阿拉善臺塊南緣鈾礦成因類型及成礦環境

■劉勇

（甘肅省核地質二一二大隊甘肅武威733040）

阿拉善臺塊南緣鈾礦成因類型及成礦環境

■劉勇

（甘肅省核地質二一二大隊甘肅武威733040）

阿拉善臺塊位于華北板塊西部邊緣，沉積－構造活動自早元古界至今，所產出的鈾礦種類較多，近年來隨著對這一區域地層、構造的認識的提高，對以往發現的鈾礦也產生了新的認識。通過進一步總結整理，認為該區域上覆于古含鈾建造上的中新生代盆地砂巖型，以及熱液蝕變型鈾礦最具有遠景意義。

構造單元 鈾礦化 成因類型 成礦遠景

世界范圍內，具有重要工業意義的鈾礦藏，主要集中在早元古代和中新生代，成因上有不整合面型、與裂谷活動有關的鈾礦和中新生代后生水成鈾礦等類型，他們占了總儲量的絕對數。甘肅西部地區鈾礦產較豐富，產出大多與古生代構造——巖漿活動有關，近年來，隨著地學領域研究的不斷深入，結合河西地區地質背景對鈾產出條件進一步認識，進一步提高找礦效果是我們當前工作的重要問題。

1 鈾礦成礦盒構造特征

阿拉善臺塊南緣位于秦祁昆成礦域祁連昆侖成礦省和古亞洲—濱太平洋成礦域華北陸塊成礦省，分屬龍首山—祁連山成礦帶、潮水盆地成礦區（插圖1）。

1.1 龍首山—祁連山成礦帶

龍首山成礦帶位于祁連褶皺系內的阿拉善地塊南緣，屬于祁連昆侖成礦省。

阿拉善地塊由龍首山群混合片麻巖、片巖及磁鐵石英巖、混合質變粒巖、淺粒巖夾大理巖或白云巖，大理巖、片巖、變粒巖。屬新太古代晚期至古元古代末期。是一個結晶較好、鈾原始豐度較高的陸塊，鈾礦床集中產在富堿質花崗巖中。

其南頻臨北祁連褶皺帶，褶皺回返后一些復理石或磨拉石建造中有與后生熱液作用的鈾礦床產出。

1.2 潮水盆地成礦區

潮水盆地成礦區屬華北陸塊成礦省，是發育在華北板塊西段阿拉善地塊上的中新生代盆地，侏羅—白堊紀河湖相沉積廣泛，產出多個鈾床。

2 鈾礦化的成因類型

本區發現的鈾礦床數量較多，分屬花崗巖型和砂巖型，在成因上主要有：重熔巖漿結晶分異型，與構造－蝕變活動有關的堿交代型和硅化帶型，中新生代沉積中的碎屑巖型。

硬巖型鈾礦幾乎均分布在龍首山斷隆內，主要鈾礦床有701礦、706礦、1204礦、7201礦和207礦。砂巖型中新生代碎屑巖類鈾礦分布在潮水盆地，有1206礦、594—1礦、唐家溝礦、703礦。

2.1 硬巖鈾礦床特征

重熔巖漿結晶分異型是207礦床。礦床位于龍首山中西段，礦化產于呂梁期（2180－1720Ma）偉晶狀白崗巖中，偉晶狀白崗巖與同源的石英閃長巖屬幔殼重熔巖漿分異的產物，產出在發育于龍首山巖群上部巖段（塔馬子溝組）中同構造期剪切帶內。塔馬子溝組是灰白色大理巖、黑云斜長片巖、石英巖、斜長角閃片巖及花崗混合巖，上覆層是墩子溝群白云質大理巖、炭質千枚巖、透閃片巖、石炭系礫巖砂巖。其中偉晶狀白崗巖除淺部淋濾層外，本身是一個巨大的礦化體，在偉晶狀白崗巖與塔馬子溝組和石英閃長巖的接觸帶，以及海西期正長巖接觸帶上，往往形成厚大的富礦體，成礦年齡也有兩組（1792和314Ma，鈾鉛法，夏敏亮），表明鈾成礦與成巖是同期的，海西構造活動對礦化有所改造（插圖2）。

堿交代巖型礦床有701、706，點帶數量眾多，礦化是伴隨加里東－海西期巖漿活動產生的鈉交代作用成礦，礦巖以新生鈉長石化為特征，成礦時期自晚泥盆紀一至早二疊世末。701和706礦床位于龍首山中段，礦化產于加里東晚期花崗巖或白云質大理巖、云英片巖中，礦化主要賦存在沿斷裂變異部位分布的堿交代巖中。

構造－蝕變活動有關的7201礦床，是北方較少見的硅化帶型鈾礦床，礦床位于龍首山中段，礦化產于震旦系大理巖、千枚巖和加里東早期角閃巖中，成礦時期同為晚泥盆紀一至早二疊世末。控礦因素是革命溝大斷裂形成的構造蝕變帶，蝕變以硅化為主，形成硅質巖帶、透閃石化大理巖帶（插圖3）。

2.2 砂巖型鈾礦床特征

703礦床位于潮水盆地西段，礦化產于下白堊統扇前洼地亞相砂巖、細砂巖和粉砂巖中，礦床范圍為盆地中的局部匯水低地邊部，礦化不完全受層位控制，也不完全受標高或水位梯度控制，成礦屬于后生潛水氧化疊加層間氧化作用。

唐家溝礦位于潮水盆地中東段，礦化產于中下侏羅統龍鳳山組煤巖中，礦化受煤巖的還原—吸附作用控制。

1206礦位于潮水盆地中西段，礦化產于下白堊統廟溝組灰色泥巖、粉砂質泥巖中，屬同生沉積型鈾礦床。

594—1（紅溝窯）礦床位于潮水盆地西南外緣，礦化賦存在侏羅系中統龍鳳山群扇前洼地亞相的炭質粉砂巖中，礦化與侏羅紀以來含氧含鈾地下水的氧化—還原作用有關。

3 構造與建造

3.1 龍首山—祁連山成礦帶

太古界陸塊是最重要原始含鈾層位，原始陸塊的成因與鈾富集關系重大。

龍首山巖群下部基本為一些片麻巖和花崗質混合巖，其上有大段的鎂大理巖；上部以各種片巖為主，夾火山巖。原巖特征為陸源碎屑巖—火山巖—碳酸鹽組合。蓋層為薊縣系墩子溝群為濱海～淺海陸棚沉積的富硅、鎂、磷、碳酸鹽的灰色、紫紅色陸源碎屑巖～碳酸鹽建造。晚元古代南華—震旦系多雜色冰磧礫巖、砂巖和灰巖，含磷。

龍首山群主體為古元古界，但部份同位素年齡30.56億和26.95億年（釤釹法，湯中立），顯然，時代跨新太古代。

龍首山群酸性巖化較強，主要表現是混合巖化作用，其中混合花崗巖和混合片麻巖的Na2O+K2O為6～11%，呈堿性和過堿性，K2O：Na2O可達為l：1～7：1；混合正長巖的Na2O+K2O為9～12%。北側北大山的混合巖Na2O+K2O為4～10%，屬鈣堿性，K2O：Na2O為l：l～2：l[戴永久]。

龍首山群鈾的豐度一般3—6×10—6，均值4.8×10—6，明顯高于地殼平均值和地殼酸性巖克拉克值，其中混合巖、片巖中U豐度為6.7—10.4×10—6（見表1）。釷鈾比值偏低，Th/U=3.60，與酸性侵入巖中鈾含量均值6.1×10—6，Th/U=4.50相比明顯，顯示地臺建造在后期有鈾的代入導致。中—上元古界鈾含量3.0×10—6，Th/U=3.10，亦顯示鈾的遷入。

表1 龍首山地區各地層鈾釷鉀平均含量表

從地臺演化來看，龍首山硅鋁質殼層演化成熟相對成熟，鉀質混合巖和鉀長花崗巖發育，巖石鉀質成份含量高，巖石具有相對好的鈾豐度。相較于敦煌地塊大洋環境的富鈉云英閃長巖、角閃片麻巖，和北大河群的混合質花崗巖、石榴石英片巖、大理巖、角閃片巖等較高變質相，龍首山鈾成礦條件相對較好。

中元古代，本區多為優地槽沉積，陸源海相碎屑巖和海相碳酸鹽巖發育，后期經褶皺和區域變質，未發現前寒武紀不整合面型鈾礦化。

早古生代末祁連洋盆閉合，造山作用產生大規模巖漿侵位，北祁連多是幔源型富鈉的花崗巖、二長花崗巖，向北過渡為幔、殼混合型石英閃長巖和富鉀花崗巖。龍首山中，這一期巖漿作用產生大量如芨嶺巖體的富鈾花崗巖體，有許多與巖漿分異有關的鈾礦化現象，但均未型成礦床，屬于鈾的預富集作用（表2）。

表2 龍首山地區早古生代侵入巖鈾釷鉀平均含量表

晚古生代發育石炭紀和二疊紀二個旋回。石炭紀為海陸交互相含煤建造，二疊紀是陸相碎屑沉積。

晚古生代巖漿巖作用較弱，但晚古生代的構造——巖漿作用是龍首山地區鈾成礦的重要因素。區內熱液作用形成的鈾礦床，產生在構造變形、破碎部位，以強烈鈉長石化、硅化、絹云母化和方解石化為特征，成礦365±20ma、339～245ma（701和706），378～292ma（7201）。因此，在早古生代巖漿作用鈾預富集基礎上，晚古生代熱液作用是直接的鈾成礦作用。

3.2 潮水盆地成礦區

中新生代構造萌動于三疊紀，早中侏羅紀產生強烈斷陷—拗陷。潮水盆地是一個具多層結構、有陸向斜型特點盆地。早中侏羅紀，形成河湖相含煤碎屑沉積，侏羅紀末多數拗陷回返，早白堊世則是在侏羅紀拗陷的基礎上擴張的結果，下統廟溝組為雜色砂巖及黑色頁巖，上統沙棗河組多為紫色砂泥巖。新構造形式以不均衡的升降，沉積有紅色砂泥巖，一些盆地邊緣抬升暴露，為后生鈾礦成礦提供了條件。

鈾礦化主要產在中下侏羅系和早白堊系兩個旋回中，鈾礦化存在同生沉積和后生氧化—還原作用兩種成因。

早中侏羅世為溫曖潮濕還境沉積，其河湖相含煤碎屑巖系中，有含鈾煤巖礦床（唐家溝）和富炭屑的砂巖鈾礦化（紅沙崗），成礦多與同生和后生還原吸附有關。

早白堊世是一套雜色砂巖、泥巖、泥灰巖，局部頁巖，鈾礦床產出形式多樣。在具備一定還原物質的灰、灰綠色河流或三角洲砂巖中，長期的地下水作用形成后生氧化—還原作用的鈾礦床（703）；某些匯水的山前或扇緣洼地中的灰黑色粉砂巖、粉砂質頁巖中，同生和后生吸附作用形成鈾礦床（594—1）；在泥巖、泥灰巖中產生同生沉積鈾礦床（1206）。

4 鈾礦成礦前景及找礦方向

4.1 與早元古代含鈾建造和溶濾—交代巖漿巖中的鈾礦

早元古代末期，龍首山地區（尤其是其中西段）產生了范圍較廣、程度不均的混合巖化和重熔—巖漿作用，形成許多混合質的巖漿巖，這樣巖體具有相對較好的深溶作用和一定的分異，如花崗閃長巖和白崗巖的偉晶結構，從花崗巖、角閃花崗巖到白崗巖的分異。圍繞著角閃花崗巖和白崗巖，放射性異常規模大、強度高。巖體中鈾含量接近礦化水平，其中，紅石泉巖體鈾豐度14.2×10—6，是成礦巖體。當早元古代末期的構造剪切帶存在時，較好的深溶和分異條件、具備含鐵圍巖巖時，可形成規模較大的鈾礦床。

4.2 與晚古生代巖漿熱液作用有關的鈾礦

如前所述，龍首山地區在早古生代巖漿作用鈾預富集基礎上，晚古生代熱液作用是直接的鈾成礦作用。鈾礦成礦多產在該期熱液作用的構造破碎帶中。

產在早古生代巖漿巖內或近旁的鈾礦，其表現為堿交代作用控礦，該類礦床數量最多，除龍首山701、706外，外圍北祁連還發現有622、623。該類型鈾礦在龍首山仍有很大潛力，如苦井溝—小青羊、西岔等，應圍繞芨嶺巖體開展工作，特別注意晚古生代的斷裂破碎帶、尤其是北西西向與東西向斷裂的交會部位。由于K與Na交代一般不會同時出現，因此應注意高鈾、低鉀場暈中也可能存在隱伏鈉交代體。

早古生代巖漿巖與中—上元古界富磷的大理巖圍巖接觸帶，硅化、透閃石化蝕變發育，當構造條件的利（斷裂破碎），并且有富鐵質基性脈巖存在，同樣產出硅化帶型鈾成床。區內芨嶺巖體北緣與中上元古界由馬路溝大斷裂相分，巖體內也同有多條近東西向斷裂發育，沿該組斷裂有眾多點帶分布，仍有很大找鈾潛力。

4.3 中新生代碎屑巖中的鈾礦

中新生代碎屑巖中的鈾礦具有地浸開采的天然優勢，是當前鈾礦的主攻方向。這類鈾礦一般形成在砂泥互層結構的砂巖中。在中亞國家、美國懷俄明盆地中均有許多這類礦床，我國鄂爾多斯盆地、伊犁盆地均獲得了很大突破。

甘肅中新生代盆地眾多，但盆地大小不一，含鈾沉積埋藏往往偏大。潮水盆地是規模較大、總體埋深不大，又處于富鈾地塊內的一個條件較好的盆地，邊緣沉積層有含煤的侏羅系，白堊系下部也有灰色巖系，因此被劃為華北陸塊成礦省下的潮水盆地鈾成礦區。

根據潮水盆地的沉積結構和埋深、巖性巖相和鈾還原物容量分析，潮水盆地中段北緣具有形成較大規模可地浸砂巖鈾礦的成礦條件。

中新生代碎屑巖中的鈾礦以其特有的優勢，是本區最重要的找礦類型。

5 結語

我國能源結構不盡合理，大量使用礦物燃料造成了較嚴重的環境污染和破壞，以及一些氣候問題。改變能源結構是發達國家的共識，這其中核能源更具有清潔、穩定、安全、高效特點，因此，鈾礦找礦是能源轉型之所需和必要。以往鈾礦地質工作由于認識和技術手段的局限性，大多從就礦找礦入手，缺乏認識深化和模式總結，本文試圖對龍首山鈾礦床在成因上、在規律上進行探討，在找鈾方向上提出一些觀點和看法，以便對今后工作有所裨意。

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P612[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-51-3