內(nèi)蒙古衛(wèi)境地區(qū)查干哈達(dá)堿交代巖地球化學(xué)特征及其找礦意義

王輝 胡鑒 陳霜

摘要：衛(wèi)境地區(qū)查干哈達(dá)巖體堿交代廣泛發(fā)育，通過野外地質(zhì)調(diào)查、室內(nèi)電子探針分析和常量元素化學(xué)分析等方法，初步確定該巖體的礦物交代蝕變順序?yàn)殁浗淮c交代。堿性成礦熱液先是富K，然后富Na，且二者成分相似，但是富Na熱液更有利于鈾成礦。與正?；◢弾r對(duì)比，查干哈達(dá)巖體堿交代巖中的SiO2含量明顯減少，Na2O的含量遠(yuǎn)大于K2O的含量，與鈾成礦關(guān)系非常密切。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)境地區(qū)；地球化學(xué)特征；成礦意義

在研究區(qū)附近的中新生代盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)了包括努和廷、蘇崩等超大型、中型砂巖型鈾礦床，并有大量異常點(diǎn)、帶，使本區(qū)逐漸成為我國(guó)重要的鈾資源基地；但盆地周邊廣大的蝕源區(qū)內(nèi)鈾礦地質(zhì)工作處于停頓狀態(tài)，找礦工作未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。前人在衛(wèi)境巖體上發(fā)現(xiàn)了大量的鈾礦化、異常點(diǎn)帶，主要集中在查干哈達(dá)、貴勒斯太、巴彥敖包找礦靶區(qū)。主要鈾礦化類型為堿交代型鈾礦化，故筆者選擇以查干哈達(dá)堿交代巖為研究對(duì)象，對(duì)其的地球化學(xué)特征及其與鈾成礦的意義進(jìn)行研究。堿交代巖是堿金屬（主要是Na、K，其次是稀有堿金屬Li、Rb、Cs）帶入的熱液蝕變巖[1]，化學(xué)成分上主要表現(xiàn)為蝕變巖石中的Na2O或K2O同時(shí)高于正常圍巖。

1. 礦床地質(zhì)特征

研究區(qū)處于艾勒格廟——錫林浩特中間地塊西段，屬于內(nèi)蒙古地槽海西晚期褶皺帶哲斯復(fù)向斜[2]。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，地層主要是中新元古界青白口系艾勒格廟群（Qna）變質(zhì)巖系；此外，還有古近系及下更新統(tǒng)的玄武巖出露，局部地區(qū)第四系發(fā)育。艾勒格廟群（Qna）巖性地表主要為鉀長(zhǎng)石英片巖、大理巖、結(jié)晶灰?guī)r、絹云石英片巖等，深部為塊狀石英巖、大理巖等；區(qū)內(nèi)巖漿巖分布較廣，主要出露有侏羅系灰白色中粗粒黑云母花崗巖、肉紅色細(xì)?；◢弾r及片麻狀黑云母花崗巖，總面積約40km2，巖石礦物組成為石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石及黑云母，其他副礦物主要為磁鐵礦、鋯石等。巖漿巖侵入于艾勒格廟群中，使本區(qū)巖性、構(gòu)造復(fù)雜化。與此同時(shí)，形成了局部鈾的聚集。

受區(qū)域性東西向大斷裂影響，在該區(qū)存在多組近東西向的次級(jí)斷裂，鈾礦化、蝕變就產(chǎn)在這些次級(jí)斷裂中。地表鈾礦化發(fā)育于中粗粒黑云母花崗巖碎裂巖帶中，堿交代體寬一般2m～3m，最寬達(dá)8m，礦化體寬1m～2m，最寬2.5m。

礦石礦物以鈾釷石、硅鈣鈾礦、瀝青鈾礦為主，脈石礦物有鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、堿性長(zhǎng)石、石英、黑云母、水云母、綠泥石、方解石、陽起石等。圍巖蝕變發(fā)育，主要有硅化、赤鐵礦化、鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、綠泥石化、水云母化等。典型的堿交代作用包括：①鉀長(zhǎng)石化：形成肉紅色鉀交代巖，礦物組成以鉀長(zhǎng)石為主，少量斜長(zhǎng)石、石英、水云母、絹云母和綠泥石等。②鈉長(zhǎng)石化：常形成鈉交代巖，由于紅化的影響，使其呈紅色。礦物組成以鈉長(zhǎng)石為主，含少量鉀長(zhǎng)石、石英、水云母、絹云母和綠泥石等。

地表堿交代巖為褐色碎裂巖，它與圍巖（中粗粒黑云母花崗巖）比較，巖性與礦物成分均有很大差別：①堿交代巖多為肉紅、褐紅色，圍巖多為灰白色；②堿交代體中鉀長(zhǎng)石顯著增多（達(dá)60%，并有一些鈉長(zhǎng)石）；③堿交代巖中石英極少；④堿交代巖中有較多的赤鐵礦（紅化引起）和暗色礦物（黑云母）；⑤礦物碎裂明顯，裂紋密如蛛網(wǎng)。

堿交代體的發(fā)育，大致分為二個(gè)階段，早期為鉀交代，晚期為鈉交代。鈾礦化賦存于堿交代體中，并與其基本一致；在礦化最好的地段（淺井揭露），可見黑色，比重較大，反應(yīng)很高的寬1m～2m，長(zhǎng)幾十厘米到幾米的鐵釷石脈發(fā)育。

2. 堿交代巖礦物學(xué)特征

為研究鉆孔中鈾礦物及其賦存共生狀態(tài)及鉀鈉交代現(xiàn)象，將鉆孔中工業(yè)礦段、鉀交代巖、鈉交代巖送東華理工大學(xué)進(jìn)行了電子探針分析（如表1），結(jié)果表明該區(qū)堿交代（鉀鈉交代）現(xiàn)象亦較明顯（圖1）[3]。

從電子探針背散射圖可以看出，鉀長(zhǎng)石交代鈉長(zhǎng)石，呈不規(guī)則溶蝕港灣狀，局部可見鈉長(zhǎng)石殘留體；碳酸鹽礦物交代鈉長(zhǎng)石，交代蝕變作用較強(qiáng)，完全分割長(zhǎng)石顆粒，就像砂巖碎屑顆粒一般，局部見長(zhǎng)石被完全交代現(xiàn)象。位于鈉長(zhǎng)石邊緣較明亮的礦物為黃鐵礦，呈渾圓粒狀。通過蝕變礦物的賦存特征判別，蝕變發(fā)生的先后順序?yàn)椋?）鈉長(zhǎng)石發(fā)生鉀長(zhǎng)石化，之后鈉長(zhǎng)石出現(xiàn)碳酸鹽化；（2）鈉長(zhǎng)石發(fā)生黃鐵礦化。即成礦熱液先是富鉀后富鈉。

通過全巖及電子探針分析，本區(qū)鉆孔中存在較明顯的鉀鈉交代現(xiàn)象，整體以堿性蝕變?yōu)橹?，前期鉀交代，后期鈉交代，見兩期成礦作用，第一期黑云母蝕變?yōu)榫G泥石化、黃鐵礦礦化，具有強(qiáng)烈的綠泥石化，形成大范圍的鈾異常，第二期綠色蝕變帶中又疊加了硅化、赤鐵礦化等酸性熱液蝕變，形成工業(yè)鈾礦體。

3. 花崗巖主量元素特征

在地表和鉆孔中采取樣品，樣品有正?；◢弾r和礦體，礦體所采樣品為鈉交代型礦石。通過將堿交代型礦石與正?；◢弾r的化學(xué)成分進(jìn)行對(duì)比分析來研究堿交代型礦石的地球化學(xué)特征，見表2[3]。

如表2所示，研究區(qū)內(nèi)正?；◢弾r均具有高硅富堿低鈣等特征，其中堿交代型礦石SiO2含量為62.03%～68.48%，正常花崗巖SiO2含量為70.77%～73.89%，K2O+Na2O的變化范圍為6.74%～10.84%，CaO的變化范圍為0.47%～2.07%，F(xiàn)e2O3含量2.45%～4.45%，Al2O3含量12.08%～18.33%，TiO2含量0.22%～1.12%，P2O5含量0.04%～0.63%，其低Ti、P可能反映了巖漿經(jīng)歷了高程度的鈦鐵礦、磷灰石等礦物的分離結(jié)晶作用；不含礦樣品K2O>Na2O，K2O/Na2O介于0.79～1.28之間，礦體樣品則K2O

4. 堿交代體對(duì)鈾找礦的意義

堿性溶液對(duì)成礦元素有強(qiáng)烈的活化遷移能力[4]。鈾礦化受堿交代體控制，堿交代體范圍遠(yuǎn)大于鈾礦體范圍，鈾礦體總是定位于鈉交代體之中而不超出其范圍。鈾礦體只是鈉交代體中的一個(gè)部分，其形成比鈉交代體要晚，構(gòu)造破碎應(yīng)力場(chǎng)也應(yīng)有變化。鈉交代巖是鈾礦體優(yōu)先定位的賦礦圍巖，仍然是找礦的有效標(biāo)志。

堿交代去石英化和鉀、鈉離子相互置換使巖石機(jī)械強(qiáng)度降低，孔隙度增加[5]。同時(shí)，堿溶液又是鈾的穩(wěn)定載體，這種溶液在高溫高壓下沿構(gòu)造裂隙向上及兩側(cè)遷移，由于條件發(fā)生變化，與圍巖發(fā)生堿交代，載鈾體系的平衡遭受破壞，鈾在斷裂處成礦[6]。圍巖與礦體化學(xué)成分分析對(duì)比，主量元素含量變化明顯；原巖花崗巖均具有富硅特征，SiO2含量平均71.1%，（Ca2O+Na2O）總量變化不大；到礦體中，SiO2含量平均65.8%，推測(cè)后期堿交代蝕變引起大量“排硅”，導(dǎo)致SiO2含量減少；K2O含量0.02%～2.13%，Na2O含量6.10%～10.60%，K2O含量急劇減少，可以說K基本上被交代為鈉長(zhǎng)石巖。

堿交代型鈾礦化為本區(qū)重要的蝕變和地球化學(xué)找礦標(biāo)志，其區(qū)域上空間展布范圍、發(fā)育規(guī)律對(duì)研究區(qū)內(nèi)鈾礦化成因、成礦規(guī)模、成礦模式、找礦預(yù)測(cè)均具有重要的意義，通過對(duì)查干哈達(dá)堿交代型鈾礦化規(guī)律的總結(jié)，分析對(duì)比區(qū)內(nèi)堿交代鈾礦化的有利地段，對(duì)于今后指導(dǎo)找礦具有重要意義。

5. 結(jié)語

（1）堿交代型鈾礦化的礦物交代蝕變順序?yàn)椋衡浗淮c交代；成礦熱液先是富K2O后富Na2O，鈾礦化與富Na2O關(guān)系密切。

（2）堿交代型礦石與正?；◢弾r相比，SiO2的含量減少。Na2O含量遠(yuǎn)大于K2O含量。

（3）查干哈達(dá)巖體為鈣堿性巖石系列。

（4）礦化受堿交代體控制，堿交代體范圍遠(yuǎn)大于鈾礦體范圍。

參考文獻(xiàn)：

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