華北地臺北緣火山巖型鈾鉬礦床找礦模型研究

杜 俐，沈光銀，林銀山

（1.東華理工大學放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室，江西 撫州 344000；2.天津華北地質勘查局核工業247大隊，天津 寶坻 301800）

華北地臺北緣火山巖型鈾鉬礦床找礦模型研究

杜 俐1，沈光銀2，林銀山2

（1.東華理工大學放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室，江西 撫州 344000；2.天津華北地質勘查局核工業247大隊，天津 寶坻 301800）

460鈾鉬礦床具有很好的火山巖型鈾鉬礦找礦前景。460鈾鉬礦早期為斑巖型礦化，晚期疊加火山熱液型礦化，成礦時代為晚白堊世及新近紀。鈾源層（體）為張家口組三段酸性火山巖及次流紋斑巖，由殼源重熔巖漿作用形成。以460礦床區域地質背景、成礦環境、礦床地質特征及找礦標志研究為重點，總結歸納了火山巖型鈾鉬找礦方法，建立了華北地臺北緣火山巖型鈾鉬礦床的找礦模型。

火山巖型鈾礦；地質特征；成礦規律；找礦標志；找礦模型；華北地臺

0 引言

火山巖型鈾礦床指產于火山巖、次火山巖或火山構造中，在成因上與火山活動有聯系的熱液鈾礦床。礦床成礦時代主要為中生代，主要分布在贛杭火山巖鈾成礦帶、華北地臺北緣燕遼火山巖鈾成礦帶。火山巖型鈾礦是我國四大工業鈾礦化類型之一［1-3］，探明資源量約占總資源量的20%，典型礦床有浙贛610、570、670鈾礦床、河北省沽源460、534鈾鉬礦床、內蒙古470鈾鉬礦床等。

找礦模型是以經驗模型為基礎，以指導找礦實踐為目的，以多學科找礦信息和標志組合形成的找礦判據為基本內容，通過系統總結和綜合研究來具體指導礦產勘查工作［4-5］。找礦模型突出的是某類礦床的基本要素和找礦過程中有重要意義的地質、物化探和遙感影像等特征及其及空間變化情況，總結發現該類礦床的基本標志和找礦方法。礦床成礦模式是建立找礦模型的地質基礎，成礦模式的內容只有與找礦模型有機地結合起來，才最大限度地發揮他們的作用［6］。

本文以460鈾鉬礦床為重點，通過對460、534及內蒙古470火山巖型鈾鉬礦床成礦規律的總結，力圖建立華北地臺北緣火山巖型鈾鉬礦床找礦模型，以期對冀北火山巖區鈾鉬礦快速勘查具有指導作用［7］。

1 礦床地質特征

1.1 區域地質背景

460鈾鉬礦床位于華北地臺北緣燕遼火山巖帶與NNE向大興安嶺巖漿活動帶復合部位的沽源中生代火山盆地中，地殼處于由薄急劇增厚部位。硅鋁殼增厚為形成殼源重熔型富鈾巖漿創造了前提條件［8］。

（1）地層。盆地基底為古元古界紅旗營子群，巖性以變粒巖、淺粒巖為主，夾石英巖及大理巖；蓋層為上侏羅統白旗組、張家口組中酸性火山巖建造、下白堊統花吉營組中基性火山巖夾沉積巖、新近系漢諾壩玄武巖夾沉積巖［9］。

（2）構造。康保—圍場和赤城—尚義EW向斷裂帶分布于礦區的北部和南部，NE向F45斷裂、SN向正藍旗-15號斷裂及NE向、NW向斷裂構成基本構造格局。460礦床受NE向F45斷裂與NW向F3斷裂交匯部位的次火山型破火山口控制［10-11］。

（3）巖漿巖。出露新元古代鉀質混合巖、晚侏羅世—早白堊世殼源重熔型次流紋斑巖、次粗面巖、次石英斑巖等。

1.2 礦床地質特征

1.2.1 含礦巖層（體）特征

礦區地層主要為上侏羅統張家口組第三段酸性火山巖，是主要賦礦層位。巖石富硅（w（SiO2）＝75%～80%）、富鉀（w（K2O）＝6%）、富鈾和釷（w（U）＝8.9×10-6～13.5×10-6，w（Th）＝37×10-6～48×10-6），貧鈣、鐵、鎂、鈉成分。

含礦巖體為次流紋斑巖，形成年齡為122.2 Ma。與張家口組地層為侵入接觸關系，巖體呈彎曲的透鏡狀（圖1）。次流紋斑巖體中心為流紋斑巖，頂部和邊緣為霏細巖。巖體頂部發育隱爆角礫巖。含礦巖體富硅（w（SiO2）＝79.15%）、富鉀（w（K2O）＝5%～6%）、富鈾（w（U）＝10×10-6～15×10-6），w（Na2O＋K2O）平均為7.03%，且w（K2O）＞w（Na2O）［12］。

圖1 460鈾鉬礦床地質略圖Fig.1 Geological sketch of uranium molybdenum deposit 460

1.2.2 460礦床地質特征

460鈾鉬礦床鈾礦體呈脈狀，透鏡狀；鉬礦體形態呈柱狀、大脈狀。鈾鉬主礦體產狀與次火山巖體的產狀一致，傾向30°～45°，傾角50°～67°；張家口組三段細紋狀流紋巖中的礦體產狀與地層產狀一致，傾角在30°～40°之間。鉬礦化范圍遠大于鈾礦化，鈾礦體位于鉬礦體內（圖2）。鉬礦以膠硫鉬礦為主，有少量輝鉬礦，鉬礦品位w（Mo）＝0.06%～0.2%。

礦床上部為黑色浸染狀礦石，中部為紅色網脈角礫狀浸染狀礦石，下部為紅色細脈角礫狀礦石。礦石礦物以膠硫鉬礦、瀝青鈾礦、黃鐵礦、輝鉬礦為主，其次為閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦；脈石礦物為玉髓、石英、螢石、水云母、綠泥石等。

礦石結構為球粒結構、交代殘余結構及膠狀結構；礦石構造為網脈狀構造、脈狀構造、角礫狀構造及浸染狀構造。

圖2 460礦床2號勘探線剖面示意圖Fig.2 Sketch section of line 2in U-Mo deposit 460

礦化階段可分為晚侏羅世斑巖型鈾鉬礦化（形成低品位浸染狀鈾礦-方釷石-硫鉬礦）階段，白堊世細脈角礫狀礦化（形成硫鉬礦-黃鐵礦-瀝青鈾礦-紫色螢石-灰色玉髓）階段，古近紀細脈角礫狀礦化（形成硫鉬礦-白鐵礦-赤鐵礦-瀝青鈾礦、水云母-蒙脫石-綠泥石-瀝青鈾礦和紫黑色螢石-紅色玉髓-瀝青鈾礦）階段，表生淋濾改造礦化（形成褐鐵礦-藍銅礦、水鈾釩和鉬鉛礦、高嶺石）階段。

圍巖蝕變為水云母化、蒙脫石化、高嶺石化、硅化、赤鐵礦化、膠黃鐵礦化、紫黑色螢石化、鉀長石化，受次火山巖體和斷裂控制明顯。圍巖蝕變在垂向上具有上酸下堿的特點。礦床上部主要為硅化、高嶺石化、膠黃鐵礦化、淺色螢石化，中下部為赤鐵礦化、水云母化、鉀長石化、黑色螢石化。

鈾礦床成礦主時代為晚白堊世。鈾礦床淺部浸染狀礦石中瀝青鈾礦U-Pb法測定等時線年齡為88.9±12.8Ma；深部細脈角礫狀礦石中瀝青鈾礦U-Pb法測定等時線年齡為23.8±2.2Ma［13］。

2 成礦規律

2.1 成礦模式

在綜合分析區域地質背景、成礦地質環境、礦床地質特征及物、化、遙資料的基礎上，用雙混合火山熱液鈾成礦理論建立了460鈾鉬礦床成礦模式（圖3）。

460鈾鉬礦床成礦作用經歷了2個鈾預富集期、3個成礦階段①：

（1）鈾預富集期：新元古代鉀質混合巖化作用鈾預富集期。古元古界紅旗營子群變質巖貧鈾（w（U）＝1.6×10-6），經歷新元古代鉀質混合巖化作用使鈾預富集（鉀質混合巖w（U）＝5×10-6～7×10-6），形成了富鈾基底。

（2）晚侏羅世殼源重熔型酸性火山巖漿活動鈾預富集期：基底殼層發生重熔作用，沿F45斷裂產生酸性火山活動，鈾元素活化、遷移至張家口組酸性火山巖中再富集（w（U）＝10×10-6～15×10-6），成為鈾成礦礦源層。

（3）晚侏羅世斑巖型鈾鉬礦化階段：晚侏羅世張家口期酸性火山噴發后，次流紋斑巖沿F45斷裂侵位，火山熱液中U，Mo元素富集達到0.003%～0.05%，形成了第一期（122Ma）斑巖型鈾鉬礦化。

圖3 460鈾鉬礦床成礦模式圖Fig.3 Metallogenic model of U-Mo deposit 460

（4）白堊紀—古近紀雙混合火山熱水疊加細脈角礫狀鈾成礦階段：白堊紀以NNE向拉張型火山斷陷為特點，中基性火山巖漿沿基底斷裂噴發，火山氣液流體上涌使基底富鈾地質體的鈾元素活化進入火山熱液中。在斷塊隆起區，弱堿性（pH值7～8）大氣水對富鈾地質體淋濾形成含鈾水溶液，二者相向匯集在火山塌陷洼地負向構造區混合導致鈾流體富集產生隱爆作用，疊加在斑巖型鈾鉬礦化之上形成細脈角礫狀鈾礦化。

（5）表生淋積改造鈾鉬成礦階段：古近紀后，礦區進入抬升剝蝕階段，礦化遭受氧化淋濾作用。礦床上部產生次生富集作用，形成水鈾釩-多水鈾鉬礦-藍鉬礦-彩鉬鉛礦。

460鈾鉬礦床礦石中的水云母δ（18O）＝-14×10-3～-15×10-3，晚期梳狀石英、灰色玉髓δ（18O）＝-14×10-3～-12×10-3，早期紅色、黑色玉髓δ（18O）＝-7×10-3～-4×10-3；在氫氧同位素δ（D）-δ（18O）圖解中，多分布在雨水線附近。礦石中硫同位素δ（34S）＝-3×10-3～-24×10-3。礦石中紫黑色螢石中包體溫度200～300℃。說明礦床成礦流體來源于大氣降水和深部火山巖漿氣液流體，屬中低溫火山熱液型鈾礦床。

2.2 找礦標志

2.2.1 地質標志

（1）鈾源層（體）標志：火山盆地基底發育鉀質混合巖化的中心（w（U）＝5×10-6～7×10-6；上侏羅統張家口組三段火山巖及次流紋斑巖體（w（U）＝10×10-6～15×10-6）。

（2）構造標志：NE向、NW 向或EW 向斷裂構造交匯部位；上侏羅統火山機構中的次流紋斑巖體和隱爆角礫巖。

（3）蝕變標志：水云母化、高嶺土化、硅化、綠泥石化、紫色螢石化、赤鐵礦化、黃鐵礦化等蝕變。

2.2.2 地球物理標志

（1）航放異常標志：航放伽瑪能譜U，Th，K異常是區域找礦的直接標志。在1︰250 000航放等值線圖上，460鈾礦床分布在航放U，Th，K高場（w（U）＝3.8×10-6～5.8×10-6，w（Th）＝28×10-6～30×10-6，w（K）＝2.5×10-6～8.8×10-6），并且U，Th，K異常疊合較好。

（2）航磁異常標志：在1︰200 000航磁ΔT等值線平面圖上，沽源火山盆地、火山機構多表現為圓形正負相間的剩磁異常帶或環狀正、負交替磁異常特征，這種特征與本區火山噴發由中基性→酸性→基性噴發、侵入巖多期活動有關；460礦床分布在正負磁異常（-50～100nT）的過渡區；區域性NE向F45斷裂磁場特征為磁異常梯度帶。

（3）重力異常標志：在1︰200 000布格重力異常圖上，460礦床處于低重力異常區（為上侏羅統火山盆地區，盆地基底為鉀質混合巖）和NE向重力梯度帶上（F45斷裂位置）。

鈾礦床分布在低重力低磁異常區，礦石具有低阻（15～200Ω·m）高極化（極化率＞8%）的特點［14-15］，地表鈾礦化位于伽瑪異常及活性炭異常區。

2.2.3 地球化學標志

在1︰100 000放射性水化學成果圖上，460鈾鉬礦床位于NE向Ⅰ級鈾礦水化學遠景區內的氡氣異常片和水系沉積物U，Rn，Mo，Be異常帶中。氡氣異常面積25km2，由5個異常點組成，氡濃度110～114Bq／L，異常系數4.8～6.3，濃集中心明顯；水中鈾含量增高，最高值7.3μq／L；U，Rn，Be化探異常暈是找礦的直接標志［16］。

1︰10 000汞法測量，在460礦床上方圈出長560m，寬350m，平均含量563×10-9，最大襯度174的Hg異常暈，異常暈長軸方向NW向，與鈾礦體走向一致［17］。

2.2.4 遙感影像標志

460鈾鉬礦床位于區域性NE向斷裂構造影像與小型環形構造交匯區，其對應于火山塌陷洼地中的張麻井破火山口，有含礦次流紋斑巖體侵入。因此，環形構造也是找礦標志之一。

表1 火山巖型鈾鉬礦床找礦模型Table 1 Prospecting model of volcanics-hosted U-Mo deposit

3 找礦模型

根據460鈾鉬礦床地質特征、成礦規律、找礦標志并結合區域及礦區的物化探異常特征，總結出火山巖型鈾鉬礦床找礦模型（表1）［18-19］，對今后在華北地臺北緣火山巖盆地中尋找該類型礦床具有指導意義。

注釋：

①張金帶，李子穎，羅毅，等.沽源—紅山子預測工作區火山巖型鈾礦資源潛力評價成果報告.北京：中國核工業地質局，2009.

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Prospecting model research of volcanics-hosted U-Mo deposits at north margin of the North China platform

DU li1，SHEN Guang-yin2，LIN Yin-shan2
（1.East China University of Radioactive Geologicaol Exploration Techniques Defense Key Kaboratory of Fundamental，Fuzhou344000，Jiangxi，China；2.Tianjin north China geological survey bureau nuclear Industry，tianjin baodi247brigade，Baodi301800，Tianjin，China）

U-Mo deposit 460is potential for prospecting volcanics-hosted U-Mo ore.Late volcanic hydrothermal mineralization overprints on the early porphyry mineralization.The deposit was formed in Late Cretaceous and Neogene.The remelted crustal materials，the acidic volcanics and sub-rhyolitic porphyry of the third member of Zhangjiakou formation are the U-source beds.Based on regional geological background，metallogenic setting and geological characteristics of the deposit the prospecting marks are highlighted and ore prospecting method is induced and summarized and the prospecting model is built for prospecting volcanics-hosted U-Mo deposits at north margin of the North China platform.

Volcanics-hosted U-deposit；geological features；metallographic model；prospecting marker；way of exploration；prospecting model；The North China platform

P612；P619.14

A

1001-1412（2012）04-0458-05

10.6053／j.issn.1001-1412.2012.04.010

2011-07-01；改回日期：2012-09-19；

王傳泰

天津華北地質勘查局科技創新項目（編號：津華勘2008第66號）與東華理工大學放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室開放基金（編號：2011RGET018）聯合資助。

杜俐（1963-），女，地質實驗師，學士，1986年畢業于東華理工大學，從事地質實驗及教學管理工作。通信地址：江西省撫州市東華理工大學放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室；郵政編碼：344000。

沈光銀。通信地址：天津寶坻區36號信箱，郵政編碼：301800；E-mail：shenguangyin88＠sina.com