郭長林，　李　衛(wèi)，　耿海軍，　榮　驍，　楊　昆，　陳　靜

(核工業(yè)二○三研究所，陜西 咸陽　712000)

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內(nèi)蒙古阿拉善右旗新井地區(qū)鈾礦地質(zhì)特征及控礦因素探討

郭長林，李衛(wèi)，耿海軍，榮驍，楊昆，陳靜

(核工業(yè)二○三研究所，陜西 咸陽712000)

新井鈾礦點是北大山地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的重要鈾礦點之一。在總結(jié)區(qū)域地質(zhì)背景基礎(chǔ)上，從新井地區(qū)鈾礦地質(zhì)特征入手，詳細闡述了新井地區(qū)含鈾建造、區(qū)域構(gòu)造、圍巖蝕變、礦體及礦石特征等，認為鈾礦化位于斷裂構(gòu)造交叉部位的地層弧形拐彎地段，多期次、長期活動的斷裂構(gòu)造對鈾成礦有利；古元古代淺變質(zhì)片巖為有利的含鈾建造，在淺變質(zhì)片巖與富鈾的偉晶狀花崗巖接觸帶上礦化顯示好；區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，呈多期次產(chǎn)出，鈾偏向于最晚期巖漿活動形成的酸性偉晶狀花崗巖中富集成礦，多期、多次性巖漿活動對鈾成礦有利；區(qū)內(nèi)后期熱液蝕變改造類型多樣，蝕變較強部位鈾礦化顯示好。綜合分析認為，區(qū)域性斷裂帶、古元古代淺變質(zhì)片巖與富鈾的偉晶狀花崗巖接觸帶及熱液蝕變帶是新井地區(qū)鈾成礦的有利空間，同時指明了下一步找礦的方向。

鈾礦地質(zhì)特征；控礦因素； 新井地區(qū)

郭長林，李衛(wèi)，耿海軍，等.2016.內(nèi)蒙古阿拉善右旗新井地區(qū)鈾礦地質(zhì)特征及控礦因素探討[J].東華理工大學學報：自然科學版，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.

研究區(qū)北部與內(nèi)蒙-天山褶皺帶相鄰，南部與河西走廊過渡帶相接，西部為塔里木板塊，東部為鄂爾多斯地塊。區(qū)內(nèi)地質(zhì)工作始于1960年代初，內(nèi)蒙古和甘肅地礦、有色及核工業(yè)系統(tǒng)先后在區(qū)內(nèi)開展了基礎(chǔ)地質(zhì)和礦產(chǎn)地質(zhì)工作，取得了找礦和地質(zhì)認識方面的眾多重要成果。本文在吸收前人地質(zhì)研究工作成果的基礎(chǔ)上，通過對新井地區(qū)鈾礦地質(zhì)特征的分析研究，總結(jié)了控礦因素，并將找礦新認識應用于實際地質(zhì)勘查工作中，取得了較好的找礦效果。

1　地質(zhì)背景

圖1　工作區(qū)大地構(gòu)造位置圖Fig.1　The tectonic location of working area1.縫合帶；2.斷層；3.明水-石板井-小黃山縫合帶；4.恩格爾烏蘇-巴音查干縫合帶；5.阿爾金斷裂；6.旱山地塊；7.雅干地塊；8.柳園板緣構(gòu)造帶；9.敦煌地塊；10.阿拉善地塊；11.阿北板緣帶；12.阿拉善陸隆區(qū)；13.合黎山板緣帶；14.走廊過渡帶；15.鄂爾多斯地塊；16.祁連構(gòu)造帶；17.西伯利亞板塊；18.工作區(qū)

研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于華北板塊阿拉善地塊西南緣(圖1)，區(qū)域地層簡單，由古元古代、石炭系、二疊系、中侏羅統(tǒng)、下白堊統(tǒng)和第四系等組成(徐東青等，2006；王俊峰，2010；史美良，1987)。區(qū)域構(gòu)造背景復雜，北部為鼎新-恩格爾烏蘇斷裂帶，南部為龍首山南緣斷裂帶、東部為皇城-白馬崗斷裂帶，西部為肅南-紅柳園斷裂帶。合黎山-雅布賴區(qū)域性深大斷裂帶從工作區(qū)中部通過，該斷裂在加里東初期已具規(guī)模，海西中、晚期活動強烈，并伴有大規(guī)模中酸性、中基性乃至超基性巖漿巖侵入(賴新榮等，2007)。北大山地區(qū)經(jīng)歷了中條期和華力西期兩個構(gòu)造演化階段，古元古代末期受中條運動影響，區(qū)域發(fā)生劇烈的構(gòu)造運動，使古元古界地層遭受區(qū)域變質(zhì)作用；二疊紀末期受晚華力西構(gòu)造影響，區(qū)內(nèi)再次發(fā)生變質(zhì)作用。區(qū)域巖漿活動頻繁，從志留紀到二疊紀(海西中晚期)均有巖漿活動(聶鳳軍等，2002)，侵入巖分布面積廣泛，各期巖漿侵入活動與區(qū)域主要構(gòu)造事件有關(guān)，具有多期、多次性特征。工作區(qū)鈾、多金屬資源豐富，受中條運動區(qū)域變質(zhì)作用影響，導致原巖中鈾發(fā)生了較大重新轉(zhuǎn)移、分配，形成了有利的鈾源層，在新井地區(qū)德爾和通特組局部富集成礦，在卡修塔塔一帶由于晚期輝長、輝綠巖的侵入，使鈣質(zhì)千枚巖發(fā)生矽卡巖化，形成卡修塔塔中型鐵礦，伴有銅、鈷、鎵等元素富集成礦；受晚華力西構(gòu)造再次變質(zhì)作用影響，在半截井-阿爾斯蘭一帶上石炭統(tǒng)、二疊紀弱變質(zhì)火山巖中有鈾礦化、異常顯示,因此北大山地區(qū)為有利的鈾-多金屬成礦帶。

2　鈾礦地質(zhì)特征

2.1工作區(qū)特征

工作區(qū)廣泛出露古元古代德爾和通特組淺變質(zhì)綠片巖相，巖性以變質(zhì)火山巖、片巖、片麻巖及大理巖為主，恢復其原巖為海相細碎屑巖夾中基性—酸性火山巖沉積建造，平均鈾含量為6×10-6～10×10-6，浸出率可達40%～57%，為有利的鈾源層。發(fā)育近東西向、北西向和北東向三組斷裂構(gòu)造，早期近東西向斷裂控制了與鈾成礦關(guān)系密切的偉晶狀花崗巖脈密集分布；中期北西向斷裂控制晚期中酸性-中基性巖脈及熱液活動；晚期北東向斷裂對早期地質(zhì)體有破壞和改造作用。 二疊紀巖漿巖從基性到酸性發(fā)育完整，早期為基性角閃巖，中期為酸性似斑狀鉀長花崗巖，晚期為超酸性粗-偉晶狀花崗巖和偉晶巖。鈾偏向于二疊紀晚期巖漿活動形成的偉晶狀花崗巖脈與褐紅色蝕變片巖中富集成礦。區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育赤鐵礦化、綠泥石化、硅化、碳酸鹽化、高嶺土化等熱液蝕變，在多期次熱液脈體活動與蝕變疊加部位有利于成礦。目前在新井地區(qū)大致推測了兩條礦(化)帶，長440～1 000 m，寬50～270 m。初步估算鈾資源量××噸，具有小型鈾礦床以上資源潛力。

圖2　內(nèi)蒙古阿拉善右旗新井地區(qū)地質(zhì)略圖Fig.2　Uranium Geologysketch of XinJing area in the Alxa Right Banner, Inner Mongolia1.第四系；2.下白堊統(tǒng)廟溝群；3.古元古界德爾和通特組；4.二疊紀偉晶狀花崗巖；5.志留紀片麻狀斜長花崗巖；6.實測及推測斷裂構(gòu)造；7.鈾礦點

2.2礦體特征

新井鈾礦體為地表礦和盲礦體，位于F1和F12斷裂構(gòu)造交匯部位的地層弧形拐彎的內(nèi)側(cè)(圖2)，產(chǎn)在二疊紀酸性花崗巖體及外圍與蝕變片巖接觸帶上。受斷裂構(gòu)造影響，礦體傾向由正南轉(zhuǎn)為南西向，形態(tài)為簡單的板狀或透鏡狀。初步圈定礦體長17～230 m，寬4.5～83 m，礦體真厚度為0.56～2.59 m，實際品位0.050%～0.201%。

2.3礦石特征

2.3.1礦石成分及組構(gòu)

礦石主要礦物為斜長石、角閃石、石英及云母，副礦物有磁鐵礦、榍石、磷灰石和鋯石，次生礦物有褐鐵礦、沸石、絹云母、綠簾石、高嶺石、鈉長石、綠泥石等。依據(jù)鉆孔、探槽中礦石、礦化巖石、異常巖石以及正常巖石化學成分分析結(jié)果(表1)，與正常巖石相比，礦石中SiO2，K2O含量降低，Al2O3，CaO，P2O5，MnO、燒失量等含量增高，而Na2O+K2O總量基本不變，正常巖石中Fe2O3略高于FeO，而礦石中Fe2O3比FeO明顯偏高，同時P2O5的含量也有所增高，這些常量元素的變化說明在成礦過程發(fā)生了物質(zhì)交換，化學元素的帶入或帶出，礦石表現(xiàn)為富鈉貧鉀，帶走了大量的SiO2，而充填了方解石，同時鐵氧化運移，并帶走了磷灰石中的磷。

礦石結(jié)構(gòu)為微細粒狀、鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，碎裂結(jié)構(gòu)；獨立鈾礦物多為自形—半自形粒狀、板狀或板片狀，一般顆粒較小，顆粒最大者可達0.1 mm。礦石構(gòu)造多為細脈狀、網(wǎng)脈狀、星散浸染狀。礦石中常見粒狀鈉長石、赤鐵礦—鐵綠泥石脈、磁鐵礦脈、碳酸鹽脈。含礦圍巖受強烈熱液蝕變作用影響，F(xiàn)e2+離子不斷被氧化成Fe3+離子，巖石發(fā)生強烈的赤鐵礦化蝕變，致使含礦巖石顏色加深。

2.3.2礦石中鈾存在形式

前人資料顯示新井地區(qū)鈾礦物主要為硅鈣鈾礦、水砷鈾礦、磷鈾礦等次生鈾礦物，少量鈾黑及瀝青鈾礦，依據(jù)最新礦石電子探針測試(表2)發(fā)現(xiàn)含鈾礦物有鈦鈾礦、硅鈦鈾礦、鈦鐵礦、硅鐵鈾礦、中長石、鋯石以及榍石等。鈾的賦存形式有獨立鈾礦物、分散吸附、類質(zhì)同象等存在形式(圖3a、b)。高品位礦石中鈾一般呈獨立鈾礦物形式存在，可見次生鈾礦等。中低品位礦石中以分散吸附形式存在于榍石、鈦鐵礦、黑云母、綠泥石和普通角閃石的裂隙邊部，少量以類質(zhì)同象形式存形式存在于榍石、鈦鐵礦、黑云母、綠泥石和普通角閃石中。分析認為，鈾的聚集成礦可能與區(qū)內(nèi)酸性巖漿晚期的偉晶狀花崗巖脈及后期熱液活動有關(guān)。

表1　新井地區(qū)鈾礦石化學成分特征登記表

注：數(shù)據(jù)由核工業(yè)二○三研究所分析測試中心分析(2013—2014)

表2　新井地區(qū)鈾礦石電子探針分析結(jié)果登記表

注：數(shù)據(jù)由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試中心分析(2012—2014)

2.4圍巖蝕變

對于熱液礦床來說，蝕變是礦化的先導和基礎(chǔ)(陳云杰等，2013)，也是物質(zhì)交換的過程。區(qū)內(nèi)圍巖蝕變類型有赤鐵礦化、綠泥石化、碳酸鹽化、絹云母化、高嶺土化和硅化等(圖3c，d，e，f)。赤鐵礦化范圍往往大于鈾礦化范圍，是一種最直觀的找礦標志(王江波等，2015)。早期與偉晶狀花崗巖形成有關(guān)的蝕變礦物組合為鈦鈾礦-鋯石-磷灰石-赤鐵礦-黑云母-磁鐵礦組合；中期與斷裂構(gòu)造有關(guān)的蝕變礦物組合為瀝青鈾礦-鈉長石-赤鐵礦-磷灰石-絹云母-石英-碳酸鹽組合；晚期與成礦后期低溫熱液有關(guān)的蝕變礦物組合為：瀝青鈾礦-赤鐵礦-粘土礦物-方解石組合(金景福等，1991)。圍巖蝕變現(xiàn)象是重要的找礦標志，在蝕變較強部位鈾礦化較明顯，只要有熱液礦床產(chǎn)出的地方，或多或少均存在一定程度的近礦圍巖蝕變(孫雨等，2015)。

3　控礦因素探討

結(jié)合前人研究及目前實際找礦成果，初步認為新井地區(qū)鈾礦化受構(gòu)造、巖性建造、巖漿巖及熱液蝕變等多方面因素控制。

3.1構(gòu)造與鈾成礦的關(guān)系

新井地區(qū)地處阿拉善地塊北大山元古代隆起帶南緣，夾持于四組斷裂之間，區(qū)域構(gòu)造背景較為復雜，合黎山至雅布賴山深大斷裂從工作區(qū)中部通過，沿斷裂發(fā)育大量與熱液活動有關(guān)的鈾、銅、鎳等內(nèi)生礦產(chǎn)。區(qū)內(nèi)以斷裂構(gòu)造為主，發(fā)育近東西向、北西向及北東向三組斷裂構(gòu)造。近東西向構(gòu)造最早，北西向構(gòu)造次之，北東向構(gòu)造最晚，這三組斷裂構(gòu)造具有多期、長期活動的特征。早期近東西向斷裂控制了與鈾成礦關(guān)系密切的偉晶狀花崗巖、中細?；◢弾r侵入分布；中期北西向斷裂控制晚期基性巖脈及熱液活動；晚期北東向斷裂對早期地質(zhì)體有一定破壞和改造作用。

F1斷裂是研究區(qū)主要控礦斷裂，位于新井中部，走向近東西，長約8 km，寬200～300 m，斷裂內(nèi)部常發(fā)育綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化等熱液蝕變。沿斷裂有鈾礦化顯示，尤其是斷裂活動強度較大、偉晶狀花崗巖脈發(fā)育的中段、東段，鈾礦化規(guī)模大，在東西向F1斷裂與北西向F12斷裂交叉部位地層弧形拐彎地段產(chǎn)出新井鈾礦點?？梢姷V床、礦體的空間定位主要決定于構(gòu)造的變異部位(王軍等，2014)，區(qū)內(nèi)多期次、長期活動的斷裂構(gòu)造對鈾成礦有利。

圖3　新井地區(qū)鈾礦石地質(zhì)特征Fig.3　The characteristics of uranium ore in xinjing areaa.電子探針下礦石中見綠泥石和黑云母吸附鈾;b.電子探針下礦石中見類質(zhì)同象含鈾礦物；c.云母石英片巖礦石中發(fā)育赤鐵礦化、碳酸鹽化熱液蝕變；d.偉晶狀花崗巖礦石中發(fā)育高嶺土化、鈉長石化熱液蝕變，見淡黃色次生鈾礦物；e.顯微鏡下礦石中見赤鐵礦化、綠泥石化、絹云母化、綠簾石化熱液蝕變；f.顯微鏡下礦石中見碳酸鹽化、赤鐵礦化、綠簾石化、高嶺土化熱液蝕變

3.2巖性建造與鈾成礦的關(guān)系

新井地區(qū)出露的古元古代德爾和通特組(Pt1dr)巖性以變質(zhì)火山巖、片巖、片麻巖及大理巖為主，屬淺變質(zhì)綠片巖相，恢復其原巖為海相細碎屑巖夾中基性—酸性火山巖沉積建造，平均鈾含量為6×10-6～10×10-6，浸出率可達40%～57%，為有利的鈾源層。在德爾和通特組變質(zhì)巖與晚期花崗巖接觸帶上，熱液蝕變較強，鈾含量明顯增多，局部形成工業(yè)鈾礦體。區(qū)內(nèi)有利的含鈾建造為鈾礦化的形成發(fā)揮著重要作用。

3.3巖漿巖與鈾成礦的關(guān)系

研究區(qū)巖漿活動頻繁，從志留紀到二疊紀均有巖漿活動，侵入巖分布面積廣泛，其中二疊紀偉晶狀花崗巖(Pγρ)在區(qū)內(nèi)分布較廣，其鋯石U-Pb年齡為237 Ma，形成于二疊紀晚期，AR-SiO2圖解中在鈣堿性-堿性區(qū)域均有分布(圖4)，屬于富鈾的鈣堿性-堿性Al2O3過飽和系列花崗巖，為產(chǎn)鈾巖體。該巖體主要沿近東西向F1斷裂分布，在巖體邊部與古元古代變質(zhì)接觸帶上鈾礦化顯示好，見新井花崗巖外接觸帶型鈾礦點。從志留紀到二疊紀巖漿巖從基性到酸性發(fā)育完整的三個旋回(表3)，巖漿分異較完善，鈾偏向于最晚期巖漿活動形成的酸性偉晶狀花崗巖中富集成礦。區(qū)內(nèi)多期、多次性巖漿活動對鈾成礦有利。

圖4　內(nèi)蒙古阿拉善右旗新井地區(qū)各期次巖漿巖AR-SiO2圖解Fig.4　AR-SiO2 diagram of different age magmatic rocks of Xinjing area in the Alxa Right Banner, Inner Mongolia1.志留紀片麻狀斜長花崗巖；2.志留紀鉀長花崗巖；3.石炭紀石英閃長巖；4.石炭紀中細?；◢弾r；5.石炭紀橄欖巖；6.二民偉晶狀花崗巖；7.二疊紀似斑狀鉀長花崗巖

3.4熱液蝕變與鈾成礦的關(guān)系

新井地區(qū)沿近東西向F1控礦斷裂廣泛發(fā)育赤鐵礦化、碳酸鹽化、高嶺土化、綠泥石化等熱液蝕變，在成礦早、中、晚各階段蝕變礦物組合各有不同，從礦體到圍巖具有一定的蝕變分帶性，依次分為內(nèi)部帶、過渡帶和邊緣帶。其中，內(nèi)部帶主要由赤鐵礦、綠泥石、碳酸鹽組成，含少量金屬礦物(如磁鐵礦)，巖石顏色較深，鈾主要富集于該帶；過渡帶主要蝕變?yōu)榻佋颇富?、碳酸鹽化、鈉長石化和浸染狀硅化，赤鐵礦和金屬礦物較少，鈾礦化較貧；邊緣帶主要由高嶺石、綠泥石、碳酸鹽等組成，巖石因發(fā)生退色蝕變而顏色變淺，該帶無鈾的富集。熱液蝕變與鈾礦化關(guān)系密切(吉高萍等，2013)，熱液蝕變作用越強，礦化品位越高，高品位鈾礦化出現(xiàn)在蝕變帶寬度較大，蝕變作用較強，并有多期次熱液脈體活動與蝕變疊加部位，如該區(qū)中段、東段熱液蝕變非常發(fā)育，以赤鐵礦化、碳酸鹽化、綠泥石化為主。后期熱液成礦疊加是最終成礦、成富礦的必要

條件。同時，構(gòu)造破碎帶也為后生地表水下滲氧化淋積創(chuàng)造了通道，因此近地表礦石中多見次生鈾礦物發(fā)育。另外，區(qū)內(nèi)產(chǎn)出與熱液蝕變有關(guān)的鐵、鎳、金、銅等多金屬礦產(chǎn)，顯示熱液活動對鈾-金多金屬成礦有利。

4　結(jié)論

(1)鈾礦化位于斷裂構(gòu)造交匯部位的地層弧形拐彎地段，多期次、長期活動的斷裂構(gòu)造對鈾成礦有利，東西向F1斷裂走向發(fā)生變異部位是下一步找礦的重點。

(2)古元古代淺變質(zhì)片巖為有利的含鈾建造，對區(qū)內(nèi)鈾礦化的形成起重要作用，在淺變質(zhì)片巖與富鈾的偉晶狀花崗巖接觸帶上礦化顯示好，二者接觸帶是區(qū)內(nèi)找礦的重點部位。

(3)多期次的巖漿活動可能產(chǎn)生多期次鈾的疊加富集，對區(qū)內(nèi)鈾成礦有利，酸性花崗巖分布區(qū)為有利的成礦區(qū)。

(4)區(qū)內(nèi)后期熱液蝕變改造類型多樣，蝕變較強部位鈾礦化顯示，熱液蝕變帶是區(qū)內(nèi)找礦的重點區(qū)段。

致謝：感謝核工業(yè)二○三研究所劉林高級工程師(研究員級)審核初稿，并提出寶貴修改意見。

表3　北大山中段巖漿—熱液活動演化表

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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

中國地質(zhì)調(diào)查局全國鈾資源調(diào)查評價項目(1212011220783);中國核工業(yè)地質(zhì)局鈾礦地質(zhì)項目(201448)

郭長林(1978—)，男，高級工程師，長期從事鈾礦地質(zhì)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