非洲和北美洲鈾成礦概述（續(xù)前）

王木清

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029）

非洲和北美洲鈾成礦概述（續(xù)前）

王木清

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029）

（上接第32卷第1期第8頁；）

圖6 剝?nèi)ポ^新覆蓋層的南非結(jié)晶地盾，顯示古老的綠巖－花崗巖克拉通和周圍較新的活動(dòng)變質(zhì)帶［6］Fig.6 Themap show ing crystalline shield of elder greenstone-granite craton and younger metamorphosed active zone in South A frica［6］

圖7 南非克拉通典型的元古宙沉積火山盆地所反映的總的地層順序（據(jù)天津地礦所出版《國外前寒武紀(jì)地質(zhì)》1986年第2期）Fig.7 General stratigraphic sequence of typical Proterozoic Eon sedimentary volcanic basin of South African craton（After Foreign Precambrian Geology 1986 No.2，published by Tianjin Institute of Geology and Mineral Resources）

圖6、7表示維特斯沃特蘭德礦床產(chǎn)在卡普瓦爾（約3 000 Ma）克拉通內(nèi)的一個(gè)盆地內(nèi)［9］，科羅拉多高原的顯生宙巖石的鈾礦床產(chǎn)于懷俄明的克諾蘭克拉通周圍或其上面，礦化區(qū)域在拉拉米造山運(yùn)動(dòng)（晚白堊世至古近紀(jì)）和科羅拉多構(gòu)造旋回晚期塊斷運(yùn)動(dòng)時(shí)期以前一直未受到干擾，相當(dāng)于我國華夏期地洼區(qū)的狀況［9-10］。

鈾礦形成于有利環(huán)境中，如礫巖或砂巖層，古河道或不整合面或斷裂破碎帶。礦化溶液流經(jīng)的路線不宜過長(zhǎng)，否則會(huì)影響鈾的沉積。礦化作用的性質(zhì)，不論是脈型或準(zhǔn)整合型，主要決定于礦化作用時(shí)期巖石的性質(zhì)。礦化作用在花崗巖、次火山巖以及圍繞著它的變質(zhì)巖內(nèi)多呈裂隙充填脈產(chǎn)出，但準(zhǔn)整合類礦床多產(chǎn)于平緩具滲透性的沉積物內(nèi)［6］。

鈾礦化作用經(jīng)歷了一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)期［10］，鈾最初是從深處來源的貧鈾溶液沉積的，且密切地伴隨經(jīng)過很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)形成的酸性火成巖的侵入體或噴出巖［6］。如科迪勒拉北部的花崗巖基的出現(xiàn)，明顯地經(jīng)歷了大約200Ma的間隔時(shí)間（250～＜70Ma）。如歐洲海西期花崗巖及中國燕山晚期花崗巖、次火山巖等也有類似狀況［10］。

礦化形成于克拉通內(nèi)或其周圍冒地槽的沉積物中。有利的滲濾環(huán)境，合適的水動(dòng)力條件，氧化-還原的有利界面、臨界壓力些微變化以及有利的古地理古地貌古氣候等是礦化富集的主要因素。

總之，兩大洲的古老陸殼多，出露面積大，其中有較多巖類的鈾本底數(shù)高（表3），后期又經(jīng)歷構(gòu)造-巖漿-變質(zhì)-花崗巖化—混合巖化的作用，使鈾有機(jī)會(huì)在有利地質(zhì)環(huán)境中濃集下來。隨后在相當(dāng)長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中保持構(gòu)造穩(wěn)定，使先形成的鈾礦保存下來，直到古生代末期地臺(tái)活化（如進(jìn)入地洼）階段和中新生代地洼期，形成較多的砂巖型鈾礦。

以前認(rèn)為非洲金鈾礫巖來源地位于博茨瓦納和津巴布韋（羅德西亞）北部和北西方向的遠(yuǎn)處，現(xiàn)在看來并沒有那么遠(yuǎn)。它來自一個(gè)較近的由片巖、頁巖、石英巖和巨厚中酸性熔巖組成的，被酸性巖和基性巖侵入的地區(qū)，這個(gè)集合體被許多含黃鐵礦和金的剪切帶和礦脈所斷裂［7，10］。金和鈾砂礫都沉積在淺的網(wǎng)狀水系中。在海侵或是海退條件下，礫石和砂的不斷改造形成礦化的礫巖。

從已繪制的蘭德構(gòu)造盆地邊緣的4個(gè)主要河口泄水地點(diǎn)（圖8），見證水系攜帶或搬運(yùn)了由多米尼安—里夫時(shí)期形成的含鈾和金的沉積物（表5）［5］。蘭德與埃利奧特湖的巖石類型相同或十分類似，所含的金和鈾主要是碎屑成因無疑。大多數(shù)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的此類鈾礦在不整合面上、下或附近濃集，幾乎完全位于黃鐵礦的還原環(huán)境中，礦床發(fā)育于顯著的氧化環(huán)境存在之前［3］。

圖8 蘭德盆地主要水系入口位置Fig.8 Entrance of themain drainage system in Rand basin

表5 蘭德地區(qū)部分地層［5］Table 5 Parts of stratum in Rand area［5］

4 非洲和北美洲鈾礦床地質(zhì)特征某些相似性概述

由圖1可見，兩洲都有大范圍分布的前寒武紀(jì)克拉通，其中散布有早前寒武紀(jì)古陸塊。有最老年齡的石英－卵石礫巖型鈾金礦，蘊(yùn)藏量十分可觀，其產(chǎn)量占所在洲一半以上。此后其他時(shí)代鈾礦類型在兩洲大陸間大致也可相比對(duì)，一些礦床的伴共生成礦元素（如Au、Cu、Mo、V、Nb、Y、Re、Th等）也基本上相同。砂巖型鈾礦在美國西部諸州型者聞名于世，歷史悠久，在世界找礦方面有指示作用。在非洲大陸也不斷有新發(fā)現(xiàn)，如尼日爾、加蓬、阿爾及利亞等最著名，其他一些地區(qū)（含馬達(dá)加斯加）也具潛力。元古宙不整合面型鈾礦是加拿大在二十世紀(jì)七、八十年代先后突破，找到許多這種類型的大中型礦床，為世人注目。非洲大陸也具此類礦床潛能，其具有如加拿大地盾區(qū)的古陸塊出露，這是最基本的條件，此外有斷塊運(yùn)動(dòng)配合對(duì)成礦有利。加拿大對(duì)火成巖－變質(zhì)巖中浸染狀、脈狀和偉晶巖相和交代型鈾礦劃分較細(xì)，研究也較深入，其中偉晶巖相鈾礦分布比較廣泛，但以蘇必利爾和格倫維爾成礦省最集中，在斯拉夫—丘吉爾成礦省也有分布，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較大。這是可與非洲納米比亞的羅辛鈾礦床相比對(duì)的，但后者儲(chǔ)量巨大，加拿大的鈾礦床以中小型為主，大型不多。羅辛鈾礦產(chǎn)于偉晶花崗巖、偉晶巖、白崗巖，微細(xì)粒晶質(zhì)鈾礦散布于上述巖石中，且礦床周圍次生富集鈾也占有相當(dāng)大比重，外圍表生含鈾鈣結(jié)巖也不少。加拿大偉晶巖分非帶狀、帶狀兩種，前者又分紅色偉晶巖（含鈾釷礦、晶質(zhì)鈾礦、釷石、褐簾石、曲晶石）、白色偉晶巖（含晶質(zhì)鈾礦、鈾釷礦、鈮鈦鈾礦、黑稀金礦、褐簾石）；后者主要為帶狀偉晶巖（含燒綠石、鈮鈦鈾礦、褐簾石、鈮鐵礦、鉭鐵礦）。

達(dá)馬拉上群為優(yōu)地槽沉積相，可分成諾西布群和較年輕的斯瓦科普群。前者成分主要為砂屑，后者由泥質(zhì)和碳質(zhì)組成。它們沉積在花崗片麻巖、片巖基底上，含有前寒武系阿巴比斯組的殘?bào)w。

產(chǎn)有羅辛礦床的達(dá)馬拉上群巖性和其花崗巖化同位層的簡(jiǎn)要描述見表6［3］。

達(dá)馬拉上群巖石已發(fā)生高度褶皺和區(qū)域變質(zhì)，廣泛的花崗巖化、混合巖化，構(gòu)造同期、晚期、期后花崗巖和片麻巖的許多相已被識(shí)別。紅色花崗片麻巖很重要，與礦化偉晶巖、白崗巖空間上密切，表明有親緣關(guān)系。變質(zhì)程度向活動(dòng)帶中心逐漸增加，包含許多穹隆和廣泛花崗巖化，深熔作用強(qiáng)烈，可塑性占優(yōu)勢(shì)，這些現(xiàn)象很具特色，比加拿大的格倫維爾成礦省的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，花崗巖化強(qiáng)烈得多。這些巖石在結(jié)晶期進(jìn)行分離，產(chǎn)生了富揮發(fā)份和巖石組份的富鉀熔體，最后形成白崗巖。偉晶花崗巖和偉晶巖呈非帶狀分布，它們都含鈾，主要的同生含鈾礦物是晶質(zhì)鈾礦，在粒間產(chǎn)出，只有少量在石英內(nèi)，長(zhǎng)石內(nèi)更少。鈮鈦鈾礦和鈦鈾礦罕見，少量副礦物為磷灰石，鋯石、獨(dú)居石、鈮釔磁鐵礦、金紅石、黃鐵礦、黃銅礦、云母、輝鉬礦、榍石、綠泥石等。是一個(gè)強(qiáng)變質(zhì)深熔作用引起的低品位、儲(chǔ)量巨大的鈾礦床。另在羅辛南部的原生礦床和沙漠下鈣結(jié)礦，亦賦附加鈾礦量。因?yàn)槿∽缘乇硐?0 cm深處樣品給出鈾地化異常廣泛存在，一般平均值少于20×10-6。從中-上新世到現(xiàn)在有利的構(gòu)造緩升和氣候變化，是造成鈾次生富集的有利條件。

表6 羅辛礦床達(dá)馬拉上群巖性和花崗巖化同位層Table 6 Lithology and granitization of Damaragroup in R?ssing deposit

非洲大部分鈾資源賦存于南非的石英-卵石Au-U礫巖中，二十世紀(jì)七十年代后在尼日爾、加蓬、阿爾及利亞陸續(xù)發(fā)現(xiàn)砂巖型鈾礦以及納米比亞羅辛白崗巖型鈾礦床，使鈾資源快速增加。從地質(zhì)角度看，非洲大陸有利于所有類型鈾礦產(chǎn)出，不整合面型鈾礦有潛在價(jià)值。北美洲鈾資源主要是兩大類（石英－卵石礫巖型和砂巖型），前者在加拿大，后者在美國。二十世紀(jì)七十年代加拿大找到不整合面型鈾礦并取得相當(dāng)巨大成功［3，8］，其他一些類型的鈾礦也有相當(dāng)?shù)臐撃?，值得重視?/p>

非洲和北美洲產(chǎn)出的鈾礦床地質(zhì)特征的某些相似性，見表7。

表7 非洲和北美洲鈾礦床地質(zhì)特征的某些相似性Table 7 Sim ilarities of geological characteristics of uranium deposit in Africa and North America

5 結(jié)束語

非洲和北美洲大陸都具有相當(dāng)大面積的克拉通分布，有較多早前寒武紀(jì)的古陸塊散布其間，有比較廣泛強(qiáng)烈的堿性花崗巖化和混合巖化，有多條花崗巖－綠巖帶，并有較廣泛的巖漿侵入、交代和噴發(fā)活動(dòng)。這些特征因素導(dǎo)致兩者鈾成礦類型有許多相似之處，比如石英－卵石Au-U礫巖型，偉晶巖－偉晶花崗巖－白崗巖型和砂巖型的成礦作用過程、成因、礦石礦物組份等等都可相對(duì)照，而不整合面型發(fā)現(xiàn)開發(fā)歷史相對(duì)較短，加拿大已首先突破并已取得驕人成果，從成礦條件看非洲也具有此類礦的潛能，有待發(fā)現(xiàn)。

全球已知有4個(gè)地區(qū)的古元古代含Au和（或）U的石英-卵石礫巖型礦床具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其地層覆蓋在早前寒武紀(jì)的克拉通上或毗鄰克拉通地區(qū)，如南非蘭德地區(qū)（2 500～2 800 Ma）、多米尼安—里夫地區(qū)（3 000 Ma），加拿大休倫湖區(qū)（2 400～2 600 Ma），巴西雅科比納地區(qū)（2 300～2 400 Ma）和加拿大西北地區(qū)亨尼克湖（2 400 Ma）。其中前兩個(gè)地區(qū)占世界鈾礦儲(chǔ)量大約60%，可見此類型鈾礦的重要性。此類型礦床成因相似，所含的金和鈾主要是碎屑成因的。

非洲鈾礦各類型隨著納米比亞羅辛偉晶花崗巖－白崗巖鈾礦的發(fā)現(xiàn)，以及尼日爾、加蓬等國砂巖鈾礦的異軍突起，所占比例可能有較大變動(dòng)，但是南非礫巖型鈾礦的領(lǐng)軍地位在比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)難以改變。

美國砂巖型鈾礦以美國西部諸州型為代表，科羅拉多高原地區(qū)一直是主要的鈾礦生產(chǎn)區(qū)，儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量75%，約有10%儲(chǔ)量大致等量地分布在平原地區(qū)和落基山脈地區(qū)。鈾礦區(qū)盆地基底巖石都是由早前寒武紀(jì)結(jié)晶巖系組成，往往與加拿大地盾區(qū)南部隱顯相連［3，7］。

加拿大格倫維爾成礦省主要產(chǎn)有偉晶巖鈾礦床。班克羅夫特—比弗洛支一般為堿性花崗巖分布區(qū)，其高溫鈾礦化有一種相似性，巖石中富含釷，其堿性成分比一般花崗巖高一倍多，在正長(zhǎng)巖中，其鉀鈉比值通常大于一般花崗巖。這種堿性地質(zhì)體所具鈾資源潛力值得關(guān)注。加拿大偉晶巖鈾礦有紅色和白色兩種，可供生產(chǎn)的含鈾偉晶巖呈紅色，紅色偉晶巖含堿比白色偉晶巖多。這種現(xiàn)象正如羅辛礦床中的偉晶巖―白崗巖―偉晶白崗巖含鈾時(shí)多呈紅色，并且空間分布上與紅色花崗片麻巖有緊密關(guān)系。這種紅色常與鉀微長(zhǎng)石、條紋長(zhǎng)石的含量增加有關(guān)，表明格倫維爾（950 Ma）和達(dá)馬拉（600 Ma）造山作用的后期含鉀熔融體貫入或侵入而形成含鈾礦體。

元古宙不整合面型鈾礦床空間上靠近不整合面，不整合面形成于約1 800～1 600 Ma期間發(fā)生的世界范圍內(nèi)的造山運(yùn)動(dòng)。二十世紀(jì)八十年代起此類礦床才逐漸取得重大突破，以加拿大北薩斯喀徹溫省的克拉勒夫湖、凱湖、拉比特湖以及澳大利亞北部阿利蓋特河的一些礦床為代表。加拿大三湖的礦床產(chǎn)于沃拉斯頓褶皺帶巖石中，屬于加拿大地盾丘吉爾構(gòu)造省的一部分。巖石由阿菲比亞期的變質(zhì)沉積物組成，最初在陸棚環(huán)境下沉積于太古宙變質(zhì)結(jié)晶雜巖基底之上，后來因哈得孫造山運(yùn)動(dòng)而強(qiáng)烈變形。這類巖石在阿薩巴斯卡組沉積之前由于長(zhǎng)期風(fēng)化作用而受到蝕變，鈾源可能是從結(jié)晶基底淋蝕而來，后被河積砂巖和卵石礫巖組成的阿薩巴斯卡組所覆蓋。主要礦石礦物為膠狀瀝青鈾礦，礦石含釷很少或不含。個(gè)別礦床硫化鎳較普遍，成礦期后構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生剪切和斷層作用影響礦化再遷移富集，是很值得注意的特征。在拉比特湖，礦化年齡“最老”是1 240 Ma，“最年輕”為190Ma；克拉勒夫湖鈾礦原生沉積是在1 000～1 400 Ma之間，并已取得了較老和較年輕的年齡。已知有最早的后成瀝青鈾礦，其礦化年齡為1 780 Ma，更年輕者延續(xù)至250Ma［3-4］。加拿大此類礦有40個(gè)，大于10萬tU有1個(gè)，2.5～5萬tU有14個(gè)，5 000～10 000 tU有12個(gè)，小于5 000 tU有13個(gè)［3］。

加拿大的表生鈾礦主要以原生礦床的冠狀蓋層組成，一般較薄。有一例外是在比弗洛支的博爾格礦體頂部有1 500 tU次生礦石和40 000 tU左右原生的碳酸鹽巖礦石，在比弗洛支的次生鈾礦物產(chǎn)于深達(dá)304.80 m處。實(shí)際例子，甘納爾礦山有重要的表生礦石在開采。特倫布爾認(rèn)為，在比弗洛支地區(qū)范圍，大的表生礦床有待發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而可擴(kuò)大到加拿大地盾有利于脈型和浸染型礦床產(chǎn)出的地方［3］。

需要著重說明的是加拿大的熱液脈狀和浸染鈾礦床大部分（如比弗洛支地區(qū)鈾礦）就在包括上述三湖地區(qū)元古宙不整合面型鈾礦床分布區(qū)的范圍內(nèi)。產(chǎn)于褶皺變質(zhì)－結(jié)晶基底中，受斷裂構(gòu)造帶控制，成礦年齡1 750～2 120 Ma（以1 800 Ma為主），成因上與古元古代末赫德森期（與我國呂梁期相當(dāng)）熱事件有關(guān)，該區(qū)鈾礦床大小有二十幾個(gè)。從1950年到1982年6月該區(qū)鈾礦開采工作全部結(jié)束，32年間共采出33 173 tU3O8。可見這類鈾礦床還是有一定規(guī)模，也是值得重視的。

二十世紀(jì)八十年代世界鈾資源迅猛增長(zhǎng)，在澳大利亞、加拿大、巴西，北非、西非等

（，Continued on page106）地相繼發(fā)現(xiàn)超大型巨型鈾礦床，其經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。期間我國也在“六五計(jì)劃中”對(duì)華北地臺(tái)及其周邊進(jìn)行了區(qū)調(diào)—科研―普查―揭露—勘探的會(huì)戰(zhàn)，取得了初步認(rèn)識(shí)和成果。但還需要做進(jìn)一步深入細(xì)致的工作。

中國北部或華北—塔里木地臺(tái)區(qū)前寒武紀(jì)地質(zhì)構(gòu)造背景雖然與南非、北美和澳大利亞相比差別較大，但只要堅(jiān)持用先進(jìn)成礦理論作指導(dǎo)，在已有一新一老（即中、新生代砂巖火山巖、次火山巖盆地和前寒武紀(jì)變質(zhì)－混合巖化－堿交代）成果的基礎(chǔ)上，運(yùn)用科學(xué)的找礦工作程序和方法，可對(duì)古生代及前震旦紀(jì)地層－巖漿巖－構(gòu)造活化區(qū)的U與Au、Mo和Cu伴共生的成礦進(jìn)行積極探索以及在華北—塔里木地臺(tái)南北緣的大陸碰撞構(gòu)造帶分區(qū)段有重點(diǎn)地加大科研和找礦的深廣度，將會(huì)取得新的成果。

（續(xù)完）

［1］地質(zhì)辭典.（一）普通地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)分冊(cè)：下冊(cè)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1983.

［2］陳國達(dá).成礦構(gòu)造研究法［M］.北京：地質(zhì)出版社，1978.

［3］核工業(yè)部北京第三研究所情報(bào)室.世界鈾礦地質(zhì)和資源遠(yuǎn)景［R］.北京：核工業(yè)部北京第三研究所，1983.

［4］HW利特爾.鈾礦床的分布和鈾礦勘探的有利地區(qū)［C］//王木清譯，陳振時(shí)校.鈾礦勘探地質(zhì)，北京：原子能出版社，1978.

［5］D S羅伯遜.用地質(zhì)產(chǎn)狀作為勘查鈾的標(biāo)志［C］//王木清譯，陳振時(shí)校.鈾礦勘探地質(zhì)，北京：原子能出版社，1978.

［6］SH U鮑伊.在尋找鈾礦省和主要鈾礦床時(shí)應(yīng)考慮的某些地質(zhì)概念［C］//王木清譯，劉士倜校.鈾礦勘探地質(zhì)，北京：原子能出版社，1978.

［7］JA帕特森.美國鈾資源的特點(diǎn)［C］//王木清譯，陳振時(shí)校.鈾礦勘探地質(zhì)，北京：原子能出版社，1978.

［8］張書成，談成龍，劉平.世界鈾礦床索引［M］.北京:中國核工業(yè)地質(zhì)局，2009.

［9］H CM懷特賽德.南非前寒武紀(jì)含鈾礫巖［C］//劉士倜譯，劉夢(mèng)庚校.鈾礦勘探地質(zhì)，北京:原子能出版社，1978.

［10］王木清.中國北東部鈾礦與大地構(gòu)造活動(dòng)及演化的關(guān)系［J］.鈾礦地質(zhì)，2013，29（4）:193-198.

Introduction to uranium metallization in A frica and North America（Continued）

WANGMuqing
（Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China）

P611；P619.14

A

1672-0636（2015）02-0063-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2015.02.001

2014-02-18

王木清（1933—），男，廣東興寧人，高級(jí)工程師（研究員級(jí)），主要從事鈾、金成礦規(guī)律研究。E-mail：muqingwang@sina.com