内蒙古乌兰毛都盆地铀成矿多源信息分析与远景预测

沈正新

（核工业航测遥感中心，河北 石家庄 050002）

大兴安岭地区前中生代基底由前寒武纪陆壳块体和古生代板块活动产物所构成。自三叠纪开始，受太平洋板块朝北西方向运移、俯冲或碰撞，发生大规模火山-岩浆活动，形成了规模巨大的大兴安岭火山活动带，带内堆积了巨厚的火山岩系。早中侏罗世在区域断裂控制下，大兴安岭形成断陷盆地和断隆的构造格局，火山岩带内形成多个被基底相隔、边界条件各不相同的串珠状火山盆地［1-2］。受多期次构造岩浆活动作用，区域分布众多铀矿（化）点和大量多金属矿床［3-4］，显示出优越的热液型矿产成矿潜力。

乌兰毛都盆地基础地质工作起步较晚，研究程度较低。以往铀矿勘查工作多集中于20世纪50—80 年代，铀矿勘查工作不系统、不均衡。对铀成矿条件研究不够系统与深入，铀矿找矿线索不突出，致使铀矿找矿进展缓慢［4-6］。21 世纪以来，研究区地质、物探、化探、遥感等工作持续开展，特别是近年来随着铀成矿理论的发展，综合勘查技术方法的应用，区域铀矿找矿进展较为显著，在楚鲁达坂、白音套海、白音沙那、新城子、五十家子等地区取得了较好的找矿效果［7-12］，预示研究区具有较好的铀矿找矿潜力。本文在区域铀成矿地质条件分析的基础上，剖析区域典型铀矿点控矿因素及物化遥等多源成矿信息特征，类比邻区国外典型火山岩型铀矿床，对研究区航放、化探及遥感等找矿异常信息进行综合分析，圈定铀成矿远景区，分析成矿有利区段，以期为下一步找矿勘查提供参考依据。

1 地质概况

乌兰毛都盆地位于大兴安岭中段，大地构造位置处于天山-兴蒙造山系大兴安岭弧盆系之锡林浩特岩浆弧（I-1-6）［13］（图1a）。区域前中生代基底主要由前寒武纪古陆壳块体、古生界浅变质岩夹酸性火山岩及加里东期、华力西期花岗岩组成，经历多期次构造岩浆活动改造，成熟度高，铀含量较高。盖层主要为侏罗系中酸性火山岩和白垩系-新生界玄武岩，以上侏罗统中酸性火山岩分布最为广泛且与铀成矿关系最为密切［4，8］。岩浆活动较为频繁，具有多期次多旋回特点，以华力西晚期-燕山早期花岗岩最为发育，燕山晚期岩体规模不大，多呈岩株产出，多以浅成-超浅成岩体为主。区域构造以断裂和火山机构最为发育，断裂主要为北西向、北东向和东西向，其中北西向断裂以张性破裂为主，北东向断裂以左行压扭性为主，形成时代主要为中生代，前中生代断裂构造多数已被改造成呈残留状存在或继承性活动。

图1 乌兰毛都盆地大地构造位置（a）和地质简图（b）Fig.1 Tectonic location（a）and geological sketch（b）of Wulanmaodu basin

2 铀成矿地质条件

研究区处于古亚洲洋构造域，经历了中、新生代环太平洋构造体系的叠加与改造［14］，上地幔由隆起向坳陷转折［4］，地壳自东向西逐渐增厚，为壳源重熔型富铀流纹质岩浆的形成创造了前提条件，又为后期裂陷－玄武岩的火山热水叠造富集形成提供了背景条件。

2.1 基底和盖层的含铀性

盆地基底主要为华力西期花岗岩、古生界（大石寨组、林西组、哲斯组）中浅变质岩夹火山岩，其中林西组和大石寨组铀含量较高，一般为（3.8～6.1）×10-6，为区域有利赋存层位。华力西期花岗岩成熟度高，演化时间长，铀含量最高可达8.82×10-6，为成矿有利铀源体。盆地中生代盖层发育3期火山喷发旋回，多旋回、多韵律大陆火山作用形成的岩性复杂且岩浆分异演化充分。成矿有利层位满克头鄂博组、白音高老组发育一定规模，具有一定厚度，铀含量较高，最高可达10.68×10-6。

2.2 潜火山岩

区内潜火山岩具一定规模，主要为花岗斑岩、流纹斑岩、正长斑岩、闪长玢岩、花岗细晶岩等酸性斑岩体，多侵位于上侏罗统火山岩（图1b）。酸性潜火山岩铀含量较高，最高可达8.7×10-6，铀元素分布不均匀，可为铀成矿提供一定的铀源和热源。同时潜火山岩在冷凝收缩过程中，因体积变化，在接触部位形成裂隙带，有利于含矿热液的迁移与聚矿。

2.3 断裂构造

研究区处于北东向、北西向及近东西向区域深大断裂交汇部位。区域上，大架子山-诺智山断裂（F1）为火山喷发带分界线，沿线铀矿（化）点密集展布，为区域主要控盆、控岩、控矿断裂，其切割壳层岩石与深部岩浆室，导通深部成矿流体，利于火山含矿热液上移成矿。区内次级断裂发育，具多期活动特征，交切复合呈网格状。北东向断裂内多见有石英脉、花岗斑岩脉、正长斑岩、花岗细晶脉、闪长玢岩脉充填，次级断裂内见硅化、绿帘石化、褐铁矿化、赤铁矿化等热液蚀变，铀矿化多赋存在此断裂蚀变带中。

2.4 火山机构

区内发育一处白音高老期火山机构，位于盆地西缘满族屯西北2.7 km处，周边多被弧形、环状断裂和正长斑岩脉所环绕。火山机构与深大断裂构造复合地段为构造－岩浆－流体活动中心，是成矿热液活动的重要通道和汇聚场所，利于含矿流体迁移、析出成矿。

2.5 铀矿化特征

区内发育7处铀异常点，成矿类型主要为火山岩型蚀变裂隙带亚型、潜火山岩亚型［10］。其中78223异常点铀异常产于早白垩世细晶花岗岩与中粗粒花岗岩接触带内，受北东向构造控制，赋存于次级裂隙带中。铀矿化异常带长约15 m，伽马总量一般为（20～50）×10-6，最高为100×10-6。

3 综合找矿信息分析

3.1 区域铀矿多源信息分析

区域上大兴安岭是我国重要的铀成矿远景带，对已发现的铀矿床（点）研究表明，区域铀矿化类型主要为火山岩型，铀成矿时代为中生代中晚期，基底富铀层（体）、盖层酸性火山岩、火山活动期后的潜火山岩、断裂构造与火山构造是控制成矿的主要因素。近矿围岩蚀变主要为硅化、赤铁矿化、钾长石化、绢云母化、水云母化、萤石化等［5，7，9-11］。铀矿化与多金属矿化关系密切，多伴生Mo、Pb、Zn、Ag、Cu等化探异常［15］，发育放射性单元素或元素组合异常，铀矿床（点）多位于遥感蚀变异常晕附近［5，11-12］（表1）。

表1 区域铀矿多源信息特征统计表Table 1 Statistical table of multi-source information characteristics of regional uranium mineralization

3.2 典型铀矿点多源信息分析

邻区楚鲁达坂82756铀矿点是近年来发现的（图1a），其成矿地质特征、物化遥找矿异常线索简述如下：

该铀矿点位于乌兰哈达次级火山盆地中部较大的北东向蚀变带中，出露的岩性主要为印支期花岗岩、上侏罗统满克头鄂博组流纹质晶屑凝灰岩等，脉岩较发育，受构造控制，有花岗斑岩、花岗闪长岩、石英脉等（图2a）。铀矿化主要分布在花岗斑岩和流纹质晶屑凝灰岩中及其接触带附近，呈透镜状赋存于北东向构造破碎带中。热液蚀变发育，以硅化为主，其次为萤石化、赤铁矿化、绿泥石化、黏土化、褐铁矿化和碳酸盐化等［16］。铀矿（化）点多位于航放铀高场（图2b）、航放铀增量（ΔU）高值晕（图2c）、航放N参数（U×Th/K）高值晕（图2d），航放参数异常线索多沿断裂及岩体接触带展布。铀矿（化）点多位于遥感解译弧环形构造与线性构造的交切部位（图2e），或邻近遥感铁染异常发育部位（图2f）。

图2 楚鲁达坂地段地质图及综合异常图Fig.2 Geological map and comprehensive anomalies in Chuludaban section

4 铀找矿异常信息

4.1 航放

航放数据包含了丰富的地球物理和地球化学信息，不同的放射性元素分布规律反映了特定环境下的构造、地层和岩浆岩以及矿化、围岩蚀变带、构造破碎带等信息［17］。为了突显与铀成矿相关的异常信息，结合区域典型铀矿点的多源信息特征选取了多种航放参数模型。经试验对比分析，航放铀高场、航放铀增量参数（ΔU）和N参数（U×Th/K）效果更明显（图3a、b、c）。

4.1.1 铀高场

航放铀高场分布区或其附近往往是铀迁移富集成矿的有利区域。主要分布在乌兰毛都北部、满族屯、保安屯、索伦西南部、索伦北部等地带（图3a），总体呈北东向展布，局部呈近东西向展布，具有沿断裂切穿地层展布特征，铀异常点多位于航放铀高场（＞1.4×10-6）边部或附近。

4.1.2 铀增量高值晕

航放铀增量（ΔU）为测点U 含量值与测点所在地质单元U 含量平均值之差，旨在消除、压制岩性背景值因素影响，突显与成矿相关的再富集异常。铀增量高值晕，主要分布于乌兰毛都北部、满族屯、索伦北部、索伦西南部、保安屯等地带（图3b），总体呈北东向、近东西向展布，局部呈近南北向展布，主要位于上侏罗统中酸性火山岩，与断裂、潜火山岩空间展布相一致。铀异常点多位于或邻近航放铀增量高值晕（＞0.15×10-6）。

4.1.3N高值晕

航放N高值晕总体呈北东向展布，局部呈近东西向展布（图3c），主要分布于满族屯东部、乌兰毛都北部、保安屯、西乃仁西南部等地带，主要位于上侏罗统中酸性火山岩，总体与断裂、潜火山岩内外接触带空间展布相一致。铀异常点多位于或邻近航放N 高值晕（＞5.0×10-10）。

4.2 化探

研究区所处铀成矿远景带，铀、钼多伴生产出［4］，钼含量异常亦为探寻铀矿的有利线索。1∶20万钼地球化学图显示（图3d），钼含量高值区总体呈北西、北东向，局部呈近南北、近东西向展布。乌兰毛都东部、闹兰苏西部、满族屯东部、索伦西部等地带高值区规模较大且高值较为突出，与断裂、潜火山岩及花岗岩体接触带总体展布相一致。铀异常点多位于钼含量高值区（＞1.3×10-6）。闹兰苏西部、乌兰毛都北部、索伦西等地带钼含量异常与航放异常线索空间展布总体一致。

图3 乌兰毛都盆地综合异常图Fig.3 Comprehensive anomaly map of Wulanmaodu basin

4.3 遥感

研究区线性构造发育30余条，多呈北东、北西向展布，局部呈近南北、近东西向展布，其相互交切，形成网格状断裂系统，控制着地层、岩体、物化探及矿化异常的展布。弧环构造发育50余处，乌兰毛都东北部、东沟屯东南部等区域分布集中，直径多为2～4 km，呈现弧环相交切、环套环，其多处于不同方向次级断裂交汇部位（图4），多为火山机构、潜火山岩体、侵入岩体的反映。铀异常点多处于弧环构造边缘与线性构造交汇部位。

本次采用ETM 遥感数据提取了铁染、羟基蚀变信息（图4），异常总体呈北东向展布，与断裂、火山机构、花岗岩体及潜火山岩接触带空间展布相一致。铁染蚀变发育相对较强，主要分布于南部保安屯－乌兰毛都、仁和屯等地带；羟基蚀变发育较弱，主要分布于仁和屯北部，铀异常点多位于或邻近遥感蚀变异常晕。

图4 乌兰毛都盆地多源信息和铀成矿远景区分布图Fig.4 Prospective map of uranium mineralization and multi-source prospecting information in Wulanmaodu basin

5 铀成矿远景分析

乌兰毛都盆地为一发育于古生界浅变质岩及花岗岩基底之上的中生代火山塌陷盆地，基底历经多期次强烈改造、成熟度高、富铀；中生代盖层具多旋回、多期次、岩相复杂多变、铀含量普遍较高等特征。中生代以来强烈伸展拉张构造环境下形成以北东向断裂为主的网状构造格架，与中俄交界斯特列里措夫铀矿床所处盆地铀成矿地质背景相似［18］（表2）。次级断裂相互交汇贯通，火山岩层间岩性不均一，层间破碎带发育，浅成-超浅成岩体内外接触带次级裂隙发育，均能为铀成矿提供有利的赋存空间。研究区已发现多处铀异常点，同时分布多处航放、化探、遥感蚀变、弧环构造等找矿有利线索，具备较好的找矿前景。类比邻区典型火山岩型铀矿床的成矿特征，结合研究区地质、物化遥综合找矿信息，综合分析认为4 处地区具备较好的找矿前景（图4）。

表2 斯特列里措夫火山岩型铀矿床成矿特征一览表Table 2 Metallogenic characteristics of Streltsovka volcanic-type uranium deposit

I区：处于北东向及北西向区域断裂夹持部位，北东向、北西向及近南北向次级断裂极为发育，上侏罗统满克头鄂博组、白音高老组中酸性火山岩分布较广，花岗斑岩、花岗细晶岩发育。发育4 处航放铀高场（最高值为1.89×10-6）、4 处航放ΔU 高值晕（最高值为0.65×10-6）、3 处航放N高值晕（最高值为7.2×10-10）、3 处Mo 含量异常（最高值为5.1×10-6），总体呈北东向展布，异常规模大且异常值较为突出。发育12处弧环断裂，中部、南部最为密集；遥感铁染异常蚀变程度较强，总体沿花岗岩体接触带展布。存在6 处铀异常点，铀找矿潜力较为优越。

II区：北东向区域断裂贯穿全区，北东向、北西向及近东西向次级断裂交切复合，上侏罗统满克头鄂博组中酸性火山岩分布广泛，花岗斑岩、花岗细晶岩、潜流纹岩发育。发育6 处航放铀高场（最高值为1.69×10-6）、7 处航放ΔU高值晕（最高值为0.38×10-6）、2 处航放N高值晕（最高值为7.1×10-10）、2 处Mo 化探异常（最高值为4.1×10-6），发育11 处弧环断裂，遥感铁染异常蚀变程度较强，北部晚侏罗世花岗岩体接触带密集。该区尚未发现铀矿床（点），具备一定的找矿潜力。

III区：北东向区域断裂贯穿全区，北东向及北西向次级断裂发育，上侏罗统白音高老组、玛尼吐组中酸性火山岩分布较广。发育4处航放铀高场（最高值为1.68×10-6）、5 处航放ΔU 高值晕（最高值为0.37×10-6）、2 处航放N高值晕（最高值为8.3×10-10）、1 处Mo 化探异常（最高值为2.9×10-6），发育6 处弧环断裂。该区尚未发现铀矿床（点），具备一定的找矿潜力。

IV区：北东向及近东西向断裂交切复合，上侏罗统满克头鄂博组中酸性火山岩分布较广，正长斑岩及花岗细晶岩脉发育。发育3 处航放铀高场（最高值为1.93×10-6）、4 处航放ΔU 高值晕（最高值为0.63×10-6）、4 处航放N高值晕（最高值为6.8×10-10）、3 处Mo 含量异常（最高值为4.1×10-6），东部及西部异常规模较大且套合程度较高，总体呈近东西向、北东向展布。存在7 处弧环构造，林西组与满克头鄂博组接触带发育遥感铁染异常，蚀变程度相对较弱。该区尚未发现铀矿床（点），具备一定的找矿潜力。

6 结论

1）乌兰毛都盆地处于东西向及北东向构造体系交汇部位，构造岩浆活动强烈；基底和盖层铀含量较高，铀源较为丰富；燕山晚期潜火山发育，铀含量较高，可为铀成矿提供铀源和热源；断裂及火山机构发育，可为含矿热液运移和铀矿沉淀提供良好的通道和空间，地表已发现铀异常线索；硅化、绿帘石化、褐铁矿化、赤铁矿化等热液蚀变发育，多沿断裂展布，铀成矿地质条件良好。

2）基于铀成矿地质特征及控矿因素多源信息提取表明，研究区铀矿找矿线索丰富，铀异常点多位于线性断裂与弧环构造交汇部位，航放铀高场（＞1.4×10-6）、航放ΔU高值晕（＞0.15×10-6），航放N参数高值晕（＞5.0×10-10）、化探钼高值区（＞1.3×10-6）及遥感铁染蚀变为找矿有利线索。

3）综合研究认为，研究区具备较好的铀矿找矿前景。依据火山岩型铀矿综合找矿模型，结合地质、航放、化探及遥感信息，圈定4 处成矿远景区，对后续找矿勘查具有一定的指导意义。