乌兰乌珠尔花岗岩体铀成矿条件分析

路耀祖

（青海省核工业地质局，西宁 810008）

乌兰乌珠尔岩体位于祁漫塔格—都兰成矿带的乌兰乌珠尔华力西期铜、铀、钍成矿亚带内［1］，大地构造位于西域板块祁漫塔格山北坡夏日哈新元古代—早古生代岩浆弧带，北与柴达木中新生代后造山磨拉石前陆盆地接壤，南临祁漫塔格—都兰新元古代缝合带［2］。研究区的铀矿勘查开始于20世纪60～70年代，发现了一批铀矿化异常。2008年以来，青海核工业地质局在研究区开展了铀资源远景调查和黑山南坡地区铀矿普查等工作，使乌兰乌珠尔地区的铀矿勘查取得了新进展。

1 乌兰乌珠尔岩体岩石地球化学特征

乌兰乌珠尔岩体（复式岩体）呈岩基状产出，NWW向延展，北以黑山大断裂为界与黑柱山构造混杂岩带为邻，南以乌兰乌珠尔大断裂为界与巴音格勒构造混杂岩带为邻（图1），长46 km，宽13 km。乌兰乌珠尔岩体发育于前寒武纪结晶基底岩系，经历了加里东期、华力西期、印支期和燕山期等构造岩浆旋回。岩体以华力西期酸性侵入岩为主。外围主要出露有晚奥陶世、早泥盆世、中泥盆世、早二叠世、晚三叠世和早侏罗世侵入岩，侵入于奥陶纪—志留纪滩间山群和古元古代金水口岩群中。各期侵入岩岩石地球化学特征见表1。

图1 乌兰乌珠尔岩体构造位置简图Fig.1 Tectonic location sketch map for Ulan Uzhur granite pluton

晚奥陶世侵入体岩石组合为中细粒花岗闪长岩（O3γδ）-斑状花岗闪长岩（O3πγδ），岩石中K2O含量2.24%～6.06%，大于Na2O含量2.31%～3.34%，显示高K的特点。早泥盆世侵入岩（体）岩石组合为弱片麻状角闪石闪长岩（D1δ）-弱片麻状斑状花岗闪长岩（D1πγδ）-弱片麻状斑状二长花岗岩 （D1πηγ），岩石中SiO2含量呈递增，含量为50.08%～62.93%→63.80%～74.90%→62.10%～75.56%，里特曼指数介于0.56～3.05，铝过饱和指数为 0.64～1.18，大多大于1，岩石属中高钾偏碱性的钙碱性系列岩石。中泥盆世侵入岩（体）岩石类型由较单一的斑状正长花岗岩（D2πξγ）组成，大部分岩石中K2O含量大于Na2O含量，里特曼指数为 1.78～3.71，碱度指数为 0.46～0.92，岩石属高钾偏碱的钙碱性岩石。早二叠世侵入体岩石组合为中细粒闪长岩（P1δ）-中细粒花岗闪长岩（P1γδ）-斑状花岗闪长岩（P1πγδ）-中细粒二长花岗岩 （P1ηγ）－斑状二长花岗岩（P1πηγ），总体上岩石具有K2O含量偏高，里特曼指数灵敏度较低，碱度指数小于1等特点，岩石属中高钾钙碱性岩石。晚三叠世侵入岩（体）岩石组合为石英闪长岩（T3δο）-花岗闪长岩（T3γδ）-二长花岗岩（T3ηγ）-斑状二长花岗岩（T3πηγ），各种岩石化学参数变化大、较复杂，总体为钙碱性岩石。早侏罗世侵入岩（体）岩石组合为中细粒正长花岗岩（J1ξγ）-正长花岗斑岩（J1ξγπ），K2O含量除个别外均偏高，为4.24～5.81，碱度指数偏高，为0.76～0.93，大多小于0.9，岩石属高钾的偏碱钙碱性岩石。

表1 侵入岩岩石化学参数表Table 1 Petrochemical parameters of intrusion bodies

2 岩体区域地球化学、地球物理特征

2.1 化探异常

乌兰乌珠尔岩体位于祁漫塔格—都兰华力西期铁、钴、铜、铅、锌、锡、铀、钍、硅灰石成矿带，铀、钍地球化学具有高背景、高含量分布的特点，铀平均含量居青海省第一［1］。

1996—1998 年青海省化勘院在柴达木盆地西缘开展的1∶200000水系沉积物测量结果显示，乌兰乌珠尔岩体范围与区内铀-钍多金属化探异常有一定的吻合性，异常组合元素有U、Th、Sn、Pb、Bi、Au和Zn。该异常面积大，各元素套合较好，铀质量分数平均5.2×10-6，最高12.3×10-6，面积大、峰值高，具中、外带分带特点。钍异常则较铀异常更明显，Th质量分数平均17.9×10-6，峰值达43×10-6，面积是铀异常的两倍还多，达2070 km2，具内、中、外带。Th异常面积大、峰值高、 w（Th）/w（U）大于 3，说明古铀含量高，区域内铀元素已被活化迁移、富集。在区域构造复合、后期热液强烈活动等区段，均有形成铀矿体的可能。

2.2 伽马异常

前人在乌兰乌珠尔岩体北部378 km2范围内开展了 1∶50000～1∶100000 伽马概查，发现伽马异常点140个，伽马异常带53条（总长6230 m），其中7条（处）规模较大。规模最大的7303（向阳山）异常场由25条异常带组成，异常带宽5～20 m，总长3072 m，伽马照射率＞38.7 nC/kg·h。7109异常场由7条异常带组成，异常带宽0.5～3 m，总长309 m，伽马照射率＞25.8 nC/kg·h。

从所发现的异常空间分布来看，绝大部分异常分布在乌兰乌珠尔岩体的北部边缘相（占80%）和过渡相中，异常自西向东由以内接触带为主转为以外接触带为主［3］。

2.3 能谱异常

2013年在乌兰乌珠尔地区开展的1∶50000能谱测量圈出铀异常晕7处，铀异常带7条，异常点 11个。其中，铀背景值4.4×10-6，铀异常晕下限11.1×10-6，铀异常带（点）下限值 16.1×10-6。铀异常晕面积 0.327～8.153 km2，铀质量分数 11.1×10-6～29×10-6；铀异常带长20～200 m，铀质量分数16.1×10-6～178.3×10-6；铀异常点铀质量分数16.7×10-6～28.9×10-6。从所发现的铀异常空间分布来看：铀异常晕基本分布在乌兰乌珠尔岩体的早二叠世侵入体中，与二长花岗岩关系密切。无论是异常晕、还是异常（点）带与NE向、NW向次级构造关系密切，异常的走向与构造走向基本一致。

3 铀矿化地质特征

黑山铀矿点位于乌兰乌珠尔岩体北部，是研究区内最主要的铀矿化区。区内出露地层为古元古界金水口岩群片岩、片麻岩，局部可见大理岩，多呈残留体分布于华力西期黑云母花岗岩体中。区内断裂活动比较发育，有NWW向、NNW向、NE向3组，断裂破碎带发育，矿体产于区域性大断裂—黑山大断裂的次级断裂（NNE、 NE 向断裂）中［4］。 黑山铀矿区已圈出含铀矿化带3条 （Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ号），如图2所示。

图2 黑山铀矿点地质简图Fig.2 Sketch geology map of Heishan uranium occurrence

Ⅰ号矿化带为区内铀矿体的重要赋存带，赋矿围岩为中细粒二长花岗岩（P1ηγ）－斑状二长花岗岩（P1πηγ）。该矿化带走向为NNE向，长约 1 km，宽 10～30 m，倾向 275°～315°，倾角55°～77°左右。带内岩石破碎、棱角发育；岩石蚀变较强，主要为赤铁矿化、绿泥石化、高岭土化、碳酸盐化及硅化。Ⅰ号矿化带圈出铀矿体4条 （ⅠM2、ⅠM3、ⅠM4和ⅠM5，其中ⅠM3、ⅠM4和ⅠM5为盲矿体，由钻探揭露控制），铀低品位矿体1条（ⅠM1）。矿体长34～225 m，厚度0.72～4.17 m，铀质量分数0.04%～0.08%。

Ⅱ号矿化带位于NW与NNE向断裂形成的夹持区内，控矿构造为NEE向，属铀成矿最有利地段。该矿化带分布于粒状与似斑状黑云母二长花岗岩岩体的内接触带上，见有零星的黑云母片岩残留体。矿化带呈NEE走向，宽近100 m，倾向315°～341°，倾角 53°～69°；带内矿化蚀变较为强烈，主要有绿泥石化、赤铁矿化、高岭土化、碳酸盐化及绢云母化，局部见黄铁矿化；带内石英细脉及碳酸盐岩细脉呈断续状分布，并多以单脉形态产出。Ⅱ号矿化带内地表圈定出铀矿体7条 （ⅡM1～ⅡM7，其中ⅡM3、 ⅡM4和ⅡM5为盲矿体，由钻探揭露控制）。矿（化）体呈NEE向似层状、细脉状近平行分布，矿体长9.8～100 m，厚度0.68～2.04 m，铀质量分数0.03%～0.15%。

Ⅲ号矿化带位于似斑状黑云母二长花岗岩岩体的内接触带上，受断裂控制。矿化带长约0.7 km，宽50～80 m，带内硅化碎裂岩发育，褐铁矿化、高岭土化、碳酸盐化强烈。Ⅲ号矿化带仅发现4段铀质量分数达0.01%的铀异常段，厚度较小，垂视厚度0.1～0.3 m，铀质量分数0.0110%～0.0166%。

4 岩体铀成矿条件分析

4.1 铀源

花岗岩型铀矿床的铀主要来自产铀花岗岩体［5］，因此，查明乌兰乌珠尔岩体是否存在具有潜在铀资源的花岗岩是重要的铀成矿条件之一。如前所述，1∶200000水系沉积物测量结果表明，乌兰乌珠尔岩体铀质量分数平均5.2×10-6，最高12.3×10-6，面积大，峰值高，具内、 中、外带。1∶50000～1∶100000 伽马概查发现伽马异常点140个，伽马异常带53条（总长6230 m）。这些铀含量和伽马异常特征说明工作区中酸性侵入岩U背景值高，具有初始富集特征。

大量统计表明，产铀岩体的SiO2质量分数大多在70%～75%，K2O＋Na2O质量分数大多在7%～9%，K2O/Na2O比值接近5/3，Al2O3质量分数通常达到13%～14%，岩石属铝过饱和系列。乌兰乌珠尔岩体晚志留世花岗闪长岩、二长花岗岩，早泥盆世斑状花岗闪长岩、斑状二长花岗岩，中泥盆世斑状正长花岗岩，早二叠世二长花岗岩岩石化学参数值与上述统计结果一致（表1），说明乌兰乌珠尔岩体的局部具有产铀岩体的特征。结合1∶50000能谱异常特征及黑山铀矿赋矿围岩特征，可以认为乌兰乌珠尔岩体中与铀矿化关系最为密切的岩性为早二叠世中细粒二长花岗岩、斑状二长花岗岩。

4.2 岩浆演化

多期多阶段岩浆侵入活动是铀成矿另一个有利条件。乌兰乌珠尔岩体的形成经历了加里东期、华力西期、印支期和燕山期等构造岩浆旋回。岩浆侵入活动相对明显有4期，其中加里东期为区内主造山旋回时期，岩浆活动强烈，区内构造环境为后碰撞造山阶段。岩浆活动主要为源于地壳上部物质的重熔，形成高钾略偏碱的花岗岩类；早泥盆世形成的侵入岩处于加里东期造山晚期的构造松弛阶段，但总体仍与后碰撞造山背景有关；中泥盆世形成的侵入岩（体）主体集中分布在乌兰乌珠尔基底残块内，岩浆主要源于上地壳物质的熔融；早二叠世区内为俯冲造山环境，岩浆活动较强烈，岩浆源于下地壳，有幔源物质混入；晚三叠世早期，区内NNW向逆冲逆掩造山运动初具规模，从而诱发了晚三叠世火山喷发活动，形成一套中酸性熔岩及火山碎屑岩类，中晚期陆内叠覆造山运动相对趋于稳定，下地壳熔融岩浆由喷发型向侵入型递变，岩浆在上侵过程中不断顶蚀早期地质体，并有上地壳物质混入；早侏罗世为多期次造山作用晚期阶段，其中以走滑造山运动为主，火山喷发活动趋向停歇，大规模的岩浆活动已基本结束，但小规模的岩浆侵入仍沿断裂带活动，地壳加厚促使下地壳热能大量聚集，使下地壳形成的偏碱性的花岗岩浆沿断裂带上侵。上侵过程中混入有上地壳物质，从而形成正长花岗岩类组合［2］。

4.3 构造

构造是控制铀成矿的重要因素之一，断裂构造既为导矿通道，又为储矿提供空间。乌兰乌珠尔岩体形成所经历的多期多阶段岩浆构造旋回，造成了多阶段断裂构造活动区内断裂主要有EW向、NW向及NE向3组断裂。其中，EW向断裂形成较早，不但控制了研究区的地层分布、中酸性岩浆活动，而且制约着区内铀、钍异常的分布，是区域性断裂。NE和NW向剪切断裂形成最晚，比较发育，它切割先期断裂，是区内的控矿构造，黑山铀矿已知矿（化）体均产于NE向断裂破碎带就是很好的佐证。同时，“青海省茫崖行委乌兰乌珠尔—景仁地区铀资源远景调查”项目中亦发现，铀异常带、铀矿化带、铀矿（化）体均与NE和NW向断裂破碎带有一定的成因联系。

从构造运动与铀活化迁移关系来看，多期造山运动使乌兰乌珠尔岩体温度、压力乃至pH、Eh值等改变，从而破坏了花岗岩中类质同象含铀矿物的原有平衡状态，使铀元素重新活化、迁移。乌兰乌珠尔岩体有利于赋矿的断裂构造应为影响该区最近一次造山运动晚期形成的NE和NW向剪切断裂。而这些NE和NW向剪切断裂的存在，使乌兰乌珠尔岩体具备良好铀成矿潜力重要的构造条件。

4.4 蚀变

本区蚀变与断裂关系密切，在小狼牙山断裂带内发育碎裂岩，岩石热液蚀变强烈，具铀矿化。

在黑山矿点，Ⅰ号矿化带岩石蚀变较强，主要为赤铁矿化、绿泥石化、高岭土化、萤石化、碳酸盐化及硅化，带内及旁侧可见硅质细脉产出。在Ⅱ号矿化带内岩石破碎，矿化蚀变较为强烈，主要有赤铁矿化、钾化、高岭土化、碳酸盐化及绢云母化，局部见黄铁矿化，带内硅质细脉及方解石细脉呈断续状分布，并多以单脉形态产出。Ⅲ号矿化带内硅化碎裂岩发育，褐铁矿化、碳酸岩化强烈。

在西大沟脑地区，花岗岩体中发现一条走向NE、宽约3 m的硅化带，带内岩石硅化、萤石化、赤铁矿化蚀变强烈。

在西沟地区，印支期斑状二长花岗岩中的NW向区域断裂形成的次级破碎蚀变带内，斑状二长花岗岩发生强裂的钾化，另见弱的硅化、绿泥石化和高岭土化等热液蚀变。

总之，本区花岗岩体中，经常可以见到宽度不等的硅质脉，在一些构造破碎带中则经常见到不同类型的蚀变。

5 结 论

1）乌兰乌珠尔花岗岩体经历了多期岩浆构造旋回，各期岩体岩石化学特征分析表明，晚志留世二长花岗岩，早泥盆世斑状二长花岗岩，中泥盆世斑状正长花岗岩，早二叠世二长花岗岩具有产铀岩体的特征。

2）乌兰乌珠尔花岗岩体具有U、Th、Sn、Pb、Bi、Au和Zn等元素异常组合，且异常具有面积大、铀钍含量高、伽马异常带多和规模大等特点，反映研究区具有很好的区域铀成矿地球化学、地球物理背景；

乌兰乌珠尔花岗岩体具备良好的铀成矿条件，特别是黑山铀矿化集中，规模较大，赤铁矿化、绿泥石化、褐铁矿化、高岭土化和碳酸盐化等矿化蚀变强，NEE向控矿构造发育。具有良好的铀成矿前景。值得深入开展铀矿地质工作。

［1］任家琪，王培俭，庞存廉，等.青海省第3轮成矿远景区划研究及找矿靶区预测［M］.西宁：青海省国土资源厅，2003.

［2］郭通珍，谈生祥，丁玉进，等.中华人民共和国区域地质调查报告 （比例尺 1：50000，黑山幅J46E016007）［R］.西宁:青海省地质调查院，2010.

［3］182大队3分队.青海省向阳山地区地质伽马普查报告［R］.西安：中国核工业地质局西北地勘局，1969.

［4］姚春玲，王凤岗，蔡煜琦，等，祁漫塔格地区黑山铀矿点矿化特征及控矿因素［J］.世界核地质科学，2013，30（2）:79-85.

［5］刘兴忠，冯明月，罗长本，等.花岗岩型铀矿找矿指南［M］.北京:中国核工业地质局，1997.