青藏高原—滇西三江地区铀(铀-钍)找矿前景探讨(续)

2016-02-18 03:09王木清
世界核地质科学 2016年4期
关键词:铀矿岩浆矿化

王木清

(核工业北京地质研究院,100029北京)

青藏高原—滇西三江地区铀(铀-钍)找矿前景探讨(续)

王木清

(核工业北京地质研究院,100029北京)

处于祁漫塔格复合构造岩浆带的乌兰乌珠尔复式花岗岩体是已发现铀矿化的主要聚集地。西藏布姆松绒花岗岩基存在产铀花岗岩体,是重要的寻找铀矿床靶区;柴达木盆地北缘中、下侏罗统具有较好的砂岩型铀矿成矿地质条件,已发现部分铀矿化。

黑山铀矿点;控矿因素;找矿标志;花岗岩型和砂岩型铀矿床

综上所述,布姆松绒岩体为一个多期次、多阶段侵入的复式岩体,岩体内部断裂破碎构造,热液蚀变交代作用和脉体活动十分发育,剥蚀程度中-深度,符合产铀花岗岩地质构造特征。近年来,核工业二八○研究所对冈底斯构造带进行了铀资源调查,首次在布姆松绒岩体内部发现了一些高放射性异常区及铀矿化[5]。本区值得进一步研究和勘查。

2.4 柴达木盆地北缘砂岩型铀矿

区内具有砂岩铀成矿的地质构造演化条件,构造斜坡带发育有辫状河、三角洲等具泥-砂-泥地层结构沉积组合,盆地蚀源区及目的层内铀含量均较高,铀源条件较好,地下水补-径-排水动力系统和水文地化条件良好,在目的层内已发现发育完善的层间氧化带及相关砂岩型铀矿化,如石地26、北大滩、绿草山等砂岩型铀矿点、矿化点和五彩山301,路乐河123等煤岩型铀矿点。区内开展了可地浸砂岩型铀矿的调研和找矿工作,获得一批有价值的找矿信息和成果,其成矿潜力和找矿前景应持积极评价[7]。

柴达木盆地是在元古宙海槽基础上经晋宁运动克拉通化,晚古生代海西运动加积增生后发展起来的大型中、新生代压扭盆地。在大地构造位置上,它属于柴达木准地台的一部分。铀资源评价工作主要位于盆地北部断块带和德令哈坳陷,并着重于柴达木盆地北缘断块带的北侧部分[7]。

柴达木盆地北缘基底由元古宇、古生界组成。古元古界(Pt1)金水口群为一套以麻粒岩相为主的深变质岩;中元古界(Pt2)小庙群为一套绿片岩及麻粒岩相变质岩,冰沟群为一套碳酸盐岩和中基性火山岩为主的变质岩;新元古界下段(Pt31)丘吉东沟群为一套低绿片岩相变质岩为主的类复理石建造;新元古界上段(Pt32)全吉群为一套浅海相碳酸盐岩为主的浅变质岩。古生界寒武系为浅海相碳酸盐岩为主的浅变质岩和奥陶-志留系(O-S)为浅海相碳酸盐岩和中基性为主的古洋壳沉积-火山岩系;上泥盆统(D3)为典型的陆相杂色碎屑岩夹中酸性火山岩;石炭-二叠系(C-P)为海陆过渡相的沉积岩。

中、新生界盖层发育较齐全。下侏罗统为一套温湿气候条件下沉积的含煤碎屑岩建造,岩性以灰色中、细粒砂岩、粉砂岩和泥岩,夹少量粗砂岩和砾岩,厚几百至上千米,平均铀质量分数3.65×10-6,钍质量分数12.27×10-6,Th/U值为3.29,为层间氧化带砂岩型铀矿含矿建造和找矿目的层;上侏罗统为一套干旱气候条件下形成的红色、杂色碎屑岩系。白垩-古新近系、第四系主要为陆相红色-杂色碎屑岩系[7]。

由于柴达木盆地北缘地区工作较少,新生代构造作用强烈,找矿难度大,目前还未发现具有工业价值的砂岩型铀矿床,仅见一些矿点、矿化点。按含矿主岩不同可划分为砂(砾)岩型、含铀煤岩型两种类型,前者主要分布在柴北缘的中-下侏罗统陆源碎屑岩建造中,受层位、岩性、岩相控制,如石地26,北大滩102,绿草山等地;后者在柴达木盆地北缘西段的炭质页岩或劣煤层中,如五彩山、旺朵秀等地。砂岩型铀异常有几处钻孔见矿化,最高品位含铀达0.083%,平均为0.015%,见矿厚度3.2 m。以及其他一些矿点、矿化点通过进一步工作可能落实为中、小型矿床,或有望发现大型地浸铀矿[7]。

2.5 乌兰乌珠尔花岗岩体铀成矿

岩体位于祁漫塔格—都兰海西期铁、钴、铜、铅、锌、锡、铀、钍成矿带,铀、钍地球化学具有高背景值分布的特点,祁漫格塔地区是当前我国重要的整装勘查区之一,处于祁漫塔格复合构造岩浆带的本岩体是已发现铀矿化的主要聚集地。已发现黑山和小狼牙山南、西大沟脑、西沟等4处铀矿化点,呈NW-SE向展布约100多千米,矿化赋存于海西-印支期花岗岩与古元古界金水口群的接触带附近,受接触带附近的断裂构造控制明显,与赤铁矿化、硅化和绿泥石化蚀变关系密切。黑山矿点已圈出3个矿化段,含沥青铀矿和硅钙铀矿,硅钾铀矿等。区内多期、多阶段构造-岩浆活动(加里东、海西、印支、燕山期)对成矿十分有利,具有U、Th、Sn、Pb、Bi、Au和Zn等异常组合[8-10]。

区域构造演化可分4个阶段:1)元古宙结晶基底形成,与华北古陆为同一整体;2)早古生代构造-岩浆活动旋回,是华北古陆南缘裂解拼合、增生的阶段;3)晚古生代-早中生代构造-岩浆活动旋回,特提斯构造叠加于早古生代造山带之上;4)晚中生代-新生代构造-岩浆旋回活动,进入陆内演化阶段[8-9]。

区内古元古界基底广泛发育,其中金水口群原岩为泥砂质碎屑岩-基性火山岩-碳酸盐岩建造;中元古界狼牙山组为低绿片岩相变质硅镁质碳酸盐岩-碎屑岩建造;晚古生代主要为板内裂陷盆地沉积;石炭-二叠系则以陆表海相沉积为主,晚三叠世火山岩具陆相裂谷“双峰式”特性。

区内岩浆活动主要由志留纪灰白色中细粒花岗闪长岩,晚泥盆世石英闪长岩,早二叠世斑状二长花岗岩,晚三叠世斑状二长花岗岩和花岗闪长岩组成,另有少量黑色中细粒闪长岩以岩株形态出露。侵入岩体具多期多次特征。

区内受区域性NWW向黑山断裂和乌兰乌珠尔断裂夹持,其次还有NE向,NW向和近EW向断裂分布。致使区域性断裂带两侧岩石破碎,强劈理化、片理化发育,主要为长英质糜棱岩、碎裂岩、断层角砾岩,为尔后热液蚀变铀成矿物质聚集创造条件[8-10]。

黑山铀矿点产于海西期黑云母花岗岩和古元古界金水口群交接地段,矿体分布于岩体及外接触带附近受构造控制,目前已发现3条矿化带。Ⅰ号矿化带走向为NNE向,长>600 m,宽5~10 m,岩石蚀变较强,主要为赤铁矿化、绿泥石化、高岭石化、萤石化、碳酸盐化及硅化,带内地表圈定矿体2个,铀平均质量分数0.042%~0.069%,深部发现矿体8个,铀平均质量分数为0.032%~0.090%;Ⅱ号矿化带沿F2断裂大致平行的小破碎带分布,宽约100 m,主要有赤铁矿化、钾化、高岭石化、碳酸盐化及绢云母化,具硅质细脉和方解石细脉断续分布,地表圈出矿体7个,呈NEE向脉状并大致平行分布,钻孔验证,发现盲矿体4个,铀平均质量分数为0.031%~0.126%;Ⅲ号矿化带,长约700 m,宽50~80 m,蚀变似上两条带,地表铀平均质量分数为0.013%~0.014%,矿化带矿石电子探针分析,见沥青铀矿、硅钙铀矿,钒钙铀矿,硅钾铀矿[8-10]。此外,区内还发现有小狼牙山南、西大沟脑和西沟铀矿化点。

从岩体-构造铀成矿条件分析,区内花岗岩型铀矿床的铀主要来自产铀花岗岩体。以前1∶200 000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∶50 000和1∶100 000伽马概查发现异常点140个,伽马异常带52条(总长6 230 m),这些铀含量和伽马异常特征说明工作区中酸性岩浆岩铀背景值高,具有初始富集特征,为高钾偏碱钙碱性岩石,其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[9-10]。

多期多阶段岩浆侵入活动是铀成矿另一个有利条件,并且有元古宙结晶基底存在,区内构造环境为后碰撞造山阶段的岩浆活动,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,岩浆上侵过程中不断腐蚀早期地质体,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[8-9]。

由于花岗岩体出露面积大,含铀背景值较高,且后期岩浆活动期次多,断裂破碎构造发育,热液蚀变,交代作用强等因素,在区域内花岗岩体内外,有可能形成,碎裂蚀变交代型,热液硅质脉型,碱交代型等铀矿床或混合热液交代等类型的铀矿床或矿化点带。

3 铀成矿前景探讨

通过前面简要介绍,研究区花岗岩分布多,且多数为大型花岗岩基,出露面积广,剥蚀程度适中,为多期次、多阶段岩浆演化形成,属S型花岗岩类,具有酸度大、碱质含量高、钾含量大于钠含量、钾钠比接近5:3、铝过饱和的特点。稀土元素地球化学参数进一步表明,岩体的稀土总量小,δEu为0.4~0.5,属轻稀土富集型,岩体铀含量较高,明显高于我国华南产铀花岗岩体的平均铀含量,铀的变异系数高,显示铀活动能力强,钍变化较稳定,Th/U接近或低于3,同位素古铀含量计算表明,岩体中铀的活化迁移能力强,与产铀花岗岩特征相符。结合产铀岩体的地质、地球化学判据,可以认为祁漫塔格中段花岗岩(以乌兰乌珠尔花岗岩体为代表)和冈底斯山的布姆松绒花岗岩基是寻找花岗岩型或与其接触古元古代结晶基底处为铀成矿的较理想地区,分布面积大,且已有较好的矿点或矿化点,或是放射性区域高背景场,应从中选择突破口,加大找矿揭露深度和科研力度[8-10]。

关于盆地寻找砂岩型铀矿,柴达木盆地北缘地带从西到东绵延250多千米,分布着石地26、北大滩102、路乐河203-2、绿草山(303、304、80)、五彩山301、绿草山301、鱼卡、德令哈、旺朵秀等砂岩型含铀煤泥岩型矿点,矿化异常等,它们受层控呈多层产出,有些层位的氧化还原较发育,面积较大,可能适合地浸开发。同时柴达木盆地北缘有较好的蚀源区出露,沉积相带,地下渗流发育,可加强此区工作投入,取得进一步经验,有利于全面有效评价西藏北部羌塘地块上发育的中新生代陆相海相沉积盆地(东西长约640 km,南北宽约300 km,面积约19万m2)的成矿远景。值得一提的是,本区铀矿找矿及研究工作已取得一些可供借鉴的工作成果:核工业部北京第三研究所1968年对该盆地做过汽车四道能谱路线测量[7,11];20世纪80年代石油部门曾经开展过一些汽车能谱测量工作,初步麟选出铀质量分数较高地段;2005年以来,核工业二八○研究所在西藏冈底斯构造带和藏东三江北段开展了铀资源潜力调查工作,发现大量异常点(带),预测了左贡—类乌齐、南木林、班戈—嘉黎Ⅰ级铀矿成矿远景区3处,布姆松绒、措勤盆地南部Ⅱ级铀矿成矿远景区2处,念青唐古拉、察隅Ⅲ级铀矿成矿远景区2处,填补了西藏地区铀矿地质工作的空白;叶发旺等(2007)对羌塘盆地砂岩铀成矿条件进行了初步研究,主要根据GIS技术平台,调查了区域地质背景、目的层选择、铀源、古水动力、古气候等成矿因素。研究表明,该盆地基本具备砂岩型铀矿成矿条件,指出了区内主要找矿目的层[11]。

本区莫霍面深度在50~70 km,而华南(滨太平洋构造域)莫霍面深度<38 km(华北—东北区莫霍面深度>36 km),银川—六盘山—龙门山—康滇地轴重力梯度带(昆明银川深断裂系),就是滨太平洋构造域的西界,也是本区(特提斯—喜马拉雅构造域)的东界。我国西南部的特提斯—喜马拉雅地槽实际上是分为两大部分:雅鲁藏布江断裂之南属冈瓦纳大陆的北部边缘,是新生代褶皱带;雅鲁藏布江断裂带之北,属中生代褶皱带;它与古亚洲大陆有密不可分的联系。只是白垩纪以来,由于印度洋的不断扩大,原来远离亚洲大陆的于南半球的印度地台从冈瓦纳古陆分裂出来,并不断向北推移,才与亚洲大陆(这时雅鲁藏布江断裂北的特提斯地槽已褶皱成为亚洲大陆的一部分)逐步接近以至碰撞。特提斯海最后关闭,北喜马拉雅地槽强烈褶皱,并使印度地台北部边缘强烈卷入[1](图1)乃至形成世界屋脊。

总体而论,本区在中、新生代,印度板块与亚洲板块主要是以碰撞为特点,而位其东的滨太平洋构造域则是太平洋板块对亚洲板块即中国东部大陆主要是以俯冲为特点。且强度大,俯冲的影响从东往西变弱,而本区的碰撞的影响则相反。这些影响可能控制或影响制约着区域间(如华南与本区)铀成矿作用或条件,这些差异都应充分考虑。在此也可理解西太平洋俯冲是亚洲东部为什么铀矿分布那么多的原因所在(图2)。西大平洋俯冲带是全球大陆边缘延伸最长的,差不多有15 000~20 000 km或更长。

中国划分的三大构造域:古亚洲、特提斯—喜马拉雅和滨太平洋。前两个构造域主要构造单元是近EW向展布、断裂和岩浆岩带大体沿其分布;而后者则受太平洋板块的活动对中国东部大陆俯冲产生强烈而深刻的影响。首先是受到强烈挤压;其次引起大陆壳下面上地幔物质的运动。其表现形式是中国东部总体隆起的构造背景,使中国东部的元古宙-古生代以来南北分异的构造格局,转变为与板块俯冲带基本平行的NNE-NE向构造为主导。早期存在的近EW向构造依然穿插在NNE-NE向构造之间,起着相当明显的分割和复合作用。使中国东部构造格局在断裂构造、岩浆活动和盆地沉积-构造等方面起着明显的控制作用[1]。

中、新生代也是中国内生金属成矿的重要成矿期之一,太平洋板块俯冲对滨太平洋成矿域起到重要影响,举世瞩目的西太平洋成矿带就是一条受板块俯冲控制的成矿带(图2)。从大洋到大陆可以分如下几个矿带:Ⅰ海沟带,在俯冲带附近,出现蛇绿岩套,与之有关的有Cu、Au、Ni、Co、Cr、Pt,Pa等矿床;Ⅱ岛弧带,有钙碱系列火成岩,有斑岩Cu、Mo矿床及黑矿,有Zn、Pb、Cu矿叠加;Ⅲ弧后地区,玄武岩,细碧岩,有Cu,Ni矿床,以上三带合称优地槽带;Ⅳ后部拗陷带,无岩浆作用的海槽碎屑沉积物,金属矿化微弱;Ⅴ花岗岩,花岗闪长岩带,主要有Au、Mo矿床;Ⅵ闪长岩、二长岩带,往往出现Pb、Zn矿床;Ⅶ标准型和Li、F型花岗岩带,有W、Sn、Bi、Mo等矿床;Ⅷ碱性岩带,具有稀有元素和超低温的Hg、Sb矿床。这些矿化分带与板块俯冲活动密切相关,图2表示西太平洋J3-K1构造岩浆分带及主要矿产[1]。笔者粗略圈定相应铀矿成矿大概范围并注明编号及名称(如果在西半球的北美洲—南美洲的东太平洋编绘图件及主要矿产和铀矿分布,也将显示类似上图的状况,铀矿从南向北的端缘阿拉斯加都断续分布)。西太平洋铀矿自北而南为:①阿尔丹;②布列亚—兴凯;③维季姆;④额尔古纳—克鲁伦;⑤蒙古南部;⑥萨彦;⑦华北燕辽;⑧伊盟隆起;⑨赣杭构造带;⑩闽粤赣湘边区及诸广山;11○武陵山—雪峰山—苗儿山—武功山—幕阜山。从阿尔丹向北至白令海之西,铀矿分布状况不明。

图2 西太平洋J3-K1构造岩浆分带及主要矿产(据Л.П.佐年沙英,1974)Fig.2Tectonic magmatic zoning and the main mineral of J3-K1in the Western Pacific Ocean(After Л П佐年沙英,1974)

太平洋东、西两岸大陆铀成矿域的时空分布,与不同构造单元(如地盾,地台,新、老褶皱区形成的年轻地台)演化的活化构造-岩浆作用的不同时期有密切的成生联系。太平洋东、西两岸受中、新生代太平洋俯冲是最后一期活化,其间仍保留有元古宙-古生代的铀成矿区。

4 结语

相对而言,本区的地质找矿工作较薄弱,找铀更是如此,虽然取得目前初步成果,但仍然需要做进一步深入的工作。20世纪60年代初,甘肃走廊两侧发现一些铀异常矿化点带,约有十年进展不大,后来通过加大科研力度,借鉴华南找铀经验,核工业地质局有关人员现场指导,核工业部第三研究所具实力的科研组参与工作,中科院地质所多位老专家也给予指导,选好点带进行深部揭露,经过十余年的艰苦奋战,终于找到走廊北边的龙首山铀矿田(包括花岗岩型、硅化带型、碱交代型、伟晶花岗岩型及淋积带型铀矿床有5、6个),走廊南侧北祁连山落实了冷龙岭碱交代型铀成矿带,以621铀矿床为代表。看来加强区域基础地质以及铀源、蚀变、赋矿构造空间等成矿条件的研究,选好突破口为首要,因地制宜运用综合找矿方法,以成矿模式理论指导深入探索进行综合评价。坚信本区随着交通改善,社会经济不断发展,适时加大科研和勘查力量,找铀工作会有长足进展。(续完)

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Discusion on metallogenic prospects of uranium(U-Th)in the plateau of Qinghai-Tibet and three river area of west Yunnan(Continued)

WANG Muqing

(Beijing Research Institute of Uranium Geology,Beijing 100029,China)

P612;P619.14

A

1672-0636(2016)04-0210-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2016.04.004

2015-01-05;

2016-04-12

王木清(1933—),男,广东兴宁人,高级工程师(研究员级),主要从事铀、金成矿规律研究。E-mail:muqingwang@sina.com

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