青海省南戈滩地区铀矿地质特征及找矿标志论文

2017-03-17

青海省南戈滩地区铀矿地质特征及找矿标志

工作区位于都兰断隆、柴北缘断褶带以及鄂拉山造山带的交汇部位。区内构造～岩浆～火山作用具有长期活动、演化的历史。大地构造位置地处东昆仑华力西地槽褶皱带东段，布尔汗布达山北坡缘，前寒武纪隆起带的察汗乌苏晚古生代凹陷带内，北与柴北缘褶皱带毗邻。该区是多个构造体系的复合部位，区内岩浆活动颇繁，变质作用强烈，地质构造复杂，已知矿化信息甚多，具有良好的找矿前景。

由于本区经历了元古宙结晶基底形成，古生代多旋回裂解～拼合复合造山，中生代大规模拉张裂陷活动，中新生代陆陆碰撞、隆升，因此构成了都兰地区极其复杂的地质环境。

1、区域地质背景

1.1 地层

区域地层属柴达木南缘地层分区。主要有元古界金水口岩群(Pt1J)、下古生界寒武～奥陶系滩间山群(∈-OT)、上古生界泥盆系上统牦牛山组(D3m)、石炭系下统石拐子组(C1s)、大干沟组(C1dg)，中生界三叠系上统鄂拉山组(T3e)，新生界新近系上新统油砂山组(N2y)，第四纪(Q)等(图1)。

1.2 构造

区域上断裂构造发育，规模较大，具时空展布多向、多期的特点。研究区由于地处多个地质构造带的交接部位，受东昆仑造山带的影响和祁连造山带以及鄂拉山构造岩浆带的影响，决定了地质构造的复杂性和构造变动的多期性。研究区各时代地层褶皱剧烈，断裂发育，岩浆侵入活动频繁，形成错综复杂的地质构造景观。

1.2.1 褶皱构造

区内褶皱构造与断裂构造的产状相互协调一致，显示出两者之间的成生联系。区内主要褶皱构造有：(1)夏日哈山向斜。(2)大海滩复式向斜。(3)都兰东山复式背斜。

1.2.2 断裂构造

区域断裂构造主要有工作区北部的大海滩―阿尔茨托山―吉给申沟断裂，工作区南部的察汗乌苏河断裂带和柯柯赛断裂带以及工作区东部的温泉―万隆断裂。

1.3 岩浆岩

夏毓亮、林锦荣、刘汉彬等人对中国北方盆地含矿砂体中的碎屑锆石与相应蚀源区中酸性火成岩类的锆石U Pb同位素年龄进行对比，发现含矿砂体的物质成分直接来自中酸性火成岩类的剥蚀产物[2]。区域内岩浆岩分布广泛，岩石类型复杂，从超基性～酸性岩皆有分布。岩浆活动历经：前加里东期、加里东期、华力西期、印支期～燕山期五个旋回，其中印支期～燕山期旋回岩浆活动最为剧烈。前加里东期旋回以海相裂隙式喷溢作用为主，活动频繁，范围较广，岩性以中～基性火山岩及凝灰岩为主。侵入岩以酸性岩为主，多呈岩基、岩株及岩脉产出;喷出岩以中～酸性岩为主。

2 、矿床地质特征

该区属于柴达木台块东南缘隆起带内之震旦纪隆起内，主要由震旦纪浅变质岩和第四纪覆盖物组成。而花岗岩、闪长岩、喷出岩及脉岩等分布于异常外围。离矿化点最近者约500～1000 m。

2.1 地层

研究区内地层主要以下古生界寒武～奥陶系滩间山群(∈OT)和第四纪(Q)为主，少量出露新生界新近系上新统油砂山组(N2y)与滩间山群呈断层接触关系。其中滩间山群主要为一套遭受中-低级变质作用的滨浅海相的碎屑岩沉积。出露地层岩性主要有：角闪石英片岩、条带状石英岩、含铁质石英岩、石英岩、绢云母石英片岩、角闪石英片岩、绢云千枚岩以及条带状大理岩等等所组成。

2.2 构造

研究区范围内构造明显受区域大断裂和区域应力场的控制。断裂构造以一系列近雁列式展布的北东向张性断裂为主，其次为近东西向和北西向展布的次级断裂。褶皱构造为发育于滩间山群地层中的褶皱轴呈北东向展布的倒转向斜构造，核部为滩间山群上亚群，影响整个研究区，其为区域大型褶皱系的一部分。矿区内断裂大致分为以下三组。

(1)NE20-50°：倾向NW或SE，倾角60～85°。破碎带一般是中部宽而两端窄，最宽者达2 m。破裂面平直，充填物为各种石英岩、方解石、泥质物等。在破碎带两侧之岩石，呈现挤压状态，而产生了页片状构造，形成了大量的片理，而平行于断层面。这组断裂属逆断层或平逆断层，与岩层斜交或平行，贯穿于异常区。

(2)近SN向：倾向W，倾角40～70°。此组断裂晚于前者，但规模比前者大，延伸较远，并且切穿前一组断裂，使之发生微弱位移，在异常区东部的一般为上盘，向S移，断距一般5～10 m左右。

(3)NE50-90°：倾向S，倾角70～80°。规模小，破裂面宽度、长度都比前者小，一般是10～20 cm，断层面很不平直，上宽下窄，延伸不远，充填物除各种石英岩角砾外，还有方解石脉、石英脉等。

本区构造极为发育，并有明显的继承性。但区内构造均为成矿后之构造，与矿化之间的关系并不密切，仅起着一种破坏作用。

2.3 岩浆岩

矿区内岩浆活动主要为海西晚、印支-燕山期中酸性岩浆侵入活动。区内分布的主要岩体有灰白色中粗粒似斑状花岗闪长岩、灰白-肉红色似斑状中细粒二长花岗岩、肉红色似斑状二长花岗岩、英安岩及斑状花岗岩。

同时研究区还有少量呈脉体产出的石英闪长岩、花岗斑岩以及石英脉等，产出形态受构造控制影响程度较大。

2.4 地球化学特征

通过对矿区内不同地质体的样品采集、分析，发现铀异常多产出于规模较小的节理裂隙中(表1)，主要分布在石炭纪和震旦纪的沉积变质岩中，且与褐铁矿化关系密切。钍异常则主要分布在华力西期的岩浆岩中，其中又以花岗闪长岩中较为集中，铀钍混合异常在各类岩性中都有少量分布。

3、矿床地质特征

3.1 矿(化)体特征

根据含矿岩石及矿化分布，在本区由三条矿化带组成，自西向东南分别编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿化带。它们在空间上间隔分别为Ⅰ号与Ⅱ号矿化带间隔7.5 m，Ⅱ号与Ⅲ号矿化带间隔10 m。它们的特点分述如下：

Ⅰ号矿化带：据物探资料显示，该带地表由10个大小不一的伽马晕圈组成。最高伽马强度为327γ，一般为50-150γ。带长约100 m，宽3～5 m，延伸方向为NE，倾向NW。经地表探槽揭露，该带为不连续透镜状矿体组成，长约15～20 m，宽0.72～1.0 m，品位0.014%，但在K-8探槽中见工业矿体：长7 m，厚0.33 m，品位0.065%，含矿岩性为含铁质石英岩和石英岩。

Ⅱ号矿化带：地表由2个伽马晕圈组成。延伸方向NNE，带长约70 m，宽约6～7 m。最高伽马强度为506γ，一般为50～200γ。经地表揭露，仅在K-4探槽中见长约5～16 m，宽0.58 m，品位0.054%工业矿体，矿化形态为透镜体，其他未见矿化，含矿岩性为含铁质石英岩。

Ⅲ号矿化带：是本区最好的一条，地表由4个伽马晕圈组成。最高伽马强度为1000γ，一般为50～200γ。带长150～170 m，延伸方向为NE20°，倾向NW。经地表揭露，可以看出矿化是不均匀的，在K-2、K-3、K-4及K-5探槽中见工业矿体，它们呈大小不等的透镜体出现，平均长度为6.5～30 m，宽0.2～1.0 m，品位0.081%。在Ⅲ-1、K-6中均可见到二级表外矿体，长40～50 m，厚1.61 m，品位0.014%。含矿岩性为含铁质石英岩。

3.2 铀元素的存在形式及其共生矿物

铀在含矿岩石中的存在形式，据初步观察主要有两种：组成铀矿物、呈吸附状态。

组成铀矿物：沥青铀矿，其分布形态上有以下两种情况：(1)沥青铀矿-绿帘石脉。(2)沥青铀矿呈星点状和胶状分布在片理面上。

呈吸附状态：当岩石中有绿帘石和泥质存在时，可发现这种形式，铀可能被上述物质所吸附。一般为次生铀矿物(矽钙铀矿等)。

共生矿物主要有：黄铁矿、褐铁矿、黄铜矿、铜的次生矿物等，其含量较多，但与铀的关系不清楚。脉石矿物有：方解石脉和石英脉。

3.3 矿(化)体分布规律

本区铀矿(化)体均呈规模不大的透镜体或扁豆状分布在含铁质石英岩的下部。主要矿体沿走向一般延伸不大，而沿倾向不稳定，矿化产状与岩层产状基本一致，并受一定层位的控制。主要有以下两类：(1)含铁质石英岩中的铀矿化：是本区最好的一条，它们呈规模不大的透镜体断续分布。矿体不受构造控制。矿体产状随岩层变化而变化。但矿体位于含铁质石英岩的每一个部位，富矿体呈透镜体分布在贫矿体之中。(2)石英岩中的铀矿化：赋存在石英岩中的铀矿化，一般无矿体，无一定的工业意义，因为规模小，品位低，仅在个别地段出现。

3.4 变质类型

矿区内主要的蚀变类型有区域变质作用、动力变质作用和地表风化等。

(1)区域变质矿物以绢云母、角闪石为主，分布很广，但分布很不均匀。局部能见到绿泥石、绿帘石，还有少量的黑云母、白云母以及微量的阳起石和晶形较完好的榍石。同时，还产生了一些金属矿物，如浸染状的黄铁矿、黄铜矿，可能还产生少量的沥青铀矿。

(2)动力变质作用：本区表现不强烈，具有局限性，仅使岩石发生挤压破碎，形成一些破碎物，未见到新产生的矿物。但能见到石英岩沿片理方向略有拉长和在较大颗粒中能见到波状消光，同时见绿帘石沿片理方向分布长条状。

(3)地表风化类型：表现的次生矿物主要有绢云母、绿泥石、孔雀石、铜兰、方解石(团块状、细脉状)、褐铁矿、矽钙铀矿、铀的黑色物质。

3.5 矿体氧化带特征

层间氧化带在寻找铀矿床中有着重要的作用，除近代层间氧化带砂岩型铀矿床以外，古层间氧化带砂岩型铀矿床在我国中新生代陆相盆地也有很大的找矿潜力。本区处于高原低中山地貌区，最高海拔3800～4000 m，相对标高200～400 m。地形较陡，切割强烈，气候干燥，温差变化40 ℃左右，天气寒冷干燥。原生铀矿系充填矿物颗粒间隙而成。鉴于自然地理和矿化地质特点，本区氧化带不甚发育，氧化带是在碱性条件下形成的，属于含少量硫化物，以铀矽碳酸盐和铀氢氧化物为特征的单铀矿物氧化带类型，处于氧化带早期阶段。故地表可以见到沥青铀矿，次生矿物较多，以钙矽铀矿为主。

4 、矿床控矿因素

4.1 地层控矿

矿区内铀矿(化)体受地层分布控制明显，主要多以透镜状不连续分布在震旦系含铁质石英岩、条带状石英岩及石炭系细粒砂岩和石英砂岩中。

4.2 构造

矿区内铀矿化主要与接触带、破碎带以及细小节理裂隙的关系较为密切，尤其受细小节理、裂隙控制明显，其裂隙方向以NE，NNW向两组为主。

4.3 岩浆

铀矿化在时间上主要与华力西期红色花岗岩体有关，其岩性为肉红色细粒正长花岗岩和肉红色花岗斑岩。另外在该类岩体与震旦系、石炭系之外接触带，也是出现铀矿化的有利场所，是寻找热液铀矿床的远景区。

4.4 热液蚀变控矿

区内围岩蚀变普遍发育(绢云母、绿泥石、孔雀石、铜兰、方解石褐铁矿、矽钙铀矿、红化、萤石化等)，蚀变带往往预示着含矿热液的强烈活动，是反映矿化体形成温度的良好指标。本区内尤其以红化、矽化、孔雀石、萤石化和绿泥石化最为显著，与铀矿化关系最为密切。

总之，矿体的形成是岩浆在侵入过程中或侵入期后形成含矿热液，在与围岩的接触带附近，在适当的构造空间，含矿热液由于温度、压力及化学成份发生变化而淀积成矿。

5 、找矿标志

(1)肉红色细粒正常花岗岩、肉红色花岗斑岩，γ低值偏高，且幅度变化大，是寻找热液铀矿床的有利地段。

(2)区内各种接触带发育，沿内外接触带多见有铜、铅、锌等多金属矿化现象，且是寻找热液铀矿化的远景地段。特别应该注意的是：肉红色花岗斑岩与石炭系接触带及外接触带;肉红色花岗斑岩与肉红色中细粒花岗岩接触带;肉红色中细粒花岗岩、肉红色花岗斑岩与震旦系外接触带。

(3)震旦纪含铁质石英砂岩，底数普遍偏高，应注意寻找变质铀矿床。

(4)本区普查区找矿时应注意下列几种岩脉：含铜石英脉;石英萤石脉;肉红色伟晶岩脉，与成矿关系比较密切。

(5)岩体内各种中、低温热液蚀变发育地段，尤其是地表出露的层间氧化带的次生矿物如：红化、矽化、萤石化和绿泥石化。

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