新疆白楊河鈾鈹?shù)V床控礦因素地球化學(xué)特征分析

陳 浩, 王 謀， 楊鏡明

(核工業(yè)216大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830000)

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新疆白楊河鈾鈹?shù)V床控礦因素地球化學(xué)特征分析

陳 浩, 王 謀， 楊鏡明

(核工業(yè)216大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830000)

通過(guò)總結(jié)白楊河鈾鈹?shù)V床主要控礦因素，分析其地球化學(xué)特征及與成礦的作用關(guān)系，指出白楊河鈾鈹?shù)V床區(qū)域地球化學(xué)背景具有較好的鈾鈹成礦前景。礦體主要賦存于花崗斑巖與泥盆系火山熔巖、火山碎屑巖的接觸帶部位，其中花崗斑巖為主要鈾源體，中酸性圍巖則為成礦富集提供了有利的地球化學(xué)障；南北接觸帶為礦區(qū)內(nèi)重要的含礦和控礦構(gòu)造，其礦化蝕變及微量元素差異說(shuō)明鈾與鈹非同期產(chǎn)出物；該區(qū)含礦花崗斑巖蝕變最發(fā)育，礦化關(guān)系密切的圍巖蝕變主要是赤鐵礦化和螢石化，據(jù)不同蝕變程度微量元素對(duì)比發(fā)現(xiàn)Pb、Mo等元素可作為鈾礦化蝕變的指示元素。

白楊河；鈾鈹?shù)V床；花崗斑巖；控礦因素；地球化學(xué)

陳浩，王謀，楊鏡明.2015.新疆白楊河鈾鈹?shù)V床控礦因素地球化學(xué)特征分析[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，38(4)：364-368.

Chen Hao，Wang Mou,Yang Jing-ming.2015.Geochemical characteristic of ore controlling factors of Xinjiang Baiyanghe uranium-beryllium deposit[J].Journal of East China Institute of Technology (Natural Science), 38(4):364-368.

白楊河鈾鈹?shù)V床位于新疆和布克賽爾蒙古自治縣西北。是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的亞洲最大的次火山巖型鈾鈹?shù)V床，主礦體賦存于花崗斑巖與上泥盆統(tǒng)、下石炭統(tǒng)火山熔巖、火山碎屑(沉積)巖的接觸帶部位(王謀等,2012)，與礦化關(guān)系密切的圍巖蝕變主要是赤鐵礦化和螢石化。

1 區(qū)域地質(zhì)及地球化學(xué)特征

雪米斯坦火山巖帶是新疆規(guī)模最大的鈾-稀有金屬成礦帶之一(毛偉等，2013)，經(jīng)歷多期構(gòu)造-巖漿演化活動(dòng)，大地構(gòu)造背景有利于鈾和其它親石元素在酸性巖石中的活化與富集。該火山巖帶南接觸帶附近發(fā)現(xiàn)有白楊河礦床、十月工區(qū)礦化點(diǎn)、馬門(mén)特礦化點(diǎn)等眾多鈾礦床(點(diǎn))。

白楊河礦床出露于雪米斯坦火山巖帶西部，大地構(gòu)造位置處于準(zhǔn)噶爾微板塊-雪米斯坦陸緣活動(dòng)帶內(nèi)晚古生代成熟島弧之上(王謀等，2013)。區(qū)內(nèi)火山活動(dòng)較為強(qiáng)烈，自華力西早期至晚期均有活動(dòng)，噴發(fā)時(shí)代主要為早、中、晚泥盆世及早石炭世。多夾持于區(qū)域斷裂之間，受構(gòu)造控制作用明顯(圖1)。

礦床內(nèi)火山巖以酸性火山巖建造為主，而巖漿侵入以酸度高、堿度大的富硅富堿的早二疊世花崗斑巖(楊莊巖體)次火山侵入體為主，侵入于北側(cè)塔爾巴哈臺(tái)組及南側(cè)和布克河組地層中，為主要賦礦巖體。礦區(qū)地處雪米斯臺(tái)復(fù)背斜南翼西段，南、北兩組近東西向斷裂分居礦區(qū)兩側(cè)，其中區(qū)域南斷層“查干陶勒蓋-巴音布拉克大斷裂(楊莊大斷裂)”為本區(qū)重要控巖控礦構(gòu)造。

對(duì)白楊河地區(qū)1∶5萬(wàn)巖屑測(cè)量顯示該地區(qū)相對(duì)于整個(gè)西準(zhǔn)噶爾區(qū)域背景而言Be，Sb，Mo，U，Pb的區(qū)域濃集系數(shù)相對(duì)較高(表1)，具有相對(duì)富集特征(濃集系數(shù)大于1.2)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)花崗斑巖出露Be元素異常地段會(huì)有U，Mo，Pb任一到三種元素異常與其套合，該元素組合說(shuō)明白楊河鈹?shù)V與U，Mo，Pb具有共生關(guān)系，該元素組合主要受調(diào)查區(qū)內(nèi)楊莊巖體及附近近東西走向斷裂及晚期巖脈控制*楊鏡明.2011.新疆和布克賽爾縣白楊河地區(qū)1∶5萬(wàn)鈾礦區(qū)域地質(zhì)調(diào)查化探普查報(bào)告[R].烏魯木齊：核工業(yè)216大隊(duì).。

2 礦化分布及組合特征

白楊河礦區(qū)鈹、鈾礦床(礦點(diǎn)、工區(qū))，圍繞楊莊次火山巖體邊緣分布，較大的有十多個(gè)，沿接觸帶北緣自東向西分布較多，在南緣接觸帶展布的有兩個(gè)礦點(diǎn)。原白楊河鈾礦床位于楊莊次火山巖體東北部由中心(1號(hào))工區(qū)和2號(hào)工區(qū)組成(圖2)。

表1 白楊河地區(qū)元素背景特征一覽表

圖1 雪米斯坦火山巖帶楊莊—馬門(mén)特地段地質(zhì)圖Fig.1 Geological sketch map of yangzhang-mamente in xuemisitan volcanic1.早二疊世花崗斑巖；2.石炭紀(jì)；3.泥盆紀(jì)；4.華力西期花崗巖；5.斷裂；6.鈾礦化點(diǎn)

圖2 白楊河礦區(qū)地質(zhì)與鈾鈹?shù)V床(點(diǎn))分布簡(jiǎn)圖Fig.2 Geological map of Baiyanghe mine area and distribution diagram of uranium-beryllium deposits (Points) 1.第四系沖坡積砂礫；2.下第三系紅色砂礫黏土層；3.下二疊統(tǒng)石英斑巖、凝灰?guī)r互層；4.下二疊統(tǒng)微晶質(zhì)花崗斑巖；5.下石炭統(tǒng)黑山頭組上亞組安山巖夾凝灰?guī)r；6.下石炭統(tǒng)黑山頭組上亞組中酸性熔巖、凝灰角礫巖、凝灰?guī)r；7.下石炭統(tǒng)和布克河組上亞組安山巖、礫巖、砂巖夾煤線；8.下石炭統(tǒng)和布克河組下亞灰?guī)r、硅質(zhì)頁(yè)巖、砂巖夾煤線；9.中泥盆統(tǒng)中酸性熔巖；10.花崗巖、閃長(zhǎng)巖；11.輝綠巖；12.假整合；13.不整合；14.深大斷裂；15.逆斷層；16.正斷層；17.平移斷層；18.背斜軸；19.礦床編號(hào)；20.礦點(diǎn)編號(hào)

鈹?shù)V體和鈾礦體在剖面上賦存的位置基本一致，主要產(chǎn)于楊莊花崗斑巖與圍巖的接觸帶附近，沿裂隙和節(jié)理呈帶狀分布，但鈹?shù)V化偏向接觸帶及下部，而鈾礦化偏向接觸帶及上部呈“y”字形斜交的次級(jí)密集裂隙帶中。鈹?shù)V物主要呈獨(dú)立礦物—羥硅鈹石出現(xiàn)，品位富、厚度大，局部集合體大量出現(xiàn)。鈾礦物主要為瀝青鈾礦，品位也較富*張曉軍，張旺生，熊俊，等.2013.新疆白楊河鈾鈹多金屬礦區(qū)控礦構(gòu)造及成礦規(guī)律研究[R].烏魯木齊：核工業(yè)216大隊(duì).。

區(qū)內(nèi)U、Mo的富集特點(diǎn)較為相似，亦主要集中于楊莊花崗斑巖北側(cè)花崗斑巖與圍巖接觸帶附近花崗斑巖中。Be與F的富集富集特點(diǎn)也極為相似，主要集中于楊莊花崗斑巖南側(cè)花崗斑巖主巖體下部凝灰?guī)r中，在強(qiáng)蝕變強(qiáng)硅化花崗斑巖處強(qiáng)烈富集，且?guī)r石中多見(jiàn)有紫-紫黑色螢石細(xì)脈。結(jié)合前人研究認(rèn)為，白楊河地區(qū)鈾礦化和鈹?shù)V化為不同成礦期的產(chǎn)物，而鈾的成礦與鉬的關(guān)系密切，兩者可能為同一成礦期次。

3 控礦因素及地球化學(xué)特征

3.1 巖性

礦區(qū)內(nèi)火山巖主要出露地層為石炭系及泥盆系。其中泥盆系僅出露上統(tǒng)塔爾巴哈臺(tái)組(D3t)，該組第四巖性段為目前已知礦區(qū)內(nèi)主要含礦地層，主要分布于楊莊巖體北側(cè)及東側(cè)，其流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r中鈾多金屬礦化最發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)侵入巖及巖脈分布較廣，白楊河礦床主要受楊莊花崗斑巖控制。該巖體為超淺成的次火山巖，與圍巖呈侵入關(guān)系，其接觸面呈內(nèi)凹外凸的波狀，是控礦的重要條件之一。輝綠巖脈及閃長(zhǎng)巖脈廣泛發(fā)育楊莊花崗斑巖西段，且對(duì)應(yīng)的鈾礦體也更加發(fā)育。

白楊河地區(qū)火山巖成分變化范圍較大，包括了從基性—酸性的全部范圍。酸性火山巖類(lèi)到基性火山巖類(lèi)，堿總量逐漸降低，微量元素Nb，Ti為負(fù)異常。其中泥盆紀(jì)的中酸性巖類(lèi)Na2O+K2O高達(dá)9.54%，而CaO，MgO偏低。酸性火山巖巖石較中基性巖石的鈾含量高。泥盆系鈾釷含量均高于區(qū)域背景值，具富鈾地層特征*李曉峰，王謀.2013.新疆雪米斯坦地區(qū)白楊河鈾鈹多金屬礦床成因機(jī)制研究成果報(bào)告[R].烏魯木齊：核工業(yè)216大隊(duì).。該區(qū)流紋質(zhì)巖漿活動(dòng)與鈾和鈹?shù)某傻V作用密切相關(guān)，具有富硅、富堿、富揮發(fā)分氟、偏鋁的特征*白正華，于學(xué)元. 2005.白楊河流紋巖地球化學(xué)特征和巖漿成因[C].全國(guó)第四次火山學(xué)術(shù)研討會(huì).。

楊莊花崗斑巖相比新疆北部花崗巖表現(xiàn)出高堿的特點(diǎn)，其N(xiāo)a2O+K2O含量也均高于新疆北部花崗巖平均值，Na2O>K2O，酸性極高，而Fe3+>Fe2+則表明成巖深度淺。另外楊莊花崗斑巖分異指數(shù)較高，表明其分異演化十分徹底。微量元素分析發(fā)現(xiàn)楊莊花崗斑巖中富集鈾U，Th，Pb，F(xiàn)，Ta，Nb，其中U的富集為成礦提供了保障，F(xiàn)的富集應(yīng)是巖漿晚期的熱液作用提供的富F流體。

U，Be，Mo的礦化富集在平面上主要位于花崗斑巖內(nèi)，多分布于花崗斑巖期后發(fā)育的中基性脈巖附近，其在成礦過(guò)程中可以提供熱源和熱液為鈾多金屬礦化提供了有利的地球化學(xué)場(chǎng)。剖面上主要位于花崗斑巖與泥盆紀(jì)火山巖的接觸帶部位，說(shuō)明泥盆紀(jì)陸相中酸性火山巖及火山碎屑巖為成礦物質(zhì)的沉淀提供了地球化學(xué)障。

3.2 構(gòu)造

礦區(qū)地層總體走向?yàn)闁|西向，斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為高角度的近東西向逆斷層，分為南、北兩組斷裂。接觸帶構(gòu)造是白楊河礦區(qū)鈹、鈾礦化主要控礦構(gòu)造，是白楊河礦區(qū)成礦流體遷移、匯聚主要場(chǎng)所。巖體北接觸帶次(潛)火山花崗斑巖體侵位超覆于泥盆系火山巖地層之上，構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜，具有重要的成礦控礦意義，而巖體的南緣接觸帶屬于斷層接觸，構(gòu)造形態(tài)簡(jiǎn)單，其成礦、控礦作用不如北緣巖體接觸帶。

從中心工地南北接觸帶樣品微量元素蛛網(wǎng)圖可以看出，南北帶構(gòu)造蝕變巖、礦石與背景值相比具有明顯的不同，北帶東西向構(gòu)造中的蝕變巖與含紫黑色螢石凝灰?guī)r礦石均表現(xiàn)為較明顯的U，Pb，Mo正異常，而南帶含螢石礦化花崗斑巖為顯著U，Pb，Mo負(fù)異常。北帶蝕變巖中的Be的正異常亦較南帶更為顯著(趙聰?shù)龋?012)，見(jiàn)圖3。

圖3 中心工地南北接觸帶樣品微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.3 Spider web graph of microelements in samples from the north-south contact zonein the central worksite

據(jù)白楊河礦床中心工地南北接觸帶中微量元素分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)北帶的蝕變巖富集元素種類(lèi)更多，與鈾礦化的關(guān)系更為密切，并有鈹元素富集。但南帶含螢石花崗斑巖中只有鈹?shù)牡V化，而無(wú)鈾的富集，結(jié)合微量元素富集特征說(shuō)明該區(qū)U比Be元素與Pb，Mo共生關(guān)系更緊密，也暗示鈾鈹?shù)V化應(yīng)為不同時(shí)期的產(chǎn)物(趙聰?shù)龋?012)。

3.3 蝕變

該礦區(qū)圍巖蝕變發(fā)育，種類(lèi)多樣，特別是含礦的花崗斑巖，蝕變現(xiàn)象明顯。其中螢石化、赤鐵礦化、錳礦化與礦化關(guān)系密切，分布與礦體范圍大體一致或稍大。蝕變種類(lèi)及發(fā)育程度還于圍巖成分及性質(zhì)有關(guān)，礦體內(nèi)接觸帶較外接觸帶多生成錳礦化、絹云母化等。

據(jù)白楊河礦床不同蝕變程度的巖石與正常圍巖相比顯示(圖4)，含硅質(zhì)熱液活動(dòng)的強(qiáng)弱與巖石蝕變程度正相關(guān)，從正常圍巖到鈾礦化中心帶CaO，MgO的含量大量增加，而SiO2的含量逐漸降低。巖石微量元素顯示礦化中心帶巖石中Pb，Ba，Sb，Sr，Mo比較富集，而遠(yuǎn)礦蝕變帶逐漸降低，因此，Mo，Pb，Sb等可作為鈾礦化近礦蝕變的指示元素(修曉茜等，2011)。

圖4 不同蝕變程度巖石組分與微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.4 Spider web graph of rock components and microelements at different alteration levels

螢石化蝕變是本區(qū)鈾、鈹?shù)V化的重要蝕變，前人將本區(qū)螢石脈劃分為四期，其紫色螢石與鈹?shù)V化關(guān)系最為密切，為后期含礦熱液沿裂隙充填形成。據(jù)不同期次螢石的微量元素特征關(guān)系發(fā)現(xiàn)， U，Be，Mo與Nb具有顯著的正相關(guān)關(guān)系。結(jié)合楊莊花崗斑巖具有顯著地富集Nb)，Ta的特征，與巖體相似，綜合分析認(rèn)為U，Be，Mo來(lái)源于楊莊花崗斑巖(張?chǎng)蔚龋?013)。

4 結(jié)論

(1)礦區(qū)所在的雪米斯坦火山巖帶酸性巖類(lèi)有利于鈾與其他親石元素活化及富集，白楊河地區(qū)相對(duì)于西準(zhǔn)噶爾而言Be，Sb，Mo，U，Pb元素處于富集狀態(tài)，且Be礦與U，Mo和Pb具有共生關(guān)系，說(shuō)明白楊河礦床區(qū)域背景有利于鈾鈹?shù)V的形成。

(2)本區(qū)主要控礦巖性為花崗斑巖及泥盆紀(jì)陸相中酸性火山巖、火山碎屑巖。其中花崗斑巖具有酸度高、堿度大及富硅富堿的特點(diǎn)，據(jù)不同期次螢石與巖體微量元素含量相似，說(shuō)明花崗斑巖為主要礦源體。泥盆紀(jì)酸性火山巖具有富硅、富堿、富鈾，CaO，MgO偏低等特點(diǎn)，其物性差異為成礦物質(zhì)的沉淀提供了地球化學(xué)障。

(3)接觸帶構(gòu)造是白楊河礦區(qū)成礦流體遷移、匯集主要場(chǎng)所。北接觸帶的蝕變巖與礦石均表現(xiàn)為較明顯的U，Pb，Mo正異常，與鈾礦化的關(guān)系更為密切。而南帶含螢石花崗斑巖為顯著U，Pb，Mo負(fù)異常，且只有鈹?shù)牡V化，說(shuō)明該區(qū)U比Be元素與Pb，Mo共生關(guān)系更緊密。

(4)該區(qū)圍巖特別是含礦的花崗斑巖蝕變最為發(fā)育，與礦化關(guān)系密切蝕變的有赤鐵礦化、螢石化、錳礦化。從正常圍巖到鈾礦化中心帶SiO2的含量逐漸降低，Mo，Pb，Sb，CaO和MgO含量增加，再次說(shuō)明Pb，Mo等元素與鈾礦化的共生關(guān)系。

毛偉，王果，李曉峰，等.2013.新疆白楊河鈾鈹?shù)V床流體包裹體研究[J].礦床地質(zhì)，32(5):1026-1034.

王謀，李曉峰，王果，等.2012.新疆雪米斯坦火山巖帶白楊河鈹鈾礦床地質(zhì)特征[J].礦產(chǎn)勘查，3(1):34-40.

王謀，王果，李曉峰.2013.新疆雪米斯坦火山巖帶南翼鈾多金屬成礦控制因素分析[J].新疆地質(zhì)，31(1):71-75.

修曉茜，范洪海，馬漢峰，等.2011.新疆白楊河鈾鈹?shù)V床圍巖蝕變及其地球化學(xué)特征[J].鈾礦地質(zhì)，27(4):215-220.

張?chǎng)?，張輝.2013.新疆白楊河大型鈹鈾礦床成礦流體特征及礦床成因初探[J].地球化學(xué)，42(2):143-152.

趙聰，陳友良，葉永欽.2012.新疆白楊河鈾鈹?shù)V床微量元素地球化學(xué)特征[J].地球科學(xué)進(jìn)展，27:304-306.

Geochemical Characteristic of Ore Controlling Factors of Xinjiang Baiyanghe Uranium-Beryllium Deposit

CHEN Hao， WANG Mou, YANG Jing-ming

(Party 216 of Geology,CNNC,Urumqi,XJ 830000,China)

Through summarizing the main ore controlling factors of Baiyanghe uranium-beryllium deposit, the interacting relationship between its geochemical characteristics and ore formation was analyzed, and the results show that the geochemical background of Baiyanghe uranium-beryllium deposit area possesses good prospective for uranium-beryllium ore formation. Ore body is mainly deposited in the contact zone between granite porphyry, and Devonian volcanic rocks as well as pyroclastic rock, and the granite porphyry is the principle uranium source. The intermediate-acid wall rock provides beneficial geochemical barrier for minerogenetic enrichment. The north-south contact zone is the important structure for ore forming and ore controlling in the mining area, and the difference in mineralized alteration and microelement content demonstrates that uranium and beryllium were formed in different phases. The ore-bearing granite porphyry in this area has the most developed mineralized alteration, and hematitization and fluoritization are the wall-rock alterations most closely related to mineralization. From the comparison of microelements at different alteration levels, it was found that elements such as Pb and Mo could be the indicator elements of uranium mineralization and alteration.

Baiyanghe；uranium and beryllium deposit；granite porphyr；ore-controlling factors；geochemical characteristics

2014-07-21

陳浩(1987—)，男，助理工程師，主要從事地質(zhì)生產(chǎn)工作。E-mail：236784461@qq.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2015.04.005

P619

A

1674-3504(2015)04-0364-05