滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)鈾成礦地質(zhì)環(huán)境與境外鄰區(qū)對(duì)比研究

李曉光 ， 薛春紀(jì)， 衛(wèi)三元

（1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）， 北京 100083； 2. 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院， 北京 100029）

滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)位于中國(guó)、 蒙古國(guó)和俄羅斯三國(guó)交界處， 處于世界級(jí)大型、 超大型火山巖型鈾礦集中區(qū)， 該區(qū)域發(fā)現(xiàn)有多處大型、 超大型鈾礦床， 如： 俄羅斯斯特列利措夫鈾礦田、 蒙古喬巴山北部的多爾諾特鈾礦田。 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)與以上兩個(gè)境外火山巖型鈾礦田相鄰， 大地構(gòu)造環(huán)境類(lèi)似，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越， 是我國(guó)超大型火山巖型鈾礦床極具遠(yuǎn)景 的 地 區(qū)［1-5］。 從20 世紀(jì)90 年代以來(lái)核工業(yè)地質(zhì)系統(tǒng)在滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)開(kāi)展了多輪找礦工作， 也發(fā)現(xiàn)了一批鈾礦點(diǎn)和礦化點(diǎn)， 但整體的找礦效果不佳， 未實(shí)現(xiàn)鈾礦找礦的突破。

雖然研究區(qū)和境外鄰區(qū)大型、 超大型火山巖型鈾礦同處于中蒙古-額爾古納地塊上，鈾成礦環(huán)境具有一定的可比性， 但研究區(qū)位于中蒙古-額爾古納地塊的東南邊緣， 地質(zhì)環(huán)境有一定差異。 本文在前人對(duì)本區(qū)鈾成礦條件研究［6-16］的基礎(chǔ)上， 從火山巖蓋層、 基底、構(gòu)造、 鈾礦化4 個(gè)方面， 對(duì)滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)與境外鄰區(qū)斯特列利措夫鈾礦田、 多爾諾特鈾礦田在鈾成礦地質(zhì)環(huán)境開(kāi)展對(duì)比研究，總結(jié)相似性和差異性， 對(duì)分析研究區(qū)鈾成礦規(guī)律、 鈾礦找礦潛力具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)位于華北板塊和西伯利亞板塊之間的興蒙造山帶東段， 構(gòu)造單元上屬于中蒙古-額爾古納地塊（圖1）。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖（a）和大地構(gòu)造位置（b）Fig. 1 Geological maps （a） and geotectonic location （b） of the study area

額爾古納地塊的前中生界基底由古老的變質(zhì)巖和花崗巖組成， 該地塊經(jīng)歷了多個(gè)微陸塊之間的拼合， 中生代又經(jīng)歷了蒙古-鄂霍茨克環(huán)和太平洋構(gòu)造體系的疊加與改造。 研究區(qū)內(nèi)中生代花崗巖漿侵入和火山作用強(qiáng)烈，斷裂構(gòu)造發(fā)育， 以NE 向和NW 向斷裂為主，其次是SN 向 斷 裂［17-18］。 由于新的構(gòu)造巖漿活動(dòng)， 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)廣泛分布中晚侏羅世富鈾中酸性火山巖和花崗巖， 由老至新依次為南平組、 塔木蘭溝組、 上庫(kù)力組和伊列克得組（圖1a）， 巖性主要有玄武巖、 安山玄武巖、 安山巖、 酸性凝灰?guī)r、 粗安巖和流紋巖等［19-20］。 晚中生代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以 斷塊升降為主， 伴生有玄武巖漿活動(dòng)， 區(qū)域上形成一系列掀斜斷陷盆地［21］。

滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)與俄羅斯斯特列利措夫、 蒙古多爾諾特鈾礦田處于同鈾成礦帶上， 具有相似的構(gòu)造演化歷史和鈾成礦地質(zhì)背景。 根據(jù)前蘇聯(lián)在毗鄰地區(qū)的找礦經(jīng)驗(yàn)，滿(mǎn)洲里地區(qū)具有火山巖型熱液鈾礦成礦條件。鑒于此， 為推動(dòng)滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)的鈾礦地質(zhì)地質(zhì)勘查工作， 本文從火山盆地蓋層、基底特征、 構(gòu)造特征和鈾礦化特征4 個(gè)方面對(duì)滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)與境外鄰區(qū)開(kāi)展對(duì)比研究。

2 火山盆地蓋層

2.1 地層巖性和成巖時(shí)代

斯特列利措夫盆地早期近額爾古納組由安山-玄武巖夾粗面英安巖組成， 成巖年齡為165～156 Ma； 晚期圖爾金組由粗面玄武巖和流紋巖組成， 成巖年齡為（155±1）Ma［22-23］。多爾諾特盆地火山巖蓋層包括上侏羅統(tǒng)及下白堊統(tǒng)［24］， 其中上侏羅統(tǒng)為玄武巖-石英斑巖-安山玄武巖-粗面英安巖組合； 下白堊統(tǒng)主要由多層的流紋巖、 凝灰?guī)r和安山玄武巖組成。 火山巖的同位素年齡為170～110 Ma［25］。

滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)與境外鄰區(qū)地層巖性和成巖時(shí)代對(duì)比見(jiàn)表1。 根據(jù)銣鍶同位素測(cè)年結(jié)果和前人［26-34］的年代學(xué)資料可知， 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)中生代火山巖形成于166～114 Ma。 其中塔木蘭溝組玄武巖（166～163 Ma）、上庫(kù)力組粗面 巖-流 紋 巖（158～152 Ma）［34］與斯特列利措夫盆地的近額爾古納組和多爾諾特盆地相近時(shí)代的上侏羅統(tǒng)粗面英安巖巖性、成巖年齡相一致； 伊列克得組橄欖玄武巖、玄武安山巖（128～114 Ma）與斯特列利措夫盆地圖爾金組最后一期玄武巖以及多爾諾特盆地下白堊統(tǒng)安山玄武巖相 對(duì) 應(yīng)［22，35］。 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)與俄羅斯斯特列利措夫-多爾諾特火山活動(dòng)時(shí)代大致一致， 從晚侏羅世到早白堊世具有相似的火山巖漿作用過(guò)程， 境內(nèi)的火山活動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng)一些（圖2）。

表1 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)及鄰區(qū)中生代火山巖地層對(duì)比Table 1 Correlation of Mesozoic volcanic strata between Manzhouli-Erguna and the adjacent areas

圖2 滿(mǎn)洲里-額爾古納與斯特列利措夫中生代火山巖年齡頻率圖Fig. 2 Sample number and Age of Mesozoic volcanic rocks in Manzhouli-Erguna and Streltsovsky

2.2 地球化學(xué)特征

滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)和境外產(chǎn)鈾斯特列利措夫盆地、 多爾諾特盆地中生代火山巖具有相似的地球化學(xué)特征。 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)塔木蘭溝組中基性火山巖與斯特列利措夫火山盆地近額爾古納組玄武巖、 多爾諾特火山盆地下部亞巖組安山玄武巖均為高鉀鈣堿性-鉀玄巖系列（圖3a）； 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)上庫(kù)力組中酸性火山巖與斯特列利措夫火山盆地圖爾金組的流紋巖、 多爾諾特火山盆地上部亞組流紋巖均為高鉀鈣堿性系列（圖3b）。

圖3 研究區(qū)與境外鄰區(qū)早期旋回（a）-晚期旋回（b）火山巖SiO2-K2O 圖解（底圖據(jù)Middlemost， 1985）Fig. 3 SiO2-K2O diagrams ofrocksin the early （a） and late （b） volcaniccyclein the study and the adjacent area

圖4 研究區(qū)酸性火山巖和斯特列利措夫流紋巖稀土元素配分模式圖（a）及微量元素蛛網(wǎng)圖（b）（球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)值引自Boynton， 1984； 原始地幔標(biāo)準(zhǔn)值引自SunandMcDonough， 1989）Fig. 4 Chondrite- normalized REE pattern （a） and primitive mantle-normalized spidergram （b） of volcanicrocks in the study and Rhyorite in Streltsovsky

研究區(qū)上庫(kù)力組英安巖和流紋巖與斯特列利措夫圖爾金組流紋巖在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖中都表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)（圖4a）， 稀土元素配分模式為輕稀土富集緩右傾型， 重稀土分布相對(duì)較為平坦， 銪負(fù)異常顯著； 微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上分布特征相似（圖4b）， 大離子親石元素（LILE）K、 Rb、 U、 Th 等相對(duì)富集， 高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）P、 Ti 強(qiáng)烈虧損， Nb、 Ta 相對(duì)虧損。 境內(nèi)外鄰區(qū)火山巖具有相似的元素化學(xué)含量特征。

2.3 火山活動(dòng)

斯特列利措夫和多爾諾特鈾礦田產(chǎn)鈾盆地面積相對(duì)較小， 火山巖蓋層厚度適中， 具有多旋回、 多韻律、 層序薄、 分異好、 巖性全、 巖性差異大 的 特 征［36］， 熔巖所占比例大于陸相沉積巖， 噴發(fā)的產(chǎn)物以火山熔巖為主、火山碎屑巖次之。 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)火山活動(dòng)有多個(gè)旋回， 火山巖厚度、 火山活動(dòng)規(guī)模較境外鄰區(qū)更大。 火山活動(dòng)間歇時(shí)間長(zhǎng)，火山碎屑巖多于熔巖， 流紋巖所占比例相對(duì)較低［37］。 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)下白堊統(tǒng)僅有基性火山活動(dòng)， 而同時(shí)期鄰區(qū)則存在雙峰式火山巖。 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)火山活動(dòng)過(guò)于劇烈， 對(duì)鈾成礦不是一個(gè)有利因素［38］。

3 基底特征

斯特列利措夫礦床位于烏魯柳恩古耶夫地塊上， 在中太古代—早元古代經(jīng)歷過(guò)鎂鐵質(zhì)和超鎂鐵質(zhì)巖漿活動(dòng)， 所形成的沉積巖和基性火山巖在元古宙—古生代經(jīng)歷了新元古代（930～770 Ma）、 早 古 生 代（580～410 Ma）、晚古生代海西期（260～230 Ma） 3 次交代花崗巖化作用［22，39］。 多爾諾特火山機(jī)構(gòu)基底包含各種成分和各時(shí)代的產(chǎn)物［40-41］， 經(jīng)歷了早古生代和中生代花崗巖化作用。 斯特列利措夫及多爾諾特鈾礦產(chǎn)出在額爾古納地塊的中部， 出露的基底地層層序多、 年代老， 基底花崗巖演化期次多， 有利于鈾的富集。

滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)屬于額爾古納地塊東南邊緣， 地表僅見(jiàn)晚元古代變質(zhì)巖零星分布， 且多以捕虜體形式發(fā)育在前中生代花崗巖隆起中； 尚未發(fā)現(xiàn)較老的侵入巖， 僅見(jiàn)海西晚期花崗閃長(zhǎng)巖、 印支期和燕山期花崗巖（380 Ma、 300 Ma、 260～240 Ma）出露， 缺少加里東期花崗巖［42］。 與境外鄰區(qū)相比， 境內(nèi)研究區(qū)基底花崗巖時(shí)代偏新［43-45］， 花崗巖演化期次數(shù)少。

境內(nèi)外基底埋深差異較大。 斯特列利措夫和多爾諾特鈾礦田的礦床和礦體產(chǎn)在基底隆起的地方， 產(chǎn)鈾火山盆地成礦后期剝蝕適中， 蓋層與基底不整合界面（礦體較集中部位）埋深小于1 000 m， 盆地前寒武紀(jì)基底變質(zhì)巖、 花崗巖基底隆起程度高。 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)則處在古陸塊邊緣， 盆地基底隆升及剝蝕程度較弱， 導(dǎo)致該界面埋深2 000 m 左右［46］， 增加了找礦的難度。

4 構(gòu)造特征

4.1 相似的斷裂分布

滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)斷裂系統(tǒng)與斯特列利措夫、 多爾諾特地區(qū)具有類(lèi)似的分布特征。 NE向的構(gòu)造是境內(nèi)外主要的構(gòu)造形跡方向， 該方向的構(gòu)造控制著整個(gè)地區(qū)的構(gòu)造格局， 次一級(jí)的NE 向斷裂和NW 向斷裂廣泛分布， NW 向的斷裂形成時(shí)代上稍晚， 多切割NE 向斷裂，NE 向斷裂與NW 向斷裂的交匯部位多控制著具體礦床的產(chǎn)出位置， 這樣形成了NE 向斷裂控制礦帶， NW 向斷裂控制礦點(diǎn)產(chǎn)出位置的特征。

4.2 不同的斷裂發(fā)育程度

研究區(qū)與境外鄰區(qū)相比， 斷裂發(fā)育程度不同。 斯特列利措夫和多爾諾特鈾礦田破火山口內(nèi)各種方向斷裂極為發(fā)育， 致使基底和蓋層巖石極度破碎， 具備了良好的滲透性和貫通性， 使得礦田范圍內(nèi)發(fā)生多期的礦化和蝕變作用。 方錫珩（2012）指出， 火山巖盆地被切割的越破碎， 對(duì)鈾成礦越有利［1］。 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)具有深大斷裂構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造系統(tǒng)， 但是中生代火山-沉積建造中的線(xiàn)性構(gòu)造裂隙、 斷裂發(fā)育較弱， 而且盆地面積一般較大， 蓋層厚， 基底埋深也大， 斷裂構(gòu)造影響范圍明顯弱于境外鄰區(qū)。

4.3 火山機(jī)構(gòu)

斯特列利措夫和多爾諾特產(chǎn)鈾火山盆地處在基地隆起帶上， 火山機(jī)構(gòu)明顯， 邊界清楚， 規(guī)模適中， 且以塌陷為主。 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)火山盆地則處于相對(duì)坳陷區(qū)， 火山機(jī)構(gòu)不明顯， 盆地之間、 火山機(jī)構(gòu)之間界線(xiàn)不清， 且火山盆地以斷陷為主， 火山口類(lèi)型多為火山錐， 破火山口較少， 不利于含礦汽水熱液反復(fù)改造和鈾富集成礦。

5 鈾礦化特征

滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)火山-沉積蓋層雜巖破碎帶中發(fā)育有較強(qiáng)烈熱液蝕變作用的鈾異常， 有些異常鈾含量較高， 達(dá)萬(wàn)分之五以上， 但整體上鈾礦化異常品位低， 厚度薄，規(guī)模小， 且多為點(diǎn)狀礦化異常， 鈾的富集作用相對(duì)較弱， 鈾活化、 遷移、 聚集作用不強(qiáng)。從滿(mǎn)洲里地區(qū)4002 鈾礦化點(diǎn)賦鈾巖石鏡下分析結(jié)果來(lái)看， 蝕變帶外側(cè)為碳酸鹽化， 內(nèi)側(cè)（中心部位）為蛋白石、 硅化［47］， 鈾礦化主要與早期碳酸鹽化和晚期硅化、 高嶺石化有關(guān)。與境外鄰區(qū)相比， 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)熱液蝕變程度相對(duì)較弱（表2）。

從鈾礦化類(lèi)型來(lái)看， 斯特列利措夫鈾礦田內(nèi)只有U-Mo 型礦化， 多爾諾特礦田內(nèi)除了U-Mo 礦化外尚有Ag-Pb-Zn 礦化； 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)的鈾礦化與Cu （Mo）、 Ag-Pb-Zn、 螢石礦床區(qū)域上相鄰， 但各自獨(dú)立成礦，在礦田或礦床范圍內(nèi)未見(jiàn)伴生或共生關(guān)系。

6 結(jié)論

滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)火山巖蓋層、 基底巖石、 構(gòu)造和鈾礦化特征與鄰區(qū)俄羅斯斯特列利措夫和蒙古多爾諾特具有明顯的相似性和差異性， 主要表現(xiàn)在：

1） 晚中生代都有大規(guī)模陸相火山作用，火山巖地層層序、 成巖時(shí)代和巖石地球化學(xué)特征總體上一致； 火山活動(dòng)方式上差別相對(duì)較大， 境外火山旋回多， 而且?guī)r性變化快，厚度薄， 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)火山巖厚度巨大， 不利于鈾礦成礦賦存；

2） 境外基底發(fā)生元古宙、 加里東、 海西期等多次花崗巖化作用， 有利于鈾礦的富集；研究區(qū)基底年齡較輕， 缺少多期次花崗巖化作用；

表2 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)與境外鄰區(qū)鈾成礦環(huán)境對(duì)比表Table 2 Comparasion of uranium metallogenic setting in Manzhouli-Erguna and its adjacent areas

3） 都有深大斷裂構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造系統(tǒng)；滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)線(xiàn)性構(gòu)造裂隙影響相對(duì)境外鄰區(qū)較弱；

4） 滿(mǎn)洲里-額爾古納地區(qū)與境外鄰區(qū)相比鈾異常礦化規(guī)模小， 熱液活動(dòng)較弱。