俄罗斯斯特列里措夫火山岩型铀矿床地质特征及启示

柴 璐，周永恒，鲍庆中，李 霄

（沈阳地质矿产研究所/中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁沈阳110034）

1 概述

斯特列里措夫（Streltsovka）超大型矿床是世界知名的火山岩型铀矿床，位于俄罗斯赤塔州红石市东南12 km处，距中俄边境直线距离仅30余千米.矿床面积约10 km2，矿体长约1400 m，南北走向，呈带状分布，储量近6.0×104t，铀的品位一般为0.2%.在大的网状脉内，铀品位达0.6%；在似脉状矿体内，铀品位可达1%［1］.该矿床于1963年被苏联324地质勘察队发现，1966年中期进行详细勘探，由滨额尔古纳矿业及化工生产联合体负责开采［2］.

斯特列里措夫矿床产在直径约20 km的破火山口中，该火山口构成世界的巨型火山岩型铀矿田，矿田面积约为130 km2.该矿田共探明19个铀矿和铀钼矿，包括安泰、十月、阿尔贡和图卢库耶夫等矿床，总储量达 30×104t，75%的资源位于地下 200～600 m，25%的资源位于地下600～900 m.目前有10个矿床进行生产，8 个为地下矿山，2 个为露天矿山［3］.

2 区域背景

斯特列里措夫火山岩型铀矿田所处的火山拗陷盆地位于西伯利亚地台南缘古生代地槽褶皱系前寒武纪中间地块及巨型花岗岩穹隆之上，处于NE向中蒙-额尔古纳构造岩浆活动带的边部，大型火山-沉积盆地的边缘［4-5］.该火山塌陷盆地基底由古生代花岗岩和元古宙变质岩组成，盖层由J-K火山-沉积岩组成.该盆地受花岗片麻岩穹隆西北边缘的不同方向多期活动的深断裂复合控制，区内有非常发育的NE向、NW向和S-N向断裂［1］.盆地内部与铀成矿有关的层间构造、环状构造也很发育，这些交错的构造，构成一个导矿、控矿和容矿格网状断裂构造体系［6］.从空间分布上看，铀矿化明显受岩性和构造因素控制.

3 矿床地质特征

3.1 地质概况

斯特列里措夫矿床具有双层结构：下构造层主要由海西期中—粗粒似斑状花岗岩（K-Ar年龄为240 Ma）、加里东期中粗粒巨斑状花岗岩（K-Ar年龄为400～500 Ma）和前寒武纪变质岩系（黑云母-角闪石片麻岩、白云岩化灰岩等）组成［7］；上构造层为中生代火山-沉积岩，主要岩性为玄武岩、安山岩、流纹岩、凝灰岩、砾岩、砂岩、粉砂岩、英安岩和流纹质凝灰熔岩（图1）.流纹岩在火山岩系中占30%～35%，厚度为50～100 m［8］，其 K-Ar年龄为（142±7）Ma［9］.上构造层又划分为呈层状产出厚度为1000 m的近额尔古纳组（J3）和图鲁圭组（K）.近额尔古纳组由底部砾岩、3层玄武岩和2层粗面英安岩组成，由下至上分别为：（1）粗碎屑岩层；（2）下粗面英安岩层，遭受到强烈裂隙化和围岩蚀变，并在其中出现铀矿化；（3）玄武岩、熔岩、熔岩角砾岩层；（4）上粗面英安岩层，由互层的块状玄武岩、砾岩角砾和砾岩组成；（5）额尔古纳组块状玄武岩.图鲁圭组可分为3层，由下至上分别为：（1）流纹岩；（2）霏细岩，夹安山岩、粗面玄武岩及流纹质火山碎屑岩；（3）流纹岩或流纹质火山碎屑岩（以凝灰岩为主）与玄武岩互层.整个火山岩系累计厚度为1200 m，其中沉积岩夹层的厚度不足总厚度的10%［10］（图2）.

斯特列里措夫矿床的铀矿化总体上受NE向额尔古纳断裂带的控制.该断裂带几乎控制了矿区所有的矿床，至最上部变为裂隙带，起到控矿、控岩的作用.S-N向断裂在矿区内广泛发育，可切穿火山-沉积岩层，至基底岩层中，构造裂缝和裂隙部位填充了石英、萤石、碳酸盐和含黄铁矿和沥青铀矿化的矿化角砾岩等.NW向断裂为主要的赋矿构造，它与NE向、S-N向断裂的交结处都产有矿床.E-W向断裂不影响矿床的分布，它产于矿区基底构造层中，形成于NE向、S-N向和NW向断裂之前，控制了东西向基底隆起的形成，在成矿中起到屏障作用（图1）.

3.2 成矿特征

斯特列里措夫铀矿床的矿体赋存于不同火山沉积岩层的任何层位，铀矿化层主要定位于上构造层的霏细岩层底部、上粗面英安岩层和下粗面英安岩层中，铀矿物同位素年龄为 134～136 Ma［1］.矿体形态由含矿构造的分布和岩性特征决定，可划分为似脉状、缓倾的网脉状和似层状矿体.大的似脉状矿体切穿整个火山-沉积岩层，产于断裂带的构造裂缝中，小的似脉状矿体产于下粗面英安岩层的裂隙带里；网脉状矿体主要产于下粗面英安岩层的上部和下部；似层状矿体产于霏细岩层底部.矿化垂幅达480 m.位于斯特列里措夫铀矿床基底岩石之下的安泰矿床，该矿床最深处距地表约1500 m，可见这种火山岩型热液铀矿的矿化垂幅巨大.

分布最广的矿石类型为铀矿和铀钼矿，主要的铀矿物为沥青铀矿和铀石，沥青铀矿充满角砾，在胶结物中呈浸染状、巢状和细脉状，与石英、萤石、绿泥石、水云母、黄铁矿共生.与铀矿化共生的有钼矿化（胶硫钼矿）和黄铁矿，偶见铅、锌和铜的硫化物［3］.铀矿石中的钼矿物主要有2种，一种是硫钼矿，另一种是辉钼矿［10］.脉石期的矿物有萤石、碳酸盐、迪开石等.

斯特列里措夫铀矿床的矿化是多期活化作用的结果，分为3个成矿阶段，分别是钠长石-钛铀矿阶段、石英-辉钼矿-非晶质铀矿阶段和石英-科芬矿阶段［1］.蚀变作用分为矿前期和矿期2个蚀变阶段.矿前期蚀变为酸性淋滤作用，表现为高岭石化和迪开石化；矿期蚀变阶段以碱性蚀变为主，表现为钠长石化、黏土化、绢云母化、水云母化和蒙脱石化.矿期蚀变具有上酸下碱的垂直分带性，上部是水云母化和蒙脱石化，下部是水云母化，深部是钠长石化［7］.

3.3 成矿物质来源

斯特列里措夫铀矿田的成矿物质来源一直是地质学者研究和争论的关键问题，其来源被认为有3个：第一是组成破火山口的过碱性流纹岩；第二是从火山熔浆中或下伏岩浆房中排放出的流体；第三是基底中海西期富铀的亚碱性黑云母花岗岩［8-9］.

4 对我国找矿的启示

图1 斯特列里措夫铀矿床地质略图（据 Н.П.Лаверов等）Fig.1 Geologic sketch map of Streltsovka deposit（after N.P.Laverov et al.）

图2 斯特列里措夫铀矿床地层柱状图（据 Л·П·伊舒科娃等，2005）Fig.2 Stratigraphic column of Streltsovka deposit（from L.P.Ishukova et al.,2005）

斯特列里措夫铀矿田与我国东北地区的黑龙江省大兴安岭北部地区以及内蒙古自治区东北部地区同属于蒙古-额尔古纳铀-多金属成矿带，该成矿带位于中、俄、蒙三国交界，南起蒙古温都尔汗，北至中国塔河地区，受鄂嫩-埃基姆昌和得尔布干两条深断裂控制，总体呈北东东向展布［5］.该成矿带处于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.带内发现有多处大型、超大型火山岩型铀矿床和多金属矿床，如该成矿带中北段的斯特列里措夫铀矿田，南段的蒙古乔巴山北部的多尔诺特铀矿床,以及中南段的我国乌奴格吐山Cu、Mo矿床和三河、甲乌拉等Cu、Pb、Zn、Ag多金属矿床（图 3）.

图3 蒙古-额尔古纳铀-多金属成矿带示意图［11］Fig.3 Schematic map of Mongolia-Erguna uranium-polymetallic metallogenic belt

4.1 蒙古-额尔古纳铀-多金属成矿带

蒙古-额尔古纳铀-多金属成矿带处于西伯利亚地台和华北地台所夹持的兴蒙-鄂霍茨克古生代地槽系中的克鲁伦-额尔古纳前寒武纪中间地块内［12］.该区地质演化分为2个阶段：一是前中生代亚洲构造域板块裂解、拼合的演化阶段；二是中新生代环太平洋构造域地幔热柱作用和伸展构造演化阶段.该区是上述两个构造域强烈叠加改造的活动区域［4］.

区内前中生界基底由古老变质岩和花岗岩组成.变质岩地层主要由中元古界佳疙瘩群斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩、富钾混合花岗片麻岩、浅粒岩、石英绢云母片岩夹大理岩，及新元古界额尔古纳河群的石英砂岩、石英云母片岩、大理岩等中浅变质岩组成［13］.该地块经历了里菲期、加里东期、海西期等多期花岗岩化作用的强烈改造，演化历史长，成熟度高，发育了富铀、富钾的变质岩和多期花岗岩化基底，对后期铀的富集成矿十分有利.到中生代时期，该区被卷入到环太平洋构造域的构造-岩浆活动的地质演化中，形成了由晚侏罗世的塔木兰沟旋回、早白垩世的上库力旋回和伊利克得旋回组成的火山岩［5］，及一些独立的火山机构、火山塌陷盆地和裂陷沉积盆地.

该区发育有NE—NNE向等深断裂，集中分布于板块拼合带附近，控制了蒙古-额尔古纳铀-多金属成矿带的展布.在中生代以来的强烈伸展-拉张的构造环境下，产生了NE—NNE向等剪切-拉张断裂，NE—NNE向、NW—NNW向、近S-N向和近E-W向等次级断裂与深断裂交汇、切割、贯通，构成了中生代以来断裂构造的整体格局［5］.在成矿过程中，深大断裂贯穿至岩浆房，形成含矿流体运移的良好通道；次级断裂或派生断裂往往控制着矿体的形态；构造交结处控制着矿体的产出部位［14］.

区内构造-岩浆活动强烈，热液蚀变作用比较普遍，且蚀变种类和蚀变期次多，一般分布在断裂的两侧及构造结.主要发育有与火山喷发作用有关的面状热液蚀变和与断裂构造有关的线状热液蚀变.面状热液蚀变主要为硅化、绿泥石化、高岭土化和碳酸盐化，常分布在酸性火山熔岩与火山碎屑岩中.线状热液蚀变主要为硅化、绿泥石化、钠长石化、水云母化、萤石化、黄铁矿化、赤铁矿化、黄铜矿化、辉钼矿化、黏土化，与铀矿化密切相关的热液蚀变主要为硅化、绿泥石化、钠长石化、水云母化、萤石化［14］.

4.2 成矿带有利铀成矿的地质条件

结合蒙古-额尔古纳铀-多金属成矿带的地质环境，以及俄罗斯斯特列措夫铀矿田的成矿地质特征，总结该成矿带有利火山岩型铀成矿的地质特征如下：

1）发育在前寒武纪中间地块基底隆起区的火山拗陷盆地内，成矿前经历多旋回的火山喷发；

2）基底由成熟度高的里菲期、加里东期、海西期、燕山期等多期花岗岩化或富铀花岗岩组成；

3）盖层由多期花岗岩化作用的和含铀高的流纹岩、霏细岩等火山岩组成；

4）区内经历了强烈伸展拉张的构造环境，发育有NE—NNE向、NWW—NNW向、近S-N向和近E-W向的深断裂和次级断裂，断裂交汇处的构造结是控制矿田、矿床定位的重要因素；

5）区域内发育硅化、绿泥石化、钠长石化、水云母化、萤石化、黏土化等热液蚀变.

俄罗斯斯特列措夫铀矿田和蒙古多尔诺特铀矿床的发现，证明蒙古-额尔古纳铀-多金属成矿带是一个有远景的铀成矿带，而该成矿带中国境内鲜有大中型规模以上铀矿床的发现，应进一步加强对该地区的基础地质研究，提高其研究程度.要研究、借鉴俄方在火山构造盆地普查、勘探铀矿床的工作方法理论，避免走弯路.俄方特别注重深部构造填图，以便查明基底起伏，采用基准孔钻探剖面法搞清火山、火山沉积岩层序，指导钻孔设计深度，搞清导矿、控矿、容矿构造，用普通物探（重力、磁测、地震、电法等）方法寻找不同方向的构造交汇结.

为此，必须开展区域地质填图工作，对上个世纪所填的地质图进一步修订、补充.在填图过程中，在设定的重点地区、地段，对地质构造、蚀变作用等影响成矿因素的重点内容给予更多关注.针对满洲里、额尔古纳地区基岩露头少，大面积受植被掩盖等不利条件，为保证填图质量，在填图过程中务必辅以浅孔钻探和综合物化探等有效手段，争取在该地区铀矿找矿工作中实现较大突破.

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