趙博，劉洋，郭恒飛，王常東，張海龍，祝洪濤

（1.核工業(yè)二四三大隊(duì)，內(nèi)蒙古 赤峰 024000；2.中核（廣東）科技有限公司，廣東 韶關(guān) 512000）

與火山巖、花崗巖有關(guān)的熱液型鈾礦（俗稱火山巖型、花崗巖型鈾礦）是我國東部重要的鈾礦類型［1-3］，也是近年來鈾礦地質(zhì)部門重點(diǎn)勘查的類型之一。熱液型鈾礦明顯受斷裂構(gòu)造（包括斷層、破碎帶和裂隙群）控制，成礦具有明顯的后生性［4］。橫跨大興安嶺火山-侵入雜巖帶和沽源-紅山子鈾成礦帶，既產(chǎn)出與火山巖有關(guān)的張麻井大型鈾鉬礦床、大官廠中型鈾鉬礦床和紅山子中型鈾鉬礦床等，也發(fā)育與花崗巖有關(guān)的灶火溝門和南窩鋪小型鈾礦床等，受到了鈾礦地質(zhì)工作者的廣泛關(guān)注［5-19］。前人的研究主要集中在賦礦圍巖的年代學(xué)和地球化學(xué)特征［5，8，11，13-15，17-19］、圍巖蝕變特征和成礦機(jī)理探討［9-10，12］、成礦條件分析［6-7，16］等方面，但對斷裂構(gòu)造特征及其與鈾礦的關(guān)系研究相對薄弱。

廣興源地區(qū)位于大興安嶺南段，沽源-紅山子鈾成礦帶北東端，西鄰紅山子鈾礦床、東至經(jīng)棚巖體南端，作為中國北方熱液型鈾礦的重要勘查區(qū)之一，近年來開展了地質(zhì)填圖、物探測量、鉆探揭露及基礎(chǔ)地質(zhì)科研等多項(xiàng)工作。該區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，NE 向、EW 向、NNE向、NW 向和SN 向斷裂構(gòu)造相互切割，形成了菱形斷塊的斷裂構(gòu)造格局。以往的鈾礦勘查實(shí)踐及基礎(chǔ)地質(zhì)研究認(rèn)為，鈾-多金屬礦化主要受NE 向斷裂構(gòu)造的控制。近年來核工業(yè)二四三大隊(duì)在廣興源地區(qū)開展了大量的地質(zhì)、物探及深部揭露工作，通過梳理總結(jié)已經(jīng)取得的勘查成果，認(rèn)為廣興源地區(qū)的鈾礦化與斷裂構(gòu)造和花崗巖巖體的內(nèi)外接觸帶關(guān)系密切，鈾礦化除受NE 向斷裂構(gòu)造控制外，還與NW 向斷裂構(gòu)造和近SN 向斷裂構(gòu)造緊密相關(guān)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

廣興源地區(qū)地處華北古板塊與中亞造山帶過渡的華北地塊北緣加里東期增生帶上（圖1a），位于EW 向西拉木倫河縫合帶以南、華北北緣斷裂帶和NE 向大興安嶺主脊-林西深斷裂、嫩江-八里罕深斷裂的夾持部位，屬濱太平洋鈾成礦域、華北陸塊北緣鈾成礦省、沽源-紅山 子 鈾 成 礦 帶［1，3］。受 蒙 古-鄂 霍 茨 克 洋 閉合［22-26］、中亞造山帶造山后期局部伸展［27-28］，古太平洋板塊向西俯沖等事件影響［20-21］，廣興源地區(qū)的構(gòu)造活動頻繁，地質(zhì)演化、成礦作用過程復(fù)雜。張連昌等認(rèn)為［29］，華北古板塊北緣由于受到古太平洋板塊向亞洲大陸俯沖作用的影響，在侏羅紀(jì)至白堊紀(jì)大地構(gòu)造活動始終頻繁且強(qiáng)烈，并在晚侏羅世至早白堊世達(dá)到高潮，在這一時(shí)期，形成于古生代的構(gòu)造再次活化同時(shí)產(chǎn)生多組新生構(gòu)造，形成區(qū)域性的廣泛構(gòu)造運(yùn)動及成礦事件。

圖1 廣興源地區(qū)大地構(gòu)造位置（a）及地質(zhì)略圖（b）（據(jù)參考文獻(xiàn)［20-21］修改）Fig.1 Tectonic location（a）and sketch geology（b）maps of Guangxingyuan area（modified after references［20-21］）

廣興源地區(qū)西南部為紅山子復(fù)式花崗巖體，主體巖性為黑云母花崗巖及堿長花崗巖，其成巖年齡主要集中在153～131 Ma，屬燕山期巖漿活動產(chǎn)物；中北部為侵位于中-晚二疊世的廣興源雜巖體，主要由花崗巖、石英二長閃長巖、花崗閃長巖和二長花崗巖構(gòu)成，邊部出露少量二長輝長巖和閃長巖，巖體大致呈北東-北東東向展布，花崗閃長巖及二長巖的SHRIMP U-Pb 年 齡 分 別 為263.3±2.5 Ma 和263.8±2.1 Ma［30］；東南部為廣興源-芝瑞火山塌陷盆地，出露上侏羅統(tǒng)新民組（J3x）流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r［13，17-18］，厚度100～700 m，在火山盆地邊緣發(fā)育北東向流紋斑巖、花崗斑巖及正長斑巖脈，基底為下二疊統(tǒng)大石寨組（P1ds）中-酸性火山碎屑巖系，厚度大于600 m；東部則為新近系漢諾壩組（N1h）玄武巖，不整合覆蓋于晚古生代—中生代地層及同期侵入的廣興源雜巖體之上，厚0～150 m（圖1b）。

2 斷裂構(gòu)造特征

2.1 NE 向構(gòu)造特征

廣興源地區(qū)NE 向斷裂構(gòu)造共有三組：即北帶柳林-南大貝斷裂帶、中帶三地-黃營子斷裂帶及南帶大興永-南窩鋪斷裂帶。三組斷裂帶具有明顯等間距分布特性，間距大致在1.5 km左右（圖1b）。

1）北帶主體斷裂共兩條，西起廣興源雜巖體中部，東至下伙房巖體南東端，中部貫穿基底下二疊統(tǒng)火山碎屑巖系，總體走向45°左右，斷續(xù)延伸4～6 km，主要由構(gòu)造角礫巖帶及地表破碎帶組成；

2）中帶主體斷裂共有四條，西起紅山子復(fù)式花崗巖體北東端，呈北東向貫穿整個廣興源雜巖體，總體走向40～48°，延伸規(guī)模相對較大，多在5～8 km 左右，主要由大型硅化帶及破碎蝕變帶組成；

3）南帶主要為盆緣斷裂，主體斷裂共有三條，西起紅山子復(fù)式花崗巖體東端，中部貫穿廣興源雜巖體與廣興源-芝瑞火山塌陷盆地過渡接合部位，東端至南窩鋪鈾礦床東部漢諾壩組玄武巖蓋層形跡消失，總體走向34～48°，延伸4～7 km 左右，地表出露寬度多在10～25 m 間，個別膨大部位可達(dá)50 m左右，主要由大型硅化及破碎帶組成，多處可見明顯的構(gòu)造活動擦痕。

NE 向構(gòu)造往往具有多次活動的特征，在野外實(shí)地調(diào)查中發(fā)現(xiàn)該組斷裂既發(fā)育拉張應(yīng)力環(huán)境下所形成的構(gòu)造角礫巖帶，亦發(fā)育擠壓應(yīng)力環(huán)境下形成的劈理化帶、擠壓構(gòu)造透鏡體。本次在大興永-南窩鋪斷裂帶西端測制了PM-1 構(gòu)造剖面（圖2），剖面所在斷裂構(gòu)造總體傾向北西，傾角在50°～60°間，延伸約6.5 km，空間上多次被NW 及近SN 向斷裂錯斷而產(chǎn)生位移，主要表現(xiàn)為大型硅化帶及構(gòu)造角礫巖帶，在其通過部位多見明顯的山脊凹陷現(xiàn)象（圖3）。剖面所在位置上，該構(gòu)造主要表現(xiàn)為一條走向約37°的強(qiáng)硅化構(gòu)造角礫巖帶，中心部位見有透鏡體，以透鏡體為中心，構(gòu)造在頂、底部延伸方向上有明顯的擴(kuò)張趨勢，并且見有由于擠壓作用而形成的劈理化帶，劈理產(chǎn)狀分別為125°∠38°、225°∠80°，并且前者劈理截?cái)嗪笳吲恚▓D4），說明構(gòu)造在形成后至少經(jīng)歷了兩次的應(yīng)力改造，進(jìn)而形成了“沙漏”狀的表象。

圖2 大興永地段PM-1 實(shí)測剖面圖Fig.2 Measured geological profile PM-1 in Daxingyong sector

圖3 NE 向構(gòu)造形跡Fig.3 Trace of NE-trending structure

圖4 NE 向構(gòu)造中發(fā)育的劈理化帶Fig.4 Cleavage zones developed in NE-trending structure

2.2 NW 向構(gòu)造特征

廣興源地區(qū)主體NW斷裂向構(gòu)造主要有三組，即東帶乃林溝斷裂帶、中帶熬二長溝斷裂帶及西帶灶火溝斷裂帶，沿三組主體斷裂發(fā)育多組平行的中小規(guī)模斷裂。與NE 向斷裂帶相異的是，三組北NW向主體斷裂在地貌上均表現(xiàn)為大型溝谷，溝谷兩側(cè)多見斷層三角面（圖5）。東帶由一條主體斷裂及五條次級斷裂組成，沿小規(guī)模次級斷裂多發(fā)育安山玢巖等中基性巖脈，主體斷裂延伸約4.4 km，總體走向320°，由大型溝谷及兩側(cè)的硅化陡崖組成；中帶及西帶主體斷裂為“穿盆”斷裂，北起廣興源雜巖體中部，向南切穿中生代廣興源-芝瑞火山塌陷盆地，延伸規(guī)模均在10 km 以上，總體走向318°～325°，由硅化角礫巖帶及大型破碎帶組成。

圖5 NW 向乃林溝斷裂兩側(cè)所見斷層三角面Fig.5 Fault triangle on both sides of NW-trending Nailingou fault

NW 向構(gòu)造多具明顯的張性應(yīng)力特征，在地貌特征上主要顯示為規(guī)模不等的溝谷，詳細(xì)的野外觀察可見這些斷裂帶發(fā)育大小不等的構(gòu)造角礫巖、碎裂巖和次級斷層面等等，后期被熱液交代形成強(qiáng)度不一的硅化帶。在三地地段實(shí)測構(gòu)造剖面PM-2（圖6）上，主體巖性為中細(xì)粒堿長花崗巖，構(gòu)造產(chǎn)狀29°∠56°，主要表現(xiàn)為破碎赤鐵礦化蝕變帶，帶內(nèi)可見有礫徑5～10 cm的構(gòu)造角礫，硅質(zhì)及碳酸鹽膠結(jié)（圖7）。強(qiáng)烈的構(gòu)造作用使原巖發(fā)生大規(guī)模破碎、碎裂，主要發(fā)育一組共軛節(jié)理，產(chǎn)狀分別為150°∠72°和255°∠75°。

圖6 三地地段PM-2 構(gòu)造實(shí)測剖面圖Fig.6 Measured geological profile of structure PM-2 in Sandi sector

圖7 NW 向斷裂中的赤鐵礦化構(gòu)造角礫巖帶Fig.7 Structural breccia belt with hematitization in NW-trending fault

2.3 近SN 向構(gòu)造

近SN 向主體斷裂帶主要由廣興源斷裂及其次級平行的小型斷裂構(gòu)造組成，總體延伸約30 km，連續(xù)性較好，寬度在十幾至兩百米左右不等，其中次級斷裂內(nèi)多充填小規(guī)模的中基性脈巖。該斷裂是EW 向西拉沐淪斷裂帶的區(qū)域性次級斷裂，在南北向擠壓作用下，表現(xiàn)為張性特征，在廣興源地區(qū)主要表現(xiàn)為貫穿全區(qū)的大型溝谷，其平行次級斷裂通過部位往往在地形上具有階梯狀下降的特征。斷裂兩側(cè)常見大型的硅化陡崖及斷層三角面，三角面上多見構(gòu)造活動擦痕。

3 構(gòu)造期次的判別

在區(qū)域性構(gòu)造運(yùn)動的影響下，廣興源地區(qū)形成了三組NE 向、三組NW 向、一組近SN 的主體構(gòu)造格架。在此構(gòu)造格架內(nèi)，NE、NW 及近SN 向斷裂多次交匯，在交匯部位往往顯示出明顯的切割關(guān)系，為構(gòu)造活動期次的判定提供了確鑿證據(jù)：近SN 向斷裂連續(xù)性最優(yōu)，顯示為后期構(gòu)造；NW 向斷裂多被近SN 向斷裂切割錯斷，顯示為SN 向斷裂的前期斷裂（圖8）；NE 向斷裂延續(xù)性最差，在空間上多被近SN 向及NW向斷裂切割錯動，顯示為早期構(gòu)造（圖9），因此認(rèn)為，廣興源地區(qū)的構(gòu)造活動期次由早到晚順序應(yīng)為：NE→NW→近SN。在NW 向熬二長溝斷裂帶西端測制的構(gòu)造剖面PM-3（圖10）上，主體巖性為花崗閃長巖，發(fā)育NE 向、NW 向及近SN 向斷裂構(gòu)造各一條，三條構(gòu)造交切關(guān)系明顯。前期受明顯的壓性應(yīng)力作用影響，三條斷裂構(gòu)造帶內(nèi)充填大量的構(gòu)造泥、線性片理化和次級滑移面，其中F1傾向北西，產(chǎn)狀陡立，傾角大致在75°～80°左右，后期可能受張性作用影響，進(jìn)而形成少量礫徑5cm 左右的構(gòu)造角礫；F2傾向接近正東方向，產(chǎn)狀近于直立；F3傾向南西，產(chǎn)狀平緩。F1位于NE 向柳林-南大貝斷裂帶西南延伸方向，由于受NW 向熬二長溝斷裂的影響，其與對側(cè)NE 向硅化帶產(chǎn)生了明顯空間錯動；在斷面上，F(xiàn)2與F3的相互交切關(guān)系較為明顯（圖8）：由于受后期SN 向F2的改造，NW向F3在空間上產(chǎn)生了明顯的錯動位移，在二者交匯處見有形跡清晰的透鏡體。剖面所顯示的構(gòu)造活動期次與廣興源地區(qū)的整體構(gòu)造活動期次相符。

圖8 SN 向斷裂（F2）切割NW 向斷裂（F3）Fig.8 SN-trending fault（F2）cutting NW-trending fault（F3）

圖9 NW 向斷裂錯斷NE 向斷裂（右行錯動）Fig.9 NW-trending fault cutting NE-trending fault

圖10 柳林地段PM-3 構(gòu)造實(shí)測剖面圖Fig.10 Measured geological profile of structure PM-3 in Liulin sector

4 斷裂構(gòu)造與礦化的關(guān)系

構(gòu)造的大規(guī)模伸展拉張運(yùn)動對熱液型鈾礦成礦極為有利，大興安嶺南段的廣泛成礦事件主要集中發(fā)生于中生代地殼由擠壓轉(zhuǎn)向伸展拉張、以及全面伸展的構(gòu)造活動時(shí)期［31］，同期匹配大規(guī)模火山盆地的形成，在該背景下，中國東部在中生代發(fā)生了大規(guī)模的巖石圈減薄事件［32］，為深源巖漿及成礦流體的上涌提供了有利的運(yùn)移通道及賦存空間。在廣興源地區(qū)的構(gòu)造格架內(nèi)，廣興源復(fù)式巖體被切割為三個大型的菱形斷塊，同時(shí)與南部廣興源—芝瑞火山盆地相連通，在NE 向盆緣斷裂帶的影響下，廣興源復(fù)式巖體與火山盆地的過渡接合部位密集分布著灶火溝門、南窩鋪鈾礦床及一系列的礦化、異常點(diǎn)，且其礦化情況相較火山盆地內(nèi)部更優(yōu)。廣興源地區(qū)的礦化具有明顯的“北東向構(gòu)造導(dǎo)礦、北西向構(gòu)造儲礦”的特征，二者交匯部位的礦化情況往往優(yōu)于其他區(qū)段，這種規(guī)律在三地、南窩鋪及南大貝地段尤為明顯。

4.1 NE 向斷裂帶與礦化的關(guān)系

NE 向構(gòu)造主要控制著區(qū)內(nèi)酸性復(fù)式巖體的展布，由于后期基底隆起作用的影響，廣興源復(fù)式巖體在南大貝南側(cè)出現(xiàn)缺失，但NE 向構(gòu)造形跡得以保留，構(gòu)造在巖體內(nèi)部表現(xiàn)出脆-韌性特征，在火山巖地層區(qū)剝蝕抬升較少，多表現(xiàn)為脆性特征；相對于巖體內(nèi)部，基底隆起帶內(nèi)的NE 向斷裂構(gòu)造在空間上有一定的抬升，這證明NE 向斷裂構(gòu)造組可能為起源于古生代的基底斷裂，在中生代受多種區(qū)域性構(gòu)造事件的影響再次活動，在此期間NE 向構(gòu)造經(jīng)歷了先擠壓、再拉張的兩次應(yīng)力影響，為深源含礦流體的運(yùn)移提供了通道，因此，NE 向斷裂帶控制著區(qū)內(nèi)礦化點(diǎn)（帶）的總體展布方向：其中北帶控制著南大貝礦點(diǎn)、33、4 號等礦化點(diǎn)，中帶控制著51號礦點(diǎn)、164號等礦化點(diǎn)，南帶控制著灶火溝門、南窩鋪鈾礦床及52號礦點(diǎn)、175、7、8、25 等礦化點(diǎn)，由此認(rèn)為NE 向構(gòu)造是區(qū)內(nèi)的控礦構(gòu)造，其與NW 向構(gòu)造及花崗斑巖、正長斑巖等中酸性巖體的疊合部位是重要的潛在富鈾區(qū)段。

通過鉆探揭露，在大興永-南窩鋪NE 向控礦斷裂帶中段南窩鋪礦床外圍新發(fā)現(xiàn)2 個工業(yè)鈾礦孔，其中ZK1 孔揭露到工業(yè)鈾礦化3 段（圖11），累計(jì)見礦厚度10.00 m，礦體產(chǎn)于NW 向斷裂、近EW 向斷裂與正長斑巖接觸帶三者復(fù)合部位，賦礦圍巖為下二疊統(tǒng)大石寨組（P1ds）英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，其經(jīng)過構(gòu)造破碎后被白色碳酸鹽膠結(jié)，再被后期赤鐵礦化浸染，從而形成構(gòu)造角礫和礦石（圖12）。

圖11 南窩鋪地段ZK1～ZK2 鉆孔縱剖面示意圖Fig.11 Schematic geological profile of borehole ZK1and ZK2 in Nanwopu sector

圖12 早期構(gòu)造破碎被碳酸鹽膠結(jié)，后期赤鐵礦化浸染Fig.12 Early structural fragmentation cemented by carbonate first and disseminated by hematite later

4.2 NW 向斷裂帶與礦化的關(guān)系

后期NW 向斷裂的運(yùn)動對NE 向斷裂具有一定的改造作用，在空間上主要表現(xiàn)為二者交匯部位NE 向斷裂出現(xiàn)規(guī)模不等的位移、錯動，在此改造過程中，NW 向構(gòu)造尤其是與NE 向構(gòu)造的疊加部位產(chǎn)生了大量的破碎空間，為含礦流體的貯存富集創(chuàng)造了優(yōu)越的空間條件，具體表現(xiàn)為NW 向斷裂多見優(yōu)于其他方向斷裂帶的熱液蝕變，更多的顯示出“濕構(gòu)造”特性。通過近年的實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)NW向斷裂更多的顯示出“含礦構(gòu)造”這一控礦特征，其中以位于灶火溝NW 向斷裂帶中段的8號異常點(diǎn)最為明顯。該異常點(diǎn)受近乎平行的三條赤鐵礦化蝕變帶控制，蝕變帶產(chǎn)于NW向構(gòu)造角礫巖帶內(nèi)，傾向南西，傾角大致在25°～23°間，異常的產(chǎn)出形態(tài)嚴(yán)格受NW 向構(gòu)造角礫巖帶控制。

在三地-黃營子NE 向控礦斷裂帶西端的鉆孔ZK3，揭露了1 段工業(yè)鈾礦化、1 段鈾礦化、8 段鈾異常（圖13），深部揭露到的礦體產(chǎn)狀與地表所見的走向約300°的赤鐵礦化、螢石化蝕變帶產(chǎn)狀相契合。綜合鉆孔及地表情況，認(rèn)為在NE 向斷裂活動后期產(chǎn)生了次一級的NW 向斷裂，含礦熱液通過NE 向深斷裂上涌，最終在NW 向斷裂內(nèi)沉淀富集。

圖13 三地地段ZK3 鉆孔剖面圖Fig.13 Geological profile of borehole ZK3 in Sandi sector

4.3 近SN 向斷裂帶與礦化的關(guān)系

由于活動期次相對較晚，近SN 向斷裂在空間上往往錯斷NE、NW 向斷裂，使其產(chǎn)生位移。這決定了近SN 向斷裂對礦體的產(chǎn)出具有一定破壞作用，因此在近SN 向斷裂通過部位，礦體連續(xù)性相對較差，礦體的定位通常在空間上有相應(yīng)位移。通過對175 號異常點(diǎn)探槽的編錄，發(fā)現(xiàn)該異常點(diǎn)的礦化產(chǎn)于NW 向破碎赤鐵礦化蝕變帶內(nèi)，在探槽內(nèi)同時(shí)發(fā)育一條產(chǎn)狀大致為265°∠72°的近SN 向構(gòu)造，該構(gòu)造由大量的構(gòu)造泥質(zhì)組成，破碎極強(qiáng)，在其通過部位，NW 向含礦赤鐵礦化蝕變帶被明顯錯動（圖14）。因此在探礦工程的布設(shè)上，在近SN 向構(gòu)造通過部位應(yīng)充分考慮其對礦體定位的影響因素。

圖14 近SN 向破碎帶錯動NW 向紅化蝕變帶，使其產(chǎn)生空間錯動Fig.14 NW trending red alteration zone broken and offset by the near SN trending fracture

5 結(jié) 論

綜上所述，可得到以下結(jié)論：

1）北東向斷裂構(gòu)造是廣興源地區(qū)的主體控礦斷裂，控制著區(qū)內(nèi)礦化及廣興源復(fù)式花崗巖體的整體展布方向；北西向斷裂構(gòu)造是廣興源地區(qū)的主體含礦構(gòu)造，控制著多數(shù)礦體的產(chǎn)出形態(tài)；就活動期次而言，NE 向構(gòu)造最早，NW向構(gòu)造次之，近SN 向構(gòu)造最晚，在今后的工作中，除NE 向構(gòu)造外，應(yīng)重視對NW 向構(gòu)造的綜合研究。

2）近SN 向構(gòu)造對礦體多具破壞作用，在礦體定位上，應(yīng)充分考慮近SN 向構(gòu)造的影響。

3）總體展布上，廣興源地區(qū)的已知鈾礦化集中分布于復(fù)式巖體與中生代火山盆地的過渡連接部位，盆地中部礦化則相對分散；具體定位上，這些鈾礦化總體呈NE 向展布，大多分布在NE 向斷裂與NW 向斷裂復(fù)合部位。因此，火山盆地邊部與巖體疊合區(qū)是本區(qū)潛在的富鈾區(qū)段，而NE 向斷裂與NW 向斷裂的復(fù)合部位是本區(qū)的重要找礦部位，可以作為廣興源地區(qū)攻深找盲的突破口加以探索，進(jìn)而擴(kuò)大找礦空間。