内蒙古阿拉善右旗新井地区铀矿地质特征及控矿因素探讨

郭长林，　李　卫，　耿海军，　荣　骁，　杨　昆，　陈　静

(核工业二○三研究所，陕西 咸阳　712000)



内蒙古阿拉善右旗新井地区铀矿地质特征及控矿因素探讨

郭长林，李卫，耿海军，荣骁，杨昆，陈静

(核工业二○三研究所，陕西 咸阳712000)

新井铀矿点是北大山地区已发现的重要铀矿点之一。在总结区域地质背景基础上，从新井地区铀矿地质特征入手，详细阐述了新井地区含铀建造、区域构造、围岩蚀变、矿体及矿石特征等，认为铀矿化位于断裂构造交叉部位的地层弧形拐弯地段，多期次、长期活动的断裂构造对铀成矿有利；古元古代浅变质片岩为有利的含铀建造，在浅变质片岩与富铀的伟晶状花岗岩接触带上矿化显示好；区内岩浆活动频繁，呈多期次产出，铀偏向于最晚期岩浆活动形成的酸性伟晶状花岗岩中富集成矿，多期、多次性岩浆活动对铀成矿有利；区内后期热液蚀变改造类型多样，蚀变较强部位铀矿化显示好。综合分析认为，区域性断裂带、古元古代浅变质片岩与富铀的伟晶状花岗岩接触带及热液蚀变带是新井地区铀成矿的有利空间，同时指明了下一步找矿的方向。

铀矿地质特征；控矿因素； 新井地区

郭长林，李卫，耿海军，等.2016.内蒙古阿拉善右旗新井地区铀矿地质特征及控矿因素探讨[J].东华理工大学学报：自然科学版，39(2)：101-107.

Guo Chang-lin，Li Wei，Geng Hai-jun，et al.2016.Discussion on uranium mineralization characteristics and ore -controlling factors of Xinjing area in the Alxa right banner, Inner Mongolia [J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 39(2)：101-107.

研究区北部与内蒙-天山褶皱带相邻，南部与河西走廊过渡带相接，西部为塔里木板块，东部为鄂尔多斯地块。区内地质工作始于1960年代初，内蒙古和甘肃地矿、有色及核工业系统先后在区内开展了基础地质和矿产地质工作，取得了找矿和地质认识方面的众多重要成果。本文在吸收前人地质研究工作成果的基础上，通过对新井地区铀矿地质特征的分析研究，总结了控矿因素，并将找矿新认识应用于实际地质勘查工作中，取得了较好的找矿效果。

1　地质背景

图1　工作区大地构造位置图Fig.1　The tectonic location of working area1.缝合带；2.断层；3.明水-石板井-小黄山缝合带；4.恩格尔乌苏-巴音查干缝合带；5.阿尔金断裂；6.旱山地块；7.雅干地块；8.柳园板缘构造带；9.敦煌地块；10.阿拉善地块；11.阿北板缘带；12.阿拉善陆隆区；13.合黎山板缘带；14.走廊过渡带；15.鄂尔多斯地块；16.祁连构造带；17.西伯利亚板块；18.工作区

研究区大地构造位置位于华北板块阿拉善地块西南缘(图1)，区域地层简单，由古元古代、石炭系、二叠系、中侏罗统、下白垩统和第四系等组成(徐东青等，2006；王俊峰，2010；史美良，1987)。区域构造背景复杂，北部为鼎新-恩格尔乌苏断裂带，南部为龙首山南缘断裂带、东部为皇城-白马岗断裂带，西部为肃南-红柳园断裂带。合黎山-雅布赖区域性深大断裂带从工作区中部通过，该断裂在加里东初期已具规模，海西中、晚期活动强烈，并伴有大规模中酸性、中基性乃至超基性岩浆岩侵入(赖新荣等，2007)。北大山地区经历了中条期和华力西期两个构造演化阶段，古元古代末期受中条运动影响，区域发生剧烈的构造运动，使古元古界地层遭受区域变质作用；二叠纪末期受晚华力西构造影响，区内再次发生变质作用。区域岩浆活动频繁，从志留纪到二叠纪(海西中晚期)均有岩浆活动(聂凤军等，2002)，侵入岩分布面积广泛，各期岩浆侵入活动与区域主要构造事件有关，具有多期、多次性特征。工作区铀、多金属资源丰富，受中条运动区域变质作用影响，导致原岩中铀发生了较大重新转移、分配，形成了有利的铀源层，在新井地区德尔和通特组局部富集成矿，在卡修塔塔一带由于晚期辉长、辉绿岩的侵入，使钙质千枚岩发生矽卡岩化，形成卡修塔塔中型铁矿，伴有铜、钴、镓等元素富集成矿；受晚华力西构造再次变质作用影响，在半截井-阿尔斯兰一带上石炭统、二叠纪弱变质火山岩中有铀矿化、异常显示,因此北大山地区为有利的铀-多金属成矿带。

2　铀矿地质特征

2.1工作区特征

工作区广泛出露古元古代德尔和通特组浅变质绿片岩相，岩性以变质火山岩、片岩、片麻岩及大理岩为主，恢复其原岩为海相细碎屑岩夹中基性—酸性火山岩沉积建造，平均铀含量为6×10-6～10×10-6，浸出率可达40%～57%，为有利的铀源层。发育近东西向、北西向和北东向三组断裂构造，早期近东西向断裂控制了与铀成矿关系密切的伟晶状花岗岩脉密集分布；中期北西向断裂控制晚期中酸性-中基性岩脉及热液活动；晚期北东向断裂对早期地质体有破坏和改造作用。 二叠纪岩浆岩从基性到酸性发育完整，早期为基性角闪岩，中期为酸性似斑状钾长花岗岩，晚期为超酸性粗-伟晶状花岗岩和伟晶岩。铀偏向于二叠纪晚期岩浆活动形成的伟晶状花岗岩脉与褐红色蚀变片岩中富集成矿。区内广泛发育赤铁矿化、绿泥石化、硅化、碳酸盐化、高岭土化等热液蚀变，在多期次热液脉体活动与蚀变叠加部位有利于成矿。目前在新井地区大致推测了两条矿(化)带，长440～1 000 m，宽50～270 m。初步估算铀资源量××吨，具有小型铀矿床以上资源潜力。

图2　内蒙古阿拉善右旗新井地区地质略图Fig.2　Uranium Geologysketch of XinJing area in the Alxa Right Banner, Inner Mongolia1.第四系；2.下白垩统庙沟群；3.古元古界德尔和通特组；4.二叠纪伟晶状花岗岩；5.志留纪片麻状斜长花岗岩；6.实测及推测断裂构造；7.铀矿点

2.2矿体特征

新井铀矿体为地表矿和盲矿体，位于F1和F12断裂构造交汇部位的地层弧形拐弯的内侧(图2)，产在二叠纪酸性花岗岩体及外围与蚀变片岩接触带上。受断裂构造影响，矿体倾向由正南转为南西向，形态为简单的板状或透镜状。初步圈定矿体长17～230 m，宽4.5～83 m，矿体真厚度为0.56～2.59 m，实际品位0.050%～0.201%。

2.3矿石特征

2.3.1矿石成分及组构

矿石主要矿物为斜长石、角闪石、石英及云母，副矿物有磁铁矿、榍石、磷灰石和锆石，次生矿物有褐铁矿、沸石、绢云母、绿帘石、高岭石、钠长石、绿泥石等。依据钻孔、探槽中矿石、矿化岩石、异常岩石以及正常岩石化学成分分析结果(表1)，与正常岩石相比，矿石中SiO2，K2O含量降低，Al2O3，CaO，P2O5，MnO、烧失量等含量增高，而Na2O+K2O总量基本不变，正常岩石中Fe2O3略高于FeO，而矿石中Fe2O3比FeO明显偏高，同时P2O5的含量也有所增高，这些常量元素的变化说明在成矿过程发生了物质交换，化学元素的带入或带出，矿石表现为富钠贫钾，带走了大量的SiO2，而充填了方解石，同时铁氧化运移，并带走了磷灰石中的磷。

矿石结构为微细粒状、鳞片粒状变晶结构，碎裂结构；独立铀矿物多为自形—半自形粒状、板状或板片状，一般颗粒较小，颗粒最大者可达0.1 mm。矿石构造多为细脉状、网脉状、星散浸染状。矿石中常见粒状钠长石、赤铁矿—铁绿泥石脉、磁铁矿脉、碳酸盐脉。含矿围岩受强烈热液蚀变作用影响，Fe2+离子不断被氧化成Fe3+离子，岩石发生强烈的赤铁矿化蚀变，致使含矿岩石颜色加深。

2.3.2矿石中铀存在形式

前人资料显示新井地区铀矿物主要为硅钙铀矿、水砷铀矿、磷铀矿等次生铀矿物，少量铀黑及沥青铀矿，依据最新矿石电子探针测试(表2)发现含铀矿物有钛铀矿、硅钛铀矿、钛铁矿、硅铁铀矿、中长石、锆石以及榍石等。铀的赋存形式有独立铀矿物、分散吸附、类质同象等存在形式(图3a、b)。高品位矿石中铀一般呈独立铀矿物形式存在，可见次生铀矿等。中低品位矿石中以分散吸附形式存在于榍石、钛铁矿、黑云母、绿泥石和普通角闪石的裂隙边部，少量以类质同象形式存形式存在于榍石、钛铁矿、黑云母、绿泥石和普通角闪石中。分析认为，铀的聚集成矿可能与区内酸性岩浆晚期的伟晶状花岗岩脉及后期热液活动有关。

表1　新井地区铀矿石化学成分特征登记表

注：数据由核工业二○三研究所分析测试中心分析(2013—2014)

表2　新井地区铀矿石电子探针分析结果登记表

注：数据由核工业北京地质研究院分析测试中心分析(2012—2014)

2.4围岩蚀变

对于热液矿床来说，蚀变是矿化的先导和基础(陈云杰等，2013)，也是物质交换的过程。区内围岩蚀变类型有赤铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化、绢云母化、高岭土化和硅化等(图3c，d，e，f)。赤铁矿化范围往往大于铀矿化范围，是一种最直观的找矿标志(王江波等，2015)。早期与伟晶状花岗岩形成有关的蚀变矿物组合为钛铀矿-锆石-磷灰石-赤铁矿-黑云母-磁铁矿组合；中期与断裂构造有关的蚀变矿物组合为沥青铀矿-钠长石-赤铁矿-磷灰石-绢云母-石英-碳酸盐组合；晚期与成矿后期低温热液有关的蚀变矿物组合为：沥青铀矿-赤铁矿-粘土矿物-方解石组合(金景福等，1991)。围岩蚀变现象是重要的找矿标志，在蚀变较强部位铀矿化较明显，只要有热液矿床产出的地方，或多或少均存在一定程度的近矿围岩蚀变(孙雨等，2015)。

3　控矿因素探讨

结合前人研究及目前实际找矿成果，初步认为新井地区铀矿化受构造、岩性建造、岩浆岩及热液蚀变等多方面因素控制。

3.1构造与铀成矿的关系

新井地区地处阿拉善地块北大山元古代隆起带南缘，夹持于四组断裂之间，区域构造背景较为复杂，合黎山至雅布赖山深大断裂从工作区中部通过，沿断裂发育大量与热液活动有关的铀、铜、镍等内生矿产。区内以断裂构造为主，发育近东西向、北西向及北东向三组断裂构造。近东西向构造最早，北西向构造次之，北东向构造最晚，这三组断裂构造具有多期、长期活动的特征。早期近东西向断裂控制了与铀成矿关系密切的伟晶状花岗岩、中细粒花岗岩侵入分布；中期北西向断裂控制晚期基性岩脉及热液活动；晚期北东向断裂对早期地质体有一定破坏和改造作用。

F1断裂是研究区主要控矿断裂，位于新井中部，走向近东西，长约8 km，宽200～300 m，断裂内部常发育绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化等热液蚀变。沿断裂有铀矿化显示，尤其是断裂活动强度较大、伟晶状花岗岩脉发育的中段、东段，铀矿化规模大，在东西向F1断裂与北西向F12断裂交叉部位地层弧形拐弯地段产出新井铀矿点。可见矿床、矿体的空间定位主要决定于构造的变异部位(王军等，2014)，区内多期次、长期活动的断裂构造对铀成矿有利。

图3　新井地区铀矿石地质特征Fig.3　The characteristics of uranium ore in xinjing areaa.电子探针下矿石中见绿泥石和黑云母吸附铀;b.电子探针下矿石中见类质同象含铀矿物；c.云母石英片岩矿石中发育赤铁矿化、碳酸盐化热液蚀变；d.伟晶状花岗岩矿石中发育高岭土化、钠长石化热液蚀变，见淡黄色次生铀矿物；e.显微镜下矿石中见赤铁矿化、绿泥石化、绢云母化、绿帘石化热液蚀变；f.显微镜下矿石中见碳酸盐化、赤铁矿化、绿帘石化、高岭土化热液蚀变

3.2岩性建造与铀成矿的关系

新井地区出露的古元古代德尔和通特组(Pt1dr)岩性以变质火山岩、片岩、片麻岩及大理岩为主，属浅变质绿片岩相，恢复其原岩为海相细碎屑岩夹中基性—酸性火山岩沉积建造，平均铀含量为6×10-6～10×10-6，浸出率可达40%～57%，为有利的铀源层。在德尔和通特组变质岩与晚期花岗岩接触带上，热液蚀变较强，铀含量明显增多，局部形成工业铀矿体。区内有利的含铀建造为铀矿化的形成发挥着重要作用。

3.3岩浆岩与铀成矿的关系

研究区岩浆活动频繁，从志留纪到二叠纪均有岩浆活动，侵入岩分布面积广泛，其中二叠纪伟晶状花岗岩(Pγρ)在区内分布较广，其锆石U-Pb年龄为237 Ma，形成于二叠纪晚期，AR-SiO2图解中在钙碱性-碱性区域均有分布(图4)，属于富铀的钙碱性-碱性Al2O3过饱和系列花岗岩，为产铀岩体。该岩体主要沿近东西向F1断裂分布，在岩体边部与古元古代变质接触带上铀矿化显示好，见新井花岗岩外接触带型铀矿点。从志留纪到二叠纪岩浆岩从基性到酸性发育完整的三个旋回(表3)，岩浆分异较完善，铀偏向于最晚期岩浆活动形成的酸性伟晶状花岗岩中富集成矿。区内多期、多次性岩浆活动对铀成矿有利。

图4　内蒙古阿拉善右旗新井地区各期次岩浆岩AR-SiO2图解Fig.4　AR-SiO2 diagram of different age magmatic rocks of Xinjing area in the Alxa Right Banner, Inner Mongolia1.志留纪片麻状斜长花岗岩；2.志留纪钾长花岗岩；3.石炭纪石英闪长岩；4.石炭纪中细粒花岗岩；5.石炭纪橄榄岩；6.二民伟晶状花岗岩；7.二叠纪似斑状钾长花岗岩

3.4热液蚀变与铀成矿的关系

新井地区沿近东西向F1控矿断裂广泛发育赤铁矿化、碳酸盐化、高岭土化、绿泥石化等热液蚀变，在成矿早、中、晚各阶段蚀变矿物组合各有不同，从矿体到围岩具有一定的蚀变分带性，依次分为内部带、过渡带和边缘带。其中，内部带主要由赤铁矿、绿泥石、碳酸盐组成，含少量金属矿物(如磁铁矿)，岩石颜色较深，铀主要富集于该带；过渡带主要蚀变为绢云母化、碳酸盐化、钠长石化和浸染状硅化，赤铁矿和金属矿物较少，铀矿化较贫；边缘带主要由高岭石、绿泥石、碳酸盐等组成，岩石因发生退色蚀变而颜色变浅，该带无铀的富集。热液蚀变与铀矿化关系密切(吉高萍等，2013)，热液蚀变作用越强，矿化品位越高，高品位铀矿化出现在蚀变带宽度较大，蚀变作用较强，并有多期次热液脉体活动与蚀变叠加部位，如该区中段、东段热液蚀变非常发育，以赤铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化为主。后期热液成矿叠加是最终成矿、成富矿的必要

条件。同时，构造破碎带也为后生地表水下渗氧化淋积创造了通道，因此近地表矿石中多见次生铀矿物发育。另外，区内产出与热液蚀变有关的铁、镍、金、铜等多金属矿产，显示热液活动对铀-金多金属成矿有利。

4　结论

(1)铀矿化位于断裂构造交汇部位的地层弧形拐弯地段，多期次、长期活动的断裂构造对铀成矿有利，东西向F1断裂走向发生变异部位是下一步找矿的重点。

(2)古元古代浅变质片岩为有利的含铀建造，对区内铀矿化的形成起重要作用，在浅变质片岩与富铀的伟晶状花岗岩接触带上矿化显示好，二者接触带是区内找矿的重点部位。

(3)多期次的岩浆活动可能产生多期次铀的叠加富集，对区内铀成矿有利，酸性花岗岩分布区为有利的成矿区。

(4)区内后期热液蚀变改造类型多样，蚀变较强部位铀矿化显示，热液蚀变带是区内找矿的重点区段。

致谢：感谢核工业二○三研究所刘林高级工程师(研究员级)审核初稿，并提出宝贵修改意见。

表3　北大山中段岩浆—热液活动演化表

陈云杰,赵如意,武彬.2012.甘肃龙首山芨岭铀矿床引爆角砾岩发现及成因探讨[J].地质与勘探,48(6):1101-1108.

吉高萍,庞文静,成 霖.2013.相山矿田林头-苔洲铀成矿地质特征及远景分析[J].东华理工大学学报：自然科学版,36(2):120-127.

金景福,黄广荣.1991.铀矿床学[M].北京:原子能出版社:1-268.

赖新荣,江思宏,邱小平,等.2007.阿拉善北大山岩带海西期中酸性岩40Ar-39Ar年龄及其地球化学特征[J].地质学报,81(3):370-380.

聂凤军,江思宏,白大明.2002.阿拉善地区前寒武纪变质热液型金矿床地质特征及成因[J].矿床地质,21(增刊):192-195.

史美良.1987.阿拉善地区地质构造问题的几点认识[J].中国区域地质,(3):268-273.

孙雨,聂江涛,田丰,等.2015.相山铀矿岩芯HySpex成像高光谱数据蚀变矿物提取及其地质意义[J].地质与勘探，51(1)：165-174.

王军,张辉仁,赖中信,等.2014.粤北下庄矿田断裂构造对铀成矿的控制作用及其成矿模式[J].东华理工大学学报：自然科学版,37(2):136-142.

王江波,赖绍聪,李卫红,等.2015.北秦岭东段宽坪岩体地质地球化学特征及其与铀成矿关系[J].地质与勘探,51(1):98-107.

王俊峰.2010.内蒙古阿拉善右旗吊井子金矿地质特征[J].甘肃科技,26(14):35-38.

徐东青,江思宏,张建华,等.2006.内蒙古阿拉善右旗卡休他他(金、钴)矿床地质地球化学特征[J].矿床地质,25(3):231-242.

Discussion on Uranium Mineralization Characteristics and Ore -controlling Factors of Xinjing Area in the Alxa Right Banner, Inner Mongolia

GUO Chang-lin，LI Wei，GENG Hai-jun，RONG Xiao，YANG Kun，CHEN Jing

(No. 203 Research Institute of Nuclear Industry, Xianyang, SX 712000,China)

The Xinjing uranium spot is one of the important uranium points have been found in Northern mountain area. On the basis of summing up regional geological background, regional uranium geology characteristic, the author elaborates Uranium bearing formation, regional structure, wall rock alteration, orebody and ore characteristics of the Xinjing area and think that Uranium mineralization is located in the stratum bend section of cross fault structure and multi period and long-term activities on the fault structure is favorable for uranium mineralization. Paleoproterozoic shallow metamorphic schist is a favorable Uranium bearing formation. Uranium mineralization on the contact zone of shallow metamorphic schist with rich uranium giant granite shows good. Magmatic activity in this area is frequent and Uranium enrichment and mineralize in the acidic giant granite that formed in the most late magmatic activity. Multiphase and repeatedly magma activity are advantageous to uranium mineralization. In the late hydrothermal alteration types diverse and uranium mineralization shows good in the alteration stronger areas. Comprehensive analysis think that regional fault zone, paleoproterozoic shallow metamorphic schist and rich uranium giant granite contact zone and hydrothermal alteration zone are main factors of uranium mineralization in the Xinjing area. At the same time point out the prospecting direction of next step.

uranium geological characteristics;ore-controlling factors;Xinjing area

2015-10-08

中国地质调查局全国铀资源调查评价项目(1212011220783);中国核工业地质局铀矿地质项目(201448)

郭长林(1978—)，男，高级工程师，长期从事铀矿地质勘查和科研工作。E-mail:tianyan2001 @126.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2016.02.001

P619.14

A

1674-3504(2016)02-0101-07