滿洲里小尖山盆地構(gòu)造、蝕變特征與鈾礦化

陽正勇，陳凱，劉永江，許文良，馮志強(qiáng)，張麗

（1.核工業(yè)二四三大隊(duì)，內(nèi)蒙古 赤峰024006；2.吉林大學(xué)，吉林 長春130061；3.太原理工大學(xué)，山西 太原030024；4.中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地調(diào)中心，遼寧 沈陽 110034）

小尖山盆地位于滿洲里地區(qū)北部，其大地構(gòu)造位置處于華北板塊和西伯利亞板塊之間的中蒙古-額爾古納微地塊上，屬額爾古納-滿洲里火山巖型鈾成礦遠(yuǎn)景帶［1］組成部分。盆地基底為燕山早期二長花崗巖，蓋層主要為下白堊統(tǒng)白音高老組、上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組中酸性火山（碎屑）巖，零星見有中侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組基性火山巖，火山噴發(fā)旋回較為齊全。區(qū)內(nèi)發(fā)育NE、NW向斷裂構(gòu)造及眾多火山機(jī)構(gòu)，熱液蝕變作用及鈾礦化（異常）信息明顯。本區(qū)第四系及植被覆蓋廣袤，基巖出露差。因此，野外觀測(cè)構(gòu)造性質(zhì)、產(chǎn)狀十分困難。在前人研究基礎(chǔ)上，通過重力、遙感等資料整理、分析，結(jié)合野外地質(zhì)勘查成果，本文總結(jié)了小尖山盆地構(gòu)造、蝕變特征，并探討了其與鈾礦化（異常）的關(guān)系。

1 構(gòu)造特征

1.1 區(qū)域構(gòu)造特征

區(qū)域上，滿洲里地區(qū)構(gòu)造以斷裂、火山構(gòu)造為主，褶皺相對(duì)不發(fā)育。受得爾布干深大斷裂的影響，發(fā)育以NE向?yàn)橹?、NW向?yàn)檩o的兩組斷裂，同時(shí)還有EW、SN向斷裂。其中，NE、NNE向斷裂形成較早，也最為發(fā)育，表現(xiàn)為切割地殼的深大斷裂，控制了區(qū)內(nèi)中生代火山-巖漿侵入活動(dòng)及火山構(gòu)造展布；NW向斷裂一般為基底斷裂，不同程度地切割早期NE、NNE向斷裂。上述不同方向的斷裂相互交叉形成了本區(qū)網(wǎng)格狀、斷塊狀構(gòu)造格局。

1.2 盆地構(gòu)造特征

1.2.1 斷裂構(gòu)造

NE向作為區(qū)域主構(gòu)造走向，以呼倫湖西緣斷裂（F3）為代表。該斷裂為小尖山盆地東南邊界，屬區(qū)域性切殼斷裂，在呼倫湖西岸形成陡崖，走向40°，傾向SE，傾角75°～78°，向北延入俄羅斯，長大于85 km，發(fā)育系列次級(jí)平行斷裂，如F3-1、F3-2、F3-3等。斷裂具有多期性、繼承性和貫通性的特征，對(duì)本區(qū)中生代火山噴發(fā)、巖漿侵入和Cu、Pb、Zn、Ag、Mo等多金屬礦床的形成有重要的控制作用。

NW向斷裂構(gòu)造為區(qū)內(nèi)NE、NNE向斷裂構(gòu)造的共軛斷裂或次級(jí)斷裂，大致呈平行等間距、帶狀展布，走向310°～330°，傾向NE或SW，呈舒緩波狀，地貌多表現(xiàn)為溝谷。盆地內(nèi)NW向斷裂構(gòu)造以小煤窯-呼倫湖牧場(chǎng)（F13）斷裂為代表。該斷裂長22 km，寬100～500 m，傾向SW，在大黑山北側(cè)表現(xiàn)為NW向?qū)掗煖瞎?。?duì)溝谷兩側(cè)基巖露頭產(chǎn)狀進(jìn)行吳氏網(wǎng)投影顯示，斷裂、節(jié)理的走向主要以NW向?yàn)橹?，傾角在65°～85°之間，為區(qū)內(nèi)主要的控礦斷裂構(gòu)造。

盆地內(nèi)近EW向斷裂規(guī)模較小，多為NE、NW向斷裂的次級(jí)構(gòu)造，地表巖石破碎、蝕變強(qiáng)烈。

1.2.2 火山構(gòu)造

小尖山盆地位于大興安嶺火山巖帶（Ⅰ級(jí)），向西南延伸的滿洲里-新巴爾虎右旗火山噴發(fā)帶（Ⅱ級(jí)）中的滿洲里-巴揚(yáng)山-阿爾哈沙特噴發(fā)亞帶（Ⅲ級(jí)）上，為靈泉盆地次級(jí)構(gòu)造單元（Ⅳ級(jí)）［2］。

火山活動(dòng)早期以裂隙式噴溢為主，晚期則轉(zhuǎn)為中心式噴發(fā)，其強(qiáng)度從早到晚逐漸增強(qiáng)。區(qū)內(nèi)發(fā)育多個(gè)晚侏羅-早白堊世的中心式火山機(jī)構(gòu) （Ⅴ級(jí)），定位于NW向斷裂構(gòu)造旁側(cè)或NE、NW向構(gòu)造結(jié)處 （小尖山、大黑山、蘇魯霍陶勒蓋）。地貌均表現(xiàn)為錐形山體 （穹隆狀火山錐），山頂出露大量酸性火山角礫巖、集塊巖等?；鹕酵ǖ蓝啾粴堄鄮r漿侵入，形成超淺成侵入體，巖性主要為石英二長斑巖、石英正長斑巖等。

小尖山盆地受NE向呼倫湖西緣斷裂（F3）及NW向小煤窯-呼倫湖牧場(chǎng)（F13）斷裂所夾持，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，沿NW向斷裂構(gòu)造兩側(cè)或NE、NW向斷裂構(gòu)造交匯處，分布眾多火山機(jī)構(gòu)（圖1）。

1.3 盆地性質(zhì)及構(gòu)造特征研究

前人認(rèn)為小尖山盆地屬火山塌陷盆地［3］，近年來，通過對(duì)重力資料的重新解譯，結(jié)合遙感、CSAMT及綜合地質(zhì)勘查［4-5］，對(duì)小尖山盆地性質(zhì)及構(gòu)造特征有了較為深入的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為該火山盆地為火山斷陷盆地。

1.3.1 布格重力異常特征

區(qū)域上，布格重力異常（圖2）總體走向呈NNE-NE向，表現(xiàn)為 “中部高，東、西低”，即中部以一條由南向北貫穿全區(qū)的高值異常帶為主，向東、西兩側(cè)重力場(chǎng)值逐漸降低。

全區(qū)重力場(chǎng)值在（-81.0～-108.0）×10-5m/s2之間。其中，中部高值有3處，由北向南依次為：巴彥張日西南 （峰值為-83.0×10-5m/s2）、布拉格廷諾爾西 （峰值為-83.5×10-5m/s2）及鐵勒格圖附近 （峰值為-81.0×10-5m/s2）。西部達(dá)來東蘇木-洪格力敖包一線以重力低值異常為主， 場(chǎng)值（-91.5～-106.0）×10-5m/s2，由南向北逐漸降低，且南部等值線稀疏，北部密集，整體呈NNE向。東部小尖山-達(dá)石莫格渾迪一帶重力低值異常展布呈似圓形，場(chǎng)值差異不大，極小值為-92.5×10-5m/s2。

結(jié)合地質(zhì)勘查成果可知，西部重力低異常區(qū)為晚侏羅-早白堊世斷陷分布，規(guī)模較大；中部主要為基底隆起區(qū)；東部以早白堊世斷陷為主，且規(guī)模相對(duì)較小。

通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步的解析延拓，局部小異常消失，曲線整體變得平緩、圓滑，深部區(qū)域重力異常特征更為突出（圖3）。靈泉盆地深部構(gòu)造特征呈現(xiàn) “東、西斷陷，中間隆起”的特點(diǎn)。其中，西部為規(guī)模較大的重力低場(chǎng)，是區(qū)內(nèi)晚侏羅-早白堊世低密度地質(zhì)體的反映，呈南北走向，且 “南淺、北深”，地表以上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組、瑪尼吐組及下白堊統(tǒng)白音高老組中酸性火山巖、火山碎屑巖為主；中部局部重力高主要反映基底隆起，地表見有中侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組基性火山巖及燕山早期二長花崗巖體；東部重力低場(chǎng)規(guī)模較小，地表主要為下白堊統(tǒng)白音高老組酸性火山巖、火山碎屑巖。

圖1 小尖山盆地及鄰區(qū)構(gòu)造綱要圖Fig.1 Structural outline map of Xiaojianshan basin and adjacent areas

圖2 靈泉盆地布格重力異常平面圖Fig.2 Bouguer gravity anomaly contour map of Lingquan basin

圖3 向上延拓1 km后布格重力異常平面圖Fig.3 Contour map of 1 km Up ward continuation of bouguer gravity anomaly

此外，由不同深度上延后的重力異常，經(jīng)小子域?yàn)V波后，求取重力水平方向總梯度矢量模異常，反映不同深度和規(guī)模的斷裂特征。本區(qū)淺部規(guī)模較大的斷裂構(gòu)造以NE向?yàn)橹鳎琋W向次之，區(qū)內(nèi)還有早期近SN向斷裂的存在（圖 4）。

圖4 上延500 m后重力水平總梯度矢量模異常和基底斷裂分布圖Fig.4 Vector anomaly of total horizontal gravity gradient of 500 meter upward continuation and basement fault

1.3.2 遙感特征

遙感數(shù)據(jù)解譯顯示，小尖山盆地內(nèi)線性構(gòu)造發(fā)育，各方向均有，主要成因?yàn)閿鄬?、?jié)理裂隙和巖性界線等。其中，NE向斷裂發(fā)育較早，規(guī)模最大；NW向相對(duì)較晚，貫穿全區(qū)，控制現(xiàn)代水系。環(huán)狀、放射狀斷裂等環(huán)形構(gòu)造主要集中于盆地小尖山、大黑山、蘇魯霍陶勒蓋等地，為火山機(jī)構(gòu)反映。

1.3.3 CSAMT解譯

CSAMT測(cè)量成果顯示，早侏羅-晚白堊世中酸性火山巖系底板埋深在本區(qū)表現(xiàn)出 “深-淺-深”相間排列的特點(diǎn) （圖5），可劃分為西部凹槽、中部隆起及東部凹槽3個(gè)部分。其中，西部凹槽 （達(dá)石莫一帶）底板埋深變化相對(duì)較大，均值300 m，最淺100 m，最大埋深500 m；中部隆起 （頭道井-烏奴格吐山一線）呈北東向，底板埋深0～50 m；東部凹槽（小尖山以南）底板埋深200～700 m。

圖5 早侏羅-晚白堊世中酸性火山巖系底板埋深立體模型圖Fig.5 3D modelling of bottom depth of J3-K1 middle-acidic volcanic rocks

以L05線為例（圖6），該測(cè)量剖面由烏奴格吐山，經(jīng)蘇魯霍陶勒蓋到呼倫湖，從北西到南東，橫跨整個(gè)小尖山盆地。斷面圖中平距0～3 000 m處反演電阻率為高阻特征，為二道溝二長花崗巖體的電性反映；平距3 000～17 000 m位置整體以中高-低阻為主，縱向上可分為兩個(gè)電性層：上部為中高阻電性層，經(jīng)鉆探查證主要為上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組及下白堊統(tǒng)白音高老組中酸性火山巖；下部為低阻電性層，主要為中侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組基性火山巖的電性反映。斷面圖在5 000、8 000、9 500 m等處等值線發(fā)生扭曲且見有密集的梯度帶，應(yīng)為構(gòu)造通過處，斷裂傾向SE，是呼倫湖西緣斷裂（F3）次級(jí)平行斷裂構(gòu)造（F3-1、F3-2、F3-3）反映。小尖山盆地內(nèi)火山巖系厚度由NW向SE呈階梯式增加。

圖6 L05線CSAMT測(cè)量反演電阻率斷面圖Fig.6 CSAMT inversion dectronic resistivity profile of L05

綜上所述，靈泉盆地構(gòu)造特征呈現(xiàn)為“東、西斷陷，中間隆起”，小尖山盆地位于靈泉盆地東部斷陷區(qū)（圖7），盆地邊界受控于NE、NW向 （或次級(jí)平行）斷裂構(gòu)造。因此，小尖山盆地?cái)嘞萏卣鞲鼮槊黠@，應(yīng)屬火山斷陷盆地。

2 蝕變特征

小尖山盆地?zé)嵋何g變主要沿?cái)嗔褬?gòu)造兩側(cè)發(fā)育，構(gòu)成3條長度大于20 km，寬10～900 m，整體呈NE向展布的平行、等間距蝕變帶（圖 8）。

Ⅰ號(hào)帶長大于20 km，寬10～600 m，受NE向F3-1斷裂控制，蝕變類型主要為硅化、螢石化、水云母化、磷灰石化。

圖7 靈泉盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭DFig.7 Structural unit map of Lingquan basin

圖8 小尖山盆地?zé)嵋何g變分布Fig.8 Distribution map of hydrothermal alteration in Xiaojianshan basin

Ⅱ號(hào)帶長大于22 km，寬10～800 m，受NE向F3-2斷裂控制，硅化帶或玻璃質(zhì)巖石在此帶上較為發(fā)育，在地表上呈 “脊”狀正地形，斷續(xù)長幾千米，寬數(shù)百米。該帶中段深部巖石發(fā)育高嶺石化、硅化、赤鐵礦化、螢石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等多種蝕變組合，并有一定規(guī)模的鈾礦化 （異常）。

Ⅲ號(hào)帶長大于20 km，寬10～900 m，受NE向F3-3斷裂控制，該帶北段與燕山晚期魚脊山石英二長斑巖體接觸部位是以Mo為主，Pb、Zn等多元素巖石地球化學(xué)異常暈分布集中區(qū)，深部巖石發(fā)育綠泥石化、碳酸鹽化、螢石化、黃鐵礦化、硅化、輝鉬礦化、鉀長石化，并伴有鈾礦化（異常）。

3 構(gòu)造、蝕變與鈾礦化（異常）關(guān)系

3.1 構(gòu)造與鈾礦化（異常）關(guān)系

滿洲里地區(qū)是我國北方重要的多金屬成礦區(qū)，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了眾多的Cu、Pb、Zn、Ag、Mo礦床（點(diǎn)）及鈾礦化（異常）點(diǎn)（帶），成礦作用受NE、NW向斷裂雙重控制，空間上表現(xiàn)為 “北東成帶”和 “北西呈行”，且 “北西呈行”之間表現(xiàn)出等間距排列［6］。

小尖山盆地鈾礦化（異常）展布特點(diǎn)符合上述特征。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)鈾礦化（異常）點(diǎn)20個(gè)，鈾礦化（異常）孔32個(gè)。這些鈾礦化（異常）整體呈NE向展布，集中于NW向次級(jí)斷裂構(gòu)造旁側(cè)或與NE向斷裂構(gòu)造交匯處。由南向北，依次形成3個(gè)近似等距展布的鈾礦化 （異常）集中區(qū)。

3.1.1 南部礦化（異常）區(qū)

在F3-2斷裂南端，發(fā)現(xiàn)5個(gè)鈾異常點(diǎn)，2個(gè)鈾異?？住５乇礅櫘惓ｉL600 m，寬130 m，呈45°方向展布。伽馬照射量率一般位0.5 nC/（kg·h）， 最 高 伽 馬 照 射 量 率 位14.5 nC/（kg·h）。 鉆孔揭露鈾異常產(chǎn)于下白堊統(tǒng)白音高老組流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，埋深328～333 m，厚 0.10～0.50 m，品位為 0.011%～0.020%。

3.1.2 中部礦化（異常）區(qū)

在F3-1、F3-2斷裂中部，發(fā)現(xiàn)2個(gè)鈾礦化點(diǎn)，6個(gè)鈾異常點(diǎn)，12個(gè)鈾異?？?。地表鈾礦化（異常）呈NE或NW向展布，長幾十米至一、二百米，寬一般幾米至幾十米。伽馬照射量率一般為5～10.5 nC/（kg·h），最高伽馬照射量率為60～140 nC/（kg·h）。 鉆孔揭露鈾礦化（異常）產(chǎn)于下白堊統(tǒng)白音高老組流紋巖、流紋質(zhì)（含角礫）熔結(jié)凝灰?guī)r，埋深1.55～466 m，厚0.1～7.2 m，品位為0.010%～0.044%。

3.1.3 北部礦化（異常）區(qū)

在F3-3斷裂北端，發(fā)現(xiàn)1個(gè)鈾異常點(diǎn)，12個(gè)鈾異?？?，1個(gè)鈾礦化孔。鈾礦化（異常）產(chǎn)于燕山晚期石英二長斑巖、花崗斑巖，集中于兩者接觸帶附近，地表規(guī)模不明顯，但鉆孔揭露鈾礦化（異常）NE向長1.5 m，NW向?qū)? km，且埋深垂幅范圍大，從203 m到1 003 m均有發(fā)現(xiàn)，厚0.10～3.90 m，品位為0.010%～0.052%。

區(qū)域上，火山構(gòu)造往往在礦區(qū)、礦床內(nèi)控制著礦體的規(guī)模與產(chǎn)狀，如烏奴格吐山銅鉬礦、甲烏拉鉛鋅銀礦等。小尖山盆地鈾礦化（異常）的產(chǎn)出與盆地內(nèi)火山機(jī)構(gòu)定位也有較好的一致性，如北部異常區(qū)定位于大黑山火山機(jī)構(gòu)，中部異常區(qū)也發(fā)現(xiàn)隱伏火山的存在［7］。

小尖山盆地鈾礦化（異常）展布特征與區(qū)域成礦規(guī)律一致。因此，針對(duì)滿洲里地區(qū)植被覆蓋廣、基巖出露差的特點(diǎn)，可以利用區(qū)域成礦規(guī)律開展鈾成礦預(yù)測(cè)。

3.2 蝕變與鈾礦化 （異常）關(guān)系

通過對(duì)小尖山盆地白音高老組鈾礦化（異常）賦存巖石的野外觀察，結(jié)合顯微鏡下巖相學(xué)研究及電子探針分析發(fā)現(xiàn)［7］，鈾礦化與碳酸鹽化、硅化有關(guān)。前者形成較早，主要位于巖石蝕變裂隙脈壁上；后者位于蝕變裂隙脈體中間，形成略晚，且與鈾礦化 （異常）關(guān)系更為密切。蝕變帶外側(cè)均以方解石為主，即表現(xiàn)為碳酸鹽化，而中心部位則以硅化（蛋白石、石英），綠高嶺石（黏土類蝕變）和一些鐵硅鋁的混合物為主（含鈾礦物）。

通過對(duì)盆地NW向小煤窯-呼倫湖牧場(chǎng)斷裂（F13）與大黑山火山機(jī)構(gòu)、魚脊山石英二長斑巖體復(fù)合部位（北部礦化異常區(qū)）的鈾礦化（異常）巖石（心）進(jìn)行系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，巖石蝕變?cè)诖瓜蛏?，具有一定的分帶特征：近地表為綠泥石化、碳酸鹽化、螢石化、黃鐵礦化；淺部為硅化、輝鉬礦化；深部為鉀長石化（圖9）。且硅化與鉀長石化局部交替、反復(fù)出現(xiàn)，反映巖石經(jīng)歷多期次堿交代作用。鈾礦化（異常）與硅化、鉀長石化關(guān)系密切，發(fā)育上述蝕變的巖石鈾含量有明顯增高，局部可達(dá)工業(yè)品位。此外，在鈾礦化（異常）體上方存在鉬礦體［8］，這與鄰國蒙古國、俄羅斯境內(nèi)大型、超大型鈾礦床鈾、鉬共生組合特征基本吻合。

圖9 小尖山盆地07號(hào)勘探線剖面示意圖Fig.9 Geological section of exploration line 07 in Xiaojianshan basin

綜上所述，小尖山盆地內(nèi)鈾礦化 （異常）巖石蝕變類型主要為高嶺石化、鉀長石化及硅化，平面上呈NE向等間距帶狀展布，局部垂向上具有分帶性，而前人研究［9］認(rèn)為本區(qū)與鈾礦化（異常）有關(guān)的黏土類蝕變基本不發(fā)育，且無明顯分帶性。

4 結(jié)論

1）小尖山盆地為靈泉盆地東部斷陷區(qū)，受控于NE、NW向斷裂構(gòu)造，具階梯狀斷陷特征，屬火山斷陷盆地。

2）盆地內(nèi)鈾礦化 （異常）受斷裂構(gòu)造控制，鈾礦區(qū)域分布與區(qū)域成礦規(guī)律一致。

3）鈾礦化 （異常）與高嶺石化、鉀長石化、硅化等熱液蝕變關(guān)系密切，且平面展布受控?cái)嗔褬?gòu)造，垂向上蝕變有分帶性。