黑龙江省尚志县帽儿山塌陷式火山盆地铀成矿条件分析

苏连驰，刘 庆，王 青，胡志华

(1.核工业243大队，内蒙古 赤峰 024006；2.核工业北京地质研究院，北京 100083)

黑龙江省尚志县帽儿山塌陷式火山盆地铀成矿条件分析

苏连驰1，刘 庆1，王 青1，胡志华2

(1.核工业243大队，内蒙古 赤峰 024006；2.核工业北京地质研究院，北京 100083)

帽儿山盆地位于伊春火山岩型铀成矿远景带西南段，是宾县-伊春-甘欣NE向火山岩型铀钼成矿带的组成部分，为J3-K1的中小型塌陷式火山盆地。文章从大地构造、地层、侵入岩、构造、矿产等基础地质特征入手，对盆地大地构造位置、盆地规模及形成时期、构造特征、岩浆活动、基底及盖层的含铀性、火山旋回及岩性岩相、断裂-火山构造系统、围岩蚀变及铀多金属矿化特点、重磁场特征等10个方面进行分析，认为该火山盆地与产铀火山盆地的特征相类似，具有良好的找矿前景，可进一步开展铀矿普查工作。

帽儿山；塌陷式火山盆地；铀成矿条件分析

1 前 言

黑龙江省宁远火山盆地位于伊春火山岩型铀成矿远景带西南段，该盆地与南岔、翠峦、马鞍山、西北河、建兴、新鄂、嘉荫、卡缅努什(俄)等中生代火山盆地一同构成了宾县-伊春-甘欣(俄)NE向火山岩型铀钼成矿带。目前卡缅努什铀矿田已发现4个铀矿床，铀资源量约2万t[1]。笔者以“吉林省敦化-黑龙江省伊春地区铀矿调研”地勘费项目为依托，在大量基础地质与铀矿地质资料分析的基础上，认为宁远火山盆地具有较大的铀成矿潜力，特别是该盆地南部的帽儿山次级火山盆地铀成矿条件更佳。

目前，帽儿山次级火山盆地基础地质工作程度较高，但铀矿工作程度较低。因此，有必要对该火山盆地的铀成矿条件及铀矿找矿判据进行详细分析。

2 地质特征

帽儿山火山盆地定位是受贯通基底且长期活动的NE、NW向两组断裂的控制，呈近东西向不规则椭圆形，东西向长约30km，南北向宽20km，面积约550km2(图1)。该盆地处于兴安岭-内蒙地槽褶皱区(Ⅰ级)小兴安岭-松嫩地块(Ⅱ级)宾东隆起带(Ⅲ级)上[2]。

盆地基底主要为上古生界的海相碎屑岩-碳酸盐岩-火山岩建造、陆相火山喷发-沉积建造。在盆地外围出露有下震旦统一面坡群变质岩系(板岩、千枚岩、变粒岩及变质中酸性火山岩)。盖层为中上侏罗统-下白垩统的陆相中性-中酸性-酸性火山喷发建造(表1)[3]。

图1 帽儿山火山盆地地质略图Fig.1 Geological map of Maoershan volcanic basin

表1 帽儿山火山盆地地层表Table 1 Stratigraphy table of Maoersha volcanic basin

续表1

侵入岩按照地质旋回可划分为2个较大的期次：海西晚期(时限对应早二叠世)、燕山中期(对应晚侏罗世和早白垩世)。早二叠世侵入岩岩石类型由花岗闪长岩→二长花岗岩→正长花岗岩；晚侏罗世侵入岩岩石类型由石英闪长岩→花岗闪长岩→二长花岗岩→文象花岗岩→正长花岗岩；早白垩世侵入岩岩石类型由正长花岗岩→花岗斑岩→碱长花岗岩→正长花岗岩，与晚侏罗世花岗岩岩浆具有继承性[3]。

根据构造旋回将盆地划分为海西期构造层(V)与燕山期构造层(Y)。其中，海西期构造层可分为V1(黑龙宫组)、V2(唐家屯组、杨木岗组、青龙屯组)、V3(土门岭组)3个亚构造层；燕山期构造层可分为Y1(太安屯组)、Y2(草帽顶子组、帽儿山组)、Y3(宁远村组)3个亚构造层。区内褶皱构造主要发育在海西期构造层中，断裂构造在两大构造层中皆有发育，主要有NW、NE、EW、SN向4组。其中，NW向断裂主要为张性、张扭性断裂，NE向断裂主要为压性、压扭性断裂。两组断裂及其交汇部位控制着盆地的发育。帽儿山盆地构造由洼地、穹状火山、层状火山、盾状火山组成。每个火山构造则由火山喷发中心、火山口、火山环状断裂组成(图2)[3]。

盆地位于小兴安岭-张广才岭有色金属成矿带(Ⅲ级)秋皮沟-五道岭有色金属成矿亚带(Ⅳ级)上[4]。根据目前掌握的资料，盆地及其周边发育的主要矿种有铁、铜及多金属(铅、锌、银)等，已发现的矿床、矿(化)点共计10余处。铁矿床(点)主要与晚侏罗世闪长岩与下二叠统土门岭组碳酸盐岩接触部位所形成的矽卡岩关系密切，部分铁矿点发育于闪长岩的构造裂隙中，与石英脉关系密切。铜矿化点主要发育于下泥盆统黑龙宫组翻山屯安山岩的节理裂隙中，与石英脉关系密切，部分发育在晚侏罗世白岗质花岗岩与土门岭组砂板岩接触部位的板岩破碎带中。多金属矿化与黑龙宫组碳酸盐岩与早二叠世斜长花岗岩接触所形成的矽卡岩、土门岭组碳酸盐岩与晚侏罗世黑云母花岗岩接触所形成的矽卡岩关系密切[5]。

3 铀成矿条件

3.1 大地构造位置

帽儿山盆地处于高成熟度的前寒武纪古陆块(小兴安岭-松嫩地块，1850～670Ma固结)上的中生代陆相中酸性火山活动区[6]。盆地深部及其外围发育下震旦统一面坡群变质中酸性火山岩、砂板岩和混合花岗岩(盆地范围地表未直接出露)。盆地的大地构造位置是地槽褶皱带内中间地块上的中生代活化的火山岩区。

图2 帽儿山火山盆地构造纲要图Fig.2Structure outline map of Maoershan volcanic basin

3.2 盆地规模、火山喷发方式及盆地构造特征

帽儿山盆地位于松嫩中生代火山喷发带东缘南部，为中小型火山盆地，由穹状火山、层状火山、盾状火山组成。火山喷发方式为中心式，发育多个火山喷发中心与火山口。火山塌陷形成了以F35、F41、F25、F12、F13、F10、F9断裂联合构成的塌陷环(黑龙江省区域地质志称之为帽儿山凹陷)。在遥感影像上表现为大环套小环的特征，大环为火山构造洼地界线(Ⅳ级)，小环为穹状火山、层状火山、盾状火山(Ⅴ级)。因此，帽儿山盆地属中小型中心式火山喷发的中生代塌陷式火山盆地。

3.3 盆地形成时期

中国东部赋铀火山岩主形成时期为J3-K1[7]。帽儿山塌陷式火山盆地的火山活动主时期为J3(草帽顶子组和帽儿山组)，K1时期也有宁远村组的酸性流纹质火山活动，与我国东部赋铀火山盆地的形成时代相一致。

3.4 主火山活动期后有基性脉岩发育

帽儿山盆地主体火山活动时间为晚侏罗世，以草帽顶子组和帽儿山组中酸性火山岩系为代表。至早白垩世，除了以宁远村组流纹质熔结火山碎屑岩为代表的酸性火山活动外，盆地的东北部、西北部还发育有辉长岩脉，侵入于帽儿山组或更老地层中，虽然分布局限，但是代表了主火山活动期后有基性岩浆活动。

3.5 基底及盖层的含铀性

盆地基底及外围为下震旦统一面坡群中酸性火山岩、砂板岩，张广才岭运动(国内通用为扬子运动，新元古代末期)使得该群岩石普遍遭受混合岩化，形成的混合花岗岩铀含量达到5.4×10-6[8]。根据黑龙江省东部51个海西晚期花岗岩地面伽玛能谱数据的统计，平均铀含量达到6.1×10-6[8]；航空伽玛能谱数据统计，海西晚期二长花岗岩铀含量(2.17～6.31)×10-6[1]，说明海西晚期(早二叠世)花岗岩类含铀性高，可能提供铀源。

盆地盖层帽儿山组中酸性火山岩、宁远村组酸性火山岩目前无直接的地面伽玛能谱测量数据统计，根据处于同一松嫩火山喷发带东缘上的宾县地区中生代火山岩的1∶10万伽玛能谱区调资料得知，上侏罗统帽儿山组中酸性火山岩平均铀含量达到12.27×10-6，下白垩统宁远村组酸性火山岩平均铀含量达到11.65×10-6，说明晚侏罗世-早白垩世火山岩为富铀地层[9]。

3.6 火山岩盖层厚度大、火山活动旋回和岩性组合多、岩相复杂多变

帽儿山盆地草帽顶子组中性火山岩平均厚519.7 m，帽儿山组中酸性、酸性火山岩平均厚785.4 m，宁远村组酸性火山岩平均厚99.9 m，中酸性、酸性火山岩合计平均厚885.3m。盆地有3个较为明显的火山旋回，早期草帽顶子火山旋回为一套中性的火山岩组合，中期帽儿山火山旋回为一套含铀性高且偏碱性的中酸性-酸性火山岩组合，晚期宁远村火山旋回为一套酸性的火山岩并伴有辉绿岩等基性脉岩的侵入。中期的富铀酸性、中酸性火山岩大量出现，表明火山盆地之下存在富铀的岩浆室。岩性岩相构造分析显示，3大火山旋回的火山岩岩性组合多，岩相复杂多变，有爆发相、喷溢相、火山颈相、空落相、火山碎屑流相、次火山岩相，其中以火山颈相、次火山岩相出现的帽儿山期流纹斑岩，对区内的铀矿化异常的展布具有明显的控制作用。

3.7 盆地内断裂-火山构造发育

前已叙及，帽儿山盆地的形成受NW、NE两组断裂控制，尤其是受NW向断裂控制明显。NW向断裂具有纵向切割深、横向延伸远的特点，切穿了盆地基底海西期构造层、前寒武系构造层区。内已发现的铀矿化点、异常的展布也受NW向断裂控制明显(如F27)。因此，认为NW向断裂早期表现为控盆断裂，晚期表现为控矿断裂。另外，NW向断裂表现为张性的特点，有利于深部含矿热液流体进入火山盆地并进行成矿作用。

盆地内发育大量的火山机构构造，有火山颈、火山口、充填于火山颈中的次火山岩、环状断裂等。这些构造对铀矿化的定位控制作用明显。帽儿山盆地的主要铀矿化异常点就是受NW向控矿构造(F27)与火山颈相、次火山岩相的流纹斑岩联合控制的。

3.8 围岩蚀变及铀、多金属矿化异常显示

帽儿山盆地基底海西期构造层中广泛发育矽卡岩化、角岩化、绿帘石化、硅化，其中矽卡岩化、角岩化为高温热液蚀变，与区内的铁、铜、多金属矿化关系密切[5]。盆地火山岩盖层中铀矿化异常部位大都发育赤铁矿化(红化)、绿泥石化、硅化、黄铁矿化等中低温热液蚀变，其中红化与铀矿化关系密切。盆地西南部帽儿山穹状火山(Ⅴ级)中发育6个铀矿化点和20余个铀异常点，均产于灰白色、浅红色晶屑凝灰岩中，近矿围岩蚀变为红化、绿泥石化、黄铁矿化、绢云母化，见有铅锌多金属矿化和次生铀矿物钙铀云母，铀的最高品位为0.122%[10]。铁、铜、多金属矿(化)点均为热液成因，说明本区具有良好的热液活动显示。

3.9 主火山活动期之前的磨拉石建造

在上侏罗统草帽顶子组中性火山喷发建造之下还有一套中侏罗统太安屯组的陆相磨拉石建造，其主要岩性为砾岩、凝灰质砾岩、复成分砾岩、砂砾岩，为山前或山间盆地物源充足条件下快速堆积的产物，胶结物多为泥质，大都变成绢云母和绿泥石，相对松散、渗透性较好，可能成为良好的容矿空间。

3.10 区域重、磁场特征

帽儿山盆地在布格重力等值图上表现为处于大型NE向重力梯度带内负值重力等值线呈封闭状态的区域，布格重力值在(0～-10)×10-5m/s2。在航磁△T等值线平面图上表现为处于正负磁场过度带(零值线)所圈定的环形负磁异常区，环形磁异常区基本反映了帽儿山塌陷式火山盆地(Ⅳ级)的范围。因此，帽儿山塌陷式火山盆地具备产铀火山盆地的重、磁场特征。

4 结论

综上所述，帽儿山火山盆地为J3-K1时期形成的中小型塌陷式火山盆地。该盆地在大地构造位置、盆地规模、形成时期及其构造特征、主火山活动期后的基性岩浆活动、基底及盖层的含铀性、火山旋回及岩性岩相、断裂-火山构造系统、围岩蚀变及铀多金属矿化显示、主火山活动期之前的砂砾岩建造、重磁场特征等10个方面与产铀火山盆地的特征相类似，具有良好的找矿前景，可进一步开展铀矿普查工作。

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(，Continuedonpage218)(，Continuedfrompage211)

AnalysisonUraniumMetallogenicConditionofMaoershanVolcanoCollapseBasininShangzhiCounty,HeilongjiangProvince

SU Lian-chi1，LIU Qing1，WANG Qing1，HU Zhi-hua2

(1.GeologicalPartyNo.243，CNNC，Chifeng，InnerMongolia024006，China；2.BeijingResearchInstituteofUraniumGeology，Berjing10029，China)

Located in the southwest of Yichun volcanic uranium mineralization prospective belt，Maoershan basin is a J3-K1period medium-small volcano collapse basin，which is a part of northeast-strike Binxian-Yichun-Ganxin volcanic uranium-molybdenum mineralization belt.By studying the condition of tectonic position，stratigraphy，intrusive rocks，structures，mineral resources，it was found that Maoershan basin is with the characteristics of uranium production volcano basin in tectonic position，basin scale and structure，basin formation period，mafic magmatism after the main period of volcanic activity，uranium concentration of basement and overlayer，volcanic cycles and lithology，fracture-volcano structure system，wall-rock alteration and uranium-polymetallic mineralization，sandstone-conglomerate formation before the main period of volcanic activity，gravity and magnetic field.Therefore，the basin was believed to have good mineralization prospect and future uranium exploration work should be carried out.

Maoershan; volcano collapse basin; uranium metallogenic condition

2013-10-08

苏连驰(1986—)，男，助理工程师，2008年毕业于东华理工大学资源勘查工程专业，主要从事铀矿地质勘查与科研。E-mail：tuomofeiyang@163.com

1000-0658(2014)04-0206-06

P612

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