釷礦化具較好的成礦遠(yuǎn)景：向深部和外圍皆有擴(kuò)大的可能。建議對(duì)于釷礦化專門組織勘查和礦體圈定，開展專門化工作，充分利用釷資源(包括二次資源)刻不容緩。

工作中得到中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所章雨旭研究員以及核工業(yè)208大隊(duì)彭云彪總工、北京地質(zhì)研究院地礦所所長(zhǎng)范洪海研究員的支持與幫助，一并感謝。

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The Style of Thorium Ore and Its Control Factors in Bayan Obo Deposit

LIU Zheng-yi1,2, LI Xi-de1,2, MENG Yan-ning1,2, WANG Ming-tai1,2,HUANG Shao-hua1,2, HAN Xiao-zhong3, ZHANG Bin4

(1. Beijing Resources Institute of Uranium Geology,Beijing 100029,China; 2. CNNC Key Laboratory of Uranium Resources Exploration and Evaluation Technology, Beijing 100029, China;3.Prosoecting Center for Special Type Technology Chinese Assemble Buream of Coal Geology,Beijing 100073,China；4. Shandong Seismological Bureau，Ji’nan,SD 250102,China)

The Bayan Obo deposit is a super-large comprehensive deposit which containing iron, niobium, rare earth elements and thorium. According to the field work and previous research, combine with the microscopic observation and electron probe analysis, it identify the strata distribution, the main petrology characteristics, the scale and spatial distribution of the thorium mineralization and the thorium mineral combination features, summarizes the rock types, texture and structure, and chemical components of thorium mineralized zone, analyzes the ore-controlling factors, such as the rock type, stratum, tectonic and magmatic activity, and discuss the relationship between deposit geological background and thorium mineralization. It is significance for the exploitation of thorium resources and recognition of metallogenic regularity in Bayan Obo thorium deposit even for the whole country.

Bayan Obo deposit; thorium mineralized rock types; ore-controlling factors

2015-06-08

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“全國(guó)釷資源遠(yuǎn)景調(diào)查”(12120114015201)

劉正義(1936—)，男，研究員級(jí)高工，長(zhǎng)期從事核地質(zhì)生產(chǎn)和礦床地球化學(xué)、實(shí)驗(yàn)地球化學(xué)研究。

10.3969/j.issn.1674-3504.2016.03.001

P619.13

A

1674-3504(2016)03-0201-09