黎 伟, 祝洪涛, 巫建华, 吴仁贵, 张海龙, 赵 博, 王常东
(1.核工业二四三大队,内蒙古 赤峰 024000;2.东华理工大学地球科学学院,江西 南昌 330013;3.东华理工大学核资源与环境国家重点实验室培育基地,江西 南昌 330013)
内蒙古红山子—广兴铀矿田控矿因素探讨和找矿靶区优选
黎 伟1, 祝洪涛1, 巫建华2,3, 吴仁贵2, 张海龙1, 赵 博1, 王常东1
(1.核工业二四三大队,内蒙古 赤峰 024000;2.东华理工大学地球科学学院,江西 南昌 330013;3.东华理工大学核资源与环境国家重点实验室培育基地,江西 南昌 330013)
红山子—广兴铀矿田位于大兴安岭南端,属沽源—红山子铀成矿带的一部分。通过基础地质研究和热液型铀矿勘查与评价等工作,对该区铀矿控矿因素取得了赋矿围岩的层位具有多层性、控矿断裂构造具有多向性、矿体定位界面具有多样性、隆起区和坳陷区的矿床保存具有差异性、围岩蚀变具有一致性、矿体与潜火山岩的内-外接触带空间关系密切等一系列新认识。根据新认识优选出大兴永—鸡冠山断裂带南段南窝铺地段、大兴永地段和百岔河断裂带北段刘家营子地段3个找矿靶区,并对其中2个靶区开展钻探验证,发现了多个工业铀矿孔,显示出该区找矿前景广阔。
控矿因素;靶区优选;铀矿勘查;热液型铀矿;红山子—广兴铀成矿带
黎伟,祝洪涛,巫建华,等.2017.内蒙古红山子—广兴铀矿田控矿因素探讨和找矿靶区优选[J].东华理工大学学报:自然科学版,40(2):115-125.
Li Wei, Zhu Hong-tao, Wu Jian-hua,et al.2017.Discussion on ore controlling factors and the validation of optimal prospecting target area in Hongshanzi-Guangxing uranium ore-field Inner Mongolia[J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 40(2):115-125.
中国东部广泛发育中生代火山岩以及与火山岩有关的热液型铀矿田,已查明的有北方的红山子—广兴铀矿田、沽源铀矿田以及南方的相山铀矿田、大洲铀矿田、盛源铀矿田等,这些矿田内的铀矿化与早白垩世早期潜火山岩有着密切的时空联系(解开瑞等,2015)。红山子—广兴铀矿田位于大兴安岭火山岩带南端,其中红山子矿床赋存在中—上侏罗统新民组火山岩和下白垩统潜火山岩中(巫建华等,2013;武珺,2013;马国祥等2009;张振强,2001),指示红山子铀成矿带有两个不同的找矿层位(丁辉等,2016)。笔者针对红山子—广兴铀矿田开展基础地质研究和铀矿勘查与评价工作,该地区找矿模式从最初的张麻井式矿床模型转变为红山子式矿床模型,控矿构造在原来单一的北东向控矿构造体系基础上新发现了北西向断裂控矿;找矿层位从开始的以中生代火山岩为重点扩展到二叠系、中—下侏罗统和下白垩统等多层位;找矿部位从以控矿构造两侧为重点逐步聚焦到控矿构造带内的侵入岩内外接触带上,并将区内主要岩体确定为多期多阶段的复式岩体。本文的研究成果拓宽了红山子—广兴地区找铀矿思路,为促进该区铀矿地质找矿工作,对近年来在红山子—广兴铀矿田控矿因素方面取得的新认识进行了讨论,进而为下一步铀矿勘查提供参考。
图1 红山子—广兴铀矿田地质图Fig.1 Geological map of the Hongshanzi-Guangxing uranium ore field1.第四系;2.汉诺坝组;3.白音高老组;4.玛尼吐组;5.满克头鄂博组;6.新民组;7.于家北沟组;8.大石寨组;9.燕山晚期黑云 母花岗岩;10.燕山晚期正长花岗岩;11.燕山早期碱长花岗岩;12.海西晚期花岗岩;13.花岗斑岩;14.花岗闪长岩; 15.流纹斑岩;16.断裂;17.地质界线;18.火山盆地界线;19.铀矿床;20.铀矿(化)点
红山子—广兴铀矿田位于西拉木伦河深大断裂带以南的华北古板块北缘造山带,大兴安岭中生代火山—侵入岩带的南部(覃锋等,2009;陈衍景等2012)。区内以北东向红山子—万合永复背斜为主体构成的二叠世基底隆起带将研究区分割成“南隆北坳”的构造格局:南部隆起区为红山子、广兴—芝瑞、托河盆地形成的火山岩带,抬升剥蚀程度较大,地层主要由下二叠统大石寨组和上侏罗统新民组构成(巫建华等,2013);北部坳陷区为姜家营子、万合永盆地形成的火山岩带,抬升剥蚀相对较小,地层主要由下二叠统大石寨组、上侏罗统新民组、土城子组和下白垩统满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组组成(内蒙古自治区地质矿产局,1996)。该区主要有晚二叠世、早侏罗世和早白垩世三期岩浆侵入活动,形成红山子、广兴等复式花岗岩体和盆地内的诸多次火山岩体。主体构造除红山子—万合永复背斜外,主要有下伙房、红山子—天太永、大兴永—鸡冠山、百岔河、苇连沟等5条北东向的控矿断裂带(图1)。目前区内已查明红山子中型铀钼矿床、灶火沟门小型铀矿床、南窝铺小型铀矿床、上马架子小型铀钼矿床以及矿(化)点20余处,显示出较大的成矿潜力。
赋矿部位将红山子矿床原定的满克头鄂博组厘定为高钾钙碱性流纹岩—碱性流纹岩组合,不同于沽源铀矿田张家口组的流纹岩—粗面岩组合,为红山子—广兴铀矿田的铀矿勘查工作厘定了有利的赋矿岩石组合(巫建华等,2013,2014;吴仁贵等,2011;祝洪涛等,2014),是寻找铀矿的有利部位;通过地质调查和LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果,将红山子岩体和广兴岩体确定为复式岩体,岩浆活动至少有三期,其中海西晚期侵入岩有中细粒花岗闪长岩,活动时间为257 Ma左右,燕山早期侵入岩有中粗粒碱长花岗岩、斑状黑云母花岗岩,活动时间为150 Ma左右,燕山晚期侵入岩有细粒黑云母花岗岩、花岗斑岩,岩浆活动时间为130 Ma左右,不同期次侵入岩的接触带可作为有利的赋矿界面;通过近年的钻探揭露,在灶火沟门铀矿床和南窝铺铀矿之间的25号铀异常点附近共揭露到5段工业铀矿化,其中有3段产于下二叠统大石寨组英安质晶屑凝灰岩中,累计视厚度为10.80 m,这一发现为红山子—广兴铀矿田提供了一个新的不受剥蚀程度局限的赋矿层位。
在赋矿围岩的地质时代通过SHRIMP锆石U-Pb测年法确定了红山子—广兴铀矿田地质时代属早侏罗世早期,而沽源铀矿田赋矿围岩属早白垩世早期,表明红山子—广兴铀矿田存在多个含矿层位,在继续开展上侏罗统下段火山岩铀矿勘查的同时,更要在剥蚀较弱的万合永等盆地加强下白垩统下段潜火山岩与同期火山岩接触带的铀矿勘查力度(巫建华等,2015)。
围岩蚀变关于沽源-红山子铀成矿带内的热液蚀变规律研究认为一般都是“上酸下碱”,沽源铀矿田内的张麻井、大官厂铀钼矿床与矿化关系密切的围岩蚀变主要为酸性蚀变,表现为水云母化、硅化和萤石化;而红山子—广兴铀矿田内的红山子、南窝铺矿床因抬升剥蚀程度较大,与矿化关系密切的围岩蚀变主要是碱交代蚀变,包括钠长石化、赤铁矿化和绿泥石化(陈东欢等,2011;巫建华等2015),表明红山子—广兴铀矿田南部的浅层酸性蚀变已经被剥蚀,但可在矿田北部对其他盆地地表及浅部酸性蚀变之下的碱交代蚀变进行探索。
通过综合研究区域航磁、航放异常和地表断裂构造形迹,结合已知铀矿化的空间分布特征,大致查明了断裂构造与铀矿化的空间关系,明确了北东向断裂是本区主要控矿断裂,划分出下伙房、红山子—天太永、大兴永—鸡冠山、百岔河、苇连沟等5条控矿断裂带,并在北东向控矿断裂带内发现了北西向、南北向断裂含矿,是区内重要的找矿方向。
前人认为红山子—广兴铀矿田内的铀成矿物质源自深部,随岩浆活动尤其是中生代的中酸性岩浆喷发将铀源带至地表富集成矿,因此将高钾钙碱性流纹岩-碱性流纹岩(原粗面岩)作为主要的赋矿围岩,中生代火山岩层是主要的找矿层位,而控制火山盆地展布的北东向断裂是主要的控矿断裂,矿体主要赋存于中生代火山岩内部或者底部的基底不整合面上,近矿蚀变以碱交代为主(马国祥等,2009;张振强等,2001;陈东欢等,2011)。在前人的研究成果基础上,结合基础研究和在矿床外围开展的钻探验证成果,笔者建立了红山子—广兴铀矿田以中生代火山岩盖层为铀源、后期侵入岩的活动为热源、深大断裂为主要通道、富集在近地表斑岩体内、外接触带的成矿模式,认为本区赋矿围岩的层位具有多层性、控矿断裂构造具有多向性、矿体定位界面具有多样性、隆起区和坳陷区的矿床保存具有差异性、围岩蚀变具有一致性、矿体与次火山岩的内外接触带空间关系密切。
3.1 赋矿围岩
前人认为红山子—广兴铀矿田与铀成矿有关的岩浆活动有二叠纪和下白垩统两期,赋矿围岩主要为高钾钙碱性流纹岩-碱性流纹岩。本文区内与铀成矿有关的岩浆活动划为二叠纪(257~285 Ma)、晚侏罗世(151~160 Ma)、早白垩世(131~135 Ma)3个岩浆活动期(表1),赋矿围岩的层位具有多层性,除上侏罗统高钾钙碱性流纹岩-碱性流纹岩外,还有下白垩统中酸性火山岩和二叠系中性火山碎屑岩以及上述3个等不同时期的侵入岩赋矿。
(1)二叠纪岩浆活动与赋矿层位。该期岩浆活动形成的火山岩总体沿红山子—万合永复背斜展布形成基底隆起带,与成矿关系密切的岩石组合主要为下二叠统大石寨组英安质—安山质火山碎屑岩,岩石年龄为270~285 Ma,侵入岩以广兴杂岩体中的海西期中酸性侵入岩组合为代表,侵入岩年龄为257~268 Ma(纪宏伟,2015)。本期岩浆活动同属于古亚洲洋俯冲于华北板块之下形成的火山—岩浆弧环境(江小均等,2011;李红英,2013)。赋矿围岩早二叠世大石寨组英安质晶屑凝灰岩和晚二叠世花岗闪长岩。
表1 红山子—广兴铀矿田岩浆岩年龄一览表
(2)下侏罗统岩浆活动与赋矿层位。下侏罗统火山岩主要出露于红山子—万合永基底隆起带以南的红山子、广兴—芝瑞、托河火山盆地中。与成矿关系密切的岩石组合有新民组高钾钙碱性流纹岩-碱性流纹岩、流纹质火山碎屑岩,年龄为154~159 Ma(巫建华等,2013;纪宏伟,2015;解开瑞等,2016;巫建华等,2016),侵入岩主要是燕山早期的黑云母碱长花岗岩、碱长花岗岩、流纹斑岩等酸性岩,年龄为151~160 Ma(巫建华等,2015)。赋矿围岩有新民组碱性流纹岩、流纹质晶屑凝灰岩和燕山早期斑状碱长花岗岩、流纹斑岩。
(3)下白垩统岩浆活动与赋矿层位。下白垩统火山岩主要出露于红山子—万合永基底隆起带以北的万合永、姜家营子火山盆地中,与成矿关系密切的岩石组合有兴安群满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组的一套中酸性火山岩及火山碎屑岩,侵入岩主要为燕山晚期黑云母花岗岩、正长花岗岩、花岗斑岩、正长斑岩等中酸性岩组合及少量规模较小的基性岩脉,年龄为131~135 Ma(丁辉等,2016;纪宏伟,2015)。该期火山岩目前仅在隆起带北部的流纹质凝灰岩中见有少数铀异常,赋矿围岩为隆起带南侧的正长斑岩和正长花岗岩。
3.2 控矿构造
研究区发育有东西、北东、北北东、北西及南北向等五组断裂构造,笔者通过综合区域航磁、航放异常和地表断裂构造形迹,分析铀矿化与断裂构造的空间关系,明确了北东向断裂是该区的主要控矿断裂,首次在区内划分出5条控矿断裂带,同时发现北西向、南北向断裂也是值得重视的控矿断裂,表明该区的控矿断裂具有不同组的多向性。
(1)北东向断裂是主要的控矿断裂。北东向断裂是研究区内最为发育的一组断裂,区内已知矿床、矿点和矿化异常点总体上沿北东向断裂展布,具有“成带出现、大致平行”的特点(图2),具体可分为下伙房断裂带、天太永—红山子断裂带、大兴永—鸡冠山断裂带、百岔河断裂带、笔连沟断裂带等5条控矿断裂带(表2),控制了区内大部分铀矿化的展布,连通了中生代火山盆地和复式岩体。
图2 红山子—广兴铀矿田火山盆地与控矿断裂带分布图Fig.2 The volcanic basin and ore-controlling faults at Hongshanzi-Guangxing uranium ore field 1.主要控矿构造;2.控矿构造带;3.火山盆地界线;4.找矿靶区;5.铀矿床及编号;6.铀矿(化)点及编号
(2)北西向、南北向断裂是值得重视的控矿断裂。大兴永地段北东向控矿断裂带内的8号、164号点发育多条北西走向的赤铁矿化(红化)蚀变带,深部揭露到的铀矿体均为地表红化蚀变带的深部延伸,164号点北西向蚀变带内的矿化有待进一步扩大,而其他北西向断裂的含矿性亦值得重新评价。因此,位于北东向控矿断裂带内的北西向断裂是本区一组值得重视的控矿断裂。
位于万合永盆地的上马架子铀矿床受北东向百岔河断裂带的控制,但铀矿化均产于近南北向的断裂中,形成东、西两条近南北向的矿带(图3),万合永盆地南部714号矿化点和广兴地区7号矿化点地表的矿化蚀变带也受近南北向断裂的控制,矿化沿走向有100~400 m的断续延伸,表明近南北向断裂是应该加以重视的控矿断裂。
3.3 围岩蚀变
在本区隆起带南部无论是已知的红山子、灶火沟门等铀矿床还是近年在大兴永、南窝铺地段新发现的工业铀矿孔,铀矿化均与钠长石化、赤铁矿化、烟灰色微晶石英型硅化、紫黑色胶状萤石化等热液蚀变关系密切(陈东欢等,2011)。虽然隆起带北部的万合永、姜家营子盆地在浅部兴安群地层中发育交代长石的水云母化、不规则粒状萤石化、网脉状碳酸盐化和绿泥石化等热液蚀变,但均为非成矿期的蚀变,与铀成矿关系不明显,而产于深部新民组火山岩中的上马架子矿床同样发育强烈的烟灰色微晶石英型硅化、紫黑色胶状萤石化和赤铁矿化,证明了本区以新民组为主体的下部成矿空间在近矿围岩蚀变类型上具有一致性,只是南侧上部成矿空间被剥蚀掉了。
硅化多呈带状产出,一般沿构造由中心向两侧减弱,多为矿前期热液作用于围岩形成,可为铀矿化提供场所;赤铁矿化普遍发育在矿化带内,在铀矿富集的部位赤铁矿化增强,因为在矿化期赤铁矿化与铀矿化存在相互作用、相互促进的过程,赤铁矿化越强铀的富集越有利。其它的几种蚀变蚀变强度一般不大,多为近矿围岩蚀变。
表2 主要控矿断裂带与火山盆地、铀矿化的分布关系一览表
图3 上马架子铀矿床地质图Fig.3 Geological map of the Shangmajiazi uranium deposit1.上侏罗统新民组二段;2.上侏罗统新民组一段;3.中二叠 统于家北沟组;4.地质界线;5.断裂;6.地层产状; 7.工业铀矿体;8.槽探及编号
3.4 保矿条件
本区北临西拉沐沦河深大断裂,受区内北东向红山子—万合永基底隆起带分割,靠近西拉沐沦河断裂的隆起带北侧相对坳陷,远离深大断裂的隆起带南侧相对抬升,形成了“南隆北坳”的构造格局。
南部隆起区为红山子、广兴—芝瑞、托河盆地形成的火山岩带,抬升剥蚀程度较大,火山岩盖层厚度一般200~400 m,出露地层为下二叠统大石寨组和上侏罗统新民组(张金带等,2012),侵入岩出露规模较大,不但有火山盆地内的流纹斑岩、花岗斑岩、正长斑岩等,还有大面积的红山子复式岩体和广兴复式岩体出露地表;北部坳陷区为姜家营子、万合永盆地形成的火山岩带,抬升剥蚀相对较小,出露地层不仅有下二叠统大石寨组、上侏罗统新民组,还有尚未剥蚀的上侏罗统土城子组和下白垩统满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组,侵入岩出露规模小,盆地内的次火山岩仅有零星出露。
南北两侧差异升降的局面导致了本区矿床的保存条件具有差异性。南部隆起区赋存于新民组火山岩中的红山子、灶火沟门矿床,其矿体普遍埋藏较浅甚至直接出露地表,赋存于二叠纪花岗闪长岩中的南窝铺矿床,其矿体埋深也均在300 m以浅(图4),矿化与碱性蚀变关系密切,在垂向分带上属“下层空间”;北部坳陷区虽然赋存于新民组火山岩中的上马架子矿床也有矿体出露地表,但该矿床位于万合永盆地南缘的新民组火山岩中,盆地中、北部有大面积的兴安群火山岩覆盖,同属坳陷区的姜家营子盆地经钻探揭露,在深部的兴安群火山岩中揭露到铀异常和多个酸性蚀变带,更深部则是大规模的流纹斑岩,表明北部坳陷区存在相对而言的“上层空间”。因此,在同一成矿环境下北部坳陷区具备更有利的保矿条件,可在深部寻找南部隆起区已剥露至地表的铀矿体。
3.5 矿体定位界面
本文通过确定区内存在三期岩浆活动和多种赋矿围岩这一事实,将以往认为的两个具体有利赋矿界面扩展至不同火山岩的接触带、不同期次侵入岩的接触带、侵入岩与火山岩的接触带等3大类有利界面,矿体定位界面具有多样性。
图4 红山子—广兴铀矿田成矿壳层示意图Fig.4 Sketch of section about uranium metallization at Hongshanzi-Guangxing uranium ore field 1.花岗岩体;2.现代地表界线;3.成矿壳层上、下界线;4.铀矿体;5.推测的隐伏铀矿体
(1)不同火山岩的接触带。按照本区地层层序,理论上大石寨组—新民组—土城子组—满克头鄂博组—玛尼吐组—白音高老祖之间的地层界面均为有利赋矿界面,从目前的深部揭露情况看,存在异常矿化的界面主要是新民组与满克头鄂博组的不整合面、新民组与大石寨组的不整合面,其中新民组与满克头鄂博组的不整合面仅存在地层保留相对齐全的红山子—万合永基底隆起带北侧。
(2)不同期次侵入岩的接触带。本区存在三期岩浆侵入活动,二叠纪、下侏罗统、下白垩统三期侵入岩的接触界面均为有利赋矿界面。目前,通过钻孔揭露,已发现异常矿化的界面主要是二叠纪花岗闪长岩与下白垩统黑云母花岗岩、正长花岗岩、花岗斑岩的接触带。
图5 红山子矿床矿体与流纹斑岩空间关系图Fig.5 Map of orebodies and hyolite porphyry at Hongshanzi uranium ore deposit
(3)侵入岩与火山岩的接触带。本区有三期岩浆侵入大石寨组至白音高老祖的6个火山岩地层,总体上可分为深成侵入岩与火山岩的接触带、浅成的次火山岩与火山岩的接触带两类。其中深成侵入岩与火山岩的接触带已见到矿化显示的有二叠纪花岗闪长岩与大石寨组接触带、下白垩统正长花岗岩与大石寨组接触带;次火山岩与火山岩的接触带已见到矿化显示的有下侏罗统流纹斑岩与新民组接触带、下白垩统正长斑岩与大石寨组接触带。本文认为酸性潜火山岩与铀成矿关系密切(吴仁贵等,2011),中性次火山岩在空间上也同样与铀矿体具有密切的关联性:红山子铀矿床各主要矿带的矿体定位于下侏罗统流纹斑岩与两侧控矿断裂F1,F2的夹持区(图5),斑岩体与控矿断裂均为北东走向,控制的矿体也呈北东向展布,矿体赋存于流纹斑岩体的内、外接触带上;南窝铺地段25号点附近新发现的工业铀矿体产于下白垩统正长斑岩体与下二叠统大石寨组英安质晶屑凝灰岩的内、外接触带上(图6),矿体的形态与正长斑岩体的小岩枝形态一致。因此,次火山岩的内、外接触带是本区一个重要的赋矿部位。
红山子—万合永铀矿田与中生代的造山后伸展作用关系密切,不论在时间空间上,二者具有高度一致性。在中生代古太平洋板块向亚洲大陆板块俯冲,大陆板块下的软流圈压力增加,岩石圈承压而上拱,岩石圈产生下挤、上张的应力场,产生深大的伸展断裂,同时承压的流体物质沿深断裂上涌,该地区形成燕山期岩浆作用。铀矿床就是在这种条件下在地壳成熟度较高地区随着热液、蚀变矿化作用形成,赋存在与主干断裂及与其直交、斜交的次级断裂构造中或者断陷盆地盆缘断裂中。
造山运动过程中华北陆块北缘增生带地表富铀的火山岩经历强烈剥蚀作用,地表岩石中的铀溶入大气降水在造山后伸展作用之后通过深部岩浆活动加热形成的含铀热水,同时下地壳遭受深熔作用后部分铀混入地幔原生流体也形成的富铀热液。富铀热液沿深大断裂或岩浆通道上升至地壳上部,再与含铀热水通过基底断裂和侵入岩与围岩的接触界面运移到近地表的次级断裂、潜火山岩内外接触带内富集沉淀成矿。
根据已取得的对本区控矿因素的新认识,综合考虑赋矿层位、有利界面、控矿构造、保矿条件、热液蚀变和已有矿化信息等因素,优选出3个找矿靶区,分别是大兴永—鸡冠山断裂带南段南窝铺地段、大兴永地段和百岔河断裂带北段刘家营子地段(图2)。
5.1 南窝铺找矿靶区
位于大兴永—鸡冠山断裂带的南段,广兴—芝瑞火山盆地与广兴复式岩体接触部位。区内发育以北东向断裂为主的多组断裂构造,已知的铀矿化均沿多条平行的北东向断裂展布,产于北东向断裂与北西、北北东向断裂交汇部位或北东向断裂与不同岩性界面的复合部位;见多个小规模潜火山岩体或岩脉;地表矿化异常点发育钠长石化、赤铁矿化、浸染状萤石化等近矿围岩蚀变;已发现1个南窝铺小型铀矿床、2个矿点和25、175等众多矿化异常点带、伽玛异常晕。北东向断裂应作为研究的主体,在构造交汇、次火山岩与不同火山岩复合等多种有利因素叠加部位进行深部揭露工作,将众多沿北东向断裂展布的矿化异常“串点成线”,形成规模。
5.2 大兴永找矿靶区
位于大兴永—鸡冠山断裂带的南段,广兴—芝瑞火山盆地与红山子复式岩体、广兴复式岩体三者复合部位,多期岩浆侵入到火山岩中提供了多个有利成矿界面;北东向、北西向断裂发育形成菱形网状的构造格局,已知铀矿化多产于两组断裂交汇部位;发育众多不同走向的花岗斑岩脉表明围岩改造程度深;在8号、164号点及其南部地表发现多条规模较大的赤铁矿化蚀变带产于北西向断裂中;已发现1个灶火沟门小型铀矿床,多个矿化点和大量异常,集中于复式岩体边部产出且有沿北西北西向断裂成带的特点。构造交汇部位、不同侵入岩与大石寨组的接触面找矿前景较大。
5.3 刘家营子找矿靶区
位于百岔河断裂带北段及万合盆地南部,发育北北东向、北东向、北西向断裂和5个环形构造,已知铀矿化总体受北东向断裂控制,具有近等间距性,产于多组断裂交汇部位、断裂与环形构造复合部位;中生代火山岩地层保留相对较齐全,具有更好的保矿条件与更深的找矿空间;已知矿床内发育烟灰色微晶石英型硅化、紫黑色胶状萤石化和赤铁矿化,矿床外围沿断裂发育水云母化、绿泥石化、高岭土化等酸性蚀变;在断裂交汇部位存在多片激电—化探叠加异常;已发现1个上马架子小型铀矿床、2个矿化点、异常点带多个并伴有多金属矿化。对断裂交汇部位、断裂与环形构造复合部位的进一步工作可验证深部新民组成矿环境,对物化探异常和蚀变信息叠合部位展开查证。
图6 南窝铺地段ZK1,ZK3孔纵向剖面图Fig.6 The vertical section of ZK1and ZK3 at Nanwopu area1.第四系;2.上侏罗统新民组;3.下二叠统大石寨组;4.下白垩统正长斑岩;5.安山玢岩;6.流纹质晶屑凝灰岩;7.英安质晶屑 凝灰岩;8.正长斑岩;9.安山玢岩;10.构造破碎带;11.赤铁矿化、萤石化;12.工业铀矿体; 13.铀矿化;14.铀异常;15.钼矿化体;16.矿体厚度及品位
依托中国核工业地质局下达的铀矿资源调查评价项目,近几年我们先后对优选出的南窝铺、大兴永2片找矿靶区开展了钻探验证工作。
6.1 南窝铺找矿靶区查证成果
通过钻探揭露工作,在该靶区新发现工业铀矿孔4个、铀异常孔1个。工业铀矿(异常)孔位于北东、北西向断裂与下白垩统正长斑岩体接触带的复合部位、北东向断裂与下白垩统正长斑岩体的夹持区以及二叠纪花岗闪长岩与大石寨组接触带内,矿体厚度0.6~10 m,品位0.052%~0.118%,产于正长斑岩内、外接触带,赋矿围岩为大石寨组英安质晶屑凝灰岩、正长斑岩、新民组流纹质晶屑凝灰岩以及花岗闪长岩的钠长石化蚀变带内,铀矿化与钠长石化、钾长石化、赤铁矿化、黑紫色萤石化关系密切。
6.2 大兴永找矿靶区查证成果
通过钻探揭露工作,在该靶区内新发现工业铀矿孔4个、铀异常孔4个,工业铀矿(异常)孔位于北东向断裂与北西向赤铁矿化蚀变带的交汇部位、下白垩统正长花岗岩与稍晚的花岗斑岩接触带附近及北西向赤铁矿化蚀变带上盘等3个不同部位,矿体厚度0.40~1.7 m、品位0.063%~0.304%,铀矿化产于早白垩世正长花岗岩与稍晚的花岗斑岩接触带附近、二叠纪花岗闪长岩与早白垩世花岗斑岩接触带及赤铁矿化蚀变带内。赋矿围岩为正长花岗岩、花岗闪长岩及斑状碱长花岗岩,铀矿化与钠长石化、赤铁矿化、黑紫色萤石化关系密切。
通过系统研究与查证工作,可得出以下结论:
(1)该区赋矿围岩的层位具有多层性、控矿断裂构造具有多向性,近矿围岩蚀变具有一致性,隆起区和坳陷区的矿床保存具有差异性,不同火山岩的接触带、不同期次侵入岩的接触带、侵入岩与火山岩的接触带是成矿有利界面,矿体与次火山岩的内外接触带空间关系密切。
(2)红山子—万合永铀矿田与中生代的造山后伸展作用关系密切。地表岩石中的铀溶入大气降水后通过深部岩浆活动加热形成的含铀热水,下地壳遭受深熔作用后部分铀混入地幔原生流体也形成的富铀热液,富铀热液沿深大断裂或岩浆通道上升至地壳上部有利地段富集沉淀成矿。
(3)优选出大兴永—鸡冠山断裂带南段南窝铺地段、大兴永地段和百岔河断裂带北段刘家营子地段3个找矿靶区,并对南窝铺、大兴永2个靶区进行钻探查证,在南窝铺靶区新发现工业铀矿孔4个,矿体较为厚大且埋藏浅,沿走向和倾向的连续性好;在大兴永靶区新发现工业铀矿孔4个,矿体规模往深部扩大趋势明显。
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Discussion on Ore Controlling Factors and the Validation of OptimalProspecting Target Area in Hongshanzi-GuangxingUranium Ore-field Inner Mongolia
LI Wei1, ZHU Hong-tao1, WU Jian-hua2,3, WU Ren-gui2,ZHANG Hai-long1, ZHAO Bo1, WANG Chang-dong1
(1.No.243 Geological Party,China National Nuclear Corporation,Chifeng,NMG 024000,China;2.School ofEarth Science,East China University of Technology,Nanchang,JX 330013,China;3.State KeyLaboratory Breeding Base of Nuclear Resources and Environment,East ChinaUniversity of Technology,Nanchang,JX 330013, China)
Hongshanzi-Guangxing uranium ore-field,located at the southern segment of the Great Xing’an Range,is an integral part of the Guyuan-Hongshanzi uranium metallogenic belt. The data from 2010 to present,including geological research、Hydrothermal-type uranium deposits exploration and evaluation work,shows some of new insights of ore-controlling factors: the multiple layer of ore-hosting rock, the variety of directions of ore-controlling faults,the diversity of the orebody location, the differences of uranium deposits between uplift area and depression area,the consistency of wall rock alteration, the close spatial relationship between ore body and inner contact zone or outer contact zone of sub-volcanic rocks.According to these new insights, we have chosen three optimal prospecting target areas,including Nanwopu area,Daxingyong area (located in the south of Daxingyong-Jiguanshan fault)as well as Liujiayingzi area(located in the north of Baichahe fault). According to Drilling verification work of the two target,we have found some of the industrial uranium ore holes,and the continuity of ore body is completed. These results provide us with confidence in the prospecting of the area.
ore-controlling factors; optimal prospecting target area; uranium exploration; hydrothermal-type uranium deposit; Hongshanzi-Guangxing uranium ore field
2016-10-09
中国核工业地质局项目“河北省沽源-内蒙古红山子地区铀矿资源调查评价”(201614);中国地质调查局矿产地质调查专项“内蒙古红山子及其周边地段铀矿资源远景调查”(DD2016013606)
黎 伟(1975—),男,硕士,高级工程师,长期从事铀及多金属矿产勘查工作。E-mail: 369250001@qq. com
10.3969/j.issn.1674-3504.2017.02.003
P619.14
A
1674-3504(2017)02-0115-11