蒙古国然楚勃林地区铀矿成矿特征及找矿方向

李兴斌， 刘云华， 刘建福， 郑 涛

(湖南省核工业地质局三○四大队，湖南 长沙 410000)

蒙古国花岗岩型铀矿床数量不多，主要分布在蒙古-外贝加尔褶皱系的肯特铀-多金属(金-钨-锡-铅-锌)成矿带上。该带内产有山地铀矿床、楚鲁特铀矿床(吴涛涛等，2018；赵凤民，2005a，2005b)，其矿床成因与我国华南地区花岗岩型铀矿成矿类似，属于岩浆活动、构造活动及成矿热液复合控矿(李志文，2015；陈翠等，2013；王春双等，2012；俞祺智等，2013；冯海生等，2009；罗强等，2020；金景福等，1992；徐文雄等，2017；伏顺成等，2019)。然楚勃林地区发育多期次岩浆-构造活动，有花岗岩型铀矿的找矿潜力。结合前人资料及勘查成果，在总结研究区铀矿化特征、控矿构造、地球物理异常、产铀花岗岩岩石化学、矿石特征以及铀源分析的基础上，对区内花岗岩型铀矿找矿方向进行分析，为下一步铀矿找矿工作提供参考。

1 研究区地质背景

1.1 大地构造背景

研究区大地构造位置处于蒙古-外贝加尔褶皱系(图1)的肯特-达乌尔构造岩浆带内。成矿区带上属于蒙古-外贝加尔成矿区的肯特铀-多金属(金-钨-锡-铅-锌)成矿带，铀成矿区属肯特-达乌尔铀成矿省(吴涛涛等，2018)。

1.2 地层

区内主要出露地层为上元古界-寒武系下统和泥盆系。其中上元古界-寒武系下统为一套陆源碎屑-碳酸盐岩夹基性-酸性火山岩，岩性主要为绢云母绿泥石片岩、绿帘石-石英阳起石片岩、变质砂岩、安山玢岩、酸性火山岩、凝灰岩及灰岩等。泥盆系为一套陆源碎屑夹中基性火山岩，岩性主要为片岩(石英-黑云母片岩、石英-黑云母-绿泥石炭质片岩)，内夹变质砂岩、粉砂岩和玢岩，主要分布于然楚勃林岩体外围的东北部，并发育宽度不等(100～1 000 m)的强硅化、角岩化接触变质带。在岩体的东南另有一楔状的(或呈残留顶盖的形式)残留体分布(图2)。

1.3 构造

区内经历有异常活跃的早加里东运动，致使区内晚元古代-早寒武纪地层褶皱隆起(南肯特隆起带)，形成早古生代的褶皱基底，由片岩、砂岩夹火山岩组成。中生代构造-岩浆活化作用强烈，早期肯特复向斜上拱隆起，发生了然楚勃林花岗岩体的侵入，并伴随北东向断裂带的重新活动，以及新的正交和斜交走向大断裂体系的形成。晚期形成了中新统的断陷盆地，沉积了一套灰色含炭陆源碎屑。经过漫长的构造演化，形成了然楚勃林地区独特的断裂构造网。区内断裂构造展布的方向主要有北东向、北东东向、北北西向等三组。其中北东向有措格土音断裂带、然楚勃林断裂、南戈壁断裂，北北西向有巴图尔断裂、乌兰达宾断裂等。多个方向的断裂交汇，构成本区以北东向、北北西向断裂为主，北东东向断裂次之的构造格局。构造经历多次活动常会出现构造性质转换(张性、压性、压扭)，形成了破碎带、糜棱岩带和角砾岩带，进一步控制了区域铀矿床(点)分布。

总的来说，研究区内断裂构造极其发育，纵横交错、活动强烈、持续时间长，为本区铀元素活化、迁移以及沉淀富集成矿提供了有利的空间。

1.4 岩浆岩

然楚勃林岩体面积为550 km2，出露形态不规则，似椭圆状，长轴方向呈北西向，是一个多期多阶段演化的复式岩体，早期(晚二叠-早三叠世，γδP2-T1)多为中性、中酸性侵入岩，晚期(晚三叠-早侏罗世，γT3-J1)为酸性侵入岩(图2)。晚期主体主要为黑云母花岗岩、二云母花岗岩、钠长石花岗岩、天河石钠长石花岗岩、钠长石-锂云母花岗岩等，而早期花岗闪长岩、石英闪长岩、闪长岩仅分布于岩体的西南边缘(1)李兴斌，刘云华，王倪山，等，2015.蒙古国中央省然楚勃林矿区铀矿普查总结报告[R].湖南省核工业地质局三○四大队：33-34.。

2 铀成矿地质特征

2.1 典型铀矿床(矿化点)特征

目前区内已发现了艾尔斯津、乌尔特、塔姆尕、阿尔善等4个铀矿床(点)及众多的放射性异常点(带)(图2)。它们均产于粗粒斑状黑云母花岗岩γ1(T3-J1)内，主要的含矿构造为北东东向断裂，其次为北北西向。与铀矿化关系密切的围岩蚀变主要为钾长石化、硅化、赤铁矿化、萤石化、绿泥石化、高岭土化、蒙脱石化，其矿化特征见表1。

表1 然楚勃林地区铀矿化特征表

2.1.1 艾尔斯津铀矿床

矿区内主要出露第一期粗粒斑状黑云母花岗岩、第二期中粒黑云母花岗岩和第三期淡色含黑云母细晶花岗岩与淡色花岗岩。第一期岩体呈岩基产出；第二、第三期岩体规模小，呈岩株套叠产出。另见有多条宽约1 m的细晶黑云母花岗岩岩脉及石英斑岩脉呈北东向产出。铀矿化赋矿围岩为第一期粗粒斑状黑云母花岗岩。铀矿(化)体产于艾尔斯津断裂带东段，在其与NE向措格土音断裂分枝构造相交复合的北西盘一侧为主矿带，蚀变强、铀矿化最好。

目前揭露主矿带长约600 m，厚60 m，由多条黏土化蚀变碎裂岩带与密集的断裂带组成，陡倾，以北倾为主，带内已发现3个铀矿体(图3)。EU-1号铀矿体，位于主矿带东段，受碎裂蚀变岩控制，地表出露长160 m。走向80°，陡倾，倾向北，厚0.70～4.70 m，品位0.053%～0.123%。ZK0701在孔深25.60～39.70 m的平均品位达0.089%，铀矿物为钙铀云母、铜铀云母等次生铀矿，表明该矿体沿走向和倾向方向均有较大的扩大前景。EU-2号铀矿体位于EU-1南部，倾向南，厚0.70～3.70 m，品位0.023%～0.109%；EU-3号铀矿体位于主矿带西段，走向近东西，倾向北，陡倾，厚1.50 m，品位0.130%。

2.1.2 乌尔特铀矿床

乌尔特出露的主体是第一期浅灰色、白灰色粗粒似斑状黑云母花岗岩，第二期中粒黑云母花岗岩呈小岩株出露在东南角。该地段的特点是细粒花岗岩、细晶岩和花岗斑岩脉体和岩墙的广泛发育。铀矿化赋矿围岩为第一期次浅灰色、白灰色粗粒似斑状黑云母花岗岩，铀矿(化)体产于乌尔特-塔姆尕断裂带西段。目前揭露的主矿带内一段宽200 m的范围内，分布3条平行的蚀变破碎裂隙密集带——北带、中带和南带，各带厚度15～40 m，陡倾，倾向北，带内共发现4条铀矿体(图4)，矿体厚1.20～2.80 m，品位0.051%～0.237%。

2.1.3 塔姆尕铀矿床

区域研究认为然楚勃林断裂受泥盆系楔状残留体影响，区内除第一期中粗粒淡色花岗岩和第二期中粒黑云母花岗岩外，还保留有泥盆系的残留顶盖。该矿床的铀矿化受然楚勃林断裂与巴图尔断裂复合影响，发育北东向和近南北向的构造控制了铀矿化的产出(图5)。矿化体产于蚀变碎裂岩中，走向近南北向，倾向东，陡倾，见两个矿体。TU1矿体厚6.75～21.15 m，品位0.092%～0.196%；TU2矿体厚7.00 m，品位0.100%。

2.1.4 阿尔善铀矿点

区内以第一期粗粒似斑状黑云母花岗岩为主体(图6)，第二期中粒似斑状、中粒黑云母花岗岩分布于西南。细粒黑云母花岗岩呈北东和北东东向脉状产出，主要分布于西部及南部。辉绿岩呈北东向脉带产出，分布于中部。铀矿化赋矿围岩为第一期粗粒似斑状黑云母花岗岩中，AU1矿体位于阿尔善断裂东部，产于构造破碎带中，控制长度540 m，矿体厚1.10～1.60 m，品位0.057%～0.100%；AU2矿体位于阿尔善断裂西部，走向北东，厚1.00～4.90 m，品位0.075%。该矿段岩体活动期次较多，出现基性岩脉，构造规模较大、复合明显，矿化范围广，显示出良好的找矿前景。

2.2 控矿构造

通过对艾尔斯津、乌尔特、塔姆尕、阿尔善4个铀矿床(点)赋矿构造的特点及规律的分析，认为北东东向断裂直接控制了区域铀矿化体的产出，当与北北西向和北东向等断裂复合时，往往富集成铀矿体。该组断裂为北东向断裂带的次级断裂，长度一般为数十至数百m，最长可达20 km；一般以碎裂岩及密集裂隙带形式产出，为本区主要含矿断裂带(表2)。区内控矿构造总体走向68～85°，陡倾，倾向北，大致间隔2～4 km出现一条(组)规模较大的断裂。

表2 然楚勃林地区主要含矿构造特征一览表

2.3 地球物理异常

地球物理勘探在然楚勃林岩体中划出了面积达350 km2的放射性地球化学异常场，在其西北部分圈定了面积为80 km2的铀成矿远景区，区内包括了艾尔斯津、乌尔特、塔姆尕、阿尔善等铀矿床(点)及一系列放射性异常点(带)，异常点密度较大，成群分布(图7)。铀异常场呈北西向大面积分布，最大异常群位于区域中北部，长12.8 km，宽2.2～3.5 km。总体来说本区放射性异常显示强烈，受岩体和构造控制明显，异常主要分布在巴图尔断裂的西侧，其展布方向与艾尔斯津、乌尔特、阿尔善断裂展布方向相一致，且各类晕圈吻合程度高，具有铀成矿物理场和化学场特征。

2.4 岩石化学特征

艾尔斯津、乌尔特、塔姆尕、阿尔善4个铀矿床(点)赋矿岩石主要为第一期次黑云母花岗岩、淡色花岗岩，其放射性元素U、Th含量分别为4×10-6～12×10-6和12×10-6～40×10-6，具有随岩浆演化而呈逐渐增高趋势的特征。与铀成矿关系密切的侵入岩岩石化学分析(表3)表明：岩石SiO2含量71.12%～75.17%、Al2O3含量10.48%～14.77%、K2O含量4.62%～5.36%、Na2O含量1.83%～3.67%；K2O+Na2O含量6.87%～8.79%，碱质总量(K2O+Na2O)高；其中K2O/Na2O值1.3～2.8，K2O>Na2O、Al2O3>(CaO+K2O+Na2O)。岩石具有富硅、富碱、钾大于钠、铝过饱和的特征，岩石类型以碱钙性、过铝质、钙碱性系列为主(图8)。然楚勃林岩体评价系数X为20.3～23.7。X在18～23区间的岩体有利于铀成矿(张祖还等，1991)。此外，由于岩浆期后各类热液蚀变广泛而强烈，再加上后期断裂构造的叠加改造，铀等成矿元素得到了充分的活化、迁移、再富集，为铀-多金属矿产的形成奠定了良好基础。

表3 然楚勃林中酸性岩体岩石化学成分

2.5 矿石特征

2.5.1 矿物共生组合

本区的铀矿物主要是沥青铀矿、铀黑，其次是钙铀云母与铜铀云母，以及硅钙铀矿、硅铅铀矿及翠砷铜铀矿。与铀矿物共生的矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、白铁矿、赤铁矿、萤石、蒙脱石、高岭石、绿泥石等，有时见自然银，地表则发育褐铁矿。地球化学显示铀矿体中Sn、Pb、As、Cu、Ag、W等元素有不同程度的增高(图9)。如艾尔斯津矿段ZK0701孔在25.60～39.70m处铀矿体(平均品位0.089%)中，Sn、Pb、As、Cu、Ag、W等元素的最高含量分别达388×10-6、2120×10-6、580×10-6、110×10-6、16×10-6、174×10-6。铀矿物共生组合表明，矿化类型属于萤石-硫化物-沥青铀矿型。

2.5.2 铀矿石结构

经对艾尔斯津矿段ZK0701孔矿心取样鉴定，铀矿物以铜铀磷砷酸盐铀云母为主(图10)，偶见羟水铜铀矿。铜铀磷砷酸盐铀云母呈板状，粒度为(0.12 mm × 0.10 mm)～(0.20 mm × 0.12 mm)，性脆，极易粉碎。该矿物应是来自邻近地段，在成矿后期经淋滤作用形成，与铁锰次生矿物共生。

2.5.3 矿石的稀土元素特征

在艾尔斯津矿段，矿石中稀土总量(ΣREE)略低于克拉克值(表4)，但却高于中国华南产铀花岗岩的ΣREE。ΣREE高者易于形成难溶的含铀稀土矿物而不利于形成易溶的晶质铀矿副矿物，不利于铀的迁移富集。轻稀土(LREE)低，重稀土(HREE)高，轻重稀土比值3.72远低于对应的克拉克比值10.02，表明岩石受到较强的酸性溶液淋滤作用，轻稀土碱性强，易溶于酸性溶液而被淋失，导致轻稀土亏损，重稀土富集。(La/Yb)N、(La/Sm)N、(Gd/Yb)N三个参数反映在配分型式曲线上都比较平缓，反映了轻稀土亏损、重稀土富集，且数值越小，曲线越平缓，重稀土越富集。δCe接近1(0.94)，Ce在强氧化条件下易于氧化成Ce4+，具有两性特征，在强酸强碱条件下都易于迁移，形成Ce亏损。此样品Ce为弱亏损，接近正常，具有弱氧化条件但不具有强酸强碱条件。δEu=0.13为Eu的强亏损，在艾尔斯津矿段γ1(T3-J1)花岗岩严重缺钙，使Eu2+流失，导致Eu含量远远低于克拉克值。在稀土配分型式曲线上(图11)，Eu的位置大幅下凹，而Ce的位置只略有下凹。这种曲线平缓略向右倾斜和强Eu亏损是碱长花岗岩的基本特征。

表4 矿石的稀土元素分析结果及稀土参数

综上所述，E7样品原岩为钾交代粗粒黑云母碱长花岗岩，钾交代形成了微斜长石和少量白云母，岩石受多次强断裂构造破碎形成碎裂碎粒状结构，为含矿流体的运移和淋积创造了有利条件，形成了沿碎裂裂隙淋积富集的多种铁、锰矿物和次生铀矿物。岩石属铝过饱和系列，是有利于形成白云母化、绢英岩化和热液铀成矿作用的岩性。其岩性特征和稀土元素配分型式与距研究区西北部150 km的蒙古博洛金矿加里东期花岗岩相似，亦与中国华南印支期产铀花岗岩相似(张成江，1996)。

2.6 铀源

铀源大多来自成矿周边富铀的地质体(杜天乐，2011；邵飞，2005；李子颖等，2006；商朋强等，2007；刘正义等，2014)。热液成矿中铀的主要来源是在区域变质作用、构造-岩浆活动共同作用驱使铀的迁移(吴仁贵等，2018)。研究区内富铀地层，上元古界-寒武系下统为一套陆源碎屑-碳酸盐岩夹基性-酸性火山岩，放射性元素U、Th和K的背景值分别为2.8×10-6、9×10-6和2.5%；泥盆系为一套陆源碎屑夹中基性火山岩，放射性元素U、Th和K的背景值分别为2×10-6～3×10-6、8×10-6～12×10-6和2.0%～2.5%，为后期岩浆和铀成矿提供了有利的铀源条件。然楚勃林岩体第一期至第三期放射性强度从25～30 γ增加到36～60 γ，铀含量从(3～5)×10-6增加到(5～8)×10-6，说明然楚勃林岩体的多期次活动，铀含量(放射性强度)逐步或明显增高(表5)，晚期中基性岩墙的出现，也往往是产铀岩体的特征之一。区内铀源主要来自地层和侵入岩，铀在多期多阶段的侵入活动中具有不断富集的特点。

表5 然楚勃林岩体各期侵入岩铀含量统计表

3 找矿方向

区内铀异常点(带)较多，目前仅对艾尔斯津、乌尔特、阿尔善、塔姆尕等少数铀矿床(点)带开展了查证工作，取得了较好的找矿线索，发现了花岗岩型铀矿的工业矿体。下一步找矿工作可以从以下几个方面考虑：

(1)应加强对4个铀床(点)及周边的铀异常点(带)的追索，进一步扩大找矿成果。艾尔斯津矿段矿化体目前仅控制500 m，在走向和倾向上均未控制，矿体规模均有扩大前景，深部有较大的找矿潜力乌尔特矿段地表铀矿化分布范围广，控矿的北东东向构造数量多、幅度大，地表揭露工程稀疏，矿体深部情况尚待查明，因此仍有良好的发展前景。塔姆尕矿段覆盖层厚，加之泥盆系残留顶盖，巴图尔断裂揭露控制范围小，但矿化受北东、北北西断裂复合控制，岩体剥蚀较浅，已见较好的铀矿体，且品位较高，因此有良好的发展前景。阿尔善矿段铀矿化体均没有钻孔控制，在走向和倾向上均未控制，区内岩体活动期次较多，出现基性岩脉，构造规模较大、复合明显，矿化范围广，显示出良好的找矿前景。

(2)研究区中部已发现多个异常点(带)，并圈出一批放射性偏高场晕和高场晕，尤其是东北部地区放射性异点(带)均未进行揭露，显现出良好的找矿前景。

(3)研究区东部花岗岩与泥盆纪变质岩接触带成100～1 000 m宽的角岩化带，这对形成花岗岩型外带亚型铀矿床极为有利，因此在岩体东部与泥盆纪变质岩接触部位要注意寻找接触带型铀矿。

(4)研究区找矿方向主要是在然楚勃林岩体中部寻找与北东东向构造复合部位，但也要注意对北北西向构造的研究，如塔姆尕矿床就受巴图尔断裂控制。

4 结论

(1)然楚勃林地区处于蒙古-外贝加尔褶皱系的肯特-达乌尔构造建造带肯特复向斜与南肯特隆起的结合部位，从早古生代至中生代，本区经历了强烈的多期次构造-岩浆活化作用，为铀元素活化、迁移提供了良好的热动力条件，具有良好的铀成矿环境。

(2)然楚勃林岩体主要属钙碱性系列，岩体评价系数X为20.3～23.7，有利于铀成矿。随着岩体演化铀含量逐步增高，为成矿提供了丰富的铀源。其岩性特征和稀土元素配分型式与中国华南产铀花岗岩体相似，具轻稀土亏损、重稀土富集和强Eu亏损特征。

(3)本区铀矿体主要赋存于北东东向陡倾蚀变破碎带。破碎带中有密集节理和断层泥，常见有白色粉末状黏土组成黏土岩带。铀矿围岩蚀变有钾长石化、硅化、赤铁矿化、萤石化、绿泥石化、高岭土化、蒙脱石化等，铀矿化类型属于萤石-硫化物-沥青铀矿型。

(4)本区中部是找矿重点地段，主要是寻找与北东东向构造复合部位。在岩体东部与泥盆纪变质岩接触部位是寻找接触带型铀矿的有利地段。区内已发现艾尔斯津、乌尔特、塔姆尕、阿尔善等4个铀矿床(点)及众多的放射性异常点(带)，铀矿体及放射性异常点(带)展布方向与断裂构造的展布方向相一致，且各类晕圈吻合程度高，显示具有良好的铀矿找矿前景。