小兴安岭北东段火山岩型铀成矿地质条件及找矿方向

孙 祥，罗 毅，张明林

（核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京100029）

小兴安岭北东段火山岩型铀成矿地质条件及找矿方向

孙 祥，罗 毅，张明林

（核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京100029）

小兴安岭北东段地处环太平洋成矿域与古亚洲成矿域叠合区，经历了中新生代以来的火山-岩浆作用，是火山热液型铀矿床的有利产出部位。通过分析小兴安岭北东段地质背景、成矿地质条件，对比俄罗斯卡缅努什火山机构拉斯托契卡矿床，提出NE、NW向和SN向的贯通性基底断裂，以及晚中生代火山塌陷盆地和潜火山岩浆活动中心为该区铀成矿有利地段。铀矿化受溢流相霏细岩、流纹岩、流纹斑岩，以及喷发相凝灰岩，火山侵入相霏细斑岩、花岗斑岩、闪长斑岩和闪长玢岩控制。本区的南峦、宁远村、汤源和翠峦等火山塌陷盆地是铀成矿最有远景的盆地。

小兴安岭；火山岩型铀矿；卡缅努什；成矿条件

小兴安岭北东段地区是指中国黑龙江省哈尔滨市以东，同江以西，鸡西以北，俄罗斯远东切格多门以南的地区。其地理坐标：东经 127°～133°， 北纬 45°～52°， 面积为 19万km2。该区是环太平洋成矿域与古亚洲成矿域共同作用的地区，经历了中新生代以来的火山-岩浆作用，是火山热液型铀矿床的有利产出部位［1］。

前人先后在该地区发现了14个火山岩型铀矿点。自20世纪60年代以来，核工业系统陆续在本地区进行调查工作，采用航放、航磁和放射性水文等手段，对小兴安岭北东段中新生代盆地的成矿条件做了初步分析。2009年，全国铀资源潜力评价项目组织北方火山岩组完成了 “黑龙江省伊春地区铀资源潜力评价”课题，通过与俄罗斯远东地区卡缅努什火山机构铀成矿条件对比，对该区的火山岩型铀成矿地质条件及成矿潜力进行了总结。

总之，该区铀矿地质工作非常薄弱，缺乏大规模系统性地质调查，没有开展关于成矿条件和机理的分析研究，也尚未发现有工业价值的矿床。本文通过对小兴安岭北东段地区的区域地质背景、区域成矿地质特征和成矿条件的研究，对比俄罗斯卡缅努什铀矿田，分析了该区的铀成矿远景，探讨下一步的找矿方向。

1 区域地质背景

小兴安岭北东段属于西伯利亚板块与中朝板块所夹持的区域［2］，是天山—兴蒙造山系的东延部分，小兴安岭—张广才岭岩浆弧（Pz、 Mz）、 佳木斯地块（Pt31）两个Ⅱ级构造单元的接合区［3］。深部构造环境为佳木斯幔隆区与小兴安岭幔坳区，张广才岭幔坳区的过渡区，为地壳由薄急剧增厚，陆壳成熟度增高的地区。该区与邻区俄罗斯甘欣铀成矿区卡缅努什铀矿田属于同一构造单元，属宾县—伊春—甘欣（俄）NE向火山岩型铀钼成矿带的组成部分［4］，区域成矿地质背景与邻区俄罗斯甘欣铀成矿区区域地质背景相似。

1.1 区域地层

小兴安岭北东段基底地层由新太古界、元古界和古生界组成。新太古界变质岩系由西麻山组（Ar2x）和余庆组（Ar2y）构成，为片麻岩-麻粒岩建造，变质相达到高角闪岩相-麻粒岩相。元古界变质岩变质相为角闪岩相、片岩相，形成于大陆边缘海槽环境。古生界发育一套海相沉积地层。

该区基底为前寒武纪中间地块，并在后期经过多期的钾质花岗岩化作用，岩石铀质量分数高，在这种基底上发育的火山盆地是铀矿床定位的有利条件。

该区的盖层发育较齐全，三叠系以陆相中酸性火山岩建造为主，伴有河湖相火山碎屑岩及陆源碎屑岩沉积建造，属陆相断陷火山湖盆环境。侏罗系以陆相中、酸性火山喷发岩建造为主，伴有火山碎屑岩、陆源碎屑岩和沉积建造，具有多喷发韵律特征，属火山断陷、火山塌陷盆地构造环境。白垩系地层主要分布于伊春市北部、鹤岗、佳木斯南部、双鸭山、大台河、鸡西及尚志等地区，为一套陆相火山断陷盆地。

1.2 构造格架

EW、SN、NE和NW向4组断裂构成区域基本断裂构造格架（图1）。依据断裂构造规模、控岩格局作用及重、磁异常的反映特征，工作区断裂构造可划分为岩石圈断裂、基底断裂和盖层断裂3类。

1.3 中新生代岩浆岩

区内广泛分布中生代晚三叠世花岗岩，由二长花岗岩、正长花岗岩及碱长花岗岩构成，Rb-Sr等时线年龄为202～231 Ma，N（87Sr）／N（86Sr）＝0.704 8～0.708 9， 属Ⅰ型花岗岩和A型花岗岩。晚三叠世超基性、基性岩浆岩主要为橄榄岩、辉长岩等。

晚中生代花岗岩类主要为晚侏罗世和早白垩世花岗岩。晚侏罗世花岗岩主要为花岗闪长岩、二长花岗岩及花岗斑岩，K-Ar法年龄为149.1～162.8 Ma，成因类型主要为Ⅰ型，早白垩世花岗岩主要为花岗闪长岩、花岗斑岩和碱长花岗岩，K-Ar法年龄为115.6～92.0 Ma。成因类型为Ⅰ型和壳源型［5］。

本区中新生代除了有广泛的花岗岩、超基性和基性岩浆岩侵入活动外，还有广泛的中、晚侏罗世和早白垩世中基性、中酸性、酸性火山喷发、侵入活动，以及新近纪、第四纪玄武岩浆喷发活动。

图1 小兴安岭北东段地区断裂构造格架示意图Fig.1 Schematic diagram of structure framework in northeast region of Xiaoxing’anling Mountains

1.4 构造演化史

本区属中亚—蒙古构造域与滨太平洋构造域的叠合区，从区域地质历史分析，本区历经了新太古代古陆核、元古宙克拉通地块、古生代裂陷槽-断陷盆地、三叠纪—早侏罗世挤压坳陷盆地、晚侏罗世—白垩纪裂陷伸展盆地和古近纪—新近纪断块差异隆升剥蚀等6个演化阶段。

新太古代古陆核由新太古代麻山群构成，向北延入俄罗斯伊曼地区。在区域变质作用过程中伴生有混合岩化，形成混合岩、混合花岗岩穹隆，这种混合岩化、混合花岗岩化作用导致铀元素的初始富集，铀质量分数为3×10-6～5×10-6，成为本区铀元素最早富集作用期。

古元古代末，兴东运动发生低压区域动力热流变质作用，形成以低角闪岩相为主的变质岩组合，并伴随混合岩化作用和Ⅰ型—S型花岗岩浆侵入活动，形成局部富铀混合花岗岩穹隆和非原地型花岗闪长岩、二长花岗岩，铀质量分数为5×10-6～6×10-6，为本区的第2次铀元素富集作用期。新元古代晚期，统一的佳木斯克拉通地块形成。

古生代，该区先后进入裂陷槽演化期和断陷盆地演化期，先后形成一系列滨海相、海相和陆相的沉积建造，并伴随大量酸性、中基性火山岩浆活动。在晚二叠世，全区抬升为陆地，沿断裂带造山型富铀碱长花岗岩（A型）侵位，铀质量分数为6.3×10-6，是本区重要的铀源岩体。

三叠纪—早侏罗世期，由于受太平洋板块俯冲挤压作用的影响，本区总体处于隆-坳相间的构造格局。三叠纪时期表现为强的褶皱隆升及断裂复活，广泛发育富铀的花岗岩（S型）、碱性花岗岩（A型）侵入和中酸性火山岩喷发。

晚侏罗世—白垩纪时期，由于库拉板块—太平洋板块与东亚大陆相互作用导致地幔隆起，发育以NNE向裂陷伸展构造活动为主，同时使生成的NE、NW向岩石圈断裂，EW、NE向基底断裂复活，控制了区内晚侏罗世—白垩纪中基性、中酸性、酸性火山喷发和同期花岗闪长、二长花岗岩的侵入活动，以及晚侏罗世—白垩纪火山断陷、火山塌陷盆地和煤系盆地的形成。晚侏罗世—白垩纪火山断陷盆地和火山塌陷盆地是本区铀成矿的重要构造单元。

古近纪—新近纪时期，本区以断块差异隆升剥蚀构造活动为特点。新近纪发育多次幔源玄武岩浆活动。新近纪幔源玄武岩浆活动可能为本区铀成矿提供了重要热源。

2 区域成矿特征

2.1 铀矿点分布

本区铀矿化分布主要受宾县—伊春至俄罗斯甘欣NE向晚中生代火山岩浆活动带控制，矿床、矿化点分布在晚侏罗世及白垩纪火山塌陷盆地中或火山断陷盆地内。铀矿化分布在霏细岩、酸性凝灰岩、霏细碎屑熔岩及霏细斑岩中。由于工作程度低，区内尚未发现有工业价值的铀矿床，但邻区的俄罗斯卡缅努什地区已发现一系列大型铀矿床和矿点。

2.2 卡缅努什矿田

俄罗斯卡缅努什火山岩型铀矿田位于布列亚中间地块南部的卡缅努什火山机构中，产有拉斯托契卡、斯卡里等4个大型铀矿床及 4个铀矿点， 铀金属量达 20 000 t［6］， 小兴安岭北东段地区在区域地质背景、成矿地质环境上与卡缅努什铀矿田具有相似性，对比拉斯托契卡等典型铀矿床，对本区的铀矿勘查工作具有借鉴作用。

卡缅努什火山机构为塌陷式火山盆地，基底为前中生代变质岩及古元古代富铀的斑状变晶片麻状花岗岩（铀质量分数为5.7×10-6）和二叠纪富铀的伟晶花岗岩、碱长花岗岩 （铀质量分数为7×10-6）。火山塌陷盆地盖层为白垩纪，可划分为上、下两层，下层为中性和酸性火山岩，夹凝灰岩-沉积岩层；上层为喷溢相的酸性流纹岩，霏细岩流纹斑岩、霏细斑岩、粗斑流纹岩和珍珠岩，属于亚碱性的玄武岩-流纹岩建造，铀质量分数为5.2×10-6～15.4×10-6，铀矿化主要产于霏细岩及其下层的凝灰岩中［7］。

沿火山盆地周边发育环状分布的岩脉、花岗斑岩、霏细斑岩和环状断裂。发育贯通EN、EW、NNW向和NW向断裂。

拉斯托契卡典型矿床位于卡缅努什火山塌陷盆地内。含矿层位为白垩系奥布马尼组流纹斑岩、霏细岩和霏细碎屑熔岩（图2）。矿床产于卡缅努什火山塌陷盆地东北部，白垩系奥布马尼组霏细岩与亚乌林组酸性集块凝灰岩的接触带上，受霏细岩和SN、NE向断裂构造叠合区控制。拉斯托契卡铀矿床矿化分布面积为1 200 m×250 m，约0.3 km2。共探明4个铀矿体。矿体呈透镜状、似层状和复杂网脉状。

铀矿化属氟-钼-铀建造类型。矿床遭受表生改造，而且氧化矿石多于原生矿石。铀矿物为沥青铀矿、铀黑、铀石和各种次生铀矿物。钼矿物主要为辉钼矿、铁钼矿和胶硫钼矿。其他硫化物主要是黄铁矿和方铅矿。脉石矿物为石英、萤石。矿床铀成矿年龄为80 Ma，属晚白垩世。

该矿床铀资源总量为4 000 t，钼资源量为 35.5 万 t。

3 成矿地质条件分析

3.1 成矿物质来源

图2 拉斯托契卡铀矿地质图及剖面图（据H.K.切肯契夫讲学资料，赵凤民，2006）Fig.2 Geological map and cross section of Lasiduoqieka uranium deposit （After Zhao Fengmin，2006 from the lectures data of H.K.Qiekenqief）

一个地区的铀源条件和铀元素的多次富集，是铀成矿，也是找铀的必要前提［8］。本区为多期岩浆活化的克拉通古地块，发生4次铀元素的富集作用：新太古代—元古宙混合花岗岩化作用铀富集期，铀质量分数为5.0×10-6；二叠纪壳源重熔型花岗岩、碱性花岗岩岩浆活动期铀富集期，铀质量分数为6.3×10-6；三叠纪壳源重熔型花岗岩、碱性花岗岩岩浆活动期铀富集期，铀质量分数为6.4×10-6；晚侏罗世—白垩纪中酸性、酸性火山岩浆活动期铀富集期，铀质量分数为5×10-6～8×10-6。多次的铀富集作用奠定了本区铀成矿的铀源基础。

邻区俄罗斯卡缅努什铀矿区基底元古宇斑状片麻花岗岩铀质量分数为5.7×10-6，二叠纪花岗伟晶岩铀质量分数为7×10-6，火山岩盖层霏细岩、霏细斑岩铀质量分数为8.9×10-6～10.2×10-6，流纹岩铀质量分数为 5.2×10-6，反映了丰富的铀源地质环境。

3.2 赋矿层位

小兴安岭北东段本区含矿层为上侏罗统神树镇组、下白垩统东大岭组、宁远村组，这相当于邻国俄罗斯卡缅努什铀矿区上白垩统奥布马尼组和亚乌林组含矿层；含矿体主要为晚侏罗世、白垩纪的花岗斑岩、流纹斑岩和霏细斑岩等。

上侏罗统神树镇组含矿层岩性：下部为粉砂质板岩、薄层细砂岩及酸性火山熔岩；上部为凝灰质砂岩，中酸性凝灰熔岩、流纹岩等构成的两个喷发旋回韵律。地层厚度大于696 m。中酸性、酸性火山岩铀质量分数为5×10-6～8×10-6，在该地层中产有众多铀矿化点。

下白垩统东大岭组、宁远村组含矿层岩性为流纹质熔结凝灰岩，霏细斑岩夹黑色珍珠岩、凝灰熔岩互层，及流纹质角砾熔岩、流纹斑岩、英安质角砾凝灰岩，地层厚度大于670 m。含矿层铀质量分数为6×10-6～10×10-6，在地层中产有众多铀矿化点，航放测量显示出铀高场。

晚侏罗世—白垩纪花岗斑岩、流纹斑岩和霏细斑岩等含矿体，通常为晚侏罗世—白垩纪火山断陷、火山塌陷盆地的组成部分，这些岩体通常富铀，铀质量分数为6.3×10-6～6.4×10-6，火山断陷盆地、火山塌陷盆地边部的铀矿化点均分布在以上岩体中，成矿作用与晚侏罗世—白垩纪火山作用相关［9］。

邻区俄罗斯卡缅努什铀矿区含矿层为白垩纪奥布马尼组、亚乌林组构成的火山盖层，含矿层的下部为中性和酸性火山岩，夹凝灰-沉积岩层，上层为霏细岩、霏细斑岩、流纹斑岩和珍珠岩。含矿层厚度大于1 000 m。含矿层铀质量分数为5.2×10-6～10.2×10-6。铀矿体产于霏细岩、酸性凝灰岩层中。本区的上侏罗统神树镇组、白垩纪宁远村组和东大岭组含矿层特征与俄罗斯卡缅努什铀矿区含矿层特征具相似性。

3.3 控矿构造

本区属宾县—伊春—俄罗斯卡缅努什NE向晚中生代火山岩型铀成矿带的南段组成部分。铀矿化点、异常点、航放铀高场均受NE向岩石圈断裂、NW向基底断裂与晚中生代火山塌陷盆地或火山断陷盆地控制。NE向岩石圈断裂和NW向基底断裂是控制本区不同期次、不同性质的岩浆活动，火山喷发带产出，以及火山活动中心的区域性断裂；该断裂组合既是岩浆活动通道，又是成矿热液流体运移的通道，而且还是控制区域成矿带的断裂构造。晚中生代火山塌陷盆地或火山断陷盆地通常是不同期次、不同性质的火山作用中心和成矿火山热液流体的汇聚区。当火山塌陷盆地或火山断陷盆地与NE向岩石圈断裂、NW向基底断裂叠合时，通常控制铀矿田或铀矿床的空间定位。

3.4 热 源

依据区域地质资料及邻区俄罗斯卡缅努什铀矿成矿区研究资料，本区铀矿床成矿与两期热源地质条件关系密切。

第1期成矿热源地质事件是晚白垩世酸性火山喷发，潜火山花岗斑岩、霏细斑岩岩浆侵入活动期，伴生铀、钼矿化形成，铀成矿年龄为80～100 Ma。晚白垩世时期酸性火山岩浆活动期是本区早期铀、钼成矿的主要热源地质事件。

第2期成矿热源地质事件是新近纪幔源岩浆热液活动期，在铀矿点、铀矿床区通常出现新近纪辉长岩脉、安山玢岩脉和闪长岩脉等中基性脉岩与铀矿化紧密共生，因此，新近纪幔源岩浆活动可能是火山热液叠造铀成矿的重要热源地质事件。

通过以上分析总结，该地区成矿要素如表1所示。

表1 小兴安岭北东段地区铀成矿要素一览表Table 1 List of essential uranium metallogenic factors in northeast of Xiaoxing’anling Mountains

4 找矿方向

根据已有的铀矿化点信息，对比俄罗斯卡缅努什矿田的铀成矿地质特征，总结以下3种铀成矿有利条件。

4.1 火山塌陷盆地

本区铀矿点、铀矿床均分布在火山塌陷盆地内。这种火山塌陷盆地通常是不同期火山岩浆活动中心、成矿热源中心，与火山塌陷盆地形成相伴随的环状断裂、放射状断裂是控制火山岩浆活动晚期次、火山岩侵位及火山热液活动的重要通道和汇聚场所。因此，火山塌陷盆地是控制火山岩型铀矿成矿的主要地质要素。

4.2 贯通性基底断裂交汇融合区

NE、SN向和NW向贯通性基底断裂交汇融合区，通常是深部幔源火山热液流体、壳源火山热液流体与壳层物质产生交换作用，导致富铀基底、盖层岩石中的铀活化、迁移和再富集成矿的前提条件。

4.3 酸性、超酸性火山岩系

上侏罗统壳源重熔型酸性火山岩系及白垩系壳源重熔型酸性、超酸性火山岩系是本区主要含矿岩系。它们是铀元素经壳源重熔作用得到进一步富集的载体，也是后期地质作用使铀元素活化、迁移，达到工业富集的铀源层。

本区的南峦、宁远村、汤源和翠峦等火山塌陷盆地，受贯通性基底断裂控制，同时广泛分布上侏罗统及白垩系酸性、超酸性火山岩系，且有众多的铀矿化点及异常带等地面信息，是铀成矿最有远景的盆地。

5 结 论

（1）小兴安岭北东段地处环太平洋成矿域与古欧亚大陆成矿域叠合部位，区域地质环境特殊，经历漫长的构造演化，是铀成矿的有利地段。

（2）邻区俄罗斯卡缅努什火山机构的一系列铀矿床在物质来源、赋矿层位和控矿构造等方面与本区具有相似性，对比其成矿地质特征对本区的铀资源勘查具有重要意义。

（3）多次铀元素富集作用为本区成矿提供了丰富的物质来源；上侏罗统神树镇组、下白垩统东大岭组、宁远村组的流纹斑岩、霏细岩、霏细斑岩及其他酸性熔岩是本区的主要赋矿层位；贯通基底断裂与火山塌陷盆地的叠合区是该区铀成矿的有利区段。

（4）本区的南峦、宁远村、汤源和翠峦等火山塌陷盆地成矿地质条件优越，且有众多的铀矿化点及异常带等地面信息，是铀成矿最有远景的区域。

总之，该地区在铀成矿地质背景及成矿地质条件上与邻区的俄罗斯卡缅努什铀矿田具有相似性，发育中生代火山塌陷盆地和酸性、超酸性火山岩系，具有大中型铀矿床产出的条件。深入研究铀成矿机制，探究铀成矿特征，必能为该区铀勘查工作的突破打下坚实基础。

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Metallogenic condition and prospecting orientation of volcanic-type uranium deposits in the northeast district of Xiaoxing’anling Mountains

SUN Xiang， LUO Yi，ZHANG Ming-lin

（CNNC Key Laboratory of Uranium Resources Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

Located in the overlapping area of Circum-Pacific and Palaeo-Asia metallogenic domain，northeast district of Xiaoxing’anling Mountains has been effected by Meso-Cenozoic volcanomagmatism，and is believed to be the favorable region of volcanic hydrothermal type uranium deposits.Based on the analysis of geological background，metallogenic condition and the comparison study on Lasituoqika deposit in Kamiannushi volcanic structure of Russia，it is concluded that the overlapped areas of NE， NW and SN striking basement faults， volcanic collapse basin of Late Mesozoic and the center of subvolcanic magmatism are the favorable regionsofuranium mineralization. The mineralization is controlled by effusive felsite， rhyolite， rhyolite porphyry， eruptive tuff and intrusive felsite porphyry， granite-porphyry and diorite porphyry.The volcanic collapse basins of Nanluan，Ningyuancun，Tangyuan and Cuiluan are the most propecting areas in this region.

Xiaoxing’anling Mountains； volcanic-type uranium deposits； Kamiannushi； metallogenic geological condition

P619.14；P598

A

1672-0636（2011）04-0208-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2011.04.004

2011-08-22

孙 祥（1984—），男，山东济宁人，在读硕士研究生，研究方向：铀矿地质。E-mail:sun19845@163.com