岫巖縣陶家隈子鈾礦成礦地質(zhì)條件及找礦前景

摘要：岫巖滿族自治縣（簡稱岫巖縣）由遼寧省鞍山市管轄，地處遼東半島的北部，擁有豐富的鈾礦資源。本文以岫巖縣陶家隈子鈾礦為例，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景和圍巖蝕變特征，分析成礦地質(zhì)條件與找礦前景。研究表明，鈾礦化主要為花崗巖外帶型，主要分布于里爾峪組地層與古元古代混合花崗巖的接觸帶附近；賦礦圍巖為黃鐵礦變粒巖、磁鐵礦變粒巖，關(guān)系密切的圍巖蝕變主要有黃鐵礦化、水云母化、黏土化、磁鐵礦化、褐鐵礦化、赤鐵礦化和綠泥石化等；控礦構(gòu)造主要為東西向斷裂和北東向斷裂，其交匯處為鈾成礦的有利部位。

關(guān)鍵詞：成礦地質(zhì)條件；找礦前景；鈾礦化；控礦構(gòu)造；陶家隈子

中圖分類號：P619.14 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）08-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.08.027

Metallogenic Geological Conditions and Prospecting Prospects of the Taojiaweizi Uranium Deposit in Xiuyan County

LI Yan， LI Hongyu

（No. 240 Institute of Nuclear Industry， Shenyang 110032， China）

Abstract： Xiuyan Manchu Autonomous County （abbreviated as Xiuyan County） is under the jurisdiction of Anshan City， Liaoning Province， which is located in the northern part of the Liaodong Peninsula and has abundant uranium resources. Taking the Taojiaweizi uranium deposit in Xiuyan County as an example， combined with the regional geological background and rock alteration characteristics， this paper analyzes the geological conditions of mineralization and prospecting prospects. Research has shown that uranium mineralization is mainly of the granite outer zone type， mainly distributed near the contact zone between the Lieryu Formation and the Paleoproterozoic mixed granite; the host rock is pyrite granulated rock and magnetite granulated rock， and the closely related rock alteration mainly includes pyrite mineralization， water mica mineralization， clay mineralization， magnetization， limonitization， hematization， and chloritization; the ore-controlling structures are mainly east-west trending faults and northeast trending faults， and their intersection is a favorable location for uranium mineralization.

Keywords： metallogenic geological conditions; prospecting prospects; uranium mineralization; ore-controlling structure; Taojiaweizi

岫巖縣隸屬于遼寧省鞍山市，礦產(chǎn)資源豐富，目前已發(fā)現(xiàn)較多的鐵鈷、鉛鋅等多金屬礦床。岫巖縣陶家隈子鈾礦位于華北克拉通北緣的遼吉古裂谷南段，遼河群地層廣泛出露，構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動強烈（太古代至三疊紀(jì)均有出露），熱液活動頻繁，鈾礦化顯示明顯，為鈾礦的形成提供有利條件[1-3]。經(jīng)鈾礦地質(zhì)調(diào)查，里爾峪組地層與古元古代混合花崗巖的接觸帶附近發(fā)現(xiàn)較多的鈾礦化點，以LW1、LW2為主要代表，鈾礦化主要為花崗巖外帶型。本文結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景和圍巖蝕變特征，研究陶家隈子鈾礦成礦地質(zhì)條件與找礦前景，總結(jié)成礦規(guī)律，以期為后續(xù)鈾礦地質(zhì)勘查提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

遼吉古裂谷是我國十分重要的成礦帶，主要由厚度超過萬米的古元古代遼河群、混合花崗巖及其不同時期的巖漿巖組合組成，帶內(nèi)的各種礦產(chǎn)以其規(guī)模巨大、礦種繁多、層控性顯著和復(fù)式成因等特征聞名于世，特別是具有重要經(jīng)濟價值的礦產(chǎn)，如菱鎂礦、鉛鋅礦、鈷礦、鐵礦、金礦、鈾礦等[4]。鈾礦化主要集中分布于營口-寬甸隆起的邊緣，均處于里爾峪組馬蹄形向斜兩翼，越靠近核部，礦化越強。岫巖縣陶家隈子鈾礦與臨區(qū)典型的翁泉溝硼-鐵-鈾礦床處在同一構(gòu)造環(huán)境內(nèi)，受遼東裂谷控制，長期以來一直是熱點活動區(qū)，發(fā)生多期次的構(gòu)造-巖漿活化作用，與鈾礦有關(guān)的熱液蝕變較強。礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為古元古代遼河群，出露齊全，韻律明顯，形成一大型沉積旋回，共分為4個巖組，依次為里爾峪組、高家峪組、大石橋組、蓋州組。構(gòu)造破碎帶內(nèi)見有逆沖擦痕、構(gòu)造角礫，部分?jǐn)嗔驯皇⒚}充填，屬壓扭性斷裂[5]。

2 圍巖蝕變特征

野外踏勘發(fā)現(xiàn)，在岫巖縣陶家隈子鈾礦，與鈾礦化關(guān)系較為密切的圍巖蝕變主要為黃鐵礦化、水云母化、黏土化、磁鐵礦化、褐鐵礦化、赤鐵礦化和綠泥石化等。往往這幾種蝕變疊加發(fā)育，且蝕變越強，鈾礦化越明顯。礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的鈾礦化點以LW1、LW2為代表，鈾礦化主要分布于里爾峪組地層與古元古代混合花崗巖的接觸帶附近，主要產(chǎn)于里爾峪組的黃鐵礦變粒巖、磁鐵礦變粒巖中，受構(gòu)造控制明顯。

2.1 LW1鈾礦化點

LW1鈾礦化點產(chǎn)于遼河群里爾峪組地層，其賦礦巖性為黃鐵礦黑云母變粒巖，鈾礦化位于一條北東向45°的水云母化構(gòu)造蝕變帶與北西向斷裂的交匯處，蝕變帶地表無明顯礦化顯示，蝕變帶總體長度大于168 m，寬為1～4 m，鈾含量一般為200～1 000 mg/kg，最高可達2 700 mg/kg。蝕變帶中黃鐵礦化、水云母化、黏土化發(fā)育，與鈾礦化關(guān)系較為密切。

2.2 LW2鈾礦化點

LW2鈾礦化點位于LW1鈾礦化點北西700 m處，鈾礦化帶有兩段，分別產(chǎn)于出露的兩段磁鐵礦變粒巖中，受控于斷裂構(gòu)造。其中，第一段鈾礦化帶寬為5 m，鈾工業(yè)礦帶寬為2 m，鈾含量一般為300～2 000 mg/kg，最高可達30 576 mg/kg；第二段鈾礦化帶寬為2.7 m，鈾工業(yè)礦帶寬為2.2 m，鈾含量一般為300～3 000 mg/kg，最高可達9 576 mg/kg。鈾礦化產(chǎn)于一條北東向30°的小型斷裂與多組近東西向斷裂，在北東向斷裂切穿近東西向斷裂的交匯部位，鈾礦化規(guī)模更大，品位更高。

3 成礦地質(zhì)條件

岫巖縣陶家隈子鈾礦位于遼東裂谷南緣，它主要由3個次級大地構(gòu)造單元組成。其中，營口-寬甸隆起與鈾礦化關(guān)系密切，鈾礦化主要集中分布于該隆起的邊緣，該區(qū)域發(fā)生多期次的構(gòu)造-巖漿活化作用，與鈾礦有關(guān)的熱液蝕變作用較強，賦礦圍巖主要為里爾峪組地層與古元古代混合花崗巖接觸帶附近的黃鐵礦變粒巖、磁鐵礦變粒巖，地球化學(xué)特征為富硅、貧鐵鎂，屬于過鋁質(zhì)巖石，鈾的背景值較高且存在明顯的化探異常。

控礦構(gòu)造是里爾峪組地層含鈾的主要影響因素，所有鈾礦體都分布在一定的斷裂或破碎構(gòu)造中，不同類型、不同方向、不同尺度和規(guī)模的構(gòu)造分別控制鈾礦的空間分布和鈾含量?？氐V斷裂主要分為近東西向斷裂和北東向斷裂，東西向斷裂形成較早、規(guī)模小，被后期北東向深大斷裂切割，形成菱形格子狀構(gòu)造格局，東西向斷裂為主要控礦斷裂，其與北東向深大斷裂的交匯部位褶皺、次級斷裂較為發(fā)育，鈾礦化規(guī)模更大，品位更高，是鈾礦賦存的主要地段（LW1礦化點、LW2礦化點）。

4 找礦前景

在岫巖縣陶家隈子鈾礦向北約27 km處，遼寧省鳳城市已發(fā)現(xiàn)翁泉溝鈾礦，它是一座大型含鈾鐵硼酸鹽型礦床，具有很大的綜合利用價值。經(jīng)對比分析，陶家隈子鈾礦成礦條件與翁泉溝鈾礦高度相似，如表1所示。

遼東硼鐵鈾礦床賦存于古元古代遼吉裂谷中央凹陷區(qū)的里爾峪組火山-沉積地層，構(gòu)造復(fù)雜，主要有東西向、北東向兩組構(gòu)造。東西向構(gòu)造體系控制全區(qū)，由一系列規(guī)模較大、走向近東西的壓性結(jié)構(gòu)面（包括褶皺與斷裂）組成一個復(fù)式褶皺區(qū)。正是由于它的控制，礦區(qū)地層以及所夾的沉積變質(zhì)成因的鐵、硼、磷等礦層呈東西向展布，翁泉溝硼鐵鈾礦床產(chǎn)于翁泉溝復(fù)式背斜的次一級構(gòu)造——翁泉溝向斜中。北東向構(gòu)造由一系列背斜、向斜等壓性結(jié)構(gòu)面及其派生斷裂面組成，展布方向為北東15°～30°，該區(qū)形成兩個較大的多字形構(gòu)造，區(qū)內(nèi)也存在少量的北西向構(gòu)造和旋轉(zhuǎn)構(gòu)造，形成時間一般都晚于東西向構(gòu)造，起到改變東西向構(gòu)造原貌的作用，大部分?jǐn)嗔讯纪碛阼F礦床形成時間，均有切割礦體的破壞作用。

鈾礦均產(chǎn)出于里爾峪組地層與古元古代混合花崗巖的接觸帶，古元古代條痕狀混合花崗巖控制鈾礦化的產(chǎn)出位置，提供豐富的鈾源及熱源。鈾主要形成于混合巖化矽卡巖期和熱液蝕變高溫階段，鈾一部分來自深源，與富鐵玄武巖一起帶入火山沉積建造中，區(qū)域變質(zhì)作用使其部分富集；另一部分來自陸源剝蝕，這部分鈾與該區(qū)硫同源。在還原條件下，鈾酰離子（UO22+）、硫酸根（SO42-）一起被分解還原并沉積于地層中。受后期構(gòu)造運動的影響，鈾被活化進入熱液，在構(gòu)造發(fā)育階段與富鐵的超基性噴出巖發(fā)生交代反應(yīng)，形成強烈的黃鐵礦化和綠泥石化，同時使鈾以磁鐵礦為沉淀劑發(fā)生沉淀、富集，因此鈾礦化屬于同生沉積混合熱液再造富集成因，其形成時代與硼鐵鈾型鈾礦化時代相同，具有形成鈾礦源層的同生沉積富集條件、再造富集的層間構(gòu)造條件和活化遷移交代富集的條件。

5 結(jié)論

岫巖縣陶家隈子鈾礦內(nèi)，里爾峪組發(fā)育大面積的黃鐵礦變粒巖和磁鐵礦變粒巖，它是礦區(qū)內(nèi)主要的賦礦層位。礦區(qū)內(nèi)混合花崗巖較為發(fā)育，熱液型鈾礦化產(chǎn)出位置均受其控制。構(gòu)造形跡多而復(fù)雜，主要為東西向和北東向，其中東西向控礦斷裂與北東向深大斷裂的交匯部位發(fā)育很多的次級構(gòu)造，為鈾的遷移、富集提供良好的通道?；疆惓Ｃ芗l(fā)育，礦區(qū)向北27 km處有規(guī)模較大的翁泉溝硼鐵鈾礦床，其成礦地質(zhì)條件與陶家隈子鈾礦極其相似。經(jīng)綜合分析，里爾峪組地層與古元古代混合花崗巖的接觸帶附近具有較大的找礦潛力。

參考文獻

1 Liu J H，Liu F L，Ding Z J，et al.Geochronology，petrogenesis and tectonic implications"of Paleoproterozoic granitoid rocks in the Jiaobei Terrane，North China Craton[J].Precambrian Research，2014（12）：685-698.

2 賀高品，葉慧文.遼東-吉南地區(qū)早元古代變質(zhì)地體的組成及主要特征[J].長春科技大學(xué)學(xué)報，1998（2）：121-126.

3 胡古月，李延河，范潤龍，等.遼東寬甸地區(qū)硼酸鹽礦床成礦時代的限定：來自SHRIMP鋯石U-Pb年代學(xué)和硼同位素地球化學(xué)的制約[J].地質(zhì)學(xué)報，2014（10）：1932-1943.

4 李三忠，楊振升，劉永江，等.膠遼吉地區(qū)古元古代早期花崗巖的侵位模式及其與隆滑構(gòu)造的關(guān)系[J].巖石學(xué)報，1997（2）：189-202.

5 李三忠，劉永江.膠遼地塊古元古代沉積組合：年代與層序[J].西北地質(zhì)，1997（3）：13-20.