內(nèi)蒙古烏蘭毛都盆地鈾成礦多源信息分析與遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)

沈正新

（核工業(yè)航測(cè)遙感中心，河北 石家莊 050002）

大興安嶺地區(qū)前中生代基底由前寒武紀(jì)陸殼塊體和古生代板塊活動(dòng)產(chǎn)物所構(gòu)成。自三疊紀(jì)開(kāi)始，受太平洋板塊朝北西方向運(yùn)移、俯沖或碰撞，發(fā)生大規(guī)模火山-巖漿活動(dòng)，形成了規(guī)模巨大的大興安嶺火山活動(dòng)帶，帶內(nèi)堆積了巨厚的火山巖系。早中侏羅世在區(qū)域斷裂控制下，大興安嶺形成斷陷盆地和斷隆的構(gòu)造格局，火山巖帶內(nèi)形成多個(gè)被基底相隔、邊界條件各不相同的串珠狀火山盆地［1-2］。受多期次構(gòu)造巖漿活動(dòng)作用，區(qū)域分布眾多鈾礦（化）點(diǎn)和大量多金屬礦床［3-4］，顯示出優(yōu)越的熱液型礦產(chǎn)成礦潛力。

烏蘭毛都盆地基礎(chǔ)地質(zhì)工作起步較晚，研究程度較低。以往鈾礦勘查工作多集中于20世紀(jì)50—80 年代，鈾礦勘查工作不系統(tǒng)、不均衡。對(duì)鈾成礦條件研究不夠系統(tǒng)與深入，鈾礦找礦線索不突出，致使鈾礦找礦進(jìn)展緩慢［4-6］。21 世紀(jì)以來(lái)，研究區(qū)地質(zhì)、物探、化探、遙感等工作持續(xù)開(kāi)展，特別是近年來(lái)隨著鈾成礦理論的發(fā)展，綜合勘查技術(shù)方法的應(yīng)用，區(qū)域鈾礦找礦進(jìn)展較為顯著，在楚魯達(dá)坂、白音套海、白音沙那、新城子、五十家子等地區(qū)取得了較好的找礦效果［7-12］，預(yù)示研究區(qū)具有較好的鈾礦找礦潛力。本文在區(qū)域鈾成礦地質(zhì)條件分析的基礎(chǔ)上，剖析區(qū)域典型鈾礦點(diǎn)控礦因素及物化遙等多源成礦信息特征，類(lèi)比鄰區(qū)國(guó)外典型火山巖型鈾礦床，對(duì)研究區(qū)航放、化探及遙感等找礦異常信息進(jìn)行綜合分析，圈定鈾成礦遠(yuǎn)景區(qū)，分析成礦有利區(qū)段，以期為下一步找礦勘查提供參考依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

烏蘭毛都盆地位于大興安嶺中段，大地構(gòu)造位置處于天山-興蒙造山系大興安嶺弧盆系之錫林浩特巖漿?。↖-1-6）［13］（圖1a）。區(qū)域前中生代基底主要由前寒武紀(jì)古陸殼塊體、古生界淺變質(zhì)巖夾酸性火山巖及加里東期、華力西期花崗巖組成，經(jīng)歷多期次構(gòu)造巖漿活動(dòng)改造，成熟度高，鈾含量較高。蓋層主要為侏羅系中酸性火山巖和白堊系-新生界玄武巖，以上侏羅統(tǒng)中酸性火山巖分布最為廣泛且與鈾成礦關(guān)系最為密切［4，8］。巖漿活動(dòng)較為頻繁，具有多期次多旋回特點(diǎn)，以華力西晚期-燕山早期花崗巖最為發(fā)育，燕山晚期巖體規(guī)模不大，多呈巖株產(chǎn)出，多以淺成-超淺成巖體為主。區(qū)域構(gòu)造以斷裂和火山機(jī)構(gòu)最為發(fā)育，斷裂主要為北西向、北東向和東西向，其中北西向斷裂以張性破裂為主，北東向斷裂以左行壓扭性為主，形成時(shí)代主要為中生代，前中生代斷裂構(gòu)造多數(shù)已被改造成呈殘留狀存在或繼承性活動(dòng)。

圖1 烏蘭毛都盆地大地構(gòu)造位置（a）和地質(zhì)簡(jiǎn)圖（b）Fig.1 Tectonic location（a）and geological sketch（b）of Wulanmaodu basin

2 鈾成礦地質(zhì)條件

研究區(qū)處于古亞洲洋構(gòu)造域，經(jīng)歷了中、新生代環(huán)太平洋構(gòu)造體系的疊加與改造［14］，上地幔由隆起向坳陷轉(zhuǎn)折［4］，地殼自東向西逐漸增厚，為殼源重熔型富鈾流紋質(zhì)巖漿的形成創(chuàng)造了前提條件，又為后期裂陷－玄武巖的火山熱水疊造富集形成提供了背景條件。

2.1 基底和蓋層的含鈾性

盆地基底主要為華力西期花崗巖、古生界（大石寨組、林西組、哲斯組）中淺變質(zhì)巖夾火山巖，其中林西組和大石寨組鈾含量較高，一般為（3.8～6.1）×10-6，為區(qū)域有利賦存層位。華力西期花崗巖成熟度高，演化時(shí)間長(zhǎng)，鈾含量最高可達(dá)8.82×10-6，為成礦有利鈾源體。盆地中生代蓋層發(fā)育3期火山噴發(fā)旋回，多旋回、多韻律大陸火山作用形成的巖性復(fù)雜且?guī)r漿分異演化充分。成礦有利層位滿克頭鄂博組、白音高老組發(fā)育一定規(guī)模，具有一定厚度，鈾含量較高，最高可達(dá)10.68×10-6。

2.2 潛火山巖

區(qū)內(nèi)潛火山巖具一定規(guī)模，主要為花崗斑巖、流紋斑巖、正長(zhǎng)斑巖、閃長(zhǎng)玢巖、花崗細(xì)晶巖等酸性斑巖體，多侵位于上侏羅統(tǒng)火山巖（圖1b）。酸性潛火山巖鈾含量較高，最高可達(dá)8.7×10-6，鈾元素分布不均勻，可為鈾成礦提供一定的鈾源和熱源。同時(shí)潛火山巖在冷凝收縮過(guò)程中，因體積變化，在接觸部位形成裂隙帶，有利于含礦熱液的遷移與聚礦。

2.3 斷裂構(gòu)造

研究區(qū)處于北東向、北西向及近東西向區(qū)域深大斷裂交匯部位。區(qū)域上，大架子山-諾智山斷裂（F1）為火山噴發(fā)帶分界線，沿線鈾礦（化）點(diǎn)密集展布，為區(qū)域主要控盆、控巖、控礦斷裂，其切割殼層巖石與深部巖漿室，導(dǎo)通深部成礦流體，利于火山含礦熱液上移成礦。區(qū)內(nèi)次級(jí)斷裂發(fā)育，具多期活動(dòng)特征，交切復(fù)合呈網(wǎng)格狀。北東向斷裂內(nèi)多見(jiàn)有石英脈、花崗斑巖脈、正長(zhǎng)斑巖、花崗細(xì)晶脈、閃長(zhǎng)玢巖脈充填，次級(jí)斷裂內(nèi)見(jiàn)硅化、綠簾石化、褐鐵礦化、赤鐵礦化等熱液蝕變，鈾礦化多賦存在此斷裂蝕變帶中。

2.4 火山機(jī)構(gòu)

區(qū)內(nèi)發(fā)育一處白音高老期火山機(jī)構(gòu)，位于盆地西緣滿族屯西北2.7 km處，周邊多被弧形、環(huán)狀斷裂和正長(zhǎng)斑巖脈所環(huán)繞?；鹕綑C(jī)構(gòu)與深大斷裂構(gòu)造復(fù)合地段為構(gòu)造－巖漿－流體活動(dòng)中心，是成礦熱液活動(dòng)的重要通道和匯聚場(chǎng)所，利于含礦流體遷移、析出成礦。

2.5 鈾礦化特征

區(qū)內(nèi)發(fā)育7處鈾異常點(diǎn)，成礦類(lèi)型主要為火山巖型蝕變裂隙帶亞型、潛火山巖亞型［10］。其中78223異常點(diǎn)鈾異常產(chǎn)于早白堊世細(xì)晶花崗巖與中粗粒花崗巖接觸帶內(nèi)，受北東向構(gòu)造控制，賦存于次級(jí)裂隙帶中。鈾礦化異常帶長(zhǎng)約15 m，伽馬總量一般為（20～50）×10-6，最高為100×10-6。

3 綜合找礦信息分析

3.1 區(qū)域鈾礦多源信息分析

區(qū)域上大興安嶺是我國(guó)重要的鈾成礦遠(yuǎn)景帶，對(duì)已發(fā)現(xiàn)的鈾礦床（點(diǎn)）研究表明，區(qū)域鈾礦化類(lèi)型主要為火山巖型，鈾成礦時(shí)代為中生代中晚期，基底富鈾層（體）、蓋層酸性火山巖、火山活動(dòng)期后的潛火山巖、斷裂構(gòu)造與火山構(gòu)造是控制成礦的主要因素。近礦圍巖蝕變主要為硅化、赤鐵礦化、鉀長(zhǎng)石化、絹云母化、水云母化、螢石化等［5，7，9-11］。鈾礦化與多金屬礦化關(guān)系密切，多伴生Mo、Pb、Zn、Ag、Cu等化探異常［15］，發(fā)育放射性單元素或元素組合異常，鈾礦床（點(diǎn)）多位于遙感蝕變異常暈附近［5，11-12］（表1）。

表1 區(qū)域鈾礦多源信息特征統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistical table of multi-source information characteristics of regional uranium mineralization

3.2 典型鈾礦點(diǎn)多源信息分析

鄰區(qū)楚魯達(dá)坂82756鈾礦點(diǎn)是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的（圖1a），其成礦地質(zhì)特征、物化遙找礦異常線索簡(jiǎn)述如下：

該鈾礦點(diǎn)位于烏蘭哈達(dá)次級(jí)火山盆地中部較大的北東向蝕變帶中，出露的巖性主要為印支期花崗巖、上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r等，脈巖較發(fā)育，受構(gòu)造控制，有花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英脈等（圖2a）。鈾礦化主要分布在花崗斑巖和流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r中及其接觸帶附近，呈透鏡狀賦存于北東向構(gòu)造破碎帶中。熱液蝕變發(fā)育，以硅化為主，其次為螢石化、赤鐵礦化、綠泥石化、黏土化、褐鐵礦化和碳酸鹽化等［16］。鈾礦（化）點(diǎn)多位于航放鈾高場(chǎng)（圖2b）、航放鈾增量（ΔU）高值暈（圖2c）、航放N參數(shù)（U×Th/K）高值暈（圖2d），航放參數(shù)異常線索多沿?cái)嗔鸭皫r體接觸帶展布。鈾礦（化）點(diǎn)多位于遙感解譯弧環(huán)形構(gòu)造與線性構(gòu)造的交切部位（圖2e），或鄰近遙感鐵染異常發(fā)育部位（圖2f）。

圖2 楚魯達(dá)坂地段地質(zhì)圖及綜合異常圖Fig.2 Geological map and comprehensive anomalies in Chuludaban section

4 鈾找礦異常信息

4.1 航放

航放數(shù)據(jù)包含了豐富的地球物理和地球化學(xué)信息，不同的放射性元素分布規(guī)律反映了特定環(huán)境下的構(gòu)造、地層和巖漿巖以及礦化、圍巖蝕變帶、構(gòu)造破碎帶等信息［17］。為了突顯與鈾成礦相關(guān)的異常信息，結(jié)合區(qū)域典型鈾礦點(diǎn)的多源信息特征選取了多種航放參數(shù)模型。經(jīng)試驗(yàn)對(duì)比分析，航放鈾高場(chǎng)、航放鈾增量參數(shù)（ΔU）和N參數(shù)（U×Th/K）效果更明顯（圖3a、b、c）。

4.1.1 鈾高場(chǎng)

航放鈾高場(chǎng)分布區(qū)或其附近往往是鈾遷移富集成礦的有利區(qū)域。主要分布在烏蘭毛都北部、滿族屯、保安屯、索倫西南部、索倫北部等地帶（圖3a），總體呈北東向展布，局部呈近東西向展布，具有沿?cái)嗔亚写┑貙诱共继卣鳎櫘惓｜c(diǎn)多位于航放鈾高場(chǎng)（＞1.4×10-6）邊部或附近。

4.1.2 鈾增量高值暈

航放鈾增量（ΔU）為測(cè)點(diǎn)U 含量值與測(cè)點(diǎn)所在地質(zhì)單元U 含量平均值之差，旨在消除、壓制巖性背景值因素影響，突顯與成礦相關(guān)的再富集異常。鈾增量高值暈，主要分布于烏蘭毛都北部、滿族屯、索倫北部、索倫西南部、保安屯等地帶（圖3b），總體呈北東向、近東西向展布，局部呈近南北向展布，主要位于上侏羅統(tǒng)中酸性火山巖，與斷裂、潛火山巖空間展布相一致。鈾異常點(diǎn)多位于或鄰近航放鈾增量高值暈（＞0.15×10-6）。

4.1.3N高值暈

航放N高值暈總體呈北東向展布，局部呈近東西向展布（圖3c），主要分布于滿族屯東部、烏蘭毛都北部、保安屯、西乃仁西南部等地帶，主要位于上侏羅統(tǒng)中酸性火山巖，總體與斷裂、潛火山巖內(nèi)外接觸帶空間展布相一致。鈾異常點(diǎn)多位于或鄰近航放N 高值暈（＞5.0×10-10）。

4.2 化探

研究區(qū)所處鈾成礦遠(yuǎn)景帶，鈾、鉬多伴生產(chǎn)出［4］，鉬含量異常亦為探尋鈾礦的有利線索。1∶20萬(wàn)鉬地球化學(xué)圖顯示（圖3d），鉬含量高值區(qū)總體呈北西、北東向，局部呈近南北、近東西向展布。烏蘭毛都東部、鬧蘭蘇西部、滿族屯東部、索倫西部等地帶高值區(qū)規(guī)模較大且高值較為突出，與斷裂、潛火山巖及花崗巖體接觸帶總體展布相一致。鈾異常點(diǎn)多位于鉬含量高值區(qū)（＞1.3×10-6）。鬧蘭蘇西部、烏蘭毛都北部、索倫西等地帶鉬含量異常與航放異常線索空間展布總體一致。

圖3 烏蘭毛都盆地綜合異常圖Fig.3 Comprehensive anomaly map of Wulanmaodu basin

4.3 遙感

研究區(qū)線性構(gòu)造發(fā)育30余條，多呈北東、北西向展布，局部呈近南北、近東西向展布，其相互交切，形成網(wǎng)格狀斷裂系統(tǒng)，控制著地層、巖體、物化探及礦化異常的展布。弧環(huán)構(gòu)造發(fā)育50余處，烏蘭毛都東北部、東溝屯東南部等區(qū)域分布集中，直徑多為2～4 km，呈現(xiàn)弧環(huán)相交切、環(huán)套環(huán)，其多處于不同方向次級(jí)斷裂交匯部位（圖4），多為火山機(jī)構(gòu)、潛火山巖體、侵入巖體的反映。鈾異常點(diǎn)多處于弧環(huán)構(gòu)造邊緣與線性構(gòu)造交匯部位。

本次采用ETM 遙感數(shù)據(jù)提取了鐵染、羥基蝕變信息（圖4），異?？傮w呈北東向展布，與斷裂、火山機(jī)構(gòu)、花崗巖體及潛火山巖接觸帶空間展布相一致。鐵染蝕變發(fā)育相對(duì)較強(qiáng)，主要分布于南部保安屯－烏蘭毛都、仁和屯等地帶；羥基蝕變發(fā)育較弱，主要分布于仁和屯北部，鈾異常點(diǎn)多位于或鄰近遙感蝕變異常暈。

圖4 烏蘭毛都盆地多源信息和鈾成礦遠(yuǎn)景區(qū)分布圖Fig.4 Prospective map of uranium mineralization and multi-source prospecting information in Wulanmaodu basin

5 鈾成礦遠(yuǎn)景分析

烏蘭毛都盆地為一發(fā)育于古生界淺變質(zhì)巖及花崗巖基底之上的中生代火山塌陷盆地，基底歷經(jīng)多期次強(qiáng)烈改造、成熟度高、富鈾；中生代蓋層具多旋回、多期次、巖相復(fù)雜多變、鈾含量普遍較高等特征。中生代以來(lái)強(qiáng)烈伸展拉張構(gòu)造環(huán)境下形成以北東向斷裂為主的網(wǎng)狀構(gòu)造格架，與中俄交界斯特列里措夫鈾礦床所處盆地鈾成礦地質(zhì)背景相似［18］（表2）。次級(jí)斷裂相互交匯貫通，火山巖層間巖性不均一，層間破碎帶發(fā)育，淺成-超淺成巖體內(nèi)外接觸帶次級(jí)裂隙發(fā)育，均能為鈾成礦提供有利的賦存空間。研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)多處鈾異常點(diǎn)，同時(shí)分布多處航放、化探、遙感蝕變、弧環(huán)構(gòu)造等找礦有利線索，具備較好的找礦前景。類(lèi)比鄰區(qū)典型火山巖型鈾礦床的成礦特征，結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)、物化遙綜合找礦信息，綜合分析認(rèn)為4 處地區(qū)具備較好的找礦前景（圖4）。

表2 斯特列里措夫火山巖型鈾礦床成礦特征一覽表Table 2 Metallogenic characteristics of Streltsovka volcanic-type uranium deposit

I區(qū)：處于北東向及北西向區(qū)域斷裂夾持部位，北東向、北西向及近南北向次級(jí)斷裂極為發(fā)育，上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組、白音高老組中酸性火山巖分布較廣，花崗斑巖、花崗細(xì)晶巖發(fā)育。發(fā)育4 處航放鈾高場(chǎng)（最高值為1.89×10-6）、4 處航放ΔU 高值暈（最高值為0.65×10-6）、3 處航放N高值暈（最高值為7.2×10-10）、3 處Mo 含量異常（最高值為5.1×10-6），總體呈北東向展布，異常規(guī)模大且異常值較為突出。發(fā)育12處弧環(huán)斷裂，中部、南部最為密集；遙感鐵染異常蝕變程度較強(qiáng)，總體沿花崗巖體接觸帶展布。存在6 處鈾異常點(diǎn)，鈾找礦潛力較為優(yōu)越。

II區(qū)：北東向區(qū)域斷裂貫穿全區(qū)，北東向、北西向及近東西向次級(jí)斷裂交切復(fù)合，上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組中酸性火山巖分布廣泛，花崗斑巖、花崗細(xì)晶巖、潛流紋巖發(fā)育。發(fā)育6 處航放鈾高場(chǎng)（最高值為1.69×10-6）、7 處航放ΔU高值暈（最高值為0.38×10-6）、2 處航放N高值暈（最高值為7.1×10-10）、2 處Mo 化探異常（最高值為4.1×10-6），發(fā)育11 處弧環(huán)斷裂，遙感鐵染異常蝕變程度較強(qiáng)，北部晚侏羅世花崗巖體接觸帶密集。該區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)鈾礦床（點(diǎn)），具備一定的找礦潛力。

III區(qū)：北東向區(qū)域斷裂貫穿全區(qū)，北東向及北西向次級(jí)斷裂發(fā)育，上侏羅統(tǒng)白音高老組、瑪尼吐組中酸性火山巖分布較廣。發(fā)育4處航放鈾高場(chǎng)（最高值為1.68×10-6）、5 處航放ΔU 高值暈（最高值為0.37×10-6）、2 處航放N高值暈（最高值為8.3×10-10）、1 處Mo 化探異常（最高值為2.9×10-6），發(fā)育6 處弧環(huán)斷裂。該區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)鈾礦床（點(diǎn)），具備一定的找礦潛力。

IV區(qū)：北東向及近東西向斷裂交切復(fù)合，上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組中酸性火山巖分布較廣，正長(zhǎng)斑巖及花崗細(xì)晶巖脈發(fā)育。發(fā)育3 處航放鈾高場(chǎng)（最高值為1.93×10-6）、4 處航放ΔU 高值暈（最高值為0.63×10-6）、4 處航放N高值暈（最高值為6.8×10-10）、3 處Mo 含量異常（最高值為4.1×10-6），東部及西部異常規(guī)模較大且套合程度較高，總體呈近東西向、北東向展布。存在7 處弧環(huán)構(gòu)造，林西組與滿克頭鄂博組接觸帶發(fā)育遙感鐵染異常，蝕變程度相對(duì)較弱。該區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)鈾礦床（點(diǎn)），具備一定的找礦潛力。

6 結(jié)論

1）烏蘭毛都盆地處于東西向及北東向構(gòu)造體系交匯部位，構(gòu)造巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈；基底和蓋層鈾含量較高，鈾源較為豐富；燕山晚期潛火山發(fā)育，鈾含量較高，可為鈾成礦提供鈾源和熱源；斷裂及火山機(jī)構(gòu)發(fā)育，可為含礦熱液運(yùn)移和鈾礦沉淀提供良好的通道和空間，地表已發(fā)現(xiàn)鈾異常線索；硅化、綠簾石化、褐鐵礦化、赤鐵礦化等熱液蝕變發(fā)育，多沿?cái)嗔颜共迹櫝傻V地質(zhì)條件良好。

2）基于鈾成礦地質(zhì)特征及控礦因素多源信息提取表明，研究區(qū)鈾礦找礦線索豐富，鈾異常點(diǎn)多位于線性斷裂與弧環(huán)構(gòu)造交匯部位，航放鈾高場(chǎng)（＞1.4×10-6）、航放ΔU高值暈（＞0.15×10-6），航放N參數(shù)高值暈（＞5.0×10-10）、化探鉬高值區(qū)（＞1.3×10-6）及遙感鐵染蝕變?yōu)檎业V有利線索。

3）綜合研究認(rèn)為，研究區(qū)具備較好的鈾礦找礦前景。依據(jù)火山巖型鈾礦綜合找礦模型，結(jié)合地質(zhì)、航放、化探及遙感信息，圈定4 處成礦遠(yuǎn)景區(qū)，對(duì)后續(xù)找礦勘查具有一定的指導(dǎo)意義。