納米比亞歡樂谷地區(qū)鈾成礦條件分析及找礦潛力評價

呂榮平，金永吉，顧大釗，朱西養(yǎng)，杜默

（1.中核集團地礦事業(yè)部，北京 100013；2.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029；3.四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，成都 610061；4.核工業(yè)216大隊，烏魯木齊 830011）

納米比亞歡樂谷地區(qū)鈾成礦條件分析及找礦潛力評價

呂榮平1，金永吉1，顧大釗2，朱西養(yǎng)3，杜默4

（1.中核集團地礦事業(yè)部，北京 100013；2.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029；3.四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，成都 610061；4.核工業(yè)216大隊，烏魯木齊 830011）

從巖體特征、構(gòu)造條件、圍巖蝕變、礦石物質(zhì)成分等方面總結(jié)納米比亞歡樂谷地區(qū)鈾成礦特征，剖析鈾礦化成因。在此基礎(chǔ)上開展鈾成礦條件分析，認為該區(qū)具有鈾源豐富、構(gòu)造發(fā)育、熱源充足、蝕變強烈4個有利成礦條件。中部褶皺構(gòu)造發(fā)育區(qū)找礦前景最好，是本區(qū)下一步白崗巖型鈾礦找礦的重點地段。

納米比亞；白崗巖型鈾礦；成礦條件；找礦潛力

納米比亞鈾礦資源豐富，典型鈾礦床分別以羅辛（R?ssing）和蘭格漢瑞奇（Langer Heinrich）鈾礦床為代表。隨著地質(zhì)勘查工作的進行，相繼發(fā)現(xiàn)Ida Dome礦床、Goanikontes礦床、瓦倫西亞（Valencia）礦床以及羅辛南（R?ssing South）礦床。歡樂谷地區(qū)緊鄰羅辛礦床的東部，為中國國核海外鈾業(yè)有限公司與其合作伙伴在納米比亞共同持有的鈾資源勘查開發(fā)區(qū)塊。筆者在對前人資料［1-3］進行綜合整理分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查，重點對該地區(qū)白崗巖型鈾成礦條件和找礦潛力進行研究，期望為該區(qū)找礦工作提供有益參考。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

歡樂谷地區(qū)大地構(gòu)造位置歸屬于達馬拉造山帶的南部中央帶（圖1）。其西南側(cè)有著名的羅辛鈾礦，以及最新發(fā)現(xiàn)的羅辛南鈾礦。出露地層主要由前達馬拉基底和新元古代達馬拉層序組成，前達馬拉基底為阿巴比斯（Abbabis）雜巖體，達馬拉層序主要由下部河流相的Nosib群和上部海相及冰川相的Swakop群組成，且達馬拉層序不整合于前達馬拉基底之上（表1）。

圖1 達馬拉造山帶劃分簡圖及鈾礦床分布（據(jù)Miller，1983）Fig.1Classification map of Damara Orogenic belt and the location of uranium deposit（After Miller，1983）

表1 歡樂谷地區(qū)區(qū)域地層簡表Table 1Regional stratigraphic table in Happy Valley region

研究區(qū)位于達馬拉造山帶次級構(gòu)造單元NE向Omaruru線性帶和Okahandja線性帶［4-5］所夾持的區(qū)域。在達馬拉造山帶形成過程中，達馬拉層序及基底巖石發(fā)生了多期的構(gòu)造變形事件，主要構(gòu)造走向為NE向［6］。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，以顯著的穹隆構(gòu)造和NNE向的千歲蘭斷裂（Welwitschia Lineament）為典型特征，另有片理化構(gòu)造及韌性剪切帶發(fā)育。穹隆構(gòu)造總體呈橢圓狀，軸向為NE向。其中，NNE向的千歲蘭斷裂為研究區(qū)的主斷裂，其他斷裂為次級斷裂。

研究區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，巖體出露面積較大，且期次多。根據(jù)前人研究成果和本次地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有紅色細?；◢弾r、淺色花崗巖、白崗巖和基性脈巖（輝綠巖及粗玄巖）。與鈾成礦有關(guān)的巖體主要是白崗巖。Nex（1997）等［7-9］根據(jù)野外巖石的接觸關(guān)系、巖石學特征及放射性等地質(zhì)特征將白崗巖劃分為A、B、C、D、E和F 6種類型（表2）。

表2 歡樂谷地區(qū)不同類型白崗巖特征簡表Table 2The characteristics of different types of alaskite，Happy Valley region

2 鈾礦化特征及成因

2.1 放射性異常分布特征

目前，在歡樂谷及其周邊地區(qū)已發(fā)現(xiàn)鈾礦床3個、異常區(qū)17個（圖2），以及大量的放射性物、化探成礦信息。鈾礦床均產(chǎn)于達馬拉造山帶中央帶的條帶狀白崗巖體內(nèi)，屬于白崗巖型鈾礦，分布在由前達馬拉期阿巴比斯雜巖體及達馬拉期艾托西斯組變質(zhì)巖組成的基底穹隆周邊。17個放射性異常區(qū)按異常產(chǎn)出圍巖特征可分3類：1）產(chǎn)于基底阿巴比斯雜巖體和艾托西斯組的異常，以4～9號6片異常區(qū)為代表，分布在研究區(qū)西北部；2）產(chǎn)于古、新近紀或第四紀沉積物（主要由風成沙、河流相礫石、沙漠土壤組成，膠結(jié)物主要為石膏、方解石及巖鹽）中異常，以10和11號異常區(qū)為代表，分布在研究區(qū)東南部；3）產(chǎn)于白崗巖體及其接觸帶中的異常，以1～3、13、15～19號9個異常區(qū)為代表，分布在研究區(qū)中部的白崗巖脈及其接觸帶中。

圖2 歡樂谷地區(qū)鈾異常分布圖Fig.2Map of uranium anomaly distribution in Happy Valley region

2.2 白崗巖型鈾礦化特征

歡樂谷地區(qū)鈾礦以白崗巖型鈾礦為主，該類型鈾礦化具有以下特征。

2.2.1 構(gòu)造控礦作用明顯

礦體主要產(chǎn)于NNE向的韌性剪切帶、褶皺的拐彎處、穹隆邊緣及構(gòu)造變異（轉(zhuǎn)折、膨大）部位，這些構(gòu)造為鈾礦化提供了充足的賦存空間，同時千歲蘭區(qū)域性斷裂為鈾的活化遷移提供了通道。

2.2.2 鈾礦化主要受白崗巖體及其接觸帶控制并表現(xiàn)出明顯成礦專屬性

鈾礦床在空間上的分布與白崗巖具有密切關(guān)系。含礦白崗巖體總體為NE走向。白崗巖（礦體）主要呈層狀、似層狀、透鏡狀脈體順層產(chǎn)出，少數(shù)地段斜切圍巖層理產(chǎn)出。此外，礦化白崗巖具有明顯的專屬性，只有D、E型白崗巖為礦化白崗巖，這可能與該地區(qū)巖漿活動晚期，鈾釷分異充分，巖漿中鈾元素富集有關(guān)。從該地區(qū)不同期次白崗巖的鈾釷含量對比可看出（圖3），只有D型和E型白崗巖U/Th值大于2，而其他類型白崗巖的U/ Th值遠小于1。

圖3 歡樂谷地區(qū)不同期次白崗巖脈伽馬能譜測量結(jié)果對比Fig.3Gama spectrometry contrast chart of different stages of alaskite，Happy Valley region

2.2.3 鈾礦化分布與大理巖密切相關(guān)

主賦礦層位以含大理巖的羅辛組為主，卡里比比組次之，另外不同巖性分界面也是白崗巖脈侵位的有利部位，往往厚大礦體產(chǎn)在不同巖性交界部位。如羅辛礦床富大礦體產(chǎn)在羅辛組與可汗組界面。

2.2.4 礦石物質(zhì)成分比較復雜

礦石中鈾主要以晶質(zhì)鈾礦形式存在，少量為鈮鈦鈾礦和釷鈦鈾礦，鈾礦物呈微細顆粒分布于造巖礦物石英和長石的間隙中。副礦物有鋯石、磷灰石、獨居石、黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦和輝鉬礦等。

2.2.5 熱液蝕變發(fā)育

礦化蝕變主要為硅化、高嶺土化、黃鐵礦化、絹云母化、赤鐵礦化、碳酸鹽化、堿交代、螢石化和綠泥石化等（圖4）。鈾礦石中石英顆粒呈煙灰色，富礦巖石常常表現(xiàn)出紅色蝕變的長石與煙灰色石英各半特征。

2.3 鈾礦化成因

結(jié)合野外觀察和室內(nèi)研究，認為歡樂谷地區(qū)白崗巖型鈾礦成因上屬于原始巖漿的結(jié)晶分異作用、后期熱液的疊加改造作用及表生氧化作用的綜合產(chǎn)物。鈾礦成礦作用分為3個階段。第1階段，為達馬拉造山帶活動期，前達馬拉基底和達馬拉變沉積巖發(fā)生部分熔融和多期次的花崗巖化作用［10-11］，是白崗巖型鈾礦成礦的基礎(chǔ)；第2階段，造山作用后期，即由塑性變形到脆性變形過渡階段，富鈾前達馬拉基底重熔，形成巖漿，并沿著千歲蘭斷裂及次級裂隙等向上運移，侵入到羅辛組和卡里比比組（在羅辛組缺失或減薄的情況下），形成厚大白崗巖巖體（D、E型白崗巖）并造成了鈾礦化富集；第3階段，約在晚侏羅世，隨著地殼抬升，基性巖脈侵入，為巖漿期后熱液提供熱源，并伴隨有大氣水的存在，導致鈾發(fā)生活化運移，沿著斷裂破碎帶在特定部位（Khan-R?ssing邊界或Khan-Chuos邊界）發(fā)生再次疊加富集成礦［12-13］。因此，該地區(qū)白崗巖型鈾礦具有構(gòu)造-白崗巖體-熱液復合控礦及多期次疊加成礦的復成因特點。

圖4 歡樂谷地區(qū)幾種常見的蝕變（高嶺土化、碳酸鹽化、綠泥石化、絹云母化和硅化）Fig.4The familiar alterations in Happy Valley region（kaolinization,carbonatization,chloritization,sericitization and silicification）

3 鈾成礦條件分析

根據(jù)歡樂谷及其周邊地區(qū)鈾礦成礦特征，筆者認為，歡樂谷地區(qū)具有“鈾源豐富、構(gòu)造發(fā)育、熱源充足、蝕變強烈”4個鈾成礦有利條件。

3.1 鈾源豐富

圖5 歡樂谷地區(qū)不同期次花崗巖伽馬能譜測量結(jié)果對比Fig.5Gama spectrometry contrast chart of different stages of granite，Happy Valley region

豐富的鈾源是鈾成礦的基礎(chǔ)。研究區(qū)古老基底為阿巴比斯雜巖體（MAB），主要巖性為眼球狀花崗巖和花崗片麻巖，發(fā)育放射性異常，區(qū)內(nèi)的4～9號異常區(qū)均在該地層中。伽馬能譜測量結(jié)果顯示（圖5），這些異常U/Th值小于0.26，表明在變質(zhì)作用過程和后期巖漿侵入作用下鈾被活化，并發(fā)生了明顯的遷出，為后期富集成礦可提供豐富的鈾源。另外，花崗巖漿的多期演化與多次侵入，不僅使基底的鈾活化、遷移，也使巖漿本身（未分異白崗巖）的鈾逐漸富集形成高鈾源體，有些白崗巖體高度富鈾使得整個巖體已經(jīng)成為較好的鈾礦化體。

3.2 構(gòu)造發(fā)育

歡樂谷地區(qū)具有獨特的大地構(gòu)造背景，其所在的達馬拉造山帶南部中央帶，處于陸-陸碰撞的活動構(gòu)造單元，為該區(qū)鈾礦化的形成創(chuàng)造了十分優(yōu)越的構(gòu)造條件。首先，早期的韌性推覆剪切使礦源層（阿巴比斯雜巖體）中的鈾元素析出，稍后的韌性走滑剪切使礦質(zhì)沿剪切帶進一步析出-遷移-沉淀，這不僅為鈾成礦作用的發(fā)生奠定了基本的前提條件，而且為鈾礦化提供了充分的賦存空間，如研究區(qū)的18號礦化帶位于以卡塞布組為核的向斜和羅辛穹隆的東側(cè)。其次，區(qū)內(nèi)發(fā)育的各類脆性斷裂，尤其是縱貫本區(qū)的千歲蘭斷裂及其次級斷裂、裂隙和節(jié)理等，為鈾元素的進一步富集提供了運移通道。這些構(gòu)造既是富鈾巖漿運移活動的通道，也是后期熱液流體疊加改造的通道，同時還為晚期的基性巖脈提供了上涌的有利條件。最后，新生代整體抬升引起的脆性變形，如水平狀卸載節(jié)理等，使原生鈾礦化白崗巖進一步抬升，遭受剝蝕風化，發(fā)生了表生淋積作用，形成硅鈣鈾礦、釩鉀鈾礦等次生鈾礦物。因此，構(gòu)造發(fā)育是該地區(qū)鈾成礦的關(guān)鍵因素，它為大規(guī)模鈾成礦作用奠定了良好的基礎(chǔ)［14］。

3.3 熱源充足

根據(jù)對研究區(qū)構(gòu)造活動和巖漿巖的分析，筆者認為歡樂谷地區(qū)鈾成礦的熱能來源主要有3個：1）達馬拉造山帶構(gòu)造活動所產(chǎn)生的熱能；2）前期花崗巖（如Salem型花崗巖、紅色花崗巖、淺色花崗巖）和白崗巖（如A、B、C和F型白崗巖）在冷凝過程中所釋放出來的熱量。由于前期花崗巖、白崗巖與礦化白崗巖侵入的時間間隔不是很大（表3），因此，能夠為鈾礦化過程貢獻熱量；3）晚期基性巖脈的侵入所產(chǎn)生的熱量，它不僅為該期熱液供應了必要的能量，也為熱液運移提供了通道。同時，基性巖漿中所含的大量還原性氣體也為熱液疊加改造期鈾沉淀提供了必不可少的還原劑。

表3 歡樂谷地區(qū)主要花崗巖的類型、年代及放射性元素含量特征（n＝樣品數(shù)）Table 3Type，age and radioactive element content of main granite，Happy Valley region

3.4 蝕變強烈

野外調(diào)查和室內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，礦化較好的白崗巖均發(fā)育有強烈熱液蝕變。蝕變大致分為3個期次：第1期蝕變?yōu)閹r漿晚期自交代蝕變，以鈉長石化、白云母化和硅化為主，還有少量鉀長石化、螢石化和綠簾石化；第2期熱液蝕變包括硅化、絹云母化、綠泥石化、黃鐵礦化、赤鐵礦化、伊利石化和高嶺石化，與瀝青鈾礦和脈狀鈾石的形成息息相關(guān)；第3期蝕變?yōu)楸砩趸g變，主要為褐鐵礦化，可能包含少量高嶺石化等，形成的鈾礦物主要為硅鈣鈾礦、釩鉀鈾礦等次生鈾礦物［14］。

4 找礦潛力淺析

4.1 中部褶皺構(gòu)造發(fā)育區(qū)

該區(qū)位于歡樂谷地區(qū)中部，包括歡樂谷地區(qū)1～3、13、15～19號9片異常區(qū)。這些異常區(qū)鈾礦化產(chǎn)在不同期次白崗巖脈中，為白崗巖型鈾礦，與白崗巖脈密切相關(guān)，帶狀分布，異常值變化幅度大，一般100×10-6～500×10-6，最大可超過5 000×10-6，為鈾性異常（U/Th遠大于1），一般規(guī)模大，具良好的找礦前景。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，白崗巖分布較廣，且熱液蝕變作用較強，成礦條件有利。尤其是18號異常區(qū)，鈾礦化發(fā)育在以可汗組為核的倒轉(zhuǎn)背斜西翼的白崗巖脈密集群中，礦體賦存在卡里比比組大理巖與卡塞布組片麻巖接觸帶中，應是尋找白崗巖型鈾礦的理想地段，是歡樂谷地區(qū)今后鈾礦找礦的主攻方向。

4.2 西北部基底及老地層異常區(qū)

該區(qū)位于歡樂谷地區(qū)西北部，主要包括4～9號6片異常區(qū)。這些異常產(chǎn)在基底阿巴比斯雜巖體，少數(shù)產(chǎn)在羅辛組之下的艾托西斯組中，含礦主巖以片麻狀花崗巖、片麻巖、片巖等變質(zhì)巖為主，異常范圍大，面狀分布，異常值穩(wěn)定，一般100×10-6～200×10-6，但U/Th值遠小于0.26，基本上為釷性異常，鈾礦勘查潛力不大。

5 結(jié)論

1）白崗巖型鈾礦為歡樂谷地區(qū)找礦的主攻類型。

2）白崗巖型鈾礦成礦期分為3個階段：巖漿作用期、熱液疊加改造期和表生氧化期；主要控礦因素包括構(gòu)造、巖性、地層、基性巖脈和后期熱液疊加，具有構(gòu)造-白崗巖體-熱液復合控礦及多期次疊加成礦的復成因特點。

3）歡樂谷地區(qū)具有鈾源豐富、構(gòu)造發(fā)育、熱源充足、蝕變強烈等鈾成礦有利條件。鈾礦體多賦存于D、E型白崗巖體內(nèi)，常呈脈狀、網(wǎng)脈狀產(chǎn)于羅辛組和可汗組、卡里比比組和卡塞布組（在羅辛組缺失或減薄的情況下）中。

4）根據(jù)鈾成礦條件分析，認為歡樂谷地區(qū)鈾礦找礦潛力很大。中部褶皺構(gòu)造發(fā)育區(qū)找礦潛力最大，是本區(qū)下一步白崗巖型鈾礦找礦的重點地段。

［1］Smith D A M.The geology of the area around the

Khan and Swakop rivers in South West Africa［J］. Mem Geol Surv S Afr，SW Afr Ser，1965，3:32-39.

［2］Berning J，Cooke R，Heimstra S A，et al.The Rossing uranium deposit，south west Africa［J］. Economic Geology，1976，71:351-368.

［3］Miller R McG.The Geology of Namibia，Vols. I and II［M］.Geological Survey of Namibia Special Publication，2008.

［4］DowningKN，CowardMP.TheOkahandja Lineament and its significance for Damara Tectonics in Namibia［J］.Geologisch Rundschau，1981，70: 972-1 000.

［5］MillerRMcG.TheOkahandjaLineament，a fundamentaltectonicboundaryintheDamara OrogenofSouth WestAfrica/Namibia［M］. Transactions of the Geological Society of South Africa，1983b，82:349-361.

［6］Poli L C，Oliver G J H.Constrictional deformation in the Central Zone of the Damara Orogen Namibia［J］.Journal of African Earth Sciences，2001，33: 303-312.

［7］NexPAM.Tectono-metamorphicsettingand evolution of granitic sheets in the Goanikontes area，Namibia［J］.Galway：National University of Ireland，1997，20:103-110.

［8］Jacob R E.The radioactive mineralisation in part of the central Damara Belt，South West Africa，and its possible origin［M］.Report PIN-234（BR），Pelindaba，AtomicEnergyBoard，SouthAfrica，1974a.

［9］Jackson S E，Pearson N J，Griffin W L，et al.The applicationoflaserablation-inductivelycoupled plasma-mass spectrometry（LA-ICP-MS）to in situ U-Pb zircon geochronology［J］.Chemical Geology，2004，211:47-69.

［10］J A Kinnaird，P A M Nex.A review of geological controlsonuraniummineralizationinsheeted leucogranites within the Damara Orogen，Namibia［J］.Applied Earth Science，2007，116:68-85.

［11］Marlow A G.Remobilisation and primary uranium genesis in the Damaran Orogenic Belt，Namibia［J］. England：University of Leeds，1981，136:79-87.

［12］胡瑞忠，畢獻武，彭建堂，等.華南地區(qū)中生代以來巖石圈伸展及其與鈾成礦關(guān)系研究的若干問題［J］.礦床地質(zhì)，2007，26（2）:139-152.

［13］王生云，范洪海，顧大釗，等.納米比亞歡樂谷地區(qū)白崗巖微量元素地球化學特征［J］.鈾礦地質(zhì)，2013，29（5）:274-282.

［14］陳金勇.納米比亞歡樂谷地區(qū)白崗巖型鈾礦成礦機理研究［D］.北京：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，2014:87-143.

Analysis on uranium metallogenic condition and evaluation of prospecting potential in Happy Valley region of Namibia

LV Rongping1，JIN Yongji1，GU Dazhao2，ZHU Xiyang3，DU Mo4
（1.Department of Geology&Mining，CNNC，Beijing 100013，China；2.Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China；3.Sichuan Institute of Nuclear Geology，Chengdu 610061，China；4.Geologic Party No.216，CNNC，Urumqi 830011，China）

Metallogenic features of uranium deposits in Happy Valley region of Namibia are summarized from the aspects of intrusive rocks，structure，wall rock alteration，ore composition，etc.，and the genesis of the uranium mineralization is analyzed.Then uranium metallogenic conditions are studied，and Happy Valley region is believed to be favorable for uranium metallization with rich uranium background，well-developed structures，plentiful heat sources，and intensive alterations.The central folded area is believed to be the most promising target for the prospecting of alaskite-type uranium deposits.

Namibia；alaskite-type uranium deposit；metallogenic condition；prospecting potential

P612；P619.14結(jié)果A

1672-0636（2015）03-0125-07

10.3969/j.issn.1672-0636.2015.03.001

2014-11-13；

2015-03-12

呂榮平（1982—），男，山東萊蕪人，工程師，主要從事鈾礦開采技術(shù)管理工作。

E-mail：liulangke4_@163.com