黑龍江省尚志縣帽兒山塌陷式火山盆地鈾成礦條件分析

蘇連馳，劉 慶，王 青，胡志華

(1.核工業(yè)243大隊(duì)，內(nèi)蒙古 赤峰 024006；2.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100083)

黑龍江省尚志縣帽兒山塌陷式火山盆地鈾成礦條件分析

蘇連馳1，劉 慶1，王 青1，胡志華2

(1.核工業(yè)243大隊(duì)，內(nèi)蒙古 赤峰 024006；2.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100083)

帽兒山盆地位于伊春火山巖型鈾成礦遠(yuǎn)景帶西南段，是賓縣-伊春-甘欣NE向火山巖型鈾鉬成礦帶的組成部分，為J3-K1的中小型塌陷式火山盆地。文章從大地構(gòu)造、地層、侵入巖、構(gòu)造、礦產(chǎn)等基礎(chǔ)地質(zhì)特征入手，對盆地大地構(gòu)造位置、盆地規(guī)模及形成時期、構(gòu)造特征、巖漿活動、基底及蓋層的含鈾性、火山旋回及巖性巖相、斷裂-火山構(gòu)造系統(tǒng)、圍巖蝕變及鈾多金屬礦化特點(diǎn)、重磁場特征等10個方面進(jìn)行分析，認(rèn)為該火山盆地與產(chǎn)鈾火山盆地的特征相類似，具有良好的找礦前景，可進(jìn)一步開展鈾礦普查工作。

帽兒山；塌陷式火山盆地；鈾成礦條件分析

1 前 言

黑龍江省寧遠(yuǎn)火山盆地位于伊春火山巖型鈾成礦遠(yuǎn)景帶西南段，該盆地與南岔、翠巒、馬鞍山、西北河、建興、新鄂、嘉蔭、卡緬努什(俄)等中生代火山盆地一同構(gòu)成了賓縣-伊春-甘欣(俄)NE向火山巖型鈾鉬成礦帶。目前卡緬努什鈾礦田已發(fā)現(xiàn)4個鈾礦床，鈾資源量約2萬t[1]。筆者以“吉林省敦化-黑龍江省伊春地區(qū)鈾礦調(diào)研”地勘費(fèi)項(xiàng)目為依托，在大量基礎(chǔ)地質(zhì)與鈾礦地質(zhì)資料分析的基礎(chǔ)上，認(rèn)為寧遠(yuǎn)火山盆地具有較大的鈾成礦潛力，特別是該盆地南部的帽兒山次級火山盆地鈾成礦條件更佳。

目前，帽兒山次級火山盆地基礎(chǔ)地質(zhì)工作程度較高，但鈾礦工作程度較低。因此，有必要對該火山盆地的鈾成礦條件及鈾礦找礦判據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析。

2 地質(zhì)特征

帽兒山火山盆地定位是受貫通基底且長期活動的NE、NW向兩組斷裂的控制，呈近東西向不規(guī)則橢圓形，東西向長約30km，南北向?qū)?0km，面積約550km2(圖1)。該盆地處于興安嶺-內(nèi)蒙地槽褶皺區(qū)(Ⅰ級)小興安嶺-松嫩地塊(Ⅱ級)賓東隆起帶(Ⅲ級)上[2]。

盆地基底主要為上古生界的海相碎屑巖-碳酸鹽巖-火山巖建造、陸相火山噴發(fā)-沉積建造。在盆地外圍出露有下震旦統(tǒng)一面坡群變質(zhì)巖系(板巖、千枚巖、變粒巖及變質(zhì)中酸性火山巖)。蓋層為中上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)的陸相中性-中酸性-酸性火山噴發(fā)建造(表1)[3]。

圖1 帽兒山火山盆地地質(zhì)略圖Fig.1 Geological map of Maoershan volcanic basin

表1 帽兒山火山盆地地層表Table 1 Stratigraphy table of Maoersha volcanic basin

續(xù)表1

侵入巖按照地質(zhì)旋回可劃分為2個較大的期次：海西晚期(時限對應(yīng)早二疊世)、燕山中期(對應(yīng)晚侏羅世和早白堊世)。早二疊世侵入巖巖石類型由花崗閃長巖→二長花崗巖→正長花崗巖；晚侏羅世侵入巖巖石類型由石英閃長巖→花崗閃長巖→二長花崗巖→文象花崗巖→正長花崗巖；早白堊世侵入巖巖石類型由正長花崗巖→花崗斑巖→堿長花崗巖→正長花崗巖，與晚侏羅世花崗巖巖漿具有繼承性[3]。

根據(jù)構(gòu)造旋回將盆地劃分為海西期構(gòu)造層(V)與燕山期構(gòu)造層(Y)。其中，海西期構(gòu)造層可分為V1(黑龍宮組)、V2(唐家屯組、楊木崗組、青龍屯組)、V3(土門嶺組)3個亞構(gòu)造層；燕山期構(gòu)造層可分為Y1(太安屯組)、Y2(草帽頂子組、帽兒山組)、Y3(寧遠(yuǎn)村組)3個亞構(gòu)造層。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造主要發(fā)育在海西期構(gòu)造層中，斷裂構(gòu)造在兩大構(gòu)造層中皆有發(fā)育，主要有NW、NE、EW、SN向4組。其中，NW向斷裂主要為張性、張扭性斷裂，NE向斷裂主要為壓性、壓扭性斷裂。兩組斷裂及其交匯部位控制著盆地的發(fā)育。帽兒山盆地構(gòu)造由洼地、穹狀火山、層狀火山、盾狀火山組成。每個火山構(gòu)造則由火山噴發(fā)中心、火山口、火山環(huán)狀斷裂組成(圖2)[3]。

盆地位于小興安嶺-張廣才嶺有色金屬成礦帶(Ⅲ級)秋皮溝-五道嶺有色金屬成礦亞帶(Ⅳ級)上[4]。根據(jù)目前掌握的資料，盆地及其周邊發(fā)育的主要礦種有鐵、銅及多金屬(鉛、鋅、銀)等，已發(fā)現(xiàn)的礦床、礦(化)點(diǎn)共計10余處。鐵礦床(點(diǎn))主要與晚侏羅世閃長巖與下二疊統(tǒng)土門嶺組碳酸鹽巖接觸部位所形成的矽卡巖關(guān)系密切，部分鐵礦點(diǎn)發(fā)育于閃長巖的構(gòu)造裂隙中，與石英脈關(guān)系密切。銅礦化點(diǎn)主要發(fā)育于下泥盆統(tǒng)黑龍宮組翻山屯安山巖的節(jié)理裂隙中，與石英脈關(guān)系密切，部分發(fā)育在晚侏羅世白崗質(zhì)花崗巖與土門嶺組砂板巖接觸部位的板巖破碎帶中。多金屬礦化與黑龍宮組碳酸鹽巖與早二疊世斜長花崗巖接觸所形成的矽卡巖、土門嶺組碳酸鹽巖與晚侏羅世黑云母花崗巖接觸所形成的矽卡巖關(guān)系密切[5]。

3 鈾成礦條件

3.1 大地構(gòu)造位置

帽兒山盆地處于高成熟度的前寒武紀(jì)古陸塊(小興安嶺-松嫩地塊，1850～670Ma固結(jié))上的中生代陸相中酸性火山活動區(qū)[6]。盆地深部及其外圍發(fā)育下震旦統(tǒng)一面坡群變質(zhì)中酸性火山巖、砂板巖和混合花崗巖(盆地范圍地表未直接出露)。盆地的大地構(gòu)造位置是地槽褶皺帶內(nèi)中間地塊上的中生代活化的火山巖區(qū)。

圖2 帽兒山火山盆地構(gòu)造綱要圖Fig.2Structure outline map of Maoershan volcanic basin

3.2 盆地規(guī)模、火山噴發(fā)方式及盆地構(gòu)造特征

帽兒山盆地位于松嫩中生代火山噴發(fā)帶東緣南部，為中小型火山盆地，由穹狀火山、層狀火山、盾狀火山組成?；鹕絿姲l(fā)方式為中心式，發(fā)育多個火山噴發(fā)中心與火山口?；鹕剿菪纬闪艘訤35、F41、F25、F12、F13、F10、F9斷裂聯(lián)合構(gòu)成的塌陷環(huán)(黑龍江省區(qū)域地質(zhì)志稱之為帽兒山凹陷)。在遙感影像上表現(xiàn)為大環(huán)套小環(huán)的特征，大環(huán)為火山構(gòu)造洼地界線(Ⅳ級)，小環(huán)為穹狀火山、層狀火山、盾狀火山(Ⅴ級)。因此，帽兒山盆地屬中小型中心式火山噴發(fā)的中生代塌陷式火山盆地。

3.3 盆地形成時期

中國東部賦鈾火山巖主形成時期為J3-K1[7]。帽兒山塌陷式火山盆地的火山活動主時期為J3(草帽頂子組和帽兒山組)，K1時期也有寧遠(yuǎn)村組的酸性流紋質(zhì)火山活動，與我國東部賦鈾火山盆地的形成時代相一致。

3.4 主火山活動期后有基性脈巖發(fā)育

帽兒山盆地主體火山活動時間為晚侏羅世，以草帽頂子組和帽兒山組中酸性火山巖系為代表。至早白堊世，除了以寧遠(yuǎn)村組流紋質(zhì)熔結(jié)火山碎屑巖為代表的酸性火山活動外，盆地的東北部、西北部還發(fā)育有輝長巖脈，侵入于帽兒山組或更老地層中，雖然分布局限，但是代表了主火山活動期后有基性巖漿活動。

3.5 基底及蓋層的含鈾性

盆地基底及外圍為下震旦統(tǒng)一面坡群中酸性火山巖、砂板巖，張廣才嶺運(yùn)動(國內(nèi)通用為揚(yáng)子運(yùn)動，新元古代末期)使得該群巖石普遍遭受混合巖化，形成的混合花崗巖鈾含量達(dá)到5.4×10-6[8]。根據(jù)黑龍江省東部51個海西晚期花崗巖地面伽瑪能譜數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，平均鈾含量達(dá)到6.1×10-6[8]；航空伽瑪能譜數(shù)據(jù)統(tǒng)計，海西晚期二長花崗巖鈾含量(2.17～6.31)×10-6[1]，說明海西晚期(早二疊世)花崗巖類含鈾性高，可能提供鈾源。

盆地蓋層帽兒山組中酸性火山巖、寧遠(yuǎn)村組酸性火山巖目前無直接的地面伽瑪能譜測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計，根據(jù)處于同一松嫩火山噴發(fā)帶東緣上的賓縣地區(qū)中生代火山巖的1∶10萬伽瑪能譜區(qū)調(diào)資料得知，上侏羅統(tǒng)帽兒山組中酸性火山巖平均鈾含量達(dá)到12.27×10-6，下白堊統(tǒng)寧遠(yuǎn)村組酸性火山巖平均鈾含量達(dá)到11.65×10-6，說明晚侏羅世-早白堊世火山巖為富鈾地層[9]。

3.6 火山巖蓋層厚度大、火山活動旋回和巖性組合多、巖相復(fù)雜多變

帽兒山盆地草帽頂子組中性火山巖平均厚519.7 m，帽兒山組中酸性、酸性火山巖平均厚785.4 m，寧遠(yuǎn)村組酸性火山巖平均厚99.9 m，中酸性、酸性火山巖合計平均厚885.3m。盆地有3個較為明顯的火山旋回，早期草帽頂子火山旋回為一套中性的火山巖組合，中期帽兒山火山旋回為一套含鈾性高且偏堿性的中酸性-酸性火山巖組合，晚期寧遠(yuǎn)村火山旋回為一套酸性的火山巖并伴有輝綠巖等基性脈巖的侵入。中期的富鈾酸性、中酸性火山巖大量出現(xiàn)，表明火山盆地之下存在富鈾的巖漿室。巖性巖相構(gòu)造分析顯示，3大火山旋回的火山巖巖性組合多，巖相復(fù)雜多變，有爆發(fā)相、噴溢相、火山頸相、空落相、火山碎屑流相、次火山巖相，其中以火山頸相、次火山巖相出現(xiàn)的帽兒山期流紋斑巖，對區(qū)內(nèi)的鈾礦化異常的展布具有明顯的控制作用。

3.7 盆地內(nèi)斷裂-火山構(gòu)造發(fā)育

前已敘及，帽兒山盆地的形成受NW、NE兩組斷裂控制，尤其是受NW向斷裂控制明顯。NW向斷裂具有縱向切割深、橫向延伸遠(yuǎn)的特點(diǎn)，切穿了盆地基底海西期構(gòu)造層、前寒武系構(gòu)造層區(qū)。內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的鈾礦化點(diǎn)、異常的展布也受NW向斷裂控制明顯(如F27)。因此，認(rèn)為NW向斷裂早期表現(xiàn)為控盆斷裂，晚期表現(xiàn)為控礦斷裂。另外，NW向斷裂表現(xiàn)為張性的特點(diǎn)，有利于深部含礦熱液流體進(jìn)入火山盆地并進(jìn)行成礦作用。

盆地內(nèi)發(fā)育大量的火山機(jī)構(gòu)構(gòu)造，有火山頸、火山口、充填于火山頸中的次火山巖、環(huán)狀斷裂等。這些構(gòu)造對鈾礦化的定位控制作用明顯。帽兒山盆地的主要鈾礦化異常點(diǎn)就是受NW向控礦構(gòu)造(F27)與火山頸相、次火山巖相的流紋斑巖聯(lián)合控制的。

3.8 圍巖蝕變及鈾、多金屬礦化異常顯示

帽兒山盆地基底海西期構(gòu)造層中廣泛發(fā)育矽卡巖化、角巖化、綠簾石化、硅化，其中矽卡巖化、角巖化為高溫?zé)嵋何g變，與區(qū)內(nèi)的鐵、銅、多金屬礦化關(guān)系密切[5]。盆地火山巖蓋層中鈾礦化異常部位大都發(fā)育赤鐵礦化(紅化)、綠泥石化、硅化、黃鐵礦化等中低溫?zé)嵋何g變，其中紅化與鈾礦化關(guān)系密切。盆地西南部帽兒山穹狀火山(Ⅴ級)中發(fā)育6個鈾礦化點(diǎn)和20余個鈾異常點(diǎn)，均產(chǎn)于灰白色、淺紅色晶屑凝灰?guī)r中，近礦圍巖蝕變?yōu)榧t化、綠泥石化、黃鐵礦化、絹云母化，見有鉛鋅多金屬礦化和次生鈾礦物鈣鈾云母，鈾的最高品位為0.122%[10]。鐵、銅、多金屬礦(化)點(diǎn)均為熱液成因，說明本區(qū)具有良好的熱液活動顯示。

3.9 主火山活動期之前的磨拉石建造

在上侏羅統(tǒng)草帽頂子組中性火山噴發(fā)建造之下還有一套中侏羅統(tǒng)太安屯組的陸相磨拉石建造，其主要巖性為礫巖、凝灰質(zhì)礫巖、復(fù)成分礫巖、砂礫巖，為山前或山間盆地物源充足條件下快速堆積的產(chǎn)物，膠結(jié)物多為泥質(zhì)，大都變成絹云母和綠泥石，相對松散、滲透性較好，可能成為良好的容礦空間。

3.10 區(qū)域重、磁場特征

帽兒山盆地在布格重力等值圖上表現(xiàn)為處于大型NE向重力梯度帶內(nèi)負(fù)值重力等值線呈封閉狀態(tài)的區(qū)域，布格重力值在(0～-10)×10-5m/s2。在航磁△T等值線平面圖上表現(xiàn)為處于正負(fù)磁場過度帶(零值線)所圈定的環(huán)形負(fù)磁異常區(qū)，環(huán)形磁異常區(qū)基本反映了帽兒山塌陷式火山盆地(Ⅳ級)的范圍。因此，帽兒山塌陷式火山盆地具備產(chǎn)鈾火山盆地的重、磁場特征。

4 結(jié)論

綜上所述，帽兒山火山盆地為J3-K1時期形成的中小型塌陷式火山盆地。該盆地在大地構(gòu)造位置、盆地規(guī)模、形成時期及其構(gòu)造特征、主火山活動期后的基性巖漿活動、基底及蓋層的含鈾性、火山旋回及巖性巖相、斷裂-火山構(gòu)造系統(tǒng)、圍巖蝕變及鈾多金屬礦化顯示、主火山活動期之前的砂礫巖建造、重磁場特征等10個方面與產(chǎn)鈾火山盆地的特征相類似，具有良好的找礦前景，可進(jìn)一步開展鈾礦普查工作。

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(，Continuedonpage218)(，Continuedfrompage211)

AnalysisonUraniumMetallogenicConditionofMaoershanVolcanoCollapseBasininShangzhiCounty,HeilongjiangProvince

SU Lian-chi1，LIU Qing1，WANG Qing1，HU Zhi-hua2

(1.GeologicalPartyNo.243，CNNC，Chifeng，InnerMongolia024006，China；2.BeijingResearchInstituteofUraniumGeology，Berjing10029，China)

Located in the southwest of Yichun volcanic uranium mineralization prospective belt，Maoershan basin is a J3-K1period medium-small volcano collapse basin，which is a part of northeast-strike Binxian-Yichun-Ganxin volcanic uranium-molybdenum mineralization belt.By studying the condition of tectonic position，stratigraphy，intrusive rocks，structures，mineral resources，it was found that Maoershan basin is with the characteristics of uranium production volcano basin in tectonic position，basin scale and structure，basin formation period，mafic magmatism after the main period of volcanic activity，uranium concentration of basement and overlayer，volcanic cycles and lithology，fracture-volcano structure system，wall-rock alteration and uranium-polymetallic mineralization，sandstone-conglomerate formation before the main period of volcanic activity，gravity and magnetic field.Therefore，the basin was believed to have good mineralization prospect and future uranium exploration work should be carried out.

Maoershan; volcano collapse basin; uranium metallogenic condition

2013-10-08

蘇連馳(1986—)，男，助理工程師，2008年畢業(yè)于東華理工大學(xué)資源勘查工程專業(yè)，主要從事鈾礦地質(zhì)勘查與科研。E-mail：tuomofeiyang@163.com

1000-0658(2014)04-0206-06

P612

A