烏蘭烏珠爾花崗巖體鈾成礦條件分析

路耀祖

（青海省核工業(yè)地質(zhì)局，西寧 810008）

烏蘭烏珠爾巖體位于祁漫塔格—都蘭成礦帶的烏蘭烏珠爾華力西期銅、鈾、釷成礦亞帶內(nèi)［1］，大地構(gòu)造位于西域板塊祁漫塔格山北坡夏日哈新元古代—早古生代巖漿弧帶，北與柴達(dá)木中新生代后造山磨拉石前陸盆地接壤，南臨祁漫塔格—都蘭新元古代縫合帶［2］。研究區(qū)的鈾礦勘查開始于20世紀(jì)60～70年代，發(fā)現(xiàn)了一批鈾礦化異常。2008年以來，青海核工業(yè)地質(zhì)局在研究區(qū)開展了鈾資源遠(yuǎn)景調(diào)查和黑山南坡地區(qū)鈾礦普查等工作，使烏蘭烏珠爾地區(qū)的鈾礦勘查取得了新進(jìn)展。

1 烏蘭烏珠爾巖體巖石地球化學(xué)特征

烏蘭烏珠爾巖體（復(fù)式巖體）呈巖基狀產(chǎn)出，NWW向延展，北以黑山大斷裂為界與黑柱山構(gòu)造混雜巖帶為鄰，南以烏蘭烏珠爾大斷裂為界與巴音格勒構(gòu)造混雜巖帶為鄰（圖1），長46 km，寬13 km。烏蘭烏珠爾巖體發(fā)育于前寒武紀(jì)結(jié)晶基底巖系，經(jīng)歷了加里東期、華力西期、印支期和燕山期等構(gòu)造巖漿旋回。巖體以華力西期酸性侵入巖為主。外圍主要出露有晚奧陶世、早泥盆世、中泥盆世、早二疊世、晚三疊世和早侏羅世侵入巖，侵入于奧陶紀(jì)—志留紀(jì)灘間山群和古元古代金水口巖群中。各期侵入巖巖石地球化學(xué)特征見表1。

圖1 烏蘭烏珠爾巖體構(gòu)造位置簡圖Fig.1 Tectonic location sketch map for Ulan Uzhur granite pluton

晚奧陶世侵入體巖石組合為中細(xì)?；◢忛W長巖（O3γδ）-斑狀花崗閃長巖（O3πγδ），巖石中K2O含量2.24%～6.06%，大于Na2O含量2.31%～3.34%，顯示高K的特點。早泥盆世侵入巖（體）巖石組合為弱片麻狀角閃石閃長巖（D1δ）-弱片麻狀斑狀花崗閃長巖（D1πγδ）-弱片麻狀斑狀二長花崗巖 （D1πηγ），巖石中SiO2含量呈遞增，含量為50.08%～62.93%→63.80%～74.90%→62.10%～75.56%，里特曼指數(shù)介于0.56～3.05，鋁過飽和指數(shù)為 0.64～1.18，大多大于1，巖石屬中高鉀偏堿性的鈣堿性系列巖石。中泥盆世侵入巖（體）巖石類型由較單一的斑狀正長花崗巖（D2πξγ）組成，大部分巖石中K2O含量大于Na2O含量，里特曼指數(shù)為 1.78～3.71，堿度指數(shù)為 0.46～0.92，巖石屬高鉀偏堿的鈣堿性巖石。早二疊世侵入體巖石組合為中細(xì)粒閃長巖（P1δ）-中細(xì)?；◢忛W長巖（P1γδ）-斑狀花崗閃長巖（P1πγδ）-中細(xì)粒二長花崗巖 （P1ηγ）－斑狀二長花崗巖（P1πηγ），總體上巖石具有K2O含量偏高，里特曼指數(shù)靈敏度較低，堿度指數(shù)小于1等特點，巖石屬中高鉀鈣堿性巖石。晚三疊世侵入巖（體）巖石組合為石英閃長巖（T3δο）-花崗閃長巖（T3γδ）-二長花崗巖（T3ηγ）-斑狀二長花崗巖（T3πηγ），各種巖石化學(xué)參數(shù)變化大、較復(fù)雜，總體為鈣堿性巖石。早侏羅世侵入巖（體）巖石組合為中細(xì)粒正長花崗巖（J1ξγ）-正長花崗斑巖（J1ξγπ），K2O含量除個別外均偏高，為4.24～5.81，堿度指數(shù)偏高，為0.76～0.93，大多小于0.9，巖石屬高鉀的偏堿鈣堿性巖石。

表1 侵入巖巖石化學(xué)參數(shù)表Table 1 Petrochemical parameters of intrusion bodies

2 巖體區(qū)域地球化學(xué)、地球物理特征

2.1 化探異常

烏蘭烏珠爾巖體位于祁漫塔格—都蘭華力西期鐵、鈷、銅、鉛、鋅、錫、鈾、釷、硅灰石成礦帶，鈾、釷地球化學(xué)具有高背景、高含量分布的特點，鈾平均含量居青海省第一［1］。

1996—1998 年青海省化勘院在柴達(dá)木盆地西緣開展的1∶200000水系沉積物測量結(jié)果顯示，烏蘭烏珠爾巖體范圍與區(qū)內(nèi)鈾-釷多金屬化探異常有一定的吻合性，異常組合元素有U、Th、Sn、Pb、Bi、Au和Zn。該異常面積大，各元素套合較好，鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均5.2×10-6，最高12.3×10-6，面積大、峰值高，具中、外帶分帶特點。釷異常則較鈾異常更明顯，Th質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均17.9×10-6，峰值達(dá)43×10-6，面積是鈾異常的兩倍還多，達(dá)2070 km2，具內(nèi)、中、外帶。Th異常面積大、峰值高、 w（Th）/w（U）大于 3，說明古鈾含量高，區(qū)域內(nèi)鈾元素已被活化遷移、富集。在區(qū)域構(gòu)造復(fù)合、后期熱液強烈活動等區(qū)段，均有形成鈾礦體的可能。

2.2 伽馬異常

前人在烏蘭烏珠爾巖體北部378 km2范圍內(nèi)開展了 1∶50000～1∶100000 伽馬概查，發(fā)現(xiàn)伽馬異常點140個，伽馬異常帶53條（總長6230 m），其中7條（處）規(guī)模較大。規(guī)模最大的7303（向陽山）異常場由25條異常帶組成，異常帶寬5～20 m，總長3072 m，伽馬照射率＞38.7 nC/kg·h。7109異常場由7條異常帶組成，異常帶寬0.5～3 m，總長309 m，伽馬照射率＞25.8 nC/kg·h。

從所發(fā)現(xiàn)的異常空間分布來看，絕大部分異常分布在烏蘭烏珠爾巖體的北部邊緣相（占80%）和過渡相中，異常自西向東由以內(nèi)接觸帶為主轉(zhuǎn)為以外接觸帶為主［3］。

2.3 能譜異常

2013年在烏蘭烏珠爾地區(qū)開展的1∶50000能譜測量圈出鈾異常暈7處，鈾異常帶7條，異常點 11個。其中，鈾背景值4.4×10-6，鈾異常暈下限11.1×10-6，鈾異常帶（點）下限值 16.1×10-6。鈾異常暈面積 0.327～8.153 km2，鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù) 11.1×10-6～29×10-6；鈾異常帶長20～200 m，鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)16.1×10-6～178.3×10-6；鈾異常點鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)16.7×10-6～28.9×10-6。從所發(fā)現(xiàn)的鈾異?？臻g分布來看：鈾異常暈基本分布在烏蘭烏珠爾巖體的早二疊世侵入體中，與二長花崗巖關(guān)系密切。無論是異常暈、還是異常（點）帶與NE向、NW向次級構(gòu)造關(guān)系密切，異常的走向與構(gòu)造走向基本一致。

3 鈾礦化地質(zhì)特征

黑山鈾礦點位于烏蘭烏珠爾巖體北部，是研究區(qū)內(nèi)最主要的鈾礦化區(qū)。區(qū)內(nèi)出露地層為古元古界金水口巖群片巖、片麻巖，局部可見大理巖，多呈殘留體分布于華力西期黑云母花崗巖體中。區(qū)內(nèi)斷裂活動比較發(fā)育，有NWW向、NNW向、NE向3組，斷裂破碎帶發(fā)育，礦體產(chǎn)于區(qū)域性大斷裂—黑山大斷裂的次級斷裂（NNE、 NE 向斷裂）中［4］。 黑山鈾礦區(qū)已圈出含鈾礦化帶3條 （Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ號），如圖2所示。

圖2 黑山鈾礦點地質(zhì)簡圖Fig.2 Sketch geology map of Heishan uranium occurrence

Ⅰ號礦化帶為區(qū)內(nèi)鈾礦體的重要賦存帶，賦礦圍巖為中細(xì)粒二長花崗巖（P1ηγ）－斑狀二長花崗巖（P1πηγ）。該礦化帶走向為NNE向，長約 1 km，寬 10～30 m，傾向 275°～315°，傾角55°～77°左右。帶內(nèi)巖石破碎、棱角發(fā)育；巖石蝕變較強，主要為赤鐵礦化、綠泥石化、高嶺土化、碳酸鹽化及硅化。Ⅰ號礦化帶圈出鈾礦體4條 （ⅠM2、ⅠM3、ⅠM4和ⅠM5，其中ⅠM3、ⅠM4和ⅠM5為盲礦體，由鉆探揭露控制），鈾低品位礦體1條（ⅠM1）。礦體長34～225 m，厚度0.72～4.17 m，鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.04%～0.08%。

Ⅱ號礦化帶位于NW與NNE向斷裂形成的夾持區(qū)內(nèi)，控礦構(gòu)造為NEE向，屬鈾成礦最有利地段。該礦化帶分布于粒狀與似斑狀黑云母二長花崗巖巖體的內(nèi)接觸帶上，見有零星的黑云母片巖殘留體。礦化帶呈NEE走向，寬近100 m，傾向315°～341°，傾角 53°～69°；帶內(nèi)礦化蝕變較為強烈，主要有綠泥石化、赤鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化及絹云母化，局部見黃鐵礦化；帶內(nèi)石英細(xì)脈及碳酸鹽巖細(xì)脈呈斷續(xù)狀分布，并多以單脈形態(tài)產(chǎn)出。Ⅱ號礦化帶內(nèi)地表圈定出鈾礦體7條 （ⅡM1～ⅡM7，其中ⅡM3、 ⅡM4和ⅡM5為盲礦體，由鉆探揭露控制）。礦（化）體呈NEE向似層狀、細(xì)脈狀近平行分布，礦體長9.8～100 m，厚度0.68～2.04 m，鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.03%～0.15%。

Ⅲ號礦化帶位于似斑狀黑云母二長花崗巖巖體的內(nèi)接觸帶上，受斷裂控制。礦化帶長約0.7 km，寬50～80 m，帶內(nèi)硅化碎裂巖發(fā)育，褐鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化強烈。Ⅲ號礦化帶僅發(fā)現(xiàn)4段鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.01%的鈾異常段，厚度較小，垂視厚度0.1～0.3 m，鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.0110%～0.0166%。

4 巖體鈾成礦條件分析

4.1 鈾源

花崗巖型鈾礦床的鈾主要來自產(chǎn)鈾花崗巖體［5］，因此，查明烏蘭烏珠爾巖體是否存在具有潛在鈾資源的花崗巖是重要的鈾成礦條件之一。如前所述，1∶200000水系沉積物測量結(jié)果表明，烏蘭烏珠爾巖體鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均5.2×10-6，最高12.3×10-6，面積大，峰值高，具內(nèi)、 中、外帶。1∶50000～1∶100000 伽馬概查發(fā)現(xiàn)伽馬異常點140個，伽馬異常帶53條（總長6230 m）。這些鈾含量和伽馬異常特征說明工作區(qū)中酸性侵入巖U背景值高，具有初始富集特征。

大量統(tǒng)計表明，產(chǎn)鈾巖體的SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)大多在70%～75%，K2O＋Na2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)大多在7%～9%，K2O/Na2O比值接近5/3，Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常達(dá)到13%～14%，巖石屬鋁過飽和系列。烏蘭烏珠爾巖體晚志留世花崗閃長巖、二長花崗巖，早泥盆世斑狀花崗閃長巖、斑狀二長花崗巖，中泥盆世斑狀正長花崗巖，早二疊世二長花崗巖巖石化學(xué)參數(shù)值與上述統(tǒng)計結(jié)果一致（表1），說明烏蘭烏珠爾巖體的局部具有產(chǎn)鈾巖體的特征。結(jié)合1∶50000能譜異常特征及黑山鈾礦賦礦圍巖特征，可以認(rèn)為烏蘭烏珠爾巖體中與鈾礦化關(guān)系最為密切的巖性為早二疊世中細(xì)粒二長花崗巖、斑狀二長花崗巖。

4.2 巖漿演化

多期多階段巖漿侵入活動是鈾成礦另一個有利條件。烏蘭烏珠爾巖體的形成經(jīng)歷了加里東期、華力西期、印支期和燕山期等構(gòu)造巖漿旋回。巖漿侵入活動相對明顯有4期，其中加里東期為區(qū)內(nèi)主造山旋回時期，巖漿活動強烈，區(qū)內(nèi)構(gòu)造環(huán)境為后碰撞造山階段。巖漿活動主要為源于地殼上部物質(zhì)的重熔，形成高鉀略偏堿的花崗巖類；早泥盆世形成的侵入巖處于加里東期造山晚期的構(gòu)造松弛階段，但總體仍與后碰撞造山背景有關(guān)；中泥盆世形成的侵入巖（體）主體集中分布在烏蘭烏珠爾基底殘塊內(nèi)，巖漿主要源于上地殼物質(zhì)的熔融；早二疊世區(qū)內(nèi)為俯沖造山環(huán)境，巖漿活動較強烈，巖漿源于下地殼，有幔源物質(zhì)混入；晚三疊世早期，區(qū)內(nèi)NNW向逆沖逆掩造山運動初具規(guī)模，從而誘發(fā)了晚三疊世火山噴發(fā)活動，形成一套中酸性熔巖及火山碎屑巖類，中晚期陸內(nèi)疊覆造山運動相對趨于穩(wěn)定，下地殼熔融巖漿由噴發(fā)型向侵入型遞變，巖漿在上侵過程中不斷頂蝕早期地質(zhì)體，并有上地殼物質(zhì)混入；早侏羅世為多期次造山作用晚期階段，其中以走滑造山運動為主，火山噴發(fā)活動趨向停歇，大規(guī)模的巖漿活動已基本結(jié)束，但小規(guī)模的巖漿侵入仍沿斷裂帶活動，地殼加厚促使下地殼熱能大量聚集，使下地殼形成的偏堿性的花崗巖漿沿斷裂帶上侵。上侵過程中混入有上地殼物質(zhì)，從而形成正長花崗巖類組合［2］。

4.3 構(gòu)造

構(gòu)造是控制鈾成礦的重要因素之一，斷裂構(gòu)造既為導(dǎo)礦通道，又為儲礦提供空間。烏蘭烏珠爾巖體形成所經(jīng)歷的多期多階段巖漿構(gòu)造旋回，造成了多階段斷裂構(gòu)造活動區(qū)內(nèi)斷裂主要有EW向、NW向及NE向3組斷裂。其中，EW向斷裂形成較早，不但控制了研究區(qū)的地層分布、中酸性巖漿活動，而且制約著區(qū)內(nèi)鈾、釷異常的分布，是區(qū)域性斷裂。NE和NW向剪切斷裂形成最晚，比較發(fā)育，它切割先期斷裂，是區(qū)內(nèi)的控礦構(gòu)造，黑山鈾礦已知礦（化）體均產(chǎn)于NE向斷裂破碎帶就是很好的佐證。同時，“青海省茫崖行委烏蘭烏珠爾—景仁地區(qū)鈾資源遠(yuǎn)景調(diào)查”項目中亦發(fā)現(xiàn)，鈾異常帶、鈾礦化帶、鈾礦（化）體均與NE和NW向斷裂破碎帶有一定的成因聯(lián)系。

從構(gòu)造運動與鈾活化遷移關(guān)系來看，多期造山運動使烏蘭烏珠爾巖體溫度、壓力乃至pH、Eh值等改變，從而破壞了花崗巖中類質(zhì)同象含鈾礦物的原有平衡狀態(tài)，使鈾元素重新活化、遷移。烏蘭烏珠爾巖體有利于賦礦的斷裂構(gòu)造應(yīng)為影響該區(qū)最近一次造山運動晚期形成的NE和NW向剪切斷裂。而這些NE和NW向剪切斷裂的存在，使烏蘭烏珠爾巖體具備良好鈾成礦潛力重要的構(gòu)造條件。

4.4 蝕變

本區(qū)蝕變與斷裂關(guān)系密切，在小狼牙山斷裂帶內(nèi)發(fā)育碎裂巖，巖石熱液蝕變強烈，具鈾礦化。

在黑山礦點，Ⅰ號礦化帶巖石蝕變較強，主要為赤鐵礦化、綠泥石化、高嶺土化、螢石化、碳酸鹽化及硅化，帶內(nèi)及旁側(cè)可見硅質(zhì)細(xì)脈產(chǎn)出。在Ⅱ號礦化帶內(nèi)巖石破碎，礦化蝕變較為強烈，主要有赤鐵礦化、鉀化、高嶺土化、碳酸鹽化及絹云母化，局部見黃鐵礦化，帶內(nèi)硅質(zhì)細(xì)脈及方解石細(xì)脈呈斷續(xù)狀分布，并多以單脈形態(tài)產(chǎn)出。Ⅲ號礦化帶內(nèi)硅化碎裂巖發(fā)育，褐鐵礦化、碳酸巖化強烈。

在西大溝腦地區(qū)，花崗巖體中發(fā)現(xiàn)一條走向NE、寬約3 m的硅化帶，帶內(nèi)巖石硅化、螢石化、赤鐵礦化蝕變強烈。

在西溝地區(qū)，印支期斑狀二長花崗巖中的NW向區(qū)域斷裂形成的次級破碎蝕變帶內(nèi)，斑狀二長花崗巖發(fā)生強裂的鉀化，另見弱的硅化、綠泥石化和高嶺土化等熱液蝕變。

總之，本區(qū)花崗巖體中，經(jīng)?？梢砸姷綄挾炔坏鹊墓栀|(zhì)脈，在一些構(gòu)造破碎帶中則經(jīng)常見到不同類型的蝕變。

5 結(jié) 論

1）烏蘭烏珠爾花崗巖體經(jīng)歷了多期巖漿構(gòu)造旋回，各期巖體巖石化學(xué)特征分析表明，晚志留世二長花崗巖，早泥盆世斑狀二長花崗巖，中泥盆世斑狀正長花崗巖，早二疊世二長花崗巖具有產(chǎn)鈾巖體的特征。

2）烏蘭烏珠爾花崗巖體具有U、Th、Sn、Pb、Bi、Au和Zn等元素異常組合，且異常具有面積大、鈾釷含量高、伽馬異常帶多和規(guī)模大等特點，反映研究區(qū)具有很好的區(qū)域鈾成礦地球化學(xué)、地球物理背景；

烏蘭烏珠爾花崗巖體具備良好的鈾成礦條件，特別是黑山鈾礦化集中，規(guī)模較大，赤鐵礦化、綠泥石化、褐鐵礦化、高嶺土化和碳酸鹽化等礦化蝕變強，NEE向控礦構(gòu)造發(fā)育。具有良好的鈾成礦前景。值得深入開展鈾礦地質(zhì)工作。

［1］任家琪，王培儉，龐存廉，等.青海省第3輪成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃研究及找礦靶區(qū)預(yù)測［M］.西寧：青海省國土資源廳，2003.

［2］郭通珍，談生祥，丁玉進(jìn)，等.中華人民共和國區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告 （比例尺 1：50000，黑山幅J46E016007）［R］.西寧:青海省地質(zhì)調(diào)查院，2010.

［3］182大隊3分隊.青海省向陽山地區(qū)地質(zhì)伽馬普查報告［R］.西安：中國核工業(yè)地質(zhì)局西北地勘局，1969.

［4］姚春玲，王鳳崗，蔡煜琦，等，祁漫塔格地區(qū)黑山鈾礦點礦化特征及控礦因素［J］.世界核地質(zhì)科學(xué)，2013，30（2）:79-85.

［5］劉興忠，馮明月，羅長本，等.花崗巖型鈾礦找礦指南［M］.北京:中國核工業(yè)地質(zhì)局，1997.