纳米比亚达马拉造山带白岗岩型铀矿成矿规律及找矿思路

赵希刚，朱西养，杨永记，郑仕忠，傅俭生

(中国国核海外铀业有限公司，北京100045)



纳米比亚达马拉造山带白岗岩型铀矿成矿规律及找矿思路

赵希刚，朱西养，杨永记，郑仕忠，傅俭生

(中国国核海外铀业有限公司，北京100045)

文章根据纳米比亚达马拉造山带白岗岩型铀矿成矿所处的位置、与侵入岩和地层的关系，以及后期蚀变特征，从基底隆起周边控制铀矿床分布，地层接触带和岩性变异部位控制矿床定位，大理岩层是矿床产出的有利层位，D、E型白岗岩脉发育直接控制矿化，构造热液蚀变是富矿形成的必要条件等几个方面，研究了白岗岩型铀矿的成矿规律。在此基础上，提出了从区域评价到钻探查证落实铀矿床的找矿技术思路。

成矿规律；找矿思路；白岗岩型铀矿；达马拉造山带；纳米比亚

纳米比亚达马拉造山带产有丰富的铀资源，探明的铀资源量约为8×105t，铀矿化类型主要为白岗岩型和钙结岩型。纳米比亚境内达马拉造山带西南部，围绕着罗辛穹隆集中分布着多个超大型铀矿床，著名的罗辛铀矿床以其矿量大、品位低、露天开采成本低、矿石加工工艺简单而闻名于世。其周边还有湖山(husab)、埃探戈(Etango)和瓦伦西亚(Valencia)等大型铀矿床，找矿前景良好。白岗岩型铀矿含矿主岩为典型的“D”型白岗岩，为高硅酸盐型矿石类型，铀主要以晶质铀矿和少量沥青铀矿单矿物形式存在，有害组分甚微，酸法浸出总耗酸量低、浸出率较高[1-5]。

1 达马拉造山带区域地质概况

研究区位于世界著名的达马拉造山带，是卡拉哈里和刚果两个太古宇克拉通之间的元古宇造山带，为世界上最古老的地盾区，其基底为太古界结晶岩系，具有固结早、岩石演化成熟度高、富铀的特点。元古宙末的达马拉造山运动使构造活动强烈，不同期次岩浆活动发育；岩石以富钾质的花岗岩、混合花岗岩、深变质岩为主，能谱测量铀含量(平均值39.44×10-6)与地壳克拉克值相比明显偏高，为铀含量偏高地区。这为后期铀成矿提供了丰富的铀源，因此找矿前景良好。

达马拉运动后该区一直处于构造稳定阶段，早期形成的铀矿得以保存。后期构造运动使铀矿得以叠加富集。

1.1 地层

区内出露的地层主要为构成穹状构造核心部位的阿巴比斯(Abbabis)太古界结晶基底、达马拉岩系、第三系钙结岩和第四系的砂石层，地层基本特征见表1。阿巴比斯变质杂岩的地质年代学研究结果，表明其有3期年龄，即2000Ma±、1000Ma±及560 Ma±。达马拉造山带发育在陆内裂谷、扩张、俯冲和大陆板块碰撞时期，时代大约为900～460Ma，古近系至新近系(<50Ma)的Namib层序以砂砾岩沉积为特征。区内与白岗岩型铀矿有关的地层主要为可汗组、罗辛组和卡里比组。

表1 达马拉造山带罗辛地区地层简表

1.2 岩浆岩

达马拉造山带中部以侵入岩发育为特征，侵入岩出露面积约为75000km2。其中，96%为花岗岩，另外4%为钙碱性辉长岩和花岗闪长岩类。侵入岩体主要分为前达马拉期和达马拉期。前达马拉期侵入岩主要有阿巴比斯(Abbabis)杂岩体中的片麻状花岗岩和眼球状片麻岩，以北东向延伸的岩株状产出。这类岩体铀含量一般在(3～20)×10-6，岩石出露区与航空放射性异常的分布区吻合。达马拉期岩体可划分出5个侵入序列：第1为Trakkopje序列，由花岗闪长岩、花岗岩、石英二长岩等组成的岩套，年龄为601±79Ma，时代为纳米比亚纪。面积最大的花岗岩体常以岩基形式产出，花岗岩常具斑状结构，片麻理构造。第2为Hakskeen序列，由红色花岗岩组成，主要分布在罗辛穹隆北部，由小岩体、岩脉和层状侵入体组成，年龄为516±23Ma，时代为寒武纪。该序列岩石以等粒结构和红色为特征。第3为Gawib序列，主要由花岗岩、浅色花岗岩和伟晶岩组成，分布在罗辛穹隆以东地区，岩石一般具斑状结构和叶理构造，黑云母含量较多。第4为Donkerhuk序列，主要分布在罗辛穹隆以东地区，岩性包括灰白色中粒黑云二长花岗岩和棕褐色含斑钾长花岗岩，年龄为458±25Ma，常以大型岩基形式出现。第5为Rossing序列，主要包括花岗岩和白岗岩，根据岩石结构构造、矿物成分和矿化特征至少可区分出5种岩石类型，年龄在468～542Ma，时代为奥陶纪。白岗岩具中粗粒结构或伟晶状花岗结构，主要特征是碱含量高，往往出现在背斜穹隆中，也以脉状侵入体形式出现，分布在罗辛穹隆周围。

侵入到达马拉造山带变质沉积岩中的花岗岩按形成年龄可划分为5个时代。各种类型花岗岩的含铀性表现出显著的差异性(表2)。

表2 纳米比亚达马拉造山带主要类型花岗岩铀、钍、钾平均含量及钍铀比值特征表

注：括号内为量值变化范围。

达马拉期后岩浆侵入活动较弱，仅见一些粗玄岩和细晶岩沿断裂分布。区内变质作用主要发生在达马拉期，使达马拉岩系遭受了区域变质作用，多数岩石达到角闪岩相。侵入岩与围岩之间可见接触交代作用。此外，区内沿可汗河两侧见到一些韧性剪切带中的岩脉发生动力变质。

1.3 构造

研究区处于纳米比亚铀成矿区的中心部位，区内主要构造线方向为北东向，发育一系列北东向褶皱和断层。含铀花岗岩(白岗岩)和第三纪古冲沟体系也主要呈北东向分布，显示的构造形式是穹-褶式，花岗岩的定位与穹隆相伴，并见环形构造。岩石中各种片理、片麻理和节理发育。区内可识别出多期褶皱，最早期褶皱为北西向，后期的褶皱方向为北东向。

千岁兰断裂是区域南部中心构造带和南部构造带的分界线，控制着含铀花岗岩体的就位。

沿可汗河两侧约2km范围内存在北东向的罗辛韧性剪切带，已经发现的铀矿化、异常分布在韧性剪切带内的穹隆周边，而韧性剪切带外的穹隆周边还未见到。

1.4 铀矿化

铀矿化类型为白岗岩型和钙结岩型，白岗岩型铀成矿年龄为494～509Ma[3]，基本上与白岗岩脉同期形成，属于岩浆成因。

白岗岩型铀矿床的赋矿岩石为D型花岗岩，其颜色为灰白色，粒度大，石英为烟灰色。该类型的铀成矿作用是以岩浆结晶分异作用为主，矿石类型为单铀型，铀矿物以晶体较大、晶形较好的晶质铀矿为主，其它原生铀矿物和含铀矿物是铀石、铀钍矿、钛铀矿，皆以副矿物的形式存在于D型花岗岩脉中。在地表及近地表见沥青铀矿和次生铀矿物——硅钙铀矿，主要是由晶质铀矿等原生铀矿物演变而成[6]〗。

图1 纳米比亚达马拉构造带铀矿床分布示意图Fig.1 Distribution of uranium deposit in Damala orogenic belt,Namibia1—达马拉变质岩隆起；2—前达马拉变质岩隆起；3—白岗岩型铀矿床；4—钙结岩型铀矿床；5—线性构造带；6—水系；7—地名。

2 白岗岩型铀矿成矿规律

2.1 基底隆起周边控制铀矿床的分布

达马拉造山带中的铀矿床围绕古老基底——阿巴比斯(Abbabis)变质杂岩体分布，该杂岩体是穹状构造的核心(图1)。阿巴比斯深变质岩的主要岩性为片麻状花岗岩、花岗片麻岩，其放射性异常发育，伽玛能谱测量结果显示这些异常的U/Th值远小于1(图2)，异常性质严重偏钍，表明在变质作用过程和后期岩浆侵入作用下铀被活化，发生了明显的迁出。这些迁出的活化铀为后期富集成矿提供了丰富的铀源，在基底外围成矿。而高放射性异常是稳定的钍元素遗留在原地所致。

区内不同时代的岩浆岩有花岗闪长岩、花岗岩和石英二长岩等，成矿期前的岩浆岩主要是同构造期的中细粒、似斑状黑云母花岗岩，岩石中常常含有石榴子石，是典型的S型花岗岩，为壳源改造成因类型。这种似斑状黑云母花岗岩在变质和混合岩化过程中，相对活动的铀发生强烈迁移，并富集成矿。

图2 罗辛地区不同期次花岗岩伽玛能谱测量铀钍含量直方图Fig.2 Histogram of U,Th and K content by γ spectral survey of different period granite in Rosing area, Namibia1—铀含量；2—钍含量。

铀矿化富集部位受构造控制明显，矿床的空间定位一般与穹隆状构造有关，大多数铀矿体往往赋存于背斜构造的转折端及其附近。后期断裂构造使岩石发生破碎，造成铀矿化的后生叠加富集。

2.2 地层产状、岩性变异部位控制矿床定位

一方面表现在地层产状变异控矿，这些部位构造应力集中，形成构造虚脱扩张，岩石破碎，沿不同岩性界面极易发育层间构造，为白岗岩的侵入提供了构造空间，成为铀成矿的有利部位。罗辛矿床的矿体就位于罗辛组和可汗组的接触带、地层褶曲部位，铀矿化集中部位与地层拐弯变异地段一一对应。

另一方面表现为不同层位、不同岩性变异部位是矿化的主要赋存场所。不同岩性界面是结构薄弱带，易发生构造错移，甚至破碎，为成矿提供有利空间；同时也可为流体、岩浆演化和铀成矿提供地球化学障，成为矿体产出的有利部位。白岗岩脉主要为顺层侵入，厚大的矿化白岗岩脉沿不同地层、岩性交界部位侵位，尤其是罗辛组(NRs)/可汗组(NKn)，或者是楚斯组(Nch)/可汗组(NKn，NRs缺失时)接触界线附近。地层、岩性变异部位是岩层中结构薄弱部位，易于岩浆的侵入。如罗辛矿床富大矿体产在罗辛组与可汗组界面，17号矿体产于卡塞布组与卡里比组地层交界部位，Z19矿体产在楚斯组与卡里比组地层交界部位。

2.3 大理岩层是矿床产出的有利层位

大理岩的化学成分为CaCO3，遇到岩浆和热液时容易与流体发生反应，释放出CO2，而CO2是铀成矿的有利矿化剂，能够促使围岩中的铀活化迁移。

以大理岩为主的罗辛组、卡里比组中的片麻岩、硅质岩夹层发育，不同岩性界面是成矿的地球物理、化学有利界面。而其它地层以片麻岩为主，结构致密，成分均一，构造破碎带不易发育，也不能提供成矿所需的地球化学障，所以不利于含矿脉体侵入和成矿。

相对而言，罗辛组大理岩与其它岩性互层产出，更有利于成矿;卡里比组次之。

2.4 D、E型白岗岩脉发育且直接控制了铀矿化

研究区的白岗岩按矿物颜色、粒度、暗色矿物含量以及铀矿化程度可以划分为A、B、C、D、E和F 6种类型(期次)，而铀矿化主要产在D型白岗岩脉中(表3)，少量产于E型白岗岩脉内部及其接触的变质岩围岩之中。在铀矿床中，矿化体的产出与D型(或E型)花岗岩脉几乎一一对应。

能谱测量显示(图4)，A、B、C 3种类型的白岗岩脉体U/Th值<1，表现出富Th的特征；D、E型白岗岩U/Th值>1，表现出富U的特征，对铀成矿具有专属性。罗辛铀矿床的成矿主岩就是白岗岩。

要形成具有一定规模的铀矿化，含矿的白岗岩脉必须大规模发育，要么呈厚大脉体，要么呈密集的脉带产出。

表3 罗辛地区不同类型白岗岩特征简表

图3 罗辛地区不同类型白岗岩脉伽玛能谱测量铀钍含量直方图Fig.3 Histogram of U,Th and K content by γ spectral survey of differen kinds alaskite vein in Rosing area ,Namibia1—铀含量；2—钍含量。

2.5 热液蚀变是富矿形成的必要条件

白岗岩型铀矿的蚀变种类主要有硅化、高岭石化、伊利石化和黄铁矿化。其中，硅化、伊利石化是矿化蚀变，蚀变叠加地段是富矿的产出部位。

白岗岩型铀矿的主体成矿作用与岩浆活动同时，一般形成0.01%～0.03%的中低品位矿化，只有当含矿白岗岩在后期发生了构造破碎和热液蚀变时，才能叠加富集形成品位大于0.05%的富矿。矿化白岗岩发生强烈硅化、黄铁矿化，矿石呈现黑色(烟灰色石英)。由地表到深部，含矿白岗岩脉层数增多，厚度变大，复合膨大明显，则矿化变富。多层矿化品位可达0.05%，最高达0.232%。

3 结论

综上所述，纳米比亚达马拉造山带白岗岩型铀矿具有以下的成矿规律：(1)基底隆起周边控制铀矿床的分布；(2)地层产状和岩性变异部位控制铀矿床的定位；(3)大理岩层是铀矿床产出的有利层位；(4)D型白岗岩脉发育直接控制了铀矿化的产出；(4)构造热液蚀变是富矿形成的必要条件。因此，在区内寻找白岗岩型铀矿应遵循以下技术思路：

(1)航空能谱测量：航空放射性测量是铀矿最直接的找矿方法，根据航空放射性异常特征可以缩小找矿靶区。目前发现，研究区内几个大型铀矿床均是位于能谱测量的高铀含量区。

(2)遥感解译查证：圈定基底和大理岩层的展布。研究区为岩石裸露区和戈壁荒漠区，适合开展遥感地质调查。遥感解译出的控矿构造——穹隆构造、千岁兰断裂、韧性剪切带以及次级断裂和褶皱；地球化学障——大理岩层的走向、白岗岩型铀矿的控矿主岩——白岗岩脉体的分布范围等，为缩小找矿靶区提供了参考。

(3)地质调查：沿大理岩层追索地层拐弯和岩性变异部位，调查白岗岩脉体发育特征和规模、蚀变特征，进行地质草测和填图。

(4)放射性测量：在控矿因素明显、白岗岩脉发育的有利地段，开展不同比例尺的放射性伽玛能谱测量，圈定放射性异常强度和范围，确定其规模。

(5)工程揭露：对白岗岩脉密集发育且有较好放射性异常地段，利用钻探、槽探工程揭露解剖，了解D型白岗岩矿化脉体向深部延伸及变化情况，落实矿床。

(6)系统工程控制：根据铀矿勘查研究程度，扩大、控制资源量，开展研究评价，落实开发基地。

实验证明，根据纳米比亚达马拉造山带白岗岩型铀矿成矿规律，总结出从区域评价到钻探查证落实矿床的找矿技术思路是可行和有效的。

[1]Paul Nex,Donald Herd, Judith Kinnaird.Fluid extraction from quartz in sheeted leucogranites as a moniter to styles of uranium mineralization:An example from the Rosing area, Namibia[J]. Geochemistry：Exploration, environment,analysis, 2002,2:83-96.

[2]Kinnaird J A，Nex PAM. A review of geological control on uranium mineralization in sheeted leucogranites within the Damala orogen，Namibia[J]. Applied earth science,2007,116(2):68-85.

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[5]施文静，胡俊祯.龙首山铀成矿带成矿规律与成矿模式[J].铀矿地质，1993,9(3):1-8.

[6]余达淦，吴仁贵，陈培荣.铀资源地质学教程[M].哈尔滨工程大学，2007.

Metallogenetic Regulation of Alaskite-type Uranium Deposit and Its Prospecting Method for Damala Orogenic Belt in Namibia

ZHAO Xi-gang, ZHU Xi-yang, YANG Yong-ji,ZHENG Shi-zhong,FU Jian-sheng

(CNNCOverseasUraniumLimited,Beijing100045,China)

Based on the study of mimeralization and its relationship with intrusive rock and strata, alteration feature of alaskite-type uranium deposit in Damala orogenic belt in Namibia,the metallogenetic regulation of alaskite-type uranium deposit was summarized from the deposit distribution around the doming edge of basement rock, control of strata contact zone and lithologic mutation zone, favourable host rock of marble, the vein of D and E-type alaskite,structural-hydrothermal alteration. The prospecting method for finding alaskite-type uranium deposit was proposed for regional evaluation and deposit exploration.

metallogenetic regulation; prospecting method; alaskite-type uranium deposit; Damala orogenic belt;Namibia

10.3969/j.issn.1000-0658.2015.04.005

2014-04-18 [改回日期]2014-05-05

赵希刚(1963—)，男，高级工程师(研究员级)，博士，从事地球物理探测和信息技术研究与生产工作。E-mail:zhaoxigang418@126.com

1000-0658(2015)04-0445-08

P612

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