内蒙古巴仁扎拉格铀矿矿化特征研究

赵一琛，潘红松，，张凯

（1.成都理工大学地球科学学院，成都610059；2.核工业二八○研究所，四川广汉618300）

内蒙古巴仁扎拉格铀矿矿化特征研究

赵一琛1，潘红松1，2，张凯2

（1.成都理工大学地球科学学院，成都610059；2.核工业二八○研究所，四川广汉618300）

巴仁扎拉格钠闪石花岗岩体呈小岩株状侵入于侏罗系火山岩形成的短轴背斜轴部，铀矿床主要位于岩体顶部。通过勘探和取样分析，对铀矿床矿体分布，矿石矿物组成、结构构造、化学成分，铀赋存状态，岩石蚀变等特征进行详细研究，认为铀矿体呈穹隆状分布在岩体顶部强蚀变和强风化带中，铀主要呈类质同象分散在深色锆石及其它矿物中，少量为铈铀钛铁矿、硅铅铀矿等独立矿物。岩体蚀变分带性控制铀矿化强度，顶部强蚀变带铀品位最高，矿化厚度较稳定，向下随蚀变强度减弱铀矿化逐渐减弱。研究成果可为铀资源的综合开发利用提供依据。

铀矿化；特征；巴仁扎拉格

内蒙古巴仁扎拉格超大型稀有金属矿床产于巴仁扎拉格岩体顶部，前人对该矿床做过勘查和研究，但对其中可综合利用的铀未做详细工作。笔者参与的项目组通过对施工的44个钻孔进行放射性测井及岩心放射性编录，绘制勘探线剖面图，采取化学分析样品1300余个，薄片鉴定标本88个，重新圈定资源量达一定规模的铀矿化体，对其中的铀矿化特征及铀资源综合利用前景进行了研究，为布置下一步开发工作提供依据。

1 地质背景

巴仁扎拉格铀矿地处大兴安岭山系南段东部扎兰屯铀成矿远景带内，区域大地构造位置位于华北地台北侧，蒙古弧形构造东翼与大兴安岭NNE向构造带的复合部位，是寻找U、Th、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Mo等多金属矿的重要成矿区域。

巴仁扎拉格岩体由出露不连续的东、西两个岩体构成，出露面积0.35 km2，东岩体面积0.24 km2，西岩体面积0.11 km2。岩性以钠闪石花岗岩为主，铷锶同位素年龄为125 Ma。（图1）。

图1 巴仁扎拉格铀矿区地质简图Fig.1Geological sketch map of uranium ore area，Barenzhalage

巴仁扎拉格东岩体是矿区的主要含矿岩体，呈小岩株状侵入于侏罗系形成的短轴背斜轴部。岩体在垂向和水平方向上分带明显。岩体围岩为上侏罗统白音高老组（J3b）的一套酸性火山碎屑岩及酸性熔岩。

2 铀矿矿化特征

2.1 铀矿体产出特征

铀矿化主要分布于自地表向深部150～180 m范围内，矿体产状与岩体产状一致，向四周倾伏，倾角35°～60°，矿体形态完整，没有分枝复合及岩脉穿插现象，构造影响小。矿体呈简单的似层状，平面上成穹隆状向四周倾伏，矿体南东侧陡，北西侧缓，矿体厚度较稳定，并有南东侧厚，北西侧薄的特点（图2）。

铀矿化位于钠闪石花岗岩顶部的强蚀变和强风化带。上部界线清楚，下部界线随蚀变强度减弱与围岩呈过渡关系，矿化在水平和垂向上都较均匀，矿化较连续。矿化元素多，矿石矿物复杂，达到工业品位及可综合利用的矿化元素达7种之多。铀与其它成矿元素含量变化呈正相关关系［1-2］。

2.2 矿石组成

2.2.1 矿石矿物

本矿床有用矿物的种类较多，是复合型稀有矿种，矿物成分类别见表1。

经矿化段标本鉴定，铀的独立矿物主要为少量的铈铀钛铁矿、硅铅铀矿，均为铀矿床氧化带的典型矿物；钍以铁钍石独立矿物产出。此外，黑稀金矿、易解石、烧绿石等也是重要的含铀、钍矿物。其它矿石矿物见表1。各种矿石矿物随着矿体向深部蚀变的减弱，其含量也逐渐降低。脉石矿物主要为石英、钾长石、钠长石、钠闪石等。

2.2.2 矿石结构、构造

矿石结构有放射状集合体结构，如铌铁矿等矿石矿物呈放射状、束状集合体分布在脉石矿物中；晶簇状结构，锆石呈晶簇状分布在脉石矿物中；他形晶结构，锆石呈他形晶堆晶状成片分布在脉石矿物中。

矿石构造主要为稀疏浸染状构造，铌铁矿、兴安石、独居石、锆石等矿石矿物呈浸染状分布在脉石矿物中；其次为斑杂状构造。

矿石具有复杂多样的结构构造特征，有用矿物的分离富集工艺复杂。

图2 巴仁扎拉格铀矿含矿岩体7号勘探线剖面图Fig.2 Exploration profile 7 of U-bearing pluton in Barenzhalage

表1 矿石矿物成分Table 1Composition of ore mineral

2.2.3 矿石化学成分

矿石中主要有用组分为铌，可综合利用组分为钽、铍、钇、铈、锆、铀、钍等。矿石的化学成分分析结果见表2。

表2 矿石化学成分wB/%Table 1Chemical composition of ore wB/%

矿体内矿化均匀，矿化强度与岩体的蚀变强度呈正消长关系，以铀品位大于等于0.01%为界划分低品位可综合利用铀矿化体。结果显示，铀矿化体主要位于强蚀变、强风化带，也是其它矿化元素最富集的矿化段。

2.3 铀（钍）的赋存形式

铀（钍）主要呈类质同象分散在其他矿物之中，尤其以深色锆石为主，少量以铈铀钛铁矿、硅铅铀矿、铁钍石存在。分散在深色锆石中的U的分配率为30.9%，分散在深色锆石中的ThO2的分配率为41.0%。

2.4 蚀变作用

2.4.1 蚀变分带

矿化位于岩体的顶部，岩体与矿体轮廓大致吻合。成矿作用过程与成岩作用过程关系十分密切。岩体蚀变作用普遍并具有明显的强弱分带性。

含矿岩体含有大量的晶洞和萤石、方解石细脉，说明熔体溶液含有大量的挥发份，碱性岩浆铀、钍元素含量较高，是后期蚀变和矿化的物质基础［3］。

成岩成矿介质的酸碱度直接影响成矿元素的沉淀，在矿体的上部，SiO2酸性挥发分增多，上部偏微酸性，下部具微碱性（表3）。

岩浆结晶晚期，残余熔浆中富含大量的挥发性组分和矿质聚集岩体顶部，随着压力的降低，成矿介质由微碱性向微酸性转变，同时发生自交代变质和成矿作用，此时是最主要的成矿阶段［4］。

岩浆期后热水溶液阶段，主要表现在围岩和岩体中的细脉状萤石化、方解石化、石英化和钠闪石化等热液蚀变，并伴有少量的黄铜矿化、方铅矿和闪锌矿化［5］。

岩石中含铁矿物及含铁硅酸盐发育，镁钙硅酸盐矿物缺乏；岩体上部Fe3＋比Fe2＋含量相对增高，说明当时的成矿环境氧化作用较强。

综上所述，从岩浆结晶开始到晚期成岩阶段，都伴随着成矿作用，而铀矿化最主要的成矿阶段是岩浆晚期自交代阶段，岩浆演化阶段控制着蚀变的强弱分带。矿床属岩浆晚期分异交代型原生矿床。

2.4.2 蚀变带铀矿化

岩体遭受强烈的交代蚀变作用，主要为钠长石化及硅化，局部见有萤石化及霓石化。根据钠长石化作用的强弱，岩体在水平和垂直方向均具明显的分带性（图2、图3）。从图中可见，水平方向岩体分为边缘伟晶岩和内部强钠长石化花岗岩两个带。沿垂直方向，自上而下分为5个带:1）伟晶状花岗岩带；2）强钠长石化花岗岩带（图3A、a）；3）中钠长石化花岗岩带（图3B、b）；4）弱钠长石化花岗岩带（图3C、c）；5）似斑状碱性花岗岩带。

强钠长石化花岗岩带是各种矿化元素最主要的富集区。由于铁染、风化岩石呈红褐色，具块状构造，中细粒结构，造岩矿物多为他形，具变余花岗结构，矿物粒度一般1～2 mm，个别达5 mm。

表3 巴仁扎拉格钠闪石花岗岩不同蚀变带岩石化学特征对比wB/%Table 3Comparison of rock chemical characteristics wB/%in different alteration zones of Barenzhalage riebeckite granite

强钠长石化花岗岩带钠长石化及硅化作用强烈发育，钠长石多呈细小薄片状或长条状集合体交代早期矿物。当条纹长石等早期矿物大部分被交代时，钠长石在局部地段大量集中，形成钠长岩。石英在该带岩石中含量显著增高。硅化作用或石英的再生长作用甚为发育，可明显见到晚期钠长石被石英包裹现象（图3a）。

铀矿化严格受岩体蚀变强度控制，自强-中-弱蚀变带随着蚀变程度的减弱铀矿化依次减弱，达到可利用品位的铀矿化仅限于顶部强蚀变带（自地表向深部150～180 m范围内）。矿体顶板界线明显，为强蚀变岩石顶界；而底板由于岩性一致，只是蚀变程度不同，矿化呈渐变过渡，因此矿体底板界限不明显，以可利用品位划分底板界限。铀矿化与其它成矿元素含量变化呈正相关关系。

3 结论

重点对铀矿化分布、矿石矿物组成、矿石化学成分，矿化与蚀变的关系等矿化特征进行了研究，结果表明，铀矿化产于岩体顶部，与岩体蚀变作用的分带密切相关，铀矿化主要分布在强蚀变带中，在强蚀变带品位最高，向下随蚀变强度减弱矿化逐渐减弱，即蚀变分带控制矿化强度。岩体的蚀变分带受岩浆演化阶段的控制，是在岩浆演化晚期由于气、液组分富集形成强烈的蚀变并具分带性。研究成果可作为下一步铀资源的综合开发利用的依据。

图3 巴仁扎拉格岩体蚀变分带岩心及薄片Fig.3Core，thin section from alteration zone in Barenzhalage pluton

［1］核工业280研究所.内蒙古巴仁扎拉格矿区铀矿普查［R］.四川广汉:核工业280研究所，2013.

［2］冯守忠.巴尔哲碱性花岗岩稀有稀土矿床地质特征及成因探讨［J］.矿产与地质，1993，1：43-48.

［3］牛贺才，单强，罗勇，等.巴尔哲超大型稀有稀土矿床富晶体的流体包裹体初步研究［J］.岩石学报，2008，24（09）：2 149-2 153.

［4］杨武斌，苏文超，廖思平，等.巴尔哲碱性花岗岩中的熔体和熔体-流体包裹体-岩浆-热液过渡的信息［J］.岩石学报，2011，27（5）：1 493-1 498.

［5］王一先，赵振华.巴尔哲超大型稀土铌铍锆矿床地球化学和成因［J］.地球化学，1997，26（1）：24-35.

Study on mineralization characteristics of uranium deposits in Barenzhalage，Inner Mongolia

ZHAO Yichen1，PAN Hongsong1，2，ZHANG Kai2

（1.College of Earth Sciences，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China；2.Insititude No.280，CNNC，Guanghan，Sichua 618300，China）

Barenzhalage pluton is a small riebeckite granite stock which intrudes the shaft of anticline of the Jurassic volcanic rocks.Uranium deposit is located at the top of the stock.Through exploration and analysis of samples，detailed study was finished on the distribution of ore body in uranium deposit，mineral composition of ore，rock structure，chemical composition，occurrence state of uranium，rock alteration and so on.The study shew that uranium ore bodies are distributed in the top of the dome with strong alteration and weathering.The uranium is mainly in the form of isomorphism of the dark zircon and other minerals，and a small amount occurred as davidite and kasolite.Rock alteration zonation controls uranium mineralization closely.The strong alteration zone which is located on the upper part has the highest uranium grade and stable thickness mineralization.With the increase of depth，uranium mineralization grade decreased with the weakening alteration.The study results provided the basis for the comprehensive development and utilization of uranium resources in the next step.

uranium mineralization；characteristic；Barenzhalage

P 618.05；P619.14

A

1672-0636（2016）00-0014-05

10．3969/j．issn．1672-0636．2016．00．003

2015-09-25；

2015-10-26

赵一琛（1990—），男，四川广汉人，在读硕士研究生，主要从事矿产勘查研究。E-mail：1821535106@qq.com