內(nèi)蒙古巴音戈壁盆地宗乃山隆起熱液型鈾礦成礦條件分析

王桂珍

（核工業(yè)208大隊(duì)，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

內(nèi)蒙古巴音戈壁盆地宗乃山隆起熱液型鈾礦成礦條件分析

王桂珍

（核工業(yè)208大隊(duì)，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

宗乃山隆起呈EW向帶狀展布于巴音戈壁盆地中部，在其相鄰南側(cè)因格井坳陷中有塔木素鈾礦床產(chǎn)出，鈾源豐富。通過(guò)對(duì)宗乃山隆起富鈾性、鈾遷移和富集、構(gòu)造、蝕變等鈾成礦條件分析，結(jié)合對(duì)鈾礦化點(diǎn)的地質(zhì)調(diào)查及成因分析，對(duì)熱液鈾礦化與構(gòu)造體系、巖漿活動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行了研究，指出了宗乃山隆起鈾礦找礦類型和找礦遠(yuǎn)景地區(qū)。

宗乃山隆起；熱液型鈾礦；成礦條件；分析

巴音戈壁盆地是我國(guó)北方重要的中新生代沉積盆地，已發(fā)現(xiàn)塔木素砂巖型鈾礦床，但是對(duì)其北側(cè)蝕源區(qū)宗乃山隆起富鈾巖體還沒有開展系統(tǒng)的熱液型鈾礦科研與找礦工作。2010年，核工業(yè)北京地質(zhì)研究院開展了車載伽瑪能譜測(cè)量，核工業(yè)208大隊(duì)開展了地質(zhì)調(diào)查工作，并發(fā)現(xiàn)了一批受構(gòu)造控制的鈾礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)及異常點(diǎn)，認(rèn)為宗乃山隆起富鈾巖體廣泛發(fā)育，應(yīng)進(jìn)一步開展熱液型鈾礦科研與找礦工作。

1 地質(zhì)構(gòu)造背景

內(nèi)蒙古巴音戈壁盆地宗乃山隆起位于天山地槽褶皺系北山晚華力西褶皺帶Ⅱ級(jí)大地構(gòu)造單元。自太古宙以來(lái)，由于多次強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動(dòng)，在宗乃山隆起造就了以深、大斷裂為構(gòu)造骨干的斷裂系統(tǒng)，它們與宗乃山隆起構(gòu)造的發(fā)展、演化有著密切的關(guān)系，對(duì)不同時(shí)期的沉積建造、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用及礦產(chǎn)的形成和分布等具有顯著的控制作用。與宗乃山隆起有關(guān)的深大斷裂主要分布在宗乃山隆起帶南、北兩側(cè)，恩格爾烏蘇斷裂為南側(cè)華北地臺(tái)陸緣和北側(cè)中亞陸地的海西期縫合線，查干楚魯斷裂為華北地臺(tái)內(nèi)部解體后又于晚華力西期重新拼合的次級(jí)縫合線，兩條斷裂控制了宗乃山隆起的產(chǎn)出形態(tài)和展布方向（圖1）。

2 地層巖石特征

宗乃山隆起主要出露古元古界、石炭系、白堊系等，但分布規(guī)模相對(duì)較小，或零星出露。

巖漿巖是宗乃山隆起的主體，活動(dòng)頻繁，分布廣泛，發(fā)育齊全，從元古宙旋回至燕山旋回、從超基性到酸性、從深成侵入到噴出均有發(fā)育，有志留紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)和侏羅紀(jì)等不同時(shí)期花崗巖，多為S型花崗巖［1］。其中，二疊紀(jì)花崗巖是宗乃山隆起的主要構(gòu)成體，長(zhǎng)約117 km，寬約15～25 km，總面積約1 743 km2，呈巖基狀，其次為三疊紀(jì)和石炭紀(jì)花崗巖。二疊紀(jì)花崗巖SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)66.50%～77.28%；平均w（CaO）＝1.83%，w（Na2O＋K2O）＝7.59%，總體w（Na2O）＞w（K2O），平均里特曼指數(shù) σ＝1.96；屬偏鋁質(zhì)鈣堿性巖類（圖2）。二疊紀(jì)花崗巖和三疊紀(jì)花崗巖的初始鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在4.0×10-6以上，其他侵入巖類及前中生代地層初始鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為3.0×10-6～4.0×10-6。

3 鈾礦化特征

宗乃山隆起發(fā)現(xiàn)有各類鈾礦化點(diǎn)、異常點(diǎn)［2］，主要以熱液成因類型為主，其次有接觸交代型、偉晶巖型等。如通過(guò)對(duì)宗乃山隆起23號(hào)鈾礦化點(diǎn)槽探揭露等野外調(diào)查（圖3），放射性強(qiáng)度最高為175 cps，采集鈾基本分析樣分析結(jié)果為：鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.015%，鐳質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.006%，釷質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.03×10-6，鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.30×10-2。該鈾礦化點(diǎn)位于糜棱巖化鉀長(zhǎng)花崗巖體中的角礫狀硅質(zhì)脈之中，集中分布有10條，一般長(zhǎng)150～300m，寬1～5m，構(gòu)造位置屬深大斷裂恩格爾烏蘇斷裂帶的一部分；7號(hào)鈾礦化點(diǎn)見于偉晶花崗巖脈中，放射性強(qiáng)度最高 212γ①，正常場(chǎng)為22～36γ；13號(hào)鈾礦化點(diǎn)見于砂巖夾玄武巖之中的酸性角礫巖中，放射性強(qiáng)度最高360γ，背景值為14～16γ，品位0.047%；Г-77-6號(hào)航放異常點(diǎn)位于花崗巖壓扭性斷裂上，斷裂長(zhǎng)15km，破碎帶寬200～300m。

4 成礦條件分析

4.1 構(gòu)造條件

宗乃山隆起各級(jí)斷裂構(gòu)造極其發(fā)育，一系列NE向和NW向次級(jí)線性斷裂構(gòu)造、環(huán)狀構(gòu)造控制著大量已知鈾礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)、異常點(diǎn)及多種金屬礦床、礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)、異常點(diǎn)產(chǎn)出部位。如在宗乃山隆起北東部阿木諾蘇地區(qū)的英格特—呼倫希特一帶發(fā)育一條規(guī)模較大的花崗質(zhì)糜棱巖化帶，小規(guī)模斷裂較發(fā)育，與鈾礦化關(guān)系密切，23號(hào)鈾異常點(diǎn)就產(chǎn)于糜棱巖帶。在宗乃山隆起中西段南緣烏蘭陶勒蓋地區(qū)石炭紀(jì)時(shí)期見多次的巖漿侵入活動(dòng)，經(jīng)受了強(qiáng)烈擠壓，形成一系列次級(jí)斷裂帶，在構(gòu)造帶發(fā)育Г-77-4、Г-77-5、Г-77-6和F3等航放和地面鈾異常點(diǎn)。宗乃山隆起侵入環(huán)狀構(gòu)造也是控制鈾礦化產(chǎn)出的重要條件，在東部半環(huán)形構(gòu)造斷裂帶上分布鈾異常點(diǎn)有F1、 F4、 F5、 F9、 F10和Г-77-3等［3］。

4.2 鈾源及遷移條件

宗乃山隆起巖漿活動(dòng)十分頻繁，地殼演化成熟度高，復(fù)式巖體大面積分布，富鈾巖體廣泛發(fā)育，二疊紀(jì)花崗巖和三疊紀(jì)花崗巖的初始鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在4.0×10-6以上，花崗巖體平均鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.3×10-6、釷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.7×10-6、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2.4%，伽瑪照射量率高達(dá)6.5nC·kg-1·h-1［4］。

根據(jù)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院2010年車載伽瑪能譜測(cè)量結(jié)果，宗乃山隆起鈾高場(chǎng)、偏高場(chǎng)分布在不同時(shí)代的花崗巖出露區(qū)，受斷裂構(gòu)造和花崗巖體控制明顯（圖4～6）。釷元素空間分布與鈾元素展布不完全一致，呈現(xiàn)中間隆起區(qū)高兩邊盆地低，反映鈾由宗乃山隆起向南、北兩側(cè)遷移的趨勢(shì)。鉀元素呈北高南低分布，異常帶明顯與構(gòu)造斷裂走向一致。釷異常暈的發(fā)育表明花崗巖體古鈾含量很高，后期發(fā)生改造成礦作用明顯；鉀異常暈發(fā)育，對(duì)形成鉀交代型鈾礦非常有利。烏蘭陶勒蓋、查干扎德蓋和阿木諾蘇3個(gè)地區(qū)鈾、釷和鉀元素之間有較好的相關(guān)性，鈾、釷和鉀元素之間吻合程度越高，說(shuō)明這些富鈾巖體成熟度越高，鈾活化越強(qiáng)烈，遷移量越大。烏蘭陶勒蓋地區(qū)東部巖體比西部巖體成熟度高、活化遷移強(qiáng)烈、鈾含量高，東部巖體應(yīng)為該區(qū)鈾成礦的本源體，已發(fā)現(xiàn)F1、F2、Γ-77-3、Γ-77-4和Γ-77-6等大量航放異常點(diǎn)。查干扎德蓋地區(qū)大部分巖體成熟度較高，蘇海圖附近三疊紀(jì)花崗巖成熟度最高、活化遷移系數(shù)大，鈾含量最高，成礦鈾源條件好。阿木諾蘇地區(qū)石炭紀(jì)花崗巖成熟度較高，鈾活化遷移能力強(qiáng)，NE向構(gòu)造發(fā)育，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量已知航放異常點(diǎn)。

4.3 圍巖蝕變與鈾礦化的關(guān)系

宗乃山隆起主要發(fā)育硅化、水云母化、螢石化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、堿性長(zhǎng)石化、綠泥石化和碳酸鹽化等中、低溫蝕變類型。硅化在區(qū)內(nèi)分布廣泛，主要發(fā)育于斷裂及火山構(gòu)造中。表現(xiàn)為沿?cái)嗔褞?、角礫巖體等對(duì)圍巖進(jìn)行交代形成次生石英巖、各種硅化巖石和充填于斷裂中的石英脈、硅質(zhì)脈。已發(fā)現(xiàn)的鈾礦化點(diǎn)都存在不同程度的硅化，并具有多階段發(fā)育的特點(diǎn)，與鈾礦化有關(guān)的硅化多伴有赤鐵礦化、螢石化、黃鐵礦化和水云母化等。

水云母化分布較廣泛，主要沿?cái)嗔?、巖體接觸帶發(fā)育，常伴有黃鐵礦化，大型水云母化蝕變帶是重要的礦前蝕變，成礦期的水云母化也較發(fā)育。螢石化也是分布較為廣泛的一種圍巖蝕變，有脈狀和浸染型兩種，螢石化可分為礦前期、成礦期和礦后期3個(gè)階段，礦化期主要為深色螢石。赤鐵礦化分布普遍，與鈾礦化關(guān)系密切，是一種近礦圍巖蝕變，常與水云母化、硅化、黃鐵礦化、綠泥石化和螢石化等相伴，主要形成于礦化期和礦后期，是一種明顯的找礦標(biāo)志。黃鐵礦化分布較廣泛，主要形成于礦化期，在礦前期的水云母化帶中也較常見。堿性長(zhǎng)石化是一種較為普遍的礦前期蝕變。其他蝕變還包括綠泥石化、碳酸鹽化和高嶺土化等。

NE向區(qū)域性深大斷裂（恩格爾烏蘇斷裂帶）形成后，隨著斷裂的持續(xù)活動(dòng)，形成了較大規(guī)模的同方向的糜棱巖帶，隨著糜棱巖帶的持續(xù)活動(dòng)或之后的又一次活動(dòng)，在糜棱巖帶內(nèi)形成了近SN向的次級(jí)斷裂或裂隙，巖漿的期后熱液沿著這些負(fù)壓帶上涌，形成成群出現(xiàn)的硅質(zhì)脈。期后熱液本身攜帶鈾元素，在上涌冷凝的過(guò)程中，又汲取了圍巖中的鈾，形成疊加，在還原環(huán)境下（硅質(zhì)脈北西側(cè)有石炭系），形成鈾礦化。硅化是一種重要蝕變，可作為間接找礦標(biāo)志。

4.4 熱液鈾礦化與巖漿活動(dòng)的關(guān)系

華力西中期—晚期（石炭紀(jì)早期—二疊紀(jì)末期），是華北板塊與哈薩克斯坦—西伯利亞板塊實(shí)現(xiàn)碰撞—對(duì)接完成的過(guò)程，也是宗乃山隆起形成的過(guò)程。碰撞過(guò)程經(jīng)歷了主碰撞、晚碰撞和后碰撞3個(gè)階段的演化，在主碰撞開始階段，陸-陸沿原來(lái)的古縫合帶對(duì)接碰撞隨之俯沖，大陸俯沖產(chǎn)生的巨大剪切應(yīng)力導(dǎo)致宗乃山隆起富鈾C(jī)2γ巖體發(fā)生糜棱巖化，使其中副礦物發(fā)生蝕變。在由韌性剪切作用形成的糜棱巖化C2γ巖體不斷抬升剝蝕過(guò)程中，當(dāng)上升超過(guò)韌-脆性轉(zhuǎn)換界限時(shí)，韌性剪切變成脆性破碎、擠壓環(huán)境轉(zhuǎn)化為減壓環(huán)境，深源性熱液由剪切帶上升，在已發(fā)生微裂隙擴(kuò)容的韌/脆性糜棱巖中沿節(jié)理或微裂隙發(fā)生交代蝕變和鈾礦化。該階段也是華北板塊與哈薩克斯坦—西伯利亞板塊碰撞前的匯聚消減過(guò)程中，由于強(qiáng)烈的擠壓應(yīng)力作用，使得晚石炭世及其以前地層經(jīng)受了強(qiáng)烈的褶皺變形并發(fā)生區(qū)域性淺變質(zhì)，同時(shí)伴隨有強(qiáng)烈而廣泛的超基性-酸性巖漿侵入。富鈾的C2γ巖體即是這個(gè)時(shí)期形成的產(chǎn)物。

在晚碰撞階段，隨著大陸板塊持續(xù)俯沖至一定深度，其前緣的俯沖大洋板塊因密度加大而與之發(fā)生斷離，誘發(fā)軟流圈透過(guò)斷離窗上涌并熔融，熔融體大量地侵于地殼底部并重熔地殼，產(chǎn)生殼/幔混源的花崗巖漿，形成宗乃山隆起上廣泛分布的二疊紀(jì)S型花崗巖體。這些酸性巖體普遍發(fā)生了鈾的預(yù)富集而成為鈾源體，當(dāng)區(qū)域應(yīng)力狀態(tài)由擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)閺埮顟B(tài)時(shí)，引發(fā)幔源或殼源巖漿的淺成侵位和大型巖漿房發(fā)育，導(dǎo)致宗乃山隆起淺部熱水流體發(fā)生對(duì)流循環(huán)，使得鈾源體發(fā)生蝕變并被浸取其中的鈾，形成熱液型鈾礦化。

在后碰撞期，大陸巖石圈俯沖斷離和軟流圈上涌，很可能促進(jìn)地幔減薄和巖石圈拆沉。其直接結(jié)果引起地殼強(qiáng)烈伸展，相繼形成了垂直碰撞帶的正斷層系統(tǒng)和裂谷-斷裂系以及平行碰撞帶的裂谷地塹和山間盆地。宗乃山隆起南部和北部的盆地雛形即形成于該階段。垂直碰撞帶的正斷層及其裂谷-斷裂系的發(fā)育，可以引起中上地殼減壓熔融，形成部分熔融層，即巖漿房，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)代熱水流體發(fā)生對(duì)流循環(huán)，并與富鈾花崗巖發(fā)生水巖反應(yīng)，形成熱液型鈾礦化。由前述鈾源條件和放射性場(chǎng)（暈）分析可知，宗乃山隆起巖漿本身為隆起內(nèi)的鈾源體，多期次的巖漿活動(dòng)，為鈾的活化和遷移提供了熱力條件。

4.5 熱液鈾礦化與構(gòu)造的關(guān)系

恩格爾烏蘇斷裂帶和查干楚魯斷裂控制了宗乃山隆起的形態(tài)和規(guī)模，隆起內(nèi)發(fā)育有一系列次級(jí)斷裂，鈾礦化或產(chǎn)于深大斷裂形成的糜棱巖帶內(nèi)，或產(chǎn)于NE向的次級(jí)斷裂中，或產(chǎn)于NE向斷裂與NW向斷裂交匯處。值得注意的是，糜棱巖帶內(nèi)發(fā)育有近SN向的成群出現(xiàn)的硅質(zhì)脈，為期后熱液充填SN向次級(jí)斷裂或裂隙的產(chǎn)物，這類硅質(zhì)脈中往往有鈾礦化產(chǎn)出?？傮w看，斷裂構(gòu)造控礦作用明顯，同時(shí)斷裂構(gòu)造也是含礦熱液運(yùn)移的通道和鈾元素富集的場(chǎng)所。

例如，恩格爾烏蘇斷裂帶表現(xiàn)為規(guī)模較大的區(qū)域性糜棱巖帶，糜棱巖帶內(nèi)發(fā)育有NE向和近SN向兩組脈巖，這些脈巖是巖漿期后熱液沿次級(jí)斷裂上涌而形成，說(shuō)明區(qū)內(nèi)次級(jí)構(gòu)造發(fā)育。如阿木諾蘇地區(qū)富鈾的C2γ巖體經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，華力西中、晚期陸-陸碰撞過(guò)程中，碰撞階段產(chǎn)生的剪切應(yīng)力導(dǎo)致巖體北東邊緣糜棱巖化，期后熱液沿剪切帶上升，途中浸取糜棱巖中的鈾，在糜棱巖韌/脆轉(zhuǎn)換帶卸載堆積或遇到還原環(huán)境鈾被析出，逐步富集，形成熱液型鈾礦化，遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)石炭系中的有機(jī)質(zhì)，可能起到了還原劑的作用；后碰撞階段地殼伸展產(chǎn)生的壓扭/張扭應(yīng)力轉(zhuǎn)換引發(fā)幔源或殼源巖漿的淺成侵位和大型巖漿房發(fā)育，導(dǎo)致淺部熱水流體發(fā)生對(duì)流循環(huán)造成驅(qū)動(dòng)脈巖漿和熱水對(duì)鈾源體作用，形成熱液型鈾礦化。

5 結(jié) 論

（1）宗乃山隆起發(fā)育有一系列次級(jí)線性斷裂構(gòu)造和環(huán)狀構(gòu)造，大量已知鈾礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)和異常點(diǎn)產(chǎn)在各級(jí)線性構(gòu)造或環(huán)狀構(gòu)造中，受構(gòu)造控制作用明顯。

（2）鈾放射性高場(chǎng)沿宗乃山隆起呈帶狀分布，鈾、釷和鉀異常暈疊置程度高，分布廣，巖體成熟度較高，鈾含量豐富，鈾源條件較好。

（3）硅化、水云母化、螢石化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、堿性長(zhǎng)石化、綠泥石化、碳酸鹽化等圍巖蝕變發(fā)育，與鈾礦化有關(guān)的硅化多伴有赤鐵礦化、螢石化、黃鐵礦化和水云母化等，糜棱巖化帶內(nèi)發(fā)育與鈾礦化密切相關(guān)的大量硅質(zhì)脈，可作為熱液型鈾礦重要找礦標(biāo)志。

（4）宗乃山隆起從西向東放射性背景值總體由低向高變化，鈾含量東部高于西部，開展熱液型鈾礦找礦工作，應(yīng)東部?jī)?yōu)先于西部。

［1］寧夏回族自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì).中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告沙拉套爾汗幅［M］.銀川：寧夏回族自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，1981.

［2］田濟(jì)民，郭春常，鄭圻森，等.內(nèi)蒙古巴丹吉林盆地北部地區(qū)航磁航放資料重新處理綜合解釋報(bào)告［R］.石家莊：核工業(yè)航測(cè)遙感中心，1998.

［3］田濟(jì)民，郭春常，鄭圻森，等.內(nèi)蒙古巴音戈壁盆地航磁航放資料重新處理綜合解釋報(bào)告［R］.石家莊：核工業(yè)航測(cè)遙感中心，1997.

［4］李必紅，陸士立，羅 毅.內(nèi)蒙古巴音戈壁盆地車載伽瑪能譜調(diào)查及鈾成礦條件分析報(bào)告［R］.北京：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，2011.

Analysis on hydrothermal type uranium metallogenic condition of Zongnaishan Up lift in Bayingebibasin in Inner Mongolia

WANGGui-zhen
（Geological Party No.208，CNNC，Baotou，Inner Mongolia 014010，China）

Zongnaishan Uplift distributes E-W ward in themiddle of Bayingebi basin. To its south，the Tamusu uranium deposit is located in the Yingejing depression which means the rich uranium source in the area. Based on the analysis of uranium mineralization condition on uranium fertility，migration，enrichment，tectonic，alteration information，etc，combined with geological survey and genetic analysis of uranium mineralization，this paper studies the relationship of hydrothermal type uranium mineralization and tectonic system and magmatic activity and points out the types and prospective areas for uranium exploration in this area.

Zongnaishan Uplift；hydrothermal type uranium deposit；metallogenic condition；analysis

P611；P598；P619.14

A

1672-0636（2014）01-0010-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2014.01.002

2013-10-12；

2013-11-28

王桂珍（1967—），女，山西朔州人，工程師，一直從事鈾礦水文地質(zhì)勘查和研究工作。E-mail:208y@bog.com.cn