若爾蓋鈾礦田東部104鈾礦床地質(zhì)特征及找礦遠(yuǎn)景分析

董之凱，李寶新，陳田華，張新民，馬冰，馮國(guó)丕

若爾蓋鈾礦田東部104鈾礦床地質(zhì)特征及找礦遠(yuǎn)景分析

董之凱，李寶新，陳田華，張新民，馬冰，馮國(guó)丕

（四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，成都 610052）

為了進(jìn)一步拓展104礦床的找礦空間，依據(jù)塔爾組上段的最新勘查進(jìn)展和成果，詳細(xì)總結(jié)了塔爾組上段碳硅泥巖型鈾成礦類型的鈾礦化特征。104鈾礦床位于南秦嶺鈾成礦帶西端，若爾蓋鈾礦田東端。本文在以往勘查和研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)該礦床的成礦地質(zhì)背景、鈾礦體（化）特征、礦床成因及找礦遠(yuǎn)景進(jìn)行了分析，認(rèn)為區(qū)內(nèi)地層、巖性、構(gòu)造及巖漿熱液活動(dòng)與鈾成礦關(guān)系密切，綜合分析認(rèn)為該礦床具有極大的鈾礦成礦潛力和找礦遠(yuǎn)景。

若爾蓋鈾礦田東部；104鈾礦床；含礦建造；鈾礦體特征；找礦遠(yuǎn)景

1 成礦地質(zhì)背景

104鈾礦床位于若爾蓋鈾成礦帶東緣，白龍江復(fù)背斜西段的白依背斜北東翼。西側(cè)緊臨若爾蓋鈾礦田內(nèi)的512鈾礦床；整體位于區(qū)域主斷裂溫泉—益哇大斷裂和瑪曲—略陽(yáng)大斷裂的上盤，為區(qū)內(nèi)較有利的成礦構(gòu)造位置，含礦巖層在礦化范圍內(nèi)呈單斜產(chǎn)出，多呈斷層接觸，產(chǎn)狀較陡，地表局部地段巖層直立或倒轉(zhuǎn)。

1.1 地層

出露的地層有：奧陶系蘇里木塘組、下志留統(tǒng)羊腸溝組（下段、上段）、下志留統(tǒng)塔爾組（下段、上段）、下志留統(tǒng)拉垅組（下段、上段）、下志留統(tǒng)下地組、中志留統(tǒng)馬爾組、上志留統(tǒng)卓烏闊組、下泥盆統(tǒng)普通溝組、下泥盆統(tǒng)尕拉組和第四系，其中下志留統(tǒng)塔爾組上段為主要賦礦層位（表1）。

表1 104鈾礦床地層簡(jiǎn)表

1.2 斷裂構(gòu)造

104鈾礦床位于白依背斜北翼東段，斷裂發(fā)育，主要為近東西向、北東向二組斷裂。其近東西向走向斷裂最為發(fā)育，為區(qū)內(nèi)的主干斷裂，北東向斷裂次之，常斜切或錯(cuò)斷區(qū)內(nèi)近東西向斷裂，北西向零星出露（圖1、表2）。

主要的控礦斷裂為近東西向及北東向斷裂組成菱形格狀構(gòu)造格架，近東西向斷裂控制了礦體的產(chǎn)出，北東向斷裂控制了礦體的定位。破礦構(gòu)造北西向斷裂主要產(chǎn)出于主要含礦目的層下志留系中。

1.3 巖漿巖

1.3.1分布及產(chǎn)出特征

巖漿活動(dòng)以侵入巖為主，主要集中分布于當(dāng)多溝-麻爾一帶，以巖體群的形式出現(xiàn)，均為晚加里東期基性輝綠巖脈。礦床內(nèi)巖體均分布于區(qū)域主要控礦斷裂溫泉-益哇大斷裂北側(cè)，大致呈東西向帶狀展布。主要侵位于下志留統(tǒng)羊腸溝組及塔爾組中，主要呈巖床或脈順層侵位。巖體規(guī)模斷續(xù)延伸達(dá)9km且沿礦床西部往外進(jìn)一步延伸，區(qū)內(nèi)最大巖體出露規(guī)模2.1km2，其它巖體一般0.1～0.6 km2。

圖1 104鈾礦床構(gòu)造綱要簡(jiǎn)圖

1.第四系全新統(tǒng)；2.第四系更新統(tǒng)；3.下泥盆統(tǒng)尕拉組中、上段；4.下泥盆統(tǒng)尕拉組下段；5.下泥盆統(tǒng)尕拉組普通溝組上段；6.上志留統(tǒng)卓烏闊組；7.中志留統(tǒng)馬爾組；8.下志留統(tǒng)下地組9.下志留統(tǒng)拉垅組上段；10.下志留統(tǒng)拉垅組下段；11.下志留統(tǒng)塔爾組上段；12.下志留統(tǒng)塔爾組下段；13.下志留統(tǒng)羊腸溝組上段；14.下志留統(tǒng)羊腸溝組下段；15.上奧陶統(tǒng)蘇里木塘組；16.輝綠巖脈；17.地質(zhì)界線；18.角度不整合界線；19.正斷層；20.逆斷層；21.背斜；22.鈾礦床、礦點(diǎn)

表2 主要斷裂特征一覽表

構(gòu)造單元編號(hào)名稱及性質(zhì)產(chǎn)狀及規(guī)模影響地層主要特征及依據(jù)走向斷面產(chǎn)狀長(zhǎng)度(km) 近東西向斷裂F21逆斷層300°傾向、傾角不明＞30志留系橫貫全區(qū)，分布在塔爾—漢東卡以南一帶，水平錯(cuò)距250～500m F22逆斷層300°傾向、傾角不明＞30志留系橫貫全區(qū)，分布在普通—漢東卡以北一帶，水平錯(cuò)距250～500m 北東向斷裂F15逆斷層60°～70°傾向北西，傾角60°～70°＜12泥盆系、志留系、奧陶系、寒武系斷層穿切的下志留統(tǒng)塔爾組、拉垅組的硅質(zhì)巖、灰?guī)r和加里東期輝綠巖帶明顯右行錯(cuò)位，水平斷距達(dá)4km，斷裂向南西繼續(xù)延伸 F19平移斷層、正斷層55°～70°傾向、傾角不明＜10志留系、奧陶系、寒武系主體斷層破碎帶寬達(dá)200～500m F20逆斷層60°～70°傾向、傾角不明＜6志留系北東端微具收斂，南西端方向略偏西，且微具撒開之勢(shì)，總體形態(tài)比較規(guī)則。斷層水平斷距中段大（100～200m），向兩端逐漸減小直至消失

1.3.2巖石礦物特征

輝綠巖呈灰綠、暗綠色，具中-細(xì)粒變余和變余斑狀結(jié)構(gòu)，蝕變強(qiáng)烈者還具鱗片纖維變晶結(jié)構(gòu)，定向構(gòu)造和片理構(gòu)造，原生造巖礦物主要有基性斜長(zhǎng)石(65%～70%)和普通輝石(3%～35%)，少量石英、黑云母，副礦物為榍石、鋯石、磷灰石，金紅石、鈦鐵礦等。基性斜長(zhǎng)石斑晶呈長(zhǎng)板狀，斜長(zhǎng)石基質(zhì)呈長(zhǎng)條狀，多發(fā)育聚片雙晶，并由條狀晶體搭成格架，格架內(nèi)充填有他形假像輝石和鈦鐵礦等。斜長(zhǎng)石不同程度的鈉黝簾石化和脫鈣化，輝石已全部蝕變，次閃石化、綠泥石化較強(qiáng)，次為碳酸鹽化、陽(yáng)起石化、絹云母化，其圍巖已蝕變?yōu)榻菐r或斑點(diǎn)板巖。

1.3.3巖石化學(xué)特征

根據(jù)埡口地段前人所采年齡樣以全巖鉀—?dú)宸y(cè)年齡為368±0.13 Ma和390±0.l1 Ma，應(yīng)屬海西早期巖漿活動(dòng), 巖石化學(xué)組分特征詳見表3。

表3 輝綠巖化學(xué)成分表

注：樣品GC01～GC03數(shù)據(jù)來(lái)源原川地四零五隊(duì)1981年初查報(bào)告；樣品C178分析數(shù)據(jù)來(lái)源于原核工業(yè)部三所。

1.3.4巖漿活動(dòng)鈾成礦的關(guān)系

綜合分析認(rèn)為104礦床巖漿活動(dòng)與鈾成礦的關(guān)系：一是礦源層的形成與附近的早期的巖漿活動(dòng)有著一定聯(lián)系；二是礦源層形成之后，提供了改造富集所需的熱源及成礦熱液。

2 鈾礦化特征

2.1 鈾礦體特征

前人在該礦床發(fā)現(xiàn)的礦體均埋深在200m以淺，而近年來(lái)隨著勘查工作及投入的增加，首次在距地表200 m以深發(fā)現(xiàn)工業(yè)鈾礦體，延展了該礦床的找礦空間并擴(kuò)大了找礦潛力。礦床內(nèi)新發(fā)現(xiàn)工業(yè)鈾礦體1個(gè)和多個(gè)鈾礦化，在地表新發(fā)現(xiàn)具有較好找礦意義的鈾礦化點(diǎn)1處及多處鈾異常。

礦體賦存于下志留統(tǒng)塔爾組上段下部含碳硅質(zhì)灰?guī)r中。礦體呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出（圖2）。礦體主要受巖性和構(gòu)造控制，賦礦標(biāo)高2764 m，礦體走向總體與地層走向一致，傾角69°。礦體真厚度1.63 m，化學(xué)分析品位一般0.056%～0.447%，最高品位達(dá)0.685%；礦體頂?shù)装鍑鷰r均為灰黑色含碳硅質(zhì)板巖，礦化不均勻，富礦地段見明顯的鈣質(zhì)淋濾、脫碳及砂化現(xiàn)象。

圖2 104鈾礦床4號(hào)勘探線剖面示意圖

1.下志留統(tǒng)拉攏組下段；2.下志留統(tǒng)塔爾組上段；3.下志留統(tǒng)塔爾組下段；4.細(xì)砂巖；5.含炭硅質(zhì)巖；6.含炭板巖；7.絹云母板巖；8.含炭硅質(zhì)板巖；9.粉砂質(zhì)板巖；10.構(gòu)造破碎帶；11.產(chǎn)狀；12.斷層；13.氡濃度曲線；14.鈾含量曲線；15.釷含量曲線；16.鉀含量曲線；17.總量曲線

2.2 鈾礦化特征

新發(fā)現(xiàn)的鈾異常帶多具放射性強(qiáng)度高、規(guī)模較大，異常峰值穩(wěn)合性好的特征。伽瑪總量測(cè)量一般200×10-6～2579×10-6，礦化部位寬約20 m，地表走向延伸大于50 m。礦化段能譜視鈾含量一般為50×10-6～315.3×10-6，最高達(dá)549.5×10-6；氡氣濃度值一般為296.9～1492.2 Bq/L，最高氡濃度值達(dá)4566.7 Bq/L，其超出區(qū)氡濃度異常下限值達(dá)15倍多，結(jié)合鄰區(qū)510、512礦床，深部礦體與氡氣濃度有良好對(duì)應(yīng)關(guān)系的特點(diǎn)，該區(qū)能譜測(cè)量峰值與氡氣濃度峰值對(duì)應(yīng)較好，且異常峰值吻合性較好（圖3），更說(shuō)明其找礦潛力極大。

2.3 圍巖蝕變

104鈾礦床內(nèi)的圍巖蝕變有碳酸鹽化、綠泥石化、硅化、黃鐵礦化、黃銅礦化、粘土化、絹云母化和退色現(xiàn)象；總體上鈾礦圍巖蝕變宏觀標(biāo)志特征不是十分明顯，除硅化、碳酸鹽化和黃鐵礦化，其它圍巖蝕變現(xiàn)象不明顯。硅化及碳酸鹽化是區(qū)內(nèi)與鈾成礦密切相關(guān)的熱液產(chǎn)物。

硅化主要沿?cái)嗔褬?gòu)造發(fā)育，硅化產(chǎn)生的微晶石英既有充填方式形成的，也有交代方式形成的。硅化作用主要表現(xiàn)為微晶石英沿碎裂灰?guī)r碎裂面及構(gòu)造巖中巖屑邊緣對(duì)灰?guī)r進(jìn)行溶蝕交代。硅化作用反映了含礦構(gòu)造的分布，但并非所有含礦構(gòu)造都伴隨有硅化。系統(tǒng)剖面的薄片觀察表明，發(fā)育有硅化的構(gòu)造破碎帶及碎裂巖帶與鈾礦體或斷裂構(gòu)造的部位基本一致。因此，硅化和方解石化是礦床內(nèi)典型的與成礦同時(shí)形成的熱液活動(dòng)產(chǎn)物。

圖3 104鈾礦床當(dāng)多南礦化點(diǎn)伽瑪能譜—氡氣綜合剖面示意圖

1.下志留統(tǒng)拉攏組下段；2.下志留統(tǒng)塔爾組上段；3.下志留統(tǒng)塔爾組下段；4.下志留統(tǒng)羊腸溝組上段；5.下志留統(tǒng)羊腸溝組下段；6.產(chǎn)狀；7.硅質(zhì)巖；8.灰?guī)r；9.硅質(zhì)灰?guī)r；10.含炭硅質(zhì)灰?guī)r；11.中砂巖；12.粉砂質(zhì)板巖；13.細(xì)砂巖；14.板巖；15.硅質(zhì)板巖；16.測(cè)井品位%/真厚度m；17.鈾礦體；18.鈾礦化體；19.鈾異常體

圖4 巖礦石中黃鐵礦的δS34值分布圖

3 礦床成因及遠(yuǎn)景分析

3.1 礦床成因分析

3.1.1礦巖時(shí)差性

礦床內(nèi)含礦建造為下志留統(tǒng)含碳硅灰?guī)r組合體，其年齡為430～410 Ma；根據(jù)瀝青鈾礦鈾鉛年齡測(cè)定，最早為48.5 Ma，最新為13 Ma。而礦石鉛同位素等時(shí)年齡，主要賦礦為62 Ma左右開始，最新為7Ma，屬始新-全新世時(shí)期成礦，成礦的時(shí)代很新。總的礦巖時(shí)差370～420 Ma，屬典型的后生鈾礦床。

3.1.2 礦物共生組合特征

鈾礦物與低溫金屬硫化物共生，成因關(guān)系密切。原生礦物組合主要有瀝青鈾礦和鈾黑-黃鐵礦和白鐵礦-閃鋅礦-硫鉬礦-硫鐵鎳礦-硫釩銅礦-辰砂。表生礦物組合有銅鈾云母、釩鈣鈾礦、鈾黑-鉬華、褐鐵礦、紫硫鎳鐵礦、孔雀石-水鋁英石、石膏等。脈石礦物以方解石、石英為主，次為絹云母、白云石。

上列原生礦物中，未見高、中溫?zé)嵋旱V床形成的鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦、輝鉬礦等，所見低溫礦物組合中：硫鉬礦、硫鐵鎳礦、硫釩銅礦系本地段具有礦床成因意義的標(biāo)型特征礦物組合。

3.1.3同位素特征

1）鉛位素特征

根據(jù)對(duì)礦石鈾-鉛位素分析，礦床內(nèi)主要含礦建造中的206Pb值33.66%～86.78%，顯示出異常鉛的特征。含礦巖層頂?shù)装鍖游坏纳百|(zhì)板巖中的鉛含量較高，變化幅度大，但鉛同位素組成的變化很小，206Pb值為27.0～28.7%，屬一般的正常鉛含量。礦石中206Pb/204Pb為27.27～511.53，平均179.24，變化較大，其變化系數(shù)為88%，這一明顯變異反映出鉛的形成具多階段性。207Pb/204Pb為16.29～64.69，一般為20左右；208Pb/204Pb為34.46～38.32，一般37，變化均不大。

2）硫同位素特征

根據(jù)對(duì)礦床內(nèi)巖礦石硫同位素分析，硫同位素δS34由8.4‰~-41.5‰，變化范圍大，總的以輕硫同位素為主。除板巖型礦石δS34=0.5‰～8.40‰，平均5.32‰，顯重硫同位素特征外，硅質(zhì)巖型和灰?guī)r型礦石，多顯輕硫同位素特征，且變化較大，具礦石越富δS34負(fù)值越大，平均δS34由-23.27‰～-38.6‰（圖4）。

由于石英和方解石是若爾蓋鈾礦田內(nèi)與熱液成礦作用密切相關(guān)的脈石礦物，因此與石英和方解石脈共生產(chǎn)出的黃鐵礦亦是熱液作用的產(chǎn)物。從圖4中可以看出，硫同位素組成值域盡管跨度大，但較為集中地分布在兩個(gè)值域。即0.5‰～8.40‰和23.27‰～-38.6‰，前一值域主要反映了深部成礦流體的活動(dòng)，后一值域則反映了地層形成時(shí)細(xì)菌還原硫同位素組成的特征。

根據(jù)與若爾蓋鈾礦田內(nèi)相鄰礦床主要含礦巖石及方解石脈的碳氧同位素對(duì)比分析（表4，圖5），該礦床內(nèi)地層中的灰?guī)r、硅質(zhì)巖及方解石脈與含礦方解石脈具有明顯不同的碳氧同位素組成成分，反映兩者的碳氧同位素來(lái)自不同的體系，也說(shuō)明礦化劑的來(lái)源不是地層。

3）碳氧同位素特征

依據(jù)對(duì)若爾蓋鈾礦田內(nèi)的碳氧同位素組成分析，與成礦作用關(guān)系最為密切的含礦方解石脈的碳同位素組成（δ13C值為-2.78‰～-4.81‰）與地幔來(lái)源的δ13C值（-5±2‰）十分相似，成礦流體表現(xiàn)為地幔來(lái)源的特點(diǎn)。δ18O值為-13.14‰～-15.05‰，平均-13.87‰，其與我國(guó)熱液型鈾礦床比較，遠(yuǎn)高于熱水循環(huán)富集型鈾礦（δ18O值為＜-68.2‰），稍高于巖漿期后熱液型（δ18O值為-25.1‰～-20.2‰）和地幔流體富集型鈾礦（δ18O值為-24.1‰～-22.2‰）。而104鈾礦床礦體中含礦方解石碳氧同位素，其δ13CV-PDB值為-3.3‰，δ18OV-PDB為-14.6‰，表明礦床內(nèi)碳氧同位素組成與若爾蓋鈾礦田內(nèi)其它礦床含礦方解石脈中的碳氧同位素組成具有高度的同源性。結(jié)合流體包裹體成分分析，說(shuō)明成礦流體應(yīng)當(dāng)為巖漿期后熱液或者地幔流體，但在中晚階段有大氣降水的混入。綜合碳氧同位素組成特征，表明礦田內(nèi)的成礦流體主要來(lái)源于地幔。

表4 若爾蓋鈾礦田灰?guī)r、硅灰?guī)r及方解石脈的碳氧同位素組成特征表

3.1.4 礦床成因

綜上，104礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源于地殼或下古生代（志留系）地層；成礦熱液來(lái)自于深部流體及與大氣降水的混合、混染；在流體遷移過(guò)程中活化、萃取圍巖中的鈾，在適宜的次級(jí)構(gòu)造破碎帶和有利的灰?guī)r、硅（炭）灰?guī)r中沉淀、富集，并經(jīng)過(guò)后期近地表改造作用，進(jìn)一步富集成礦。綜合認(rèn)為礦床為多源多期多階段復(fù)合疊加成因礦床。

3.1.5 遠(yuǎn)景分析

1）104鈾礦床位于若爾蓋鈾礦田東部，具有與鈾礦田內(nèi)大、中型鈾礦床相似的成礦地質(zhì)背景及條件，主要成礦地質(zhì)體在104礦床內(nèi)出露規(guī)模較大，具備良好的找礦潛力。

2）104鈾礦床新發(fā)現(xiàn)的礦化點(diǎn)及異常點(diǎn)、帶，反映區(qū)內(nèi)具有良好的鈾礦化信息。特別是礦床東部當(dāng)多南發(fā)現(xiàn)的鈾礦化點(diǎn)最具代表性，伽瑪能譜異常峰值與氡濃度異常峰值對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，亦反應(yīng)了深部賦礦的可以性極大，極具找礦意義。

3）結(jié)合近幾年的勘查成果，首次在距地表200 m以深發(fā)現(xiàn)工業(yè)鈾礦體，且深部所發(fā)現(xiàn)的礦體主要為單工程控制，顯示其具有良好的鈾礦成礦潛力和找礦前景。

4 結(jié)語(yǔ)

1）104礦床礦體賦存于下志留統(tǒng)塔爾組上段下部含碳硅質(zhì)灰?guī)r中，礦體呈透鏡狀及似層狀產(chǎn)出，礦體主要受巖性和構(gòu)造控制。

圖5 若爾蓋鈾礦田碳氧同位素組成分布圖

2）根據(jù)與若爾蓋鈾礦田內(nèi)相鄰礦床主要含礦巖石及方解石脈的碳氧同位素對(duì)比分析，認(rèn)為104礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源于地殼或下古生代（志留系）地層；成礦熱液來(lái)自于深部流體，礦床應(yīng)為多源多期多階段復(fù)合疊加成因礦床。

3）本文通過(guò)對(duì)成礦地質(zhì)背景、礦體特征和礦床成因等的研究并結(jié)合近幾年的勘查成果，綜合分析認(rèn)為104鈾礦床具有良好的鈾礦成礦潛力和找礦前景。

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王永飛，李寶新，陳田華，張新民，董之凱．2018．若爾蓋鈾礦床中硅質(zhì)灰?guī)r巖石學(xué)及地球化學(xué)[J]．四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，38(2)：225-244．

Geological Features and Prospecting Potential of the 104th Uranium Deposit in the Roigê Uranium Orefield

DONG Zhi-kai LI Bao-xin CHEN Tian-hua ZHANG Xin-min MA Bing FENG GUO-pi

(Sichuan Institute of Uranium Geological Survey, Chengdu 610061)

The 104th uranium deposit lies in the western end of the South Qinling Uranium Metallogenic Belt and the eastern end of the Roigê Uranium Orefield. It is a carbonaceous-siliceous-pelitic rock type uranium deposit.The present paper has a discussion on geological background, uranium mineralization characteristics, ore genesis and prospecting potential of the 104th uranium deposit. Stratigraphy, lithology, structure and magmatism are related to the uranium mineralization. The studied area has great potential for the carbonaceous- siliceous-pelitic rock type uranium mineralization and prospecting.

Roigê uranium orefield; the 104th uranium deposit; ore formation; uranium orebody feature; prospecting potential

2020-10-25

董之凱（1988-），男，內(nèi)蒙古赤峰市人，工程師，從事鈾礦地質(zhì)礦產(chǎn)勘查

李寶新（1973-），男，遼寧錦州人，教授級(jí)高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查

P619.14

A

1006-0995（2021）02-0235-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.010