滿洲里地區(qū)靈泉盆地鈾成礦遠(yuǎn)景分析

高路恒，馬 凱

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069)

靈泉火山盆地位于興蒙造山帶東段的大興安嶺及其鄰區(qū)，晚古生代至早中生代經(jīng)歷了古亞洲洋、蒙古－鄂霍次克洋的閉合及區(qū)內(nèi)多塊體拼貼過程.晚中生代進(jìn)入造山后作用階段，火山噴發(fā)活動(dòng)及盆嶺構(gòu)造極為發(fā)育［1］。

1 區(qū)域地質(zhì)演化史

根據(jù)地質(zhì)演化特征，可將本區(qū)的地質(zhì)演化劃為三期，即前中生代基底演化期，早中生代大陸火山巖蓋層演化期和晚中生代—新生代大陸伸展裂陷構(gòu)造演化期。

1.1 前中生代基地演化期

前中生代基底構(gòu)造層在得爾布干斷裂帶北西側(cè)主要由改造殘留呈零星分布的中晚元古代變質(zhì)巖系、混合花崗片麻巖、混合巖和廣泛分布的加里東期花崗巖、海西期花崗巖組成;南東側(cè)基底為古生代海相地層構(gòu)成，并有混合花崗巖化作用和殼源重熔型花崗巖漿作用強(qiáng)烈改造。

前寒武紀(jì)基底演化形成階段:額爾古納中間地塊主要由中元古代晚期的佳疙瘩群，晚元古代額爾古納組、安娘娘橋組等中淺變質(zhì)巖系和混合花崗片麻巖、混合巖組成。中元古代晚期的晉寧運(yùn)動(dòng)，使地槽回返，并發(fā)生了中淺變質(zhì)作用和強(qiáng)烈的混合花崗巖化作用。隨著混合花崗巖化作用，鈾的含量發(fā)生了明顯的增量，導(dǎo)致了本區(qū)第一期鈾的預(yù)富集作用。

古生代地槽褶皺發(fā)育階段:早寒武世初，古蒙古大洋中脊擴(kuò)張，古蒙古大洋板塊向西伯利亞陸臺(tái)俯沖，導(dǎo)致西伯利亞地臺(tái)南緣崩解、肢離，額爾古納中間地塊逐漸脫離西伯利亞地臺(tái)并進(jìn)入額爾古納—中蒙加里東地槽。由于加里東運(yùn)動(dòng)的影響，該區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈的殼源重熔型花崗巖漿侵入作用，廣泛發(fā)育巨斑狀黑云母花崗巖，這種巨斑狀黑云母花崗巖，結(jié)晶分異具有原始鈾含量高，供鈾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。這是本區(qū)發(fā)生的第二期鈾的預(yù)富集作用。

晚二疊世末的晚華力西運(yùn)動(dòng)，整個(gè)古蒙古大洋回返成陸，中朝地臺(tái)與西伯利亞地臺(tái)對接，形成了統(tǒng)一的古亞洲大陸。大規(guī)模殼源重熔型華力西期花崗巖具有含鈾性好，供鈾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。這是本區(qū)發(fā)生的第三期大規(guī)模的鈾預(yù)富集作用。

以上表明，本區(qū)基底演化期發(fā)生了晚元古代混合花崗巖化和加里東期、華力西期殼源重熔型等三期花崗巖漿活化改造作用，相應(yīng)發(fā)生了三期鈾的預(yù)富集作用，從而形成了本區(qū)富鈾的花崗巖基底［2］。

1.2 早中生代大陸火山蓋層演化期

中生代以來，本區(qū)進(jìn)入的一個(gè)嶄新的地質(zhì)演化期。由于庫拉板塊向歐亞大陸板塊的強(qiáng)烈俯沖、消減作用，使本區(qū)卷入環(huán)太平洋構(gòu)造域的統(tǒng)一演化過程之中。本區(qū)火山巖蓋層演化的早期為殼?；烊鄢梢虻纳腺_統(tǒng)塔木蘭溝組中基性火山巖建造，晚期為殼源重熔成因的上侏羅統(tǒng)上庫力組中酸性火山巖建造。其中殼源重熔中酸性火山巖和燕山期花崗巖具有含鈾量高、供鈾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。這是本區(qū)的第四期鈾的預(yù)富集作用，成為火山盆地鈾成礦的直接有利鈾源層體。

晚侏羅世末火山活動(dòng)，以大規(guī)模的酸性流紋巖，霏細(xì)巖噴發(fā)而告終。此時(shí)，區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)生火山塌斷和斷陷作用，這種火山塌斷盆地為火山作用巖漿期后的斷裂—多源混合成因的火山熱液活動(dòng)提供了有利的承壓循環(huán)水動(dòng)力系統(tǒng)，從而控制了火山盆地的早期即第一期鈾成礦作用［3］。

1.3 晚中生代—新生代大陸伸展裂陷構(gòu)造演化期

晚中生代—新生代期間，由于庫拉板塊向歐亞大陸板塊俯沖、擠壓作用減弱使本區(qū)進(jìn)入大陸伸展裂陷構(gòu)造演化期。由于大陸殼處于強(qiáng)烈拉張環(huán)境，導(dǎo)致地幔基性巖漿上涌，幔源玄武巖漿活動(dòng)所導(dǎo)致的噴氣熱流體，是本區(qū)火山盆地鈾成礦的重要熱源條件，它控制了本區(qū)火山盆地第二期重要鈾礦富礦的成礦作用。

2 盆地構(gòu)造特征

2.1 斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有 NE、NW、SN、EW 向四組斷裂，其中切殼斷裂2條，基底斷裂9條。切殼斷裂是區(qū)內(nèi)的一級(jí)斷裂構(gòu)造，由于切割較深，直接控制著盆地的邊界和盆內(nèi)火山巖漿活動(dòng)，為深源含礦熱液提供了良好的通道?；讛嗔褜儆谂c切殼斷裂相配套的次一級(jí)斷裂構(gòu)造，貫穿基底，長期多次活動(dòng)。這些斷裂相互交匯、切割、貫通而形成了多個(gè)構(gòu)造結(jié)，不但控制了上庫力期火山盆地、早白堊世沉積盆地的空間展布，而且還直接控制了鈾礦化異常點(diǎn)和金屬礦床、礦點(diǎn)的展布。蓋層斷裂是盆地形成之后由于后期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)，致使盆地蓋層局部發(fā)生錯(cuò)斷、位移而形成的一系列陡傾角斷層或緩傾角層間破碎帶，局部塊斷活動(dòng)特點(diǎn)明顯，延伸距離短，切割深度淺，規(guī)模較小，走向復(fù)雜，一般為大斷裂更次一級(jí)的羽狀斷裂，往往具有碎巖容礦的作用。對礦化異常點(diǎn)帶及物化探場暈具有直接控制作用［4］。

2.2 火山構(gòu)造

從巖性組合和地層上下迭置關(guān)系來看，上庫力組三個(gè)巖性段以不同的火山作用方式覆蓋于塔木蘭溝組中基性巖之上。從塔木蘭溝期到上庫力期，巖漿性質(zhì)由中基性過渡到酸性，而火山作用方式也由裂隙式噴溢變?yōu)橹行氖絿姲l(fā)，爆發(fā)強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。從某種程度上說，上庫力期中心式爆發(fā)、噴溢形成的機(jī)體，既構(gòu)成了多個(gè)次級(jí)火山洼地。靈泉盆地實(shí)質(zhì)橫跨小煤窯—西呼里吐和滿洲里—巴揚(yáng)山—阿爾哈沙特兩個(gè)火山噴發(fā)亞帶，由于受NE、NW向深大斷裂的影響，盆地內(nèi)部被分割為幾個(gè)大小不等的斷隆和斷陷?？蓜澐譃?個(gè)獨(dú)立的次級(jí)火山盆地和多個(gè)火山機(jī)構(gòu)。

(1)正武山火山斷陷盆地(Ⅳ1)

(2)達(dá)石莫火山塌陷盆地(Ⅳ2)

(3)都烏拉火山斷陷盆地(Ⅳ5)

(4)小尖山階梯式火山斷陷盆地(Ⅳ6)

(5)松哈拉湖火山塌陷盆地(Ⅳ7)

總之，靈泉盆地為一復(fù)雜的斷裂—火山構(gòu)造系統(tǒng)，斷裂構(gòu)造發(fā)育，盆地內(nèi)有多個(gè)次級(jí)盆地及火山機(jī)構(gòu)。斷裂構(gòu)造與火山構(gòu)造交切復(fù)合是成礦最有利部位。如大黑山明礬石礦化，汗烏拉鐵錳(鉛鋅)礦化，保老亭鄂博珍珠巖等均受火山機(jī)體控制。目前發(fā)現(xiàn)的鈾礦化異常點(diǎn)(帶)在斷裂構(gòu)造的交匯部位和斷裂構(gòu)造與火山構(gòu)造復(fù)合部位分布相對集中，因此，進(jìn)一步研究本區(qū)的構(gòu)造屬性及其與礦化異常的關(guān)系，顯得尤為重要［5］。

3 鈾成礦地質(zhì)條件

3.1 有利的含鈾基底

靈泉盆地的基底主要由花崗巖和元古代變質(zhì)巖組成。該基底由于地殼的多次升降運(yùn)動(dòng)巖漿活動(dòng)，存在著多個(gè)花崗片麻巖穹窿。其變質(zhì)巖類多呈小面積的孤島狀殘留體分布在火山巖帶的邊緣或花崗巖中。每次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和花崗巖侵入，均能使巖石成分、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而使礦物晶格中的鈾不斷地活化、析出，不斷預(yù)富集，構(gòu)成了本區(qū)富含活性鈾的花崗巖基底。據(jù)紅石礦田的研究資料認(rèn)為，對鈾成礦最有利的基底類型是，經(jīng)歷多期花崗巖化作用，花崗巖化程度中等偏上，巖石成份和結(jié)構(gòu)不均一，含有較多變質(zhì)巖殘留體的花崗雜巖，本區(qū)基底特征與其有一定的可比性［3］。

3.2 有利的火山巖蓋層

靈泉盆地自中生代以來，在北東向呼倫湖西緣和滿洲里－巴揚(yáng)山深大斷裂的影響下，伴隨多次地?；顒?dòng)，在晚侏羅世發(fā)生了大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)，堆積了多旋回、多韻律、多巖相、物性反差大、成分復(fù)雜的火山巖系，最大厚度1 750m。此火山巖系下部有中侏羅統(tǒng)南平組，中部有木瑞組陸相沉積地層，致使蓋層具有火山巖夾沉積巖層的特點(diǎn)，構(gòu)成了韌性巖石與脆性巖石互層，這種界面，往往是機(jī)械物理性質(zhì)、地球化學(xué)性質(zhì)變異的部位，也是鈾礦床(體)定位的最有利部位［6］。

3.3 良好的礦源通道

從盆地的構(gòu)造格架來看，NE向呼倫湖西緣斷裂和滿洲里－巴揚(yáng)山斷裂直接控制著盆地內(nèi)火山巖漿活動(dòng)。尤其呼倫湖西緣斷裂，為一條上陡下緩的主剝離斷層(傾向SE)，屬于長期活動(dòng)貫穿基底的深大斷裂，具有“切殼導(dǎo)源”作用，控制著盆地的形成和發(fā)展，直接切穿蓋層與殼幔巖漿室直接溝通，為基底和蓋層中富鈾層體內(nèi)鈾的活化遷移和含礦熱液上升創(chuàng)造了有利的構(gòu)造環(huán)境。另外，深大斷裂與其派生的次級(jí)斷裂構(gòu)造相互交匯、切割、貫通，形成了多個(gè)構(gòu)造結(jié)，其具有較高的滲透性，是含礦溶液運(yùn)移的最佳通道;受陡傾切層斷裂牽動(dòng)的影響，在機(jī)械物理性質(zhì)差異明顯的火山巖蓋層中形成了大量的陡傾角裂隙帶和緩傾角的層間構(gòu)造破碎帶，這些構(gòu)造結(jié)和陡、緩裂隙帶，巖石破碎、裂隙發(fā)育，為礦液賦存提供了良好空間，這種具有“儲(chǔ)間”性質(zhì)的局部圈閉構(gòu)造結(jié)(帶)，直接控制鈾礦床(體)的定位。

3.4 熱液蝕變作用發(fā)育

由于本區(qū)構(gòu)造—巖漿大規(guī)模熱液活動(dòng)的存在，熱液蝕變作用比較普遍，常見有硅化、螢石化、絹云母化、粘土化、磷灰石化、蛋白石化等多種蝕變。這些蝕變廣泛發(fā)育在次火山巖體的外接觸帶和斷裂構(gòu)造的兩側(cè)及其交匯部位。早期的高溫氣熱交代作用，使基底巖石中的鈾得到活化、預(yù)富集。晚期廣泛發(fā)育的中低溫?zé)嵋何g變，更加促使了蓋層巖石中的鈾進(jìn)一步富集。通過前期鈾礦地質(zhì)調(diào)查，在靈泉盆地小尖山地段大致圈出三條呈北東向帶狀展布的蝕變帶。

4 結(jié)語

1)靈泉盆地區(qū)域主要受斷裂及火山構(gòu)造控礦，火山穹隆在區(qū)域應(yīng)力場作用過程中一直處于隆起狀態(tài)，火山巖穹隆構(gòu)造內(nèi)部成礦物質(zhì)豐富，斷裂構(gòu)造發(fā)育，具有良好的成礦條件。

2)滿洲里靈泉火山盆地鈾成礦區(qū)域地質(zhì)背景、成礦地質(zhì)條件與同處于得爾布干成礦帶的斯特列措夫、多爾諾特產(chǎn)鈾火山盆地成礦條件相似，地質(zhì)構(gòu)造條件對鈾成礦非常有利［7］?；鹕剿輼?gòu)造是由過渡巖漿房萎縮、地殼塊斷、地下氣體爆發(fā)、次火山巖侵入等作用造成的，易發(fā)生在酸性、中酸性火山巖分布區(qū)，許多大型礦床都產(chǎn)在破火山口構(gòu)造中，這種構(gòu)造有利于大氣降水和含礦氣水熱液混合，有利于形成水動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)和成礦元素沉淀成礦。

3)靈泉盆地西部地區(qū)及靈泉盆地南部地區(qū)具有多個(gè)火山機(jī)構(gòu)，且為斷裂交匯區(qū)，不乏是有利的找礦前景區(qū)。

［1］“內(nèi)蒙古滿洲里地區(qū)靈泉盆地鈾資源評(píng)價(jià)”.核工業(yè)二四三地質(zhì)大隊(duì)內(nèi)部資料.2008.

［2］“內(nèi)蒙古呼倫貝爾市靈泉—馬頭山地區(qū)火山巖型鈾資源評(píng)價(jià)”.核工業(yè)二四三地質(zhì)大隊(duì)內(nèi)部資料.2010.

［3］李長華，甕義軍，楊志亮，等.滿洲里小尖山火山塌陷盆地鈾成礦條件分析［J］.鈾礦地質(zhì).2009.9(5):284 ～289.

［4］邵軍，王世稱，馬曉龍，等.大興安嶺北段金多金屬礦床區(qū)域成礦特征［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào).2003(1):32 ～34.

［5］陳貴華，楊衛(wèi)明.中國近東西向中生代火山巖帶及鈾成礦作用［J］.鈾礦地質(zhì).2001.1(1):18 ～23.

［6］李長華，許文良，楊德彬，等.滿洲里地區(qū)靈泉盆地中生代火山巖的鋯石U－Pb年代學(xué)、地球化學(xué)及其地質(zhì)意義［J］.巖石學(xué)報(bào).2011.27(4):1209～1226.

［7］羅毅.中亞—東蒙—遠(yuǎn)東地區(qū)火山巖型鈾礦概況及成礦規(guī)律［J］.國外鈾金地質(zhì).1994，11(3):193 ～202.