阿拉善台块南缘铀矿成因类型及成矿环境

■刘勇

（甘肃省核地质二一二大队甘肃武威733040）

阿拉善台块南缘铀矿成因类型及成矿环境

■刘勇

（甘肃省核地质二一二大队甘肃武威733040）

阿拉善台块位于华北板块西部边缘，沉积－构造活动自早元古界至今，所产出的铀矿种类较多，近年来随着对这一区域地层、构造的认识的提高，对以往发现的铀矿也产生了新的认识。通过进一步总结整理，认为该区域上覆于古含铀建造上的中新生代盆地砂岩型，以及热液蚀变型铀矿最具有远景意义。

构造单元 铀矿化 成因类型 成矿远景

世界范围内，具有重要工业意义的铀矿藏，主要集中在早元古代和中新生代，成因上有不整合面型、与裂谷活动有关的铀矿和中新生代后生水成铀矿等类型，他们占了总储量的绝对数。甘肃西部地区铀矿产较丰富，产出大多与古生代构造——岩浆活动有关，近年来，随着地学领域研究的不断深入，结合河西地区地质背景对铀产出条件进一步认识，进一步提高找矿效果是我们当前工作的重要问题。

1 铀矿成矿盒构造特征

阿拉善台块南缘位于秦祁昆成矿域祁连昆仑成矿省和古亚洲—滨太平洋成矿域华北陆块成矿省，分属龙首山—祁连山成矿带、潮水盆地成矿区（插图1）。

1.1 龙首山—祁连山成矿带

龙首山成矿带位于祁连褶皱系内的阿拉善地块南缘，属于祁连昆仑成矿省。

阿拉善地块由龙首山群混合片麻岩、片岩及磁铁石英岩、混合质变粒岩、浅粒岩夹大理岩或白云岩，大理岩、片岩、变粒岩。属新太古代晚期至古元古代末期。是一个结晶较好、铀原始丰度较高的陆块，铀矿床集中产在富碱质花岗岩中。

其南频临北祁连褶皱带，褶皱回返后一些复理石或磨拉石建造中有与后生热液作用的铀矿床产出。

1.2 潮水盆地成矿区

潮水盆地成矿区属华北陆块成矿省，是发育在华北板块西段阿拉善地块上的中新生代盆地，侏罗—白垩纪河湖相沉积广泛，产出多个铀床。

2 铀矿化的成因类型

本区发现的铀矿床数量较多，分属花岗岩型和砂岩型，在成因上主要有：重熔岩浆结晶分异型，与构造－蚀变活动有关的碱交代型和硅化带型，中新生代沉积中的碎屑岩型。

硬岩型铀矿几乎均分布在龙首山断隆内，主要铀矿床有701矿、706矿、1204矿、7201矿和207矿。砂岩型中新生代碎屑岩类铀矿分布在潮水盆地，有1206矿、594—1矿、唐家沟矿、703矿。

2.1 硬岩铀矿床特征

重熔岩浆结晶分异型是207矿床。矿床位于龙首山中西段，矿化产于吕梁期（2180－1720Ma）伟晶状白岗岩中，伟晶状白岗岩与同源的石英闪长岩属幔壳重熔岩浆分异的产物，产出在发育于龙首山岩群上部岩段（塔马子沟组）中同构造期剪切带内。塔马子沟组是灰白色大理岩、黑云斜长片岩、石英岩、斜长角闪片岩及花岗混合岩，上覆层是墩子沟群白云质大理岩、炭质千枚岩、透闪片岩、石炭系砾岩砂岩。其中伟晶状白岗岩除浅部淋滤层外，本身是一个巨大的矿化体，在伟晶状白岗岩与塔马子沟组和石英闪长岩的接触带，以及海西期正长岩接触带上，往往形成厚大的富矿体，成矿年龄也有两组（1792和314Ma，铀铅法，夏敏亮），表明铀成矿与成岩是同期的，海西构造活动对矿化有所改造（插图2）。

碱交代岩型矿床有701、706，点带数量众多，矿化是伴随加里东－海西期岩浆活动产生的钠交代作用成矿，矿岩以新生钠长石化为特征，成矿时期自晚泥盆纪一至早二叠世末。701和706矿床位于龙首山中段，矿化产于加里东晚期花岗岩或白云质大理岩、云英片岩中，矿化主要赋存在沿断裂变异部位分布的碱交代岩中。

构造－蚀变活动有关的7201矿床，是北方较少见的硅化带型铀矿床，矿床位于龙首山中段，矿化产于震旦系大理岩、千枚岩和加里东早期角闪岩中，成矿时期同为晚泥盆纪一至早二叠世末。控矿因素是革命沟大断裂形成的构造蚀变带，蚀变以硅化为主，形成硅质岩带、透闪石化大理岩带（插图3）。

2.2 砂岩型铀矿床特征

703矿床位于潮水盆地西段，矿化产于下白垩统扇前洼地亚相砂岩、细砂岩和粉砂岩中，矿床范围为盆地中的局部汇水低地边部，矿化不完全受层位控制，也不完全受标高或水位梯度控制，成矿属于后生潜水氧化叠加层间氧化作用。

唐家沟矿位于潮水盆地中东段，矿化产于中下侏罗统龙凤山组煤岩中，矿化受煤岩的还原—吸附作用控制。

1206矿位于潮水盆地中西段，矿化产于下白垩统庙沟组灰色泥岩、粉砂质泥岩中，属同生沉积型铀矿床。

594—1（红沟窑）矿床位于潮水盆地西南外缘，矿化赋存在侏罗系中统龙凤山群扇前洼地亚相的炭质粉砂岩中，矿化与侏罗纪以来含氧含铀地下水的氧化—还原作用有关。

3 构造与建造

3.1 龙首山—祁连山成矿带

太古界陆块是最重要原始含铀层位，原始陆块的成因与铀富集关系重大。

龙首山岩群下部基本为一些片麻岩和花岗质混合岩，其上有大段的镁大理岩；上部以各种片岩为主，夹火山岩。原岩特征为陆源碎屑岩—火山岩—碳酸盐组合。盖层为蓟县系墩子沟群为滨海～浅海陆棚沉积的富硅、镁、磷、碳酸盐的灰色、紫红色陆源碎屑岩～碳酸盐建造。晚元古代南华—震旦系多杂色冰碛砾岩、砂岩和灰岩，含磷。

龙首山群主体为古元古界，但部份同位素年龄30.56亿和26.95亿年（钐钕法，汤中立），显然，时代跨新太古代。

龙首山群酸性岩化较强，主要表现是混合岩化作用，其中混合花岗岩和混合片麻岩的Na2O+K2O为6～11%，呈碱性和过碱性，K2O：Na2O可达为l：1～7：1；混合正长岩的Na2O+K2O为9～12%。北侧北大山的混合岩Na2O+K2O为4～10%，属钙碱性，K2O：Na2O为l：l～2：l[戴永久]。

龙首山群铀的丰度一般3—6×10—6，均值4.8×10—6，明显高于地壳平均值和地壳酸性岩克拉克值，其中混合岩、片岩中U丰度为6.7—10.4×10—6（见表1）。钍铀比值偏低，Th/U=3.60，与酸性侵入岩中铀含量均值6.1×10—6，Th/U=4.50相比明显，显示地台建造在后期有铀的代入导致。中—上元古界铀含量3.0×10—6，Th/U=3.10，亦显示铀的迁入。

表1 龙首山地区各地层铀钍钾平均含量表

从地台演化来看，龙首山硅铝质壳层演化成熟相对成熟，钾质混合岩和钾长花岗岩发育，岩石钾质成份含量高，岩石具有相对好的铀丰度。相较于敦煌地块大洋环境的富钠云英闪长岩、角闪片麻岩，和北大河群的混合质花岗岩、石榴石英片岩、大理岩、角闪片岩等较高变质相，龙首山铀成矿条件相对较好。

中元古代，本区多为优地槽沉积，陆源海相碎屑岩和海相碳酸盐岩发育，后期经褶皱和区域变质，未发现前寒武纪不整合面型铀矿化。

早古生代末祁连洋盆闭合，造山作用产生大规模岩浆侵位，北祁连多是幔源型富钠的花岗岩、二长花岗岩，向北过渡为幔、壳混合型石英闪长岩和富钾花岗岩。龙首山中，这一期岩浆作用产生大量如芨岭岩体的富铀花岗岩体，有许多与岩浆分异有关的铀矿化现象，但均未型成矿床，属于铀的预富集作用（表2）。

表2 龙首山地区早古生代侵入岩铀钍钾平均含量表

晚古生代发育石炭纪和二叠纪二个旋回。石炭纪为海陆交互相含煤建造，二叠纪是陆相碎屑沉积。

晚古生代岩浆岩作用较弱，但晚古生代的构造——岩浆作用是龙首山地区铀成矿的重要因素。区内热液作用形成的铀矿床，产生在构造变形、破碎部位，以强烈钠长石化、硅化、绢云母化和方解石化为特征，成矿365±20ma、339～245ma（701和706），378～292ma（7201）。因此，在早古生代岩浆作用铀预富集基础上，晚古生代热液作用是直接的铀成矿作用。

3.2 潮水盆地成矿区

中新生代构造萌动于三叠纪，早中侏罗纪产生强烈断陷—拗陷。潮水盆地是一个具多层结构、有陆向斜型特点盆地。早中侏罗纪，形成河湖相含煤碎屑沉积，侏罗纪末多数拗陷回返，早白垩世则是在侏罗纪拗陷的基础上扩张的结果，下统庙沟组为杂色砂岩及黑色页岩，上统沙枣河组多为紫色砂泥岩。新构造形式以不均衡的升降，沉积有红色砂泥岩，一些盆地边缘抬升暴露，为后生铀矿成矿提供了条件。

铀矿化主要产在中下侏罗系和早白垩系两个旋回中，铀矿化存在同生沉积和后生氧化—还原作用两种成因。

早中侏罗世为温暧潮湿还境沉积，其河湖相含煤碎屑岩系中，有含铀煤岩矿床（唐家沟）和富炭屑的砂岩铀矿化（红沙岗），成矿多与同生和后生还原吸附有关。

早白垩世是一套杂色砂岩、泥岩、泥灰岩，局部页岩，铀矿床产出形式多样。在具备一定还原物质的灰、灰绿色河流或三角洲砂岩中，长期的地下水作用形成后生氧化—还原作用的铀矿床（703）；某些汇水的山前或扇缘洼地中的灰黑色粉砂岩、粉砂质页岩中，同生和后生吸附作用形成铀矿床（594—1）；在泥岩、泥灰岩中产生同生沉积铀矿床（1206）。

4 铀矿成矿前景及找矿方向

4.1 与早元古代含铀建造和溶滤—交代岩浆岩中的铀矿

早元古代末期，龙首山地区（尤其是其中西段）产生了范围较广、程度不均的混合岩化和重熔—岩浆作用，形成许多混合质的岩浆岩，这样岩体具有相对较好的深溶作用和一定的分异，如花岗闪长岩和白岗岩的伟晶结构，从花岗岩、角闪花岗岩到白岗岩的分异。围绕着角闪花岗岩和白岗岩，放射性异常规模大、强度高。岩体中铀含量接近矿化水平，其中，红石泉岩体铀丰度14.2×10—6，是成矿岩体。当早元古代末期的构造剪切带存在时，较好的深溶和分异条件、具备含铁围岩岩时，可形成规模较大的铀矿床。

4.2 与晚古生代岩浆热液作用有关的铀矿

如前所述，龙首山地区在早古生代岩浆作用铀预富集基础上，晚古生代热液作用是直接的铀成矿作用。铀矿成矿多产在该期热液作用的构造破碎带中。

产在早古生代岩浆岩内或近旁的铀矿，其表现为碱交代作用控矿，该类矿床数量最多，除龙首山701、706外，外围北祁连还发现有622、623。该类型铀矿在龙首山仍有很大潜力，如苦井沟—小青羊、西岔等，应围绕芨岭岩体开展工作，特别注意晚古生代的断裂破碎带、尤其是北西西向与东西向断裂的交会部位。由于K与Na交代一般不会同时出现，因此应注意高铀、低钾场晕中也可能存在隐伏钠交代体。

早古生代岩浆岩与中—上元古界富磷的大理岩围岩接触带，硅化、透闪石化蚀变发育，当构造条件的利（断裂破碎），并且有富铁质基性脉岩存在，同样产出硅化带型铀成床。区内芨岭岩体北缘与中上元古界由马路沟大断裂相分，岩体内也同有多条近东西向断裂发育，沿该组断裂有众多点带分布，仍有很大找铀潜力。

4.3 中新生代碎屑岩中的铀矿

中新生代碎屑岩中的铀矿具有地浸开采的天然优势，是当前铀矿的主攻方向。这类铀矿一般形成在砂泥互层结构的砂岩中。在中亚国家、美国怀俄明盆地中均有许多这类矿床，我国鄂尔多斯盆地、伊犁盆地均获得了很大突破。

甘肃中新生代盆地众多，但盆地大小不一，含铀沉积埋藏往往偏大。潮水盆地是规模较大、总体埋深不大，又处于富铀地块内的一个条件较好的盆地，边缘沉积层有含煤的侏罗系，白垩系下部也有灰色岩系，因此被划为华北陆块成矿省下的潮水盆地铀成矿区。

根据潮水盆地的沉积结构和埋深、岩性岩相和铀还原物容量分析，潮水盆地中段北缘具有形成较大规模可地浸砂岩铀矿的成矿条件。

中新生代碎屑岩中的铀矿以其特有的优势，是本区最重要的找矿类型。

5 结语

我国能源结构不尽合理，大量使用矿物燃料造成了较严重的环境污染和破坏，以及一些气候问题。改变能源结构是发达国家的共识，这其中核能源更具有清洁、稳定、安全、高效特点，因此，铀矿找矿是能源转型之所需和必要。以往铀矿地质工作由于认识和技术手段的局限性，大多从就矿找矿入手，缺乏认识深化和模式总结，本文试图对龙首山铀矿床在成因上、在规律上进行探讨，在找铀方向上提出一些观点和看法，以便对今后工作有所裨意。

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P612[文献码]B

1000-405X（2016）-5-51-3