河北省青龍縣干溝一帶鈾礦找礦靶區(qū)初選

苗群峰

(河北省地礦局 第八地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066000)

研究區(qū)位于我國(guó)重要的鈾成礦帶即青龍—興城鈾礦成礦帶的西端[1]。大地構(gòu)造位置位于華北地臺(tái)東北部的燕山中生代板內(nèi)造山帶東段即山海關(guān)古隆起與燕遼沉降帶接壤部位，建昌中生代盆地南緣—干溝EW向火山斷陷盆地內(nèi)。地層表現(xiàn)為一老一新的“地臺(tái)二元結(jié)構(gòu)”特征；斷裂構(gòu)造發(fā)育，并具多期活動(dòng)特點(diǎn)；燕山期火山活動(dòng)和巖漿侵入活動(dòng)強(qiáng)烈；由于受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，區(qū)域地層產(chǎn)生了強(qiáng)烈的變質(zhì)和混合巖化作用。這些為區(qū)域鈾元素的活化、遷移、富集成礦提供了有利條件。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，青龍—錦西區(qū)域性東西向深斷裂橫貫全區(qū)，形成了以東西向斷裂構(gòu)造為主體的基本構(gòu)造格架(見(jiàn)圖1)，并控制了干溝坳陷的形成和發(fā)展，進(jìn)而控制了青龍鈾礦田的空間位置。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)況

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，時(shí)代從老到新均有分布，以太古代五臺(tái)期、元古代呂梁期和中生代印支期、燕山期的巖體及各類巖脈為主。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)地層出露較全，主要有太古界綠片巖系，下元古界黑云角閃片巖，中元古界長(zhǎng)城系、薊縣系及侏羅系等。

1)太古界分布于區(qū)域中西部。自下而上主要為單塔子群白廟子組、鳳凰咀組、南店子組。白廟子組(Arb)：主要巖性為混合巖化黑云變粒巖夾淺粒巖及黑云角閃片巖，黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖及磁鐵石英角閃巖凸鏡體。鳳凰咀組(Arf)：上部綠泥片巖夾角閃綠泥片巖，頂為角閃片巖，局部為變質(zhì)安山巖；下部絹云石英片巖夾黑云綠泥片巖及絹云綠泥片巖。南店子組(Arn)：上部灰白色厚、中厚石英砂巖夾薄層石英砂巖及頁(yè)巖，下部紫紅色厚層含礫長(zhǎng)石石英粗砂巖夾砂質(zhì)頁(yè)巖，底為礫巖。

2)中元古界零星分布在整個(gè)工作區(qū)域，角度不整合于太古界變質(zhì)基底之上。主要為長(zhǎng)城系的常州溝組、串嶺溝組、大紅峪組、高于莊組和薊縣系的楊莊組、霧迷山組。

3)區(qū)內(nèi)的中生界主要為侏羅系地層。侏羅系分布廣泛，由陸相沉積巖和火山巖所組成，以顯著的角度不整合覆于下伏地層之上。由下向上分別為以下幾組。

①下統(tǒng)。興隆溝組(J1x)：巖性主要為安山巖，安山集塊巖，安山質(zhì)砂礫巖，流紋巖，凝灰角礫巖。北票組(J1b)：一段上部灰白色凝灰角礫巖，底部安山質(zhì)花崗質(zhì)砂礫巖、礫巖。二段凝灰質(zhì)砂巖、頁(yè)巖互層。

②中統(tǒng)。海房溝組(J2h)：主要分布于干溝、嶺頭、石蓋子、邵杖子附近，地表出露較少，大多在藍(lán)旗組之下。早期形成一套以礫巖為主的沉積建造。晚期出現(xiàn)裂隙式小規(guī)模中性、中酸性火山活動(dòng)，形成一套火山碎屑沉積巖。巖性組合為灰褐色、淺灰色、灰綠色厚層塊狀含漂礫粗礫巖—中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖、紫紅色薄層砂質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖、灰綠色中厚層英安質(zhì)流紋質(zhì)含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r與沉凝灰?guī)r。該地層直接沉積不整合覆蓋于似斑狀變質(zhì)黑云母花崗巖(γ2)和花崗片麻巖(Mγ)之上，是青龍鈾礦田最重要的含礦層。藍(lán)旗組(J2l)：該組地層分布較廣，中北部均有出露，主要為灰紫色安山巖，氣孔狀安山巖，安山玢巖，安山巖，安山集塊巖。土城子組(J2t)：主要為含黑云母凝灰角礫巖,紫色含巖塊巨礫巖夾砂礫巖,紫色砂礫巖及薄層砂巖。

③上統(tǒng)。張家口組(J3z)：主要為流紋質(zhì)凝灰熔巖、層凝灰?guī)r、凝灰集塊巖，凝灰質(zhì)砂礫巖、花崗質(zhì)砂礫巖，安山巖，安山集塊巖，粗安巖，粗安質(zhì)熔巖角礫巖，集塊巖，流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r，流紋巖。義縣組(J3y)：主要為花崗質(zhì)安山質(zhì)砂礫巖，層凝灰?guī)r，板狀安山巖、安山集塊巖。金剛山組(J3j)：一段上部黃綠色砂頁(yè)巖互層夾薄層泥灰?guī)r，底部安山質(zhì)花崗質(zhì)礫巖、砂礫巖；二段上部礫巖、砂礫巖夾砂巖，底部玄武質(zhì)角礫熔巖、凝灰角礫巖。建昌組(J3jn)：主要為花崗質(zhì)安山質(zhì)礫巖，砂礫巖，粗安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，火山角礫巖，粗安巖，流紋巖，凝灰屑砂礫巖，凝灰質(zhì)角礫巖，灰色安山巖，角礫安山巖，粗安巖。九佛堂組(J3jf)：主要分布于工作區(qū)北部主要為湖相灰綠及黃綠色頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖、灰質(zhì)頁(yè)巖為主，夾淺灰色、灰黃色、黃綠色中層—中厚層砂巖、礫巖及泥灰?guī)r透鏡體和凝灰質(zhì)砂巖薄層。局部見(jiàn)有頁(yè)巖層，頂部及底部均較粗，為粗碎屑巖沉積，頂部為黑綠色玄武巖。

4)新生界第四系地層主要為沖洪積、殘坡積物沿溝谷及山間盆地?cái)嗬m(xù)分布。

1.2 構(gòu)造

本區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，青龍—錦西區(qū)域性東西向深斷裂橫貫全區(qū)，形成了以東西向斷裂構(gòu)造為主體的基本構(gòu)造格架，并控制了干溝坳陷的形成和發(fā)展，進(jìn)而控制了青龍鈾礦田的空間位置。其次，區(qū)內(nèi)還發(fā)育北東向、北西向及南北向3組次級(jí)斷裂構(gòu)造及不同時(shí)間、不同規(guī)模的火山機(jī)構(gòu)。

1)東西向構(gòu)造是區(qū)域性青龍—錦西大斷裂一部分，為區(qū)域主干構(gòu)造。由一組形成時(shí)間早、規(guī)模大和多期活動(dòng)的壓性、壓扭性斷裂構(gòu)造組成。主要有以下3條斷裂構(gòu)造亞帶：①炮手堡子—碾房斷裂帶西起青龍縣炮手堡子北，經(jīng)建昌縣腰路溝，東至碾房被一北北東向斷裂所切錯(cuò)北移。全長(zhǎng)75 km，礦田內(nèi)45 km，是干溝盆地的北緣控盆構(gòu)造。斷裂帶內(nèi)擠壓現(xiàn)象明顯，中元古代地層普遍發(fā)生小褶曲；②炮手堡子—雹神廟斷裂帶西起青龍縣炮手堡子南，向東經(jīng)干溝至建昌縣雹神廟后，被大青山火山塌陷所掩沒(méi)，全長(zhǎng)大于70 km，本區(qū)內(nèi)長(zhǎng)40余千米，是干溝盆地的南緣控盆構(gòu)造。該構(gòu)造帶由多條東西向及其派生的北東東向斷層密集排列而成，規(guī)模較大且重要的有炮手堡子—雹神廟、安子溝—干溝和柴火洼—白杖子等斷層。這些斷層結(jié)構(gòu)面較陡，傾向及性質(zhì)不定，均具有較大斷距，造成地層重復(fù)或缺失，形成一系列塹、壘式構(gòu)造組合。為鈾成礦提供了有利場(chǎng)所，本區(qū)鈾礦床多數(shù)受其控制；③安子溝—六面山斷裂帶西與上述炮手堡子—雹神廟斷裂帶之分支斷層交于青龍安子溝，經(jīng)周杖子盆地，東至建昌縣大面山，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)度35 km。該構(gòu)造帶由十幾條近東西向的高角度逆沖斷層組成，主要有周杖子盆地北部、南部控盆構(gòu)造；安子溝—陶杖子—杜杖子斷裂等。他們控制了區(qū)域銅、鉛、鋅、金、汞等多金屬礦化，是重要的多金屬成礦帶，在該構(gòu)造帶的東部也有多處熱液型鈾礦化點(diǎn)、帶產(chǎn)出。

2)北東向構(gòu)造形成時(shí)間較晚，規(guī)模較小，地表延伸500～1 000 m，最大2 600 m，傾向北西，傾角60(°)～85(°)，北東向構(gòu)造活動(dòng)的顯著特點(diǎn)是在于利用、改造早期的東西向構(gòu)造，對(duì)區(qū)內(nèi)鈾活化富集成礦也起到了重要作用。

3)北西向構(gòu)造多表現(xiàn)為傾向南西的張扭性斷層，規(guī)模較小，以密集的脈巖束貫入為特征，擠壓片理發(fā)育，走向300(°)～350(°)，傾向南東，傾角80(°)，該組構(gòu)造對(duì)鈾礦化有破壞和再富集雙重作用。其形成時(shí)間最晚，切穿北東向斷裂與東西向斷裂構(gòu)造一起構(gòu)成了中生代構(gòu)造體系，區(qū)域上與多金屬礦化密切相關(guān)。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，時(shí)代從老到新都有分布，以太古代五臺(tái)期、元古代呂梁期和中生代印支期、燕山期的巖體及各類巖脈為主。巖石類型多樣，有花崗巖、細(xì)?；◢弾r、似斑狀花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英正長(zhǎng)斑巖、正長(zhǎng)斑巖、流紋斑巖、石英斑巖等，還有少量的太古代輝綠巖脈。

早期巖漿活動(dòng)以呂梁期酸性侵入活動(dòng)為主，形成似斑狀變質(zhì)黑云母花崗巖侵入體即龐杖子巖體，分布于嶺頭、干溝、石蓋子南部。出露面積約60 km2，是干溝凹陷重要基底之一。巖石中平均鈾含量5×10-6～6×10-6，且發(fā)現(xiàn)較多的鈾異常(礦化)點(diǎn)，與干溝鈾礦有密切關(guān)系。

晚期燕山期巖漿(火山)活動(dòng)頻繁。燕山早期侵入體以石蓋子紅色中細(xì)粒花崗巖體為代表，燕山中晚期侵入巖以巖脈形式為主，其巖性為正長(zhǎng)斑巖、石英正長(zhǎng)斑巖、流紋斑巖、石英斑巖、閃長(zhǎng)巖、輝綠玢巖等。在空間分布上以北西向?yàn)橹?，其次為北東向或近南北向。這些脈巖穿插所有蓋層巖石，為火山活動(dòng)晚期同源侵入產(chǎn)物。

區(qū)內(nèi)中、晚侏羅世火山活動(dòng)強(qiáng)烈，具有間歇性多期次噴發(fā)、沉積特征，形成一套以玄武質(zhì)巖類為主的火山巖夾火山碎屑沉積巖，總厚度達(dá)1 030～1 900 m。

2 干溝鈾礦田地質(zhì)特征

干溝鈾礦田受響水—雹神廟東西向構(gòu)造(噴發(fā))帶控制，礦床則分布在與北東東向分支次級(jí)構(gòu)造的夾持部位。鈾礦體受層位控制明顯，均賦存于靠近盆地基底不整合面之上的海房溝組中。鈾礦體嚴(yán)格受中侏羅系海房溝組第一巖段的淺色花崗質(zhì)礫巖控制，其形態(tài)和展布均與淺色花崗質(zhì)礫巖的空間分布相吻合。在含礦層的上部和底部有少量小而貧的工業(yè)礦體，且位于紫色花崗質(zhì)礫巖和淺色花崗質(zhì)礫巖交接部位的淺色礫巖一側(cè)。鈾礦體形態(tài)主要為似層狀、扁豆?fàn)詈屯哥R狀，在構(gòu)造附近略成卷狀(見(jiàn)圖2)[2]。礦體一般傾向北東20(°)，傾角20(°)～40(°)。最大長(zhǎng)度1 100 m，寬500 m。厚度變化較大，一般幾厘米到幾米，但多數(shù)為1～8 m，最厚可達(dá)17.25 m。此外在基底花崗質(zhì)巖石的構(gòu)造裂隙和復(fù)成分礫巖中也見(jiàn)少量鈾礦化，但成為工業(yè)礦體的較少。

1 中侏羅統(tǒng)海房溝組上段凝灰質(zhì)砂巖；2 海房溝組上段富有機(jī)質(zhì)凝灰質(zhì)礫巖；3 海房溝組中段復(fù)成分礫巖；4 海房溝組下段花崗質(zhì)礫巖；5 似斑狀黑云母鉀質(zhì)花崗巖；6 鈾礦體；7 斷裂

3 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头ò袇^(qū)圈定

經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头ㄖ饕茄芯繀^(qū)域礦床與多元地質(zhì)找礦信息的關(guān)系[3]，通過(guò)定量分析方法，建立起區(qū)域成礦有利度和資源潛力值與多參數(shù)地質(zhì)信息的統(tǒng)計(jì)規(guī)律[4]。使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行區(qū)域評(píng)價(jià)，強(qiáng)調(diào)對(duì)各種找礦信息的充分挖掘與綜合。因此，地質(zhì)勘查所獲取的成礦信息將得到最大程度的利用。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头ǖ娜毕菔墙y(tǒng)計(jì)樣本單元需要達(dá)到一定數(shù)量[5-6]。

結(jié)合現(xiàn)有資料，采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头ɡL制了研究區(qū)的巖漿活動(dòng)、構(gòu)造及地質(zhì)體復(fù)雜度等密度圖[5]，將礦點(diǎn)地理信息與地質(zhì)體復(fù)雜度等密度圖、構(gòu)造等密度圖和巖漿活動(dòng)等密度圖相疊加，分析已知礦點(diǎn)分布和等密度圖中色階的對(duì)應(yīng)關(guān)系，取兩者重疊較多的色階作為經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并將各等密度圖的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ童B合區(qū)間作為靶區(qū)。利用該方法共圈定找礦預(yù)測(cè)區(qū)7處(見(jiàn)圖3和表1)，總面積約16.43 km2。該靶區(qū)與區(qū)域化探、物探、遙感等數(shù)據(jù)可進(jìn)行套合疊加，將進(jìn)一步提高找礦預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

圖3 初選找礦預(yù)測(cè)區(qū)分布示意

表1 初選找礦預(yù)測(cè)區(qū)統(tǒng)計(jì)

4 結(jié) 語(yǔ)

前人對(duì)該區(qū)的鈾礦進(jìn)行過(guò)大量較為詳細(xì)地礦床學(xué)方面的研究，對(duì)礦體的成因類型提出了“同生沉積后生富集”、“同生沉積—熱水再造”、“同生沉積多階段改造”、“沉積改造型”、“低溫?zé)嵋盒汀?、“?fù)成因礦床類型”、“火山巖型”、“火山碎屑巖型”、“不整合型”、“熱蓋型(安山巖蓋)熱液鈾礦類型”等十多種認(rèn)識(shí)。但往往偏重于儲(chǔ)礦構(gòu)造和地層的分析，少有探討找礦標(biāo)志和找礦方向等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。筆者通過(guò)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头?，在成礦理論地指導(dǎo)下，提取成礦信息，對(duì)各種成礦信息進(jìn)行綜合分析，開(kāi)展礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)工作，確定了找礦靶區(qū)，為該地區(qū)鈾礦進(jìn)一步勘查工作提供重要科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。