非洲大陆铀成矿大地构造区划及铀成矿模式

姚振凯,黄宏业,徐 勇

（核工业二三〇研究所，长沙 410007）

非洲大陆铀资源丰富，特别是21世纪以来，在纳米比亚罗辛矿床南部发现全球第二大铀矿床—湖山白岗岩矿床（铀资源量26万t）和在尼日尔阿加德兹盆地发现的富大铀矿床—达萨砂岩矿床（铀资源量8万t），引起世界铀矿界的高度关注。据国际原子能机构（IAEA）2015年统计［1］，非洲常规铀资源量为388万t，也是全球常规含铀量最高的大陆洲。常规铀资源量超10万t的国家，有南非、纳米比亚、尼日尔、博茨瓦纳、坦桑尼亚等国。非洲非常规铀资源巨大，约1570万t，主要为磷酸盐型，分布于非洲大陆北部边缘的莫洛哥，突尼斯、埃及等国，仅在莫洛哥就达1519万t，但由于矿床品位低，矿石技术工艺尚未突破，还不能开发利用。

非洲大地构造研究，以著名大地构造学家B.E.哈因院士（1971）［2］研究较早，论述较为详细。之前曾有德国学者E.Krenkel（1957）对非洲地质和矿产出过专著，法国学者P.Furon（1960）对非洲地层有专著论述，但都对大地构造成矿问题涉及极少。而铀成矿大地构造研究，由IAEA在《世界铀矿地质和资源远景》［3］（1980，中译本1983）专著中，从板块构造观点作了简要提及。前苏联铀成矿学家М.М.Констатинов，Е.Я.Куликова（1960）［4］对非洲主要铀成矿区进行了简要论述，Ю.М.Шуваловидр.（1980）［5］对维特瓦特斯兰、纳米比亚、加丹加、弗朗斯维尔、马里—尼日尔等铀成矿区作了专述，B.И.Bеличкин（1980）［6］从内生成矿作用角度对维特瓦特斯兰、罗辛和申科洛布韦铀成矿区作了论述。俄罗斯铀矿床学家В.Е.Бойцов，А.А.Верчеба（2008）［7］对维特瓦特斯兰、罗辛铀成矿区进行了论述。德国铀矿床学家Franz J.Dahlkamp在《世界铀矿床》（1991）［8］专著中对申科洛布韦、弗朗斯维尔、罗辛和维特瓦特斯兰等铀成矿区铀矿床作了专述。我国学者王木清也曾对非洲铀矿床作了综述［9］，吕荣平、金永吉、顾大钊等对纳米比亚欢乐谷地区铀成矿条件等进行了分析和评价［10］，荣建峰，林泳钊，王照良对纳米比亚湖山铀矿床专门进行了论述［11］。总的是前人多是从铀矿床特征入手论述，较少涉及大地构造与铀成矿的内容。笔者在对所收集资料的研究分析基础上，以大地构造基本单元为基础，按活化构造成矿理论，并引入铀矿床数量和铀资源量的量化标准，对非洲大陆铀成矿单元区划进行探索。在大地构造演化与铀成矿作用分析基础上，建立了6种铀成矿大地构造模式。

1 大地构造特征及其演化

1.1 非洲大陆大地构造基本特征

非洲大陆包括整个阿拉伯半岛在内，为同一个古地台，因在新近纪前阿拉伯半岛与非洲大陆紧紧相连，同归为非洲—阿拉伯地台。当时红海和波斯湾尚未形成，阿拉伯半岛的东北部仍为海洋，并与地中海及印度洋相连。

非洲大陆的大地构造极为复杂，地质构造演化史时间长，演化阶段多。B.E.哈因总结了非洲—阿拉伯地台的总体特征。笔者根据前人研究成果，结合对尼日尔阿加德兹等铀成矿区的成矿大地构造背景研究，认为非洲大陆大地构造总体特征是：1）前寒武纪大地构造特征明显，可以把前寒武纪分为陆核、先期地槽和先期地台阶段，总体相当于陈国达院士所指的前地槽阶段［14］。前寒武纪先期地槽和先期地台与传统典型地槽和地台不同，先期地槽回返线性造山不明显，规模相对较小；先期地台不是很稳定，沉积体系中夹有多次火山喷发沉积，并有区域性大断裂形成。2）非洲大陆中部分布一系列总体呈南北延伸的大型坳陷盆地群，最南部的是充填有上泥盆统至侏罗系卡鲁建造的卡鲁盆地，往北是充填着新生代沉积的卡拉哈里盆地，再往北则是充填有卡鲁建造的刚果盆地，最北部是充填第四系冲积沉积的乍得湖盆地。3）非洲大陆地台阶段经历早古生代、晚古生代，至晚中生代早白垩世，延续时间长达4.5亿年，稳定时间长。4）非洲地台与冈瓦纳地台相似，但更近似于南美地台，其结晶基底的隆起面积超过台坪沉积盖层的面积，约57%的地表岩层为前寒武纪时期。北非和西非有些前寒武纪地块（如西非的图阿列特地块）则被年轻的沉积所覆盖。5）地台褶皱基底在新元古代-早古生代初期形成，而地台中部形成时代远早于边缘部分。地台边缘与海洋相连，并伴有阶梯状大断裂平台，其中充填有中新生代海相沉积，厚度可达10 km。6）非洲地台与其它地台不同，具有明显的多边直角形轮廓，总体持续处于稳定上升状态，平均海拔高达750 m，是与其地壳平均厚度增加有关。7）非洲地台活化强度具地区差异性，东部和南部较为强烈，夹有年轻火山作用的造山带和东非裂谷带，断陷带内充填有湖相及河流相沉积，且常伴有高烈度地震活动［15］。西非活化作用相对较弱，中非活化强度中等。

1.2 大地构造演化

非洲大陆大地构造演化较复杂，不同的大地构造单元多，演化时间长，从古太古代3500 Ma至今，构造运动期次达14次之多。此外，非洲大陆前寒武系大面积出露，放射性地质年龄测定数据较多，形成了良好地质年代标志以及非洲地台阶段长时期的相对稳定性。

B.E.哈因（1971）对非洲大地构造演化，按槽、台、活化的大地构造演化观点及构造运动期次，划分出14个构造阶段［2］。IAEA（1980）对非洲大地构造演化，简化为7次构造运动，并相应归为7阶级［3］。本文依据活化构造观点，将非洲大地构造演化，划分为陆核、先期地槽、先期地台、地槽、地台和活化等6个阶段，在大地构造剖面内相对应分为6个大地构造层，各阶段可包含多个不同时期的地壳构造运动

1.2.1 陆核阶段（古太古代前，＞35亿年）

在德兰士瓦地块内斯瓦齐兰的变粒岩-片麻岩同位素年龄超过35亿年，其出露面积达5000 km2，推测为陆核阶段所形成［5］，属最早的大地构造阶段。此阶段的研究程度低，资料少，有待今后研究。

1.2.2 先期地槽阶段（古太古代-新太古代，35～25亿年）

先期地槽阶段延续时间长达10亿年之久，包括古太古代-中太古代的德兰士瓦构造运动阶段（35～30亿年）和中太古代-古元古代初期的罗得西构造运动（30～25亿年）。德兰士瓦构造阶段在非洲中部等地，形成巨厚强烈花岗岩化及混合岩化的变质岩，伴有基性-超基性火山岩沉积，具优地槽的大地构造特征。舒瓦洛夫称之为早期地槽阶段［5］，本文称为先期地槽阶段，相当于陈国达所指的前地槽阶段的活动期（X2），即地盆阶段［14-16］。

1.2.3 先期地台阶段（古元古代，25～20亿年）

先期地台阶段延续时间达5亿年，属罗得西构造运动，具有相对较为稳定的地台体制，形成一些区域性大断裂和山间坳陷的磨拉石沉积，如在南非形成含铀金石英-卵石砾岩。并在南非、中非和西非先后形成一些相对较小的德兰士瓦、罗得西、赞比亚、开赛、毛里塔尼亚、喀麦隆、塞拉里昂—象牙海岸和多多马—尼安萨等8个地块。IAEA（1980）称这8个地块为古陆核。舒瓦洛夫称早期地台阶段，本文称为先期地台阶段，相当于陈国达所指的前地槽阶段稳定期（X1），即地原阶段［14-16］。

1.2.4 地槽阶段（古元古代-早古生代初，20～5.5亿年）

地槽阶段延续近15亿年之久，是延续时间最长的大地构造阶段。埃布尼亚造山运动使中非和南非的地块边缘下沉，火山作用发育，形成20亿年前的强烈变质作用并伴随强烈的花岗岩化，广泛发育铁质石英岩类以及新形成的NE、NW和EW向坳陷带的优地槽体制。在马伊奥布造山运动（2000～1700 Ma）古元古代期间，在中非等地形成1638 Ma的粗玄岩岩床及岩脉等，首次形成大规模暗色岩浆岩建造，构造-岩浆作用、变质作用及花岗岩化发育，褶皱构造广布，仍然具优地槽特征。古元古代优地槽以直角方式切割太古宙岩石，地块大小为300～500 km，而优地槽为100～300 km宽的条带。在戈特构造运动阶段（17～13.5亿年）中元古代期间，地槽范围扩大，东非、中非和南非形成区域性褶皱隆起带，伴有深成火山岩组合及大型花岗岩类岩体产出，中非和西非克拉通合并为北非克拉通。舒瓦洛夫把此阶段的构造-岩浆活动看成是原始活化。此后中非与西非克拉通之间再次沉陷，形成地槽褶皱带，产生中非、西非和南非3个固化隆起的地盾，并被褶皱带相隔离的格局，这三大地盾由太古宙及古元古代变质的和花岗岩化的岩石组成。而所有的古元古代地槽是在硅铝层基底上构成，实际上是内克拉通之上构成。在基巴拉造山运动（13～11亿年）中元古代形成西非、坦桑尼亚、安格拉—开赛和罗得西—德兰士瓦等4个大克拉通。达马拉—加丹加（泛非）造山运动（10～5.5亿年），使非洲形成西非、刚果和卡拉哈里三大克拉通，克拉通面积范围有所扩大。中元古代至新元古代的地槽中晚期阶段，构造、岩浆和变质作用广泛发育。

1.2.5 地台阶段（古生代至中生代晚白垩世，5.5～1.0亿年）

地台阶段延续时间长达4.5亿年，几乎整个古生代至中生代早白垩世为整体地台阶段，包括加里东运动、海西运动以及早中生代基米里构造运动阶段，地壳构造运动不强烈。地台阶段稳定延续时间相对较长，沉积总厚度小，是非洲大陆地台阶段的突出特点。非洲地台阶段一直保持稳定的缓慢隆升，海西构造期形成大海退，只在非洲北部仍有特地斯海海侵沉积，在晚基米里期非洲大陆已超出海平面。但此之前又曾接受地台沉积，形成一些大型内陆盆地。地台阶段总体是构造-岩浆和变质作用不明显不发育。但在非洲南部于三叠纪形成开普山脉。

1.2.6 活化阶段（晚白垩世至今，约1.0亿年前～今）

活化阶段开始时代略晚，为晚白垩世至第四纪的中新生代，包括整个阿尔卑斯构造运动，相当于我国的燕山运动末期至喜马拉雅运动构造期。因而非洲大陆现阶段的大地构造性质，属较年轻的中新生代活化区。在晚白垩世全非洲大陆边缘断陷下沉，形成了灰岩和泥灰岩的海浸沉积，厚度达300～5000 m，后在海退期间出现了煤沉积，最后出现弱造山运动，有大陆型火山沉积。渐新世至第四纪是非洲极为重要的构造期，产生明显的构造-火山岩浆活化，出现以玄武岩喷发为主的火山活动，断裂构造发育，伴有断陷盆地形成。全非洲大陆整体隆升，平均高度超出海平面达750 m，并形成一些内陆大型盆地。在东非构造隆升尤为剧烈，隆升幅度达450～600 m，达到超出海平面900～1200 m，形成东非造山带，伴随形成东非裂谷带，火山作用沿裂谷发育。在非洲北部于古新近纪形成阿特拉斯山脉。全非洲活化阶段地震活动普遍和强烈，尤其是东非、南非和中非地区。但非洲地台活化强烈程度，与亚洲东部地台活化相比，仍然显得较弱，表现在活化阶段未见多期次大型花岗岩体侵入及其相伴随的中酸性火山岩喷发。

2 铀成矿大地构造区划

非洲大陆铀成矿大地构造区划，以大地构造单元为基础的三级划分，一级为铀成矿域，二级为铀成矿省，三级为铀成矿区，也是铀成矿学研究的重点。在铀成矿大地构造单元基础上，引入了铀矿床数量及铀资源量的量化标准［12］。按2015年IAEA常规铀资源量≥300 t为标准统计，非洲大陆共有203个矿床可列入铀成矿区的常规铀矿床。对1～300 tU的小矿床，本文以矿点论处，其铀资源量约10万t，未列入统计之列。

按照分布有3处以上常规铀矿床，且常规铀资源量≥2万t的铀成矿区量化标准。非洲大陆可划分出10个铀成矿区，并按铀资源量规模分为4个等级。小型铀成矿区的铀资源量为2～5万t，有申科洛布韦、弗朗斯维尔、开普、卡里巴湖（赞比亚）、贺加尔南铀成矿区等共5个；中型铀成矿区的铀资源量为5～20万tU，如卡鲁（博茨瓦纳）铀成矿区；大型铀成矿区铀资源量为20～50万tU，如马拉维湖北（坦桑尼亚）铀成矿区；超大型铀成矿区的铀资源量为＞50万t U，有罗辛、阿加德兹、维特瓦特斯兰铀成矿区等共3个。此所划分的10个铀成矿区，可归属到西非地盾的西非铀成矿省，中非地盾的中非铀成矿省，和南非地盾的南非铀成矿省。铀成矿省要分布有2个以上铀成矿区，常规铀资源量≥10万t。如南非铀成矿省有6个铀成矿区，其中有维特瓦特斯兰和罗辛2个超大型铀成矿区，占有铀资源量最多，达289万tU。铀成矿域要具有2个以上铀成矿省，铀资源量≥50万t。非洲—阿拉伯铀成矿域是对应非洲—阿拉伯古地台铀成矿域，所涵盖的铀成矿区、铀成矿省及其铀资源量列于表1和图1。

图1 非洲大陆铀成矿区划略图Fig.1 Sketch of geotectonic unit division for uranium metallogenisis in the African continent

表1 非洲大陆铀成矿域成矿省成矿区及其常规铀矿床数和资源量Table 1 Tectonic unit division and conventional uranium deposit and resources in the African continent

3 铀成矿大地构造模式

非洲大陆铀成矿作用经历了太古宙至今的漫长地质发展史，形成众多不同类型的常规铀矿床和铀成矿区。按含矿主岩类别及铀成矿时代先后，依次划分出变质岩型、花岗岩型（含碱交代岩型）、石英-卵石砾岩型、砂岩型、白岗岩型、碳酸盐岩型和钙结岩型等7种主要铀矿床类型。在西非列基斑特地块有蒂姆德拉特早-中元古代钠交代岩型矿床，在列昂利别里地块有古生代钠交代岩型波里矿床，因其规模较小及矿床数量不多，未达铀成矿区标准未予列出。各类铀成矿区也多非一次地质构造运动所成，而是与区域铀成矿区大地构造演化密切相关，经历了多阶段长时期的成矿演化［17］。有的大地构造阶段未能形成铀矿床，更未能形成铀成矿区，如陆核阶段。按铀成矿演化时代早晚及成矿作用叠加顺序分析，列出6种不同的铀成矿大地构造模式及典型的铀成矿区。

3.1 先期地槽阶段＋活化阶段叠加铀成矿大地构造模式

霍加尔南铀成矿区：位于西非霍加尔地块南侧，铀资源量共约3.5万t，为小型铀成矿区。铀矿化产于太古宙混合片麻岩中。成矿区在变质岩中有大中小型铀矿床各1个，在花岗岩内有1个中型铀矿床，在钙结岩内有1小型铀矿床［8］。铀成矿受南北向大断裂带制约，类似于尼日尔阿加德兹铀成矿区。但不同的是铀矿化产于地块中的变质岩或花岗岩内，可能属先期地槽阶段所形成，目前未见其铀成矿年龄数值及详细研究成果，暂且归先期地槽阶段成矿，之后是否有新的大地构造阶段铀成矿叠加，有待进一步研究。当前只从成矿区内还有中新生代钙结岩铀矿床产出，而晚白垩世-新生代全非洲已进入活化阶段，表明成矿区有中新生代活化阶段铀成矿作用叠加，故列入先期地槽阶段+活化阶段叠加的大地构造铀成矿模式（图2）。

图2 先期地槽阶段+活化阶段叠加铀成矿大地构造模式Fig.2 The geotectonic model of superimposed uranium metallogenesis in the pre-geosynclinal stage and the activated stage

3.2 先期地台阶段＋地槽阶段叠加铀成矿大地构造模式

维特瓦特斯兰铀成矿区：该成矿区是1886年先发现金矿床，并作为世界著名的金成矿区时，1945年由美国学者C.F.Davison等从金矿废渣中发现大量铀后，才成为世界著名的开采深度超2000 m金-铀成矿区。据现有资料，非洲最早的含铀原岩是南非德兰士瓦地块的中太古代花岗岩（同位素年龄为32～29亿年），含有分散浸染状晶质铀矿富集，其含铀量数值未见公布。从德兰士瓦地块花岗岩体边缘的中元古代维特瓦特斯兰盆地铀成矿区，含铀-金的石英-卵石砾岩层呈冲积扇分布，以及石英-卵石砾岩层平均铀含量高于30×10-6，推定古太古代花岗岩为先期地槽阶段所成（35～30亿年）。后在先期地台阶段（30～24亿年），形成地台型多韵律的陆相沉积，沉积总厚度达7800 m。其中有20层含铀-金的石英-卵石砾岩矿化层，累计铀矿化砾岩层厚度达212 m，测得其中的碎屑状晶质铀矿年龄为30.4～27亿年，最低含铀量为50×10-6，平均铀品位为0.024%，金品位为5～10 g/t。此后进入地槽阶段（24～5.5亿年），先是有古元古代的布施韦尔德杂岩体侵入（20.5～19.5亿年），改造了先成贫铀的石英-卵石砾岩矿层，形成沥青铀矿（20～19亿年）充填于先成的晶质铀矿裂隙内的叠加富集。后在新元古代-早古生代早期泛非地槽造山运动，形成同位素年龄为10亿年的沥青铀矿细脉，与含金硫化物细脉共生产出，使石英-卵石砾岩层矿石铀品位增至0.1%。最终形成有47处多阶段复成因［12］的含铀-金的石英-卵石砾岩型矿床的铀成矿区，成为世界最大的超大型维特瓦特斯兰铀成矿区（167.9万t U），属世界最古老的铀成矿区之一。此后德兰士瓦地块在古生代-早中生代地台阶段和新生代活化阶段，地壳缓慢上升，构造-岩浆作用不强烈，只显示弱构造活化作用，从而保存先前所成的维特瓦特斯兰盆地边界及大地构造成矿的特点（图3）。

图3 先期地台阶段+地槽阶段叠加铀成矿大地构造模式Fig.3 The geotectonic model of uranium metallogenesis is superimposed in the pre-platform stage and the geosynclinal stage

3.3 先期地台阶段+地槽阶段+活化阶段叠加铀成矿大地构造模式

申科洛布韦铀成矿区：铀成矿区是1902年先发现铜矿床，1915年发现申科洛布韦铀矿床后，才成为世界著名的铜-铀成矿区。它位于南非地盾北侧新元古代加丹加地槽内，铀矿化赋存于中新元古代浅变质的碳酸盐岩系内，铀矿石品位较富，在0.1%～1%范围。个别矿床铀资源量超万吨，在20世纪50至60年代曾是全球极为重要铀成矿区之一，但总资源量不大，约3.6万t U，属小型铀成矿区。铀成矿区结晶基底是晚太古代-早元古代（26～16亿年）结晶片岩、花岗岩和石英岩等，属先期地槽阶段形成，此阶段未发现铀成矿作用迹象。中-新元古代（14～7.5亿年）形成海陆交互相的含铀-铜白云质为主的碳酸盐岩系，其中成矿岩系厚度达2700 m，由洛安郡和姆瓦什亚郡组成，孔德龙古岩系厚度超4000 m，属先期地台阶所形成。新元古代-早古生代早期（7.5～5.2亿年）成矿区经受达马拉（泛非）造山运动，形成地槽褶皱基底，使含矿岩系产生轻微变质作用，并有多期次铀成矿作用叠加于先成含矿岩系之上，有6.7、6.3、5.2亿年龄多个原生铀矿石年龄为证［5］，为主要铀成矿阶段。早古生代-早中生代为稳定地台阶段，成矿区地壳缓慢隆升为主。晚中生代早白垩世-至今为活化阶段，成矿区地壳强烈运动隆升，断裂构造发育，矿体露出地面或近于地表，形成大量次生铀矿物，甚至全为次生铀矿物叠加成矿，只是目前尚未见次生铀矿物的年龄数据发表，有待进一步研究证实。因此，成矿区属先期地台阶段+地槽阶段+活化阶段叠加的铀成矿大地构造模式（图4）。

图4 先期地台阶段+地槽阶段+活化阶段叠加铀成矿大地构造模式Fig.4 The geotectonic model of superimposed uranium metallogenesis of the pre-platform stage，the geosynclinal stage and the activated stage

3.4 先期地台阶段铀成矿大地构造模式

弗朗斯维尔铀成矿区：中非加蓬弗朗斯维尔铀成矿区，自1956年发现蒙纳纳矿床后，又相继发现奥克洛、波因吉等9处大中型砂岩铀矿床，总铀资源量约5.7万t U，属中型规模铀成矿区。成矿区大地构造位置，位于中非卡麦龙地块西南缘，恰鲁地块东侧的弗朗斯维尔盆地。该盆地呈椭圓形，面积约35000 km2。铀矿化赋存于古元古代内克拉通盆地边缘河流相及三角洲相砂岩内，属最古老的砂岩型铀成矿区。含矿砂岩系未变质，由有机质胶结的砾岩、粗砂岩、砂岩及泥岩等陆源岩层组成，厚度为50～500 m，近于水平产出，或被挤压成缓倾褶皱。盆地周边有太古宙-古元古代结晶基底包围，且常为断层接触。成矿区西侧有恰鲁地块及北侧的卡麦龙地块，为新太古代含铀紫苏花岗岩系列的花岗岩类，年龄为26～25亿年，铀含量约4×10-6。全部铀矿床紧靠恰鲁地块花岗岩基底，沿控盆断裂分布，此时含矿层产状变陡。在含矿砂岩系之上，覆盖着含铀的流纹岩和凝灰岩，其铀含量约为5.7×10-6。推测新太古代基底花岗岩及含矿层之上的火山岩是铀成矿的铀源层体。

成矿区铀成矿特征：新发现独特的铀矿物—弗朗斯维尔铀矿（Francevillite），分子式为Ba（UO2）2V2O85H20），分散赋存于砂岩内，或呈致密块状厚达数厘米堆积体分布，局部与钒铅矿共生。在矿体底部还见有沥青铀矿和铀黑，及钒的氧化物、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿、钼铅矿和辉钼矿等。矿化砂岩基质为SiO2，含沥青质有机质胶结，故呈黑色调，铀矿石年龄为19～17亿年。盆地边缘含矿砂岩，厚度约50 m，属河湖三角洲相沉积，形成层控板状铀矿床，盆地中心厚度达1000 m。盆地边缘NNW和N-S向控盆断裂提供热流体，吸取和改造铀矿层内及其上下岩层中的铀，并叠加于先成矿化砂岩层之上，形成断裂+层位岩性双控的富铀矿床。奥克洛天然反应堆现象，是1975年在奥克洛矿床最富铀矿体30 m×5m×2 m内，从铀品位达40%的矿石提取铀时，发现235U明显缺少，其含量降至0.29%，而现今含量应为0.72%，从而推断这一现象是由于在20～17亿年的成矿最后阶段，约有800 t U自发出现链式反应所引起。链式反应引起锕铀的“烧尽”和铀矿石中富含裂变产物，其中包括136Xc、86Kr、154Sm等。

成矿区的大地构造演化是，在太古宙先期地槽阶段形成新太古宙花岗岩、片麻岩等组成的结晶基底。盆地西侧形成古元古代石英岩、片岩、千枚岩和片麻岩等，年龄为20～19亿年，其铀含量为1×10-6～3×10-6。在古元古代晚期（18～17亿年）形成先期地台沉积及其内的铀矿化，如奥克洛铀矿床为层控板状砂岩矿床，但用铀-铅同位素法测得奥克洛矿床沥青铀矿年龄为2000 Ma。其它矿床产于盆地沉积后产生的断裂附近，在断裂构造带两侧的先成矿化砂岩中形成新的富铀矿体，沿NNW及N-S向控盆断裂走向延伸。断裂本身多无铀矿化富集，铀矿石年龄较新为1740 Ma。只在Mikouloungou矿床内，铀矿体在断裂带及紧靠断裂的砂岩层产出［7］。在新元古代-早古生代早期地槽阶段形成年龄为870、730～715，545～530 Ma的粗玄岩脉产出处，未见与岩浆活动有关的铀成矿现象，随后成矿区长期处于隆起未接受沉积。在晚白垩世至今为后地台活化阶段，盆地NW和N-S向控盆断裂复活，未见新的侵入体及火山岩，现阶段大地构造性质属弱构造活化区。

铀成矿大地构造模式为古元古代先期地台阶段成矿（图5），形成砂岩沉积成岩期层控板状铀矿化。之后又受先期地台阶段晚期断裂改造叠加成矿，形成受断裂构造交汇控制的切层的铀矿体，以及矿体内的次生铀矿物，是否属中新生代活化阶段铀矿化叠加，有待铀矿石同位素年龄进一步研究。

图5 先期地台阶段铀成矿大地构造模式Fig.5 The geotectonic model of uranium metallogenesis in the pre-platform stage

3.5 地槽阶段＋活化阶段叠加铀成矿模式

罗辛铀成矿区：该成矿区位于南非地盾西缘纳米比亚境内，拥有罗辛特大型（14万tU）矿床和仅次于奥林匹克坝矿床的世界第二特大型的湖山（26万t U）矿床［10-11］，及瓦伦西大型等白岗岩型铀矿床。另有世界最大的超大型郎格-海因里奇（7万t U）新生代钙结岩型等铀矿床15处，铀矿床铀资源量21.4万t U。成矿区总铀资源量61.4万tU，属超大型铀成矿区。白岗岩型铀矿床产于新元古代加丹加（泛非）地槽造山运动晚期或后期的白岗岩内。白岗岩共有5期，铀成矿只与岩浆活动晚期的第4、5期白岗岩有关，矿化白岗岩同位素年龄为468 Ma，含铀量达200×10-6～300×10-6，U/Th＞2，属加丹加地槽阶段晚期所成。无矿化的前三期白岗岩及区域内白岗岩的同位素年龄为691～484 Ma。据分析，白岗岩属变质沉积岩深熔和花岗岩化的壳源成因，后又受NNE-NS向区域性千岁兰大断裂作用改造，才新形成厚大的矿化白岗岩体。在古生代-中生代早期的地台阶段地壳缓慢隆升，未接受沉积。在中生代晚期-新生代全非洲大陆地台活化，长时期处于隆升剥蚀状态。罗辛、湖山、瓦伦西和艾塔托姆矿床均受纵贯全成矿区的NNE-NS向千岁兰大断裂制约。罗辛矿床矿体直接裸露地表，湖山矿床矿体产于沙漠砂层下50 m深处，表明铀矿体也曾裸露地表，即便是50 m松散砂层之下更深处，都是表生铀成矿作用沿断裂及裂隙带能到达范畴，产生表生铀成矿作用叠加。铀矿石矿物成分中有早期形成的细小颗粒状晶质铀矿、沥青铀矿、钛铀矿等原生铀矿物，其量占55%。同时有大量钾钒铀矿、硅钙铀矿等次生铀矿物伴生产出，其量占40%，铌钽铀矿等占5%，共同组成矿石平均铀品位为0.04%～0.06%的铀矿床。由此可推出，罗辛等白岗岩铀矿床是以内生成矿作用为主，有表生成矿作用叠加所成的复成因铀矿床［17］。成矿区内还拥有大量近代钙结岩铀矿床，表明活化阶段表生铀成矿作用强烈，铀成矿大地构造成矿模式为地槽阶段+活化阶段叠加铀富集模式（图6）。

图6 地槽阶段+活化阶段叠加铀成矿大地构造模式Fig.6 The geotectonic model of superimposed uranium metallogenesis in the geosynclinal stage and the activated stage

3.6 地台阶段＋活化阶段叠加铀成矿模式

3.6.1 阿加德兹铀成矿区

成矿区大地构造位置是位于西非贺加尔地块南侧，紧靠伊尔地块西侧，定位于伊勒姆登大型克拉通盆地东北，阿加德兹次级盆地东缘。成矿区有达萨和伊姆拉伦等多处特大和超大型铀矿床，及一系列规模不等的砂岩铀矿床共42处，总铀资源量74.5万tU，属超大型铀成矿区。伊尔地块由新太古代-元古宙结晶片岩、花岗片麻岩、及大面积出露的新元古代花岗岩等组成，其铀含量为9×10-6～30×10-6，属铀含量较高地块，并构成阿加德兹盆地早期地槽褶皱基底。盆地内沉积属泛非地槽回返后的寒武纪-早白垩世较为稳定的地台陆相沉积，加里东期和海西期构造-岩浆活动较弱，地台阶段只发生缓慢的间歇性沉降，大陆沉积作用也弱，以剥蚀作用为主，因而地台盖层总厚度不足2000 m。岩性以河流相-三角洲相及滨湖相砂岩、泥岩为主，岩层产状平缓。在早石炭世、晚侏罗世和早白垩世形成富铀砂岩层及沉积-成岩型低品位铀矿化，有335、101 Ma的铀矿石年龄引证，如伊姆拉伦层控砂岩铀矿床。晚白垩世开始至今非洲地台活化，进入后地台活化阶段。在活化阶段阿加德兹盆地内构造-岩浆活化不剧烈，无明显的岩浆岩体侵入及火山喷发岩，只在盆地东缘形成的南北向大断裂活化，并切割先成富铀砂岩层和富铀花岗岩基底。存在两次构造热液成矿作用，使先成富铀砂岩层叠加富化成矿，有76、64 Ma的铀矿石年龄为证。如达萨铀矿床既受层位岩性控制，又受断裂构造控制，形成复成因的富大砂岩型铀成矿区［18］。铀成矿大地构造模式是地台阶段+活化阶段成矿叠加模式（图7）。

3.6.2 卡鲁铀成矿区

成矿区位于南非罗得西亚地块西南卡鲁沉积盆地，拥有8处砂岩铀矿床，及产于卡鲁岩系之上始新世至现代的卡拉哈里砂层内的钙结岩铀矿床1处，共铀资源量约17万t U，属中型铀成矿区。卡鲁盆地二叠纪铀矿化砂岩为内陆河流相沉积，形成层控板状铀矿体，归属地台阶段所成，尚未见切层的或活化改造的铀矿化年龄数据公布，有待今后研究。但在矿化砂岩系之上覆盖着始新世至今的卡拉哈里沙漠层，属活化构造层，其中产有钙结岩铀矿化，明显属活化阶段形成，因而铀成矿大地构造成矿模式归为地台阶段+活化阶段叠加模式（图7）。在非洲大陆产于古生代地台的卡鲁建造中的另一些铀成矿区，也可列入此成矿模式。

图7 地台阶段+活化阶段叠加铀成矿大地构造模式Fig.7 The geotectonic model of superimposed uranium metallgenesis in the platform stage and the activated stage

4 结论

1）非洲大陆拥有常规铀资源量超400万tU，为全球铀资源最多的大陆洲。产有变质岩型、花岗岩型（含碱交代岩型）、石英-卵石砾岩型、砂岩型、白岗岩型、碳酸盐岩型和钙结岩型等多种铀矿类型，也是全球重要的铀成矿域之一。除维特瓦特斯兰铀成矿区研究较为详细外，其余铀成矿区研究程度较低，铀成矿演化阶段研究仍显不足。

2）非洲大陆前寒武纪地块出露多，总面积大，为前寒武纪地质和铀成矿作用研究创造了有利条件。非洲大陆大地构造演化复杂，历经地质时代多，时间超过35亿年之久。依活化构造理论首次把非洲大地构造演化，划分为陆核、先期地槽、先期地台、地槽、地台和活化等6个大地构造阶段，在大地构造剖面内相对应为6个大地构造层。

3）在进行铀成矿大地构造区划中，采用以大地构造单元为基础，引入成矿区铀矿床数量和铀资源量的量化标准进行三级区划。把203处常规铀矿床分为10个铀成矿区，3个铀成矿省，统归为非洲—阿拉伯铀成矿域。对IAEA（2015）铀资源量1～300 t U的小矿床按铀矿点论处，而未列入矿床统计之列。铀成矿区要≥3处铀矿床，铀资源量≥2万t。成矿区按铀资源规模分为4级，小型为2～5万t U，中型5～20万t U，大型20～50万t U，超大型≥50万t U，有助进行铀成矿区研究对比和评价。铀成矿省要2个成矿区以上，铀资源量≥10万t U。铀成矿域要2个铀成矿省以上，铀资源量≥50万t U。

4）铀成矿大地构造模式，根据多数铀成矿区是经历了多个大地构造阶段并先后叠加成矿的特征，对非洲铀成矿大地构造模式进行了研究，初步划分出先期地槽阶段＋活化阶段叠加、先期地台阶段＋地槽阶段叠加、先期地台阶段+地槽阶段+活化阶段叠加、先期地台阶段、地槽阶段＋活化阶段叠加、地台阶段＋活化阶段叠加等6种不同的铀成矿大地构造模式。