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石英卵石砾岩型铀矿床

周敏

卵石砾岩型铀矿床基本信息

中文名称 石英卵石砾岩型铀矿 外文名称 quartz pebble conglomerate-type urnnium deposit
资源量 几万吨至20万吨甚至50万吨 学    科 核地质学

石英卵石砾岩型矿床概述

学科:核地质学

词目:石英卵石砾岩型铀矿床

英文:quartz pebble conglomerate-type urnnium deposit

石英卵石砾岩型铀矿床造价信息

市场价 信息价 询价

石英卵石砾岩型铀矿床常见问题

砾岩的性质

砾岩的性质取决于砾石的成分和胶结物,所以要描述砾石成分、粒径、磨圆程度及胶结物等。层理明显时也要描述其厚度、产状  全风化、强风化层能打动探时还是打一下

砾岩最主要的特点是( )A粗糙,B有层理 C有小石或卵石组成。

砾岩最主要的特点是( )A粗糙,B有层理 C有小石或卵石组成。 选C由小石或卵石组成砾岩(conglomerate)是一种由圆浑状的砾石(粒径大于 2毫米)胶结而成的岩石,是圆状和次圆状的砾石占岩石总...

中国铀矿石从何而来

这不是啥机密,网上书上都能查到。我国现在共探明铀矿200多个,主要分布在江西、广东、湖南、广西,新疆、辽宁、云南、河北、内蒙古、浙江、甘肃等省。空间分布上我国铀矿分南、北两个大区,北方铀矿区以火山岩型...

砾岩的矿物成分

硬石膏是一种盐矿物,它的成分为无水,与石膏的不同之处在于它不含结晶水。在潮湿的环境下硬石膏就会吸收水分变成石膏。硬石膏是重要的造岩矿物,就是说很多岩石中都有它的成分。硬石膏的晶体是柱状或板状,晶体在...

砾岩的结构和构造

砾岩:角砾状结构,中厚层状构造

铀矿床类型概述

铀矿床的分类多以矿床成因作为主要分类原则,可划分为内生铀矿床和外生铀矿床两个大类。然后,再根据矿床的成矿环境、容矿主岩、成矿作用特征进行细分。中国铀矿床划分为花岗岩型、火山岩型、泥岩型和砂岩型四个主要类型。国际原子能机构提出的新的铀矿床分类方案中,将铀矿床划分为:与不整合面有关型、砂岩型、脉型、塌陷角砾岩筒型、表生型、石英卵石-砾岩型、角砾杂岩型、侵入岩型、磷块岩型、火山岩型、交代岩型、变质型、褐煤型和黑色页岩型等14种。

角砾杂岩铀矿床基本简介​​

​学科:核地质学

词目:角砾杂岩铀矿床

英文:breccia complex uraniLlnl deposit

释文:由于此类矿床的铀资源量巨大,矿石的有用组分多且独特(一铀一稀土元素),世界各国对于寻找此类矿床表现出浓厚的兴趣,但是,迄今为止,位于澳大利亚南部的奥林匹克坝铀矿床是已知惟一有工业价值的角砾杂岩铀矿床。

砂岩型铀矿床简介

砂岩型铀矿床系指产于砂岩、砂砾岩等碎屑岩中的外生后成铀矿床。砂岩型铀矿床产于陆块(地台)或中间地块上的大中型自流盆地以及造山带山间盆地的陆相、海陆交互相沉积中,其中以河流相和三角洲相沉积最为重要。产铀砂岩的时代主要是中新生代,少数为中元古代和新古生代。砂岩型铀矿床成因上主要有两类,即层间氧化带型和潜水氧化带型。矿床中的铀矿物主要是沥青铀矿、铀黑和铀石,某些矿床中铀的次生矿物占重要地位。20世纪60年代地浸技术开采砂岩铀矿获得成功,使许多不经济或次经济的砂岩铀矿床转化为经济可采铀资源,成为世界上最重要的铀矿床类型之一和许多国家首选的找矿目标类型。拥有重要砂岩型铀矿床的国家有:哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、俄罗斯、美国、中国、尼日尔、加蓬和捷克等。

阿库塔铀矿床

阿库塔铀矿床位于阿尔利特铀矿床西南约13 km处,矿区面积约3 km×25 km(图5-1)。该矿床产于下石炭统塔戈拉群的盖祖曼组砂岩中,盖祖曼组砂岩上覆奇涅卓克组泥岩,下伏阿各岗组和塔拉克组不渗透的泥岩。矿区地层结构自下而上为:①塔拉克组,海相黑色泥岩,厚100~200 m;②RT碳酸盐岩薄层;③湖相黑色泥岩,厚6~7 m;④阿各岗组,具水平层理的细砂岩、粉砂岩、泥岩;⑤盖祖曼组,底部为戴来弗拉克砾岩,上部为盖祖曼组砂岩,砂岩中夹有多层富含有机质和黄铁矿的黑色泥岩薄层,在矿床北部的盖祖曼组砂岩中,见有稳定的10号、18号、20号和24 号层等泥岩夹层(图5-5);⑥TA蓝绿色湖相粉砂质泥岩薄层;⑦白色细砂岩;⑧奇涅卓克组黑色泥岩;⑨塔拉克组砂岩。从矿床的矿化特征来看,盖祖曼组古河道砂岩控制着矿体的分布,富矿化主要发育在盖祖曼砂岩所夹的薄层泥岩中。

图5-5 阿库塔矿床北部地质剖面图

盖祖曼组沉积时期,阿库塔地区广泛存在河道沉积环境,北部的低洼地区尤为明显。由于河流冲刷,形成大规模的河道充填沉积。据研究,河流的发育方向自北西向南东,铀矿化主要发育在河道中(图5-6A)。矿床的北部河道切割深,河道范围大,南部范围相对较小,盖祖曼砂岩底部为含有机质的戴来弗拉克砾岩,有时中间也有砾岩的分布(图5-6 B)。砾岩层较薄,20~80 cm,砾石大小2~3 cm,大者10~20 cm,磨圆度较好,砾石成分有石英岩、花岗岩、酸性火山岩、黑色泥岩等。由于砾岩中含丰富的有机质和黄铁矿,颜色较深。由上可知,矿床北部的河道切割较深,沉积充填厚度大,通常能见3层铀矿化(图5-6 C),矿化品位在06%~08%之间,主要矿化赋存在砂岩中所夹的薄层富含有机质和黄铁矿的泥岩层中;南部一般仅见一层铀矿化,矿化主要发育在戴来弗拉克砾岩中。通常砂岩中的矿化品位比泥岩中低,在02%~04%之间变化,矿化主要与砂岩交错层理的前积层中富含有机质和黄铁矿有关(图5-6D)。

图5-6 阿库塔矿床铀矿化特征

阿库塔矿床的平均品位为045%,原生矿石矿物有沥青铀矿和铀石,伴生的其他金属硫化物有闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、白铁矿、胶硫钼矿,钒含量偏高,且主要存在于泥岩中。

关于阿库塔矿床的成因有不同的看法,总结起来有同生沉积成因说、成岩还原成因说和后生氧化成因说等3种观点。同生沉积说认为,矿床中河道沉积物的底部和前积层中含有大量的有机质和黄铁矿等还原性物质,河水中的铀在沉积期被这些还原性物质还原,或吸附富集。成岩还原说则认为,盖祖曼组砂岩下面的塔拉克组泥岩中含有石膏,石膏在硫酸盐细菌的破坏下分解并产生H2S,这些H2S气体向上迁移至盖祖曼组砂岩中,造成砂岩的还原环境,砂岩中的铀被还原,这种作用主要发生在成岩期。后生氧化成因说是依据矿床区域中构造与岩性的结合特征提出的。阿库塔矿床的西侧,阿尔利特大断裂西盘下降,使得下石炭统的盖祖曼组砂岩与二叠系伊泽固安达群红色砂岩直接接触,西侧来的氧化流体通过阿尔利特断裂破碎带流入盖祖曼组还原性的砂岩中形成氧化还原前锋线;而在矿床的东侧,地表含铀含氧流体可以直接进入盖祖曼组砂岩,也在东侧形成氧化还原前锋线。东、西两侧的前锋线附近,还原作用均能使U6+变成U4+而富集成矿,两种作用的叠加使矿化变厚变富。

 本区及邻区火山盆地铀矿主要类型及其特征

苗爱生 彭云彪 胡立飞 王贵

(核工业二〇八大队,内蒙古 包头 014010)

[摘要]纳岭沟砂岩型铀矿床是鄂尔多斯盆地皂火壕特大型砂岩铀矿床发现之后落实的第二个大型砂岩型铀矿床。矿床赋矿层位为中侏罗统直罗组下段,同样受古层间氧化带控制,但古氧化带垂向控矿作用更为明显,矿床特征、矿体特征、成矿规律及控矿因素与皂火壕铀矿床相类似。

[关键词]纳岭沟;大型;古层间氧化带;地浸砂岩型铀矿床

纳岭沟铀矿床位于内蒙古鄂尔多斯市北西约89km处,行政上隶属于内蒙古达拉特旗中和西镇管辖,矿区内国道、公路及便道横纵交错,交通便利。本区为丘陵区地貌,地形切割强烈。

1 发现和勘查过程

纳岭沟铀矿床是核工业二〇八大队在2000年对鄂尔多斯盆地北部编图预测研究的基础上[1],以当时预测的层间氧化带前锋线为依据,以皂火壕铀矿床“古层间氧化带”成矿模式为指导,经过铀资源调查和区域评价工作发现的,经过预查、普查和详查等工作,现已落实为大型可地浸砂岩型铀矿床。

11 调查评价

2001~2005年,核工业二〇八大队承担了中国核工业地质局下达的《鄂尔多斯盆地北部地浸砂岩型铀资源调查评价》项目。选择位于区域层间氧化带前锋线的呼斯梁地区为靶区,以寻找第二个“皂火壕式”层间氧化带砂岩型铀矿床为目标,开展了铀资源调查评价工作。重新收集了部分煤田及水文地质等钻孔资料,进行了进一步的编图预测研究,进一步圈定了呼斯梁地区直罗组下段层间氧带前锋线。为了验证直罗组下段层间氧化带前锋线的含矿性,投入钻探工作量3500m(含中国地质调查局投入2000m),施工钻孔11个,发现两个工业矿孔,初步圈定了直罗组下段下亚段控制铀矿化的灰色砂岩“残留体”。

12 区域评价

2006~2008年,在上述调查评价工作的基础上,为了快速评价呼斯梁地区铀资源潜力,核工业二〇八大队承担了中国核工业地质局下达的《内蒙古鄂尔多斯市伊和乌素—呼斯梁地区1∶25万铀资源区域评价》项目,以“区域展开、适当追索”的总体技术思路,对呼斯梁地区铀成矿环境进行了总体评价,对中侏罗统直罗组下段下亚段灰色砂岩“残留体”的分布规律及其与铀矿化的空间产出位置进行控制与解剖,完成钻探工作量40500m,施工钻孔129个,新发现工业铀矿孔13个,落实了纳岭沟中型砂岩铀矿产地[2]。

13 预查

2009~2011年,核工业二〇八大队承担了《内蒙古鄂尔多斯市呼斯梁地区铀矿预查》项目。以“总体控制,局部解剖,分段预查,落实资源”的总体技术思路对呼斯梁地区开展了铀矿预查工作,对呼斯梁地区铀成矿环境进行总体评价,对灰色残留体东部边缘控矿性与矿体连续性进行解剖,以纳岭沟矿产地为重点勘查区,探索矿体沿走向与倾向的连续性,落实铀资源规模。在纳岭沟矿产地完成钻探工作量39500 m,施工钻孔85个,累计发现工业铀矿孔33个,纳岭沟展现出具有大型地浸砂岩型铀矿的前景[3]。

14 普查

2012年,核工业二〇八大队承担了中国核工业地质局下达的《内蒙古达拉特旗纳岭沟铀矿床普查》项目,采用“矿带总体控制,分段普查,局部加密,提交实验段”的总体技术思路对纳岭沟铀矿床开展普查工作,在对矿床进行总体控制和分段普查的同时,系统总结研究矿体的产出特征、分布规律、控制因素,指导区域找矿,对主矿体的局部进行加密控制,基本查明其规模、形态、产出特征等,为开展现场地浸条件试验作准备。完成钻探工作量35000 m,新发现工业铀矿孔69个,按地浸砂岩型一般工业指标估算铀资源量达大型矿床规模[4] 。

15 详查

2013年,核工业二〇八大队地质勘查承担了中国核工业地质局下达的《内蒙古达拉特旗纳岭沟铀矿床详查》项目,采用“矿带总体控制,主矿体部分详查、分段普查”的总体技术路线对纳岭沟铀矿床N21—N88号勘探线开展详查地质工作,在对纳岭沟铀矿床矿带进行总体控制和主矿体部分详查的同时,进一步总结矿体的产出特征、局部隔水层的分布规律,研究铀成矿的控制因素,指导外围找矿。完成钻探工作量40000 m,新发现工业铀矿孔57个,矿床达到了大型规模,并对铀矿资源开发利用前景进行了预可行性研究[5]。

2 矿床基本特征

21 构造特征

鄂尔多斯盆地是一个大型的克拉通盆地,总体以垂直升降运动为主要的构造运动形式[6]。纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北东部三级构造单元伊盟隆起的中部偏北区域(见本书《内蒙古皂火壕特大型铀矿床》一文图1),地表断裂构造极不发育,但在岩心编录中可见到较多的构造擦痕。

22 地层特征

纳岭沟铀矿床揭露地层与皂火壕铀矿床基本相同[7],亦可分为上亚段(J2z1-2)与下亚段(J2z1-1)(图1),赋矿层位仍为中侏罗统直罗组下段下亚段。与皂火壕铀矿床不同之处在于虽按照“旋回对比、分级控制、等厚原则”的小层对比原则进行了划分,但上、下亚段之间没有稳定的隔水层,属同一个含矿砂体,厚度大,但在矿体上下存在局部隔水层(图2)。岩性主要由绿色、灰色中粒、粗粒砂岩构成,夹泥岩、粉砂岩薄层,结构疏松。矿床位于河道砂体中心部位,整体呈北西-南东向展布,由河道砂体中心向两侧逐渐变薄,平均厚1241m,最大厚度大于160m,厚度变化小,稳定性较好。

图1 纳岭沟铀矿床地层综合柱状图

图2 纳岭沟铀矿床N12号勘探线剖面图

1—下白垩统;2—中侏罗统直罗组上段;3—中侏罗统直罗组下段上亚段;4—中侏罗统直罗组下段下亚段;5—古氧化带;6—还原带;7—泥粉质局部隔水层;8—钙质局部隔水层;9—工业铀矿体/铀矿化体;10—泥岩层/砾石层;11—钻孔及埋深;12—古层间氧化带前锋线;13—地层及岩性界线;14—地层缩略符号

另外,直罗组下段下亚段可进一步划分为两段:下部以砾质辫状河道沉积的砾岩、砂质砾岩为主,目前已在该层位中发现工业铀矿化;上部以砂质辫状河道沉积的绿色、灰色砂岩为主,在纳岭沟铀矿床分布广泛,呈泛连通状,是铀矿化的主要赋存层位,砂岩粒度较粗,多含细砾,灰色砂岩中多见炭屑、煤屑和黄铁矿。

直罗组下段上亚段以绿色、浅绿色和暗绿色砂岩为主,个别钻孔中下部可见到灰色砂岩,在矿床南部已在该层位发现工业铀矿化,砂岩中常见泥质夹层,在矿床范围内上亚段与下亚段沉积环境基本相同[3,5],均为辫状河沉积环境。

23 水文地质特征

纳岭沟铀矿床含矿含水层在矿区内稳定分布,埋深大,赋存的地下水为承压水,地下水位埋深10945~15341 m,承压水头为16955~25246m,含矿含水层水位标高及承压水头具有从北向南逐渐增大的特征[5]。

从水文地质孔抽水试验成果看,含矿含水层富水性变化不大,单井涌水量为8364 (水位降深932m)~12318m3/d(水位降深1587m),单位涌水量为0092~01032L/s· m,含矿含水层渗透系数为055~063m/d,导水系数为1734~7255m/d。综上所述,含矿含水层的富水性及渗透性较好,单孔涌水量较大,对地浸开采较有利[5]。

24 古层间氧化带发育特征

纳岭沟铀矿床古层间氧化带的发育特征与皂火壕铀矿床类似,不同之处在于纳岭沟铀矿床过渡带规模大,氧化前锋的垂向控矿作用明显,纵向上控矿作用不明显(图2,图3)。

平面上,完全氧化带发育于矿床北部(图3),发育距离在100~180km之间,总体呈近东西向带状展布,在矿床北东部呈舌状向南东凸出;氧化-还原过渡带发育规模较大,整体呈北东-南西向展布,沿地下水运移方向发育距离在70~250km之间,铀矿体均产于氧化-还原过渡带内,古层间氧化带前锋线亦呈北东-南西向展布;还原带位于矿床南东部,发育规模较小,矿床内延伸距离约15km。

图3 纳岭沟铀矿床直罗组下段下亚段岩石地球化学环境及矿体展布示意图

1—氧化带;2—氧化-还原过渡带;3—还原带;4—氧化带与过渡带分界线;5—古层间氧化带前锋线;6—勘探线及编号;7—工业铀矿孔;8—铀矿化孔;9—铀异常孔;10—无铀矿孔;11—工业铀矿体

垂向上,绿色古氧化砂岩一般为单层产出(图2),砂体整体呈“上绿下灰”的特征,纳岭沟铀矿床古氧化砂体厚度为0~10150m,由北西向南东逐渐变薄直至尖灭;古氧化砂体底界埋深为28320~62700m,由北东向南西埋深逐渐加大;古氧化砂体底界标高为82750~114400m,由北东向南西方向逐渐变低,与地层产状基本一致,可能与东部抬升有关,但变化较小。

25 矿体特征

平面上,纳岭沟铀矿床矿体整体呈北东-南西向带状展布(图3),局部呈透镜状,主矿体长约5500m,宽200~1700m,面积约50km2,连续性较好,规模较大,形态复杂,矿体边部连续性稍差,形成“天窗”。主矿体平均厚度为358m(表1),变化较大,在平面上厚度变化无规律性,多为突变;平均品位为00771%,相对高品位区分布在N7—N28线中部和北部,呈近东西向带状展布,其他部位也有零星分布;平均平米铀量为611kg/m2,高值区亦无明显规律,呈点状分布。

表1 纳岭沟铀矿床矿体矿化特征统计

剖面上,主矿体、矿化体呈板状、似层状,产于远离顶、底板的绿色砂岩和灰色砂岩过渡部位的灰色砂岩中(图2)。主矿体顶板埋深为31405~46405m,底板埋深为32125~46495m(表2),埋深较大,除局部受地形影响外,整体由北东向南西底板埋深逐渐增大,变化具规律性且稳定。主矿体顶板标高为103492~111107m,底板标高为103402~110245m,顶、底板标高变化不大,产状平缓,整体由北东向南西缓倾斜。

表2 纳岭沟铀矿床矿体埋深及标高统计

26 矿石特征

纳岭沟铀矿床矿石为砂岩类矿石,主要为疏松、较疏松的浅灰色、灰色长石砂岩和长石石英砂岩。以中粒、粗粒砂岩为主,矿石中碎屑含量高,占全岩总量的90%以上,碎屑成分以石英为主,其次为长石;黏土矿物主要以杂基形式存在,平均含量为103%。黏土矿物成分以蒙皂石、高岭石为主,伊利石和绿泥石次之。纳岭沟铀矿床铀的存在形式为两种:吸附态和铀矿物,以吸附铀为主,在电子显微镜下含矿碎屑岩中的黏土矿物普遍含铀。铀矿物主要为铀石、沥青铀矿(图4,图5)。

图4 石英(Q)、绿泥石(Chl)、黄铁矿(Py)共生的沥青铀矿(Pit)

图5 TiO2颗粒,铀石(Coff)包裹的灰色内核为钛铁矿(Ilm)

3 主要成果和创新点

31 主要成果

1)纳岭沟铀矿床是在鄂尔多斯盆地北部发现皂火壕特大型砂岩铀矿床之后,落实的又一个大型可地浸砂岩型铀矿床,是我国在沉积盆地中铀矿找矿的又一个重大突破。按地浸砂岩型铀矿一般工业指标估算,矿床达到了大型规模,矿体产出较集中,其中主矿体近万吨[5]。

2)从2012年6月开始,中核集团地矿事业部部署核工业北京化冶研究院等单位开展地浸试验,选择较为经济的CO2+O2的浸出工艺,开展了纳岭沟铀矿床地浸开采现场条件试验,到2013年3月,浸出液铀浓度达到了74mg/L以上,平均42mg/L。2014年完成地浸开采的现场条件扩大试验,试验结果表明,纳岭沟铀矿床基本具备矿砂建设条件,CO2+O2浸出工艺试验取得圆满成功。

3)大致查明了矿床水文地质特征。含矿含水层稳定顶板为同组洪泛沉积的泥岩,平均厚204m;含矿含水层平均厚1241 m,厚度大,对地浸开采不利,但矿体上部与下部存在局部隔水层,具一定规模,连续性较差。矿体上部局部隔水层以泥岩为主,下部局部隔水层以钙质砂岩为主。

4)基本查明了矿床古层间氧化带发育特征。古层间氧化带总体呈近南北向、北东-南西向展布,发育规模较大,古氧化距离为20~40km(不含剥蚀区),最大埋深达730m,一般在200~500m之间。古层间氧化带前锋线呈近东西向展布于矿床南部。

5)基本查明了矿体的空间展布形态、规模、厚度、品位及变化特征。主矿体形态简单,平面上呈北东-南西向带状展布,长约5500m,宽200~1700m,矿体相对稳定,连续性较好,平均厚度为358m,平均品位为00771%,平均平米铀量为611kg/m2;剖面上产于古层间氧化带下部,呈板状、似层状,产状平缓。

6)基本查明了矿石类型、物质组分、化学成分、铀存在形式等。矿石以中粒、中粗粒、粗粒砂岩为主,少见钙质砂岩矿石,偶见泥岩矿石。矿石工业类型以特征矿物含量低的含铀碎屑岩矿石为主;矿石矿物成分基本保持了围岩的主要成分;铀以吸附态为主,铀矿物以铀石为主,见少量的晶质铀矿、沥青铀矿、铀钍石、方钍石及次生铀矿物,多呈分散吸附态分布于泥质、有机质及黄铁矿周边。

32 主要创新点

1)进一步完善了鄂尔多斯盆地北东部铀成矿模式。纳岭沟铀矿床铀成矿作用与皂火壕矿床基本相同,但又具有其特殊性。

首先,纳岭沟铀矿床处于伊盟隆起北部,河套断陷形成之后含矿砂体未出露地表,无含氧水的补给,不具备皂火壕铀矿床后期二次氧化作用铀的再富集阶段。

其次,矿床南部存在泊江海子断裂,该断裂形成于加里东期,燕山末期终止活动,为一多期继承性活动断裂。纳岭沟铀矿床的成矿时期为晚白垩世—始新世中期(测得成矿年龄为(84±1)Ma、(617±18)Ma、(560±52)Ma、(381±39)Ma,核工业北京地质研究院)。因此,该断裂既是下部还原气体上升的通道,也是盆地北缘地下水的局部排泄源,在盆地北部形成完整的地下水补-径-排系统,对层间氧化带发育及铀成矿具控制作用。

第三,据纳岭沟铀矿床3个水文孔水质分析结果,在抽水过程中目的层地下水pH 值在700~760之间,平均为737,呈中性—弱碱性;对矿层定深取样进行水质分析,地下水中pH 值在890~1330之间,平均值为1015,呈碱性,据此推测纳岭沟铀矿床含矿含水层地下水垂向上自上而下具酸性—中性—碱性的分带性。下部层位上升的还原性气体与蚀变云母析出的Fe3+在云母解理间形成球状黄铁矿,同时,在碱性环境下,部分石英熔融,在黄铁矿边缘形成铀矿物,即铀石。其分布直接受蚀变黄铁矿、黑云母控制。

因此,纳岭沟铀矿床的铀成矿作用可分为预富集阶段、古层间氧化作用的酸性成矿阶段、古层间氧化带碱性成矿阶段、后期还原改造保矿阶段。

2)建立了含矿目的层直罗组等时地层格架,重建了沉积体系域。矿床内直罗组下段下亚段以辫状河沉积为主,向下游依次过渡为辫状河分流河道及曲流河沉积。下亚段为低位体系域发育的辫状河沉积,早期沉积一套砂质砾岩,中晚期为一套多旋回叠加的厚大砂体。直罗组下段上亚段在矿床内为辫状河—辫状河三角洲沉积,与盆地北东部存在较大差异[7]。

4 开发利用状况

纳岭沟铀矿床(N21—N88线)地浸开采的预可行性研究已基本完成,采用“二氧化碳加氧气”的浸出工艺已获得成功,2014年已经基本具备大型铀矿山的建设条件。

5 结束语

由于纳岭沟铀矿床直罗组下段砂体厚度大,而砂体中存在厚度较薄的泥岩隔挡层,对地浸工艺试验起到了关键性的作用,因此,加大对泥岩薄层分布规律、连续性等的研究,划分矿床铀资源分布状况,有助于合理规划开采单元。

纳岭沟铀矿床资源储量已达到大型铀矿床规模,且矿体的连续性较好,但在矿体边部和矿床外围控制程度较低,尤其在主矿体南部、北部砂砾岩中已发现多个工业铀矿孔,对矿体的展布规模还未控制,矿体还未封边,具有向多个方向延伸的可能。因此,随着勘查工作的继续及对矿体控制程度的提高,纳岭沟铀矿床有望发展为特大型可地浸砂岩型铀矿床,铀资源潜力巨大。

参考文献

[1]陈安平,彭云彪,等.内蒙古东胜地区砂岩型铀矿预测评价与成矿特征研究[R].核工业二〇八大队,2004:126-157

[2]陈安平,彭云彪,等.内蒙古东胜地区1∶25万铀矿资源区域评价报告[R].核工业二〇八大队,2005:57-72

[3]苗爱生,李西得,等.内蒙古鄂尔多斯市呼斯梁地区铀矿预查总结报告[R].核工业二〇八大队,2012:68-84

[4]苗爱生,王佩华,等.内蒙古达拉特旗纳岭沟铀矿床(N88—N105号线)普查地质报告[R].核工业二〇八大队,2012:66-80

[5]苗爱生,王佩华,等.内蒙古达拉特旗纳岭沟铀矿床(N21—N88号线)详查地质报告[R].核工业二〇八大队,2013:46-10

[6]张柯,等.鄂尔多斯盆地北部新构造运动及其与砂岩型铀矿化关系[C]2005:89-102

[7]李思田,等.鄂尔多斯盆地东北部层序地层及沉积体系分析[R] 1992:34-57

我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例

[作者简介]苗爱生,男,1967年生,博士,研究员级高级工程师。1993年参加工作,长期从事铀矿地质勘查,现任核工业二〇八大队地勘二处处长。承担的重大项目曾获国家科学技术进步二等奖,国防科学技术进步一等奖、二等奖,中国核工业集团公司铀矿找矿一等奖、二等奖,2007年度“全国十大地质找矿成果”,2013年度“全国十大地质找矿成果”。第十届中国青年科技奖和第十届中国青年地质科技奖金锤奖获得者。

纳米比亚罗辛矿床

迄今为止,在燕辽成矿带业已发现若干具有工业意义的火山盆地铀矿床和一批铀矿点,矿化点、异常点带及远景片。其中,具有典型意义的460铀钼矿床、534钼铀矿床和781铀矿点分布在本区内,而433、434铀矿床及702钼铀矿床,则分布在与本区相毗邻的燕辽成矿带中段。下面将依次概述这些典型矿床、矿点的基本地质特征。

图5—1 460矿区地质略图

1—第四系沉积物;2—早白垩系花吉营组安山玄武岩;3—上侏罗统张家口组三段流纹质酸性火山岩;4—上侏罗统张家口组二段粗面质火山岩;5—次流纹斑岩体;6—断裂构造及编号;7—铀矿床及矿化点

一、460铀钼矿床

该矿床产在沽源火山断陷盆地北部蔡家营—大官厂NE向次级火山断陷盆地西段北缘,NE向F45深断裂、NNE向F49断裂和NW向东米克图—四道沟断裂夹持的三角区中(图5—1),矿床定位受F45及其上盘次级NW向F3控制的次流纹斑岩复合部位所控制(图5—2),铀钼矿体主要产在向NE陡倾的次流纹斑岩体的拐弯膨大部位内部,特别是岩体顶部隐爆岩及岩体内接触带的倾向与岩体一致的陡倾构造裂隙带中,在岩体外接触带层状围岩的构造裂隙带中也有部分矿体产出(图5—3)。蔡家营—大官厂NE向次级火山断陷盆地最初是受其北缘生长正断层F45控制的向NW倾斜的箕状单断式盆地,由于拖拽作用导致紧靠其北缘的地层局部倾向南东,而形成轴线靠近北缘的不对称的向斜式盆地。随着盆地的进一步发展,由于南缘NE向断裂F46的形成,才形成现今双断地堑式不对称箕状向斜盆地的面貌。盆地基底为强钾质混合岩化的新太古界红旗营子群变质岩系,主要为相对富铀、钾的均质混合岩和混合花岗岩。盆内出露的盖层为由三个喷发韵律层组成的富铀、钾的J3z3酸性火山岩及侵入其中的次流纹斑岩体,盆地外侧出露J3z2粗面岩。460矿床的构造、蚀变和矿化均具有多期多阶段的特点和分带性,特别是垂向分带性尤为明显。从深部向浅部依次为黑色脉体伴随强烈红化的脉状充填型矿化、质地较硬的黑色浸染状矿化,近地表浅部质地较软的蓝黑色浸染状矿化和地表的强烈硅化、褐铁矿化、退色的氧化带(图5—4及图5—5)。根据地质、地球化学、数学地质和同位素地质综合研究和测定资料,确定该矿床经历了岩体侵入和隐爆、矿前广泛而强烈的水云母化蚀变(115Ma)、燕山晚期斑岩型浸染状铀矿化(90Ma)、燕山晚期斑岩型浸染状钼矿化(90Ma)、喜马拉雅期脉状充填型铀钼矿化(24Ma)和近代表生淋积型铀钼矿化等六个主要地质事件才最后形成的(图5—6和图5—7)。次斑岩体的侵位和隐爆,为后期的广泛强烈水云母化矿前热液蚀变创造了极为有利的条件。通过广泛强烈的矿前水云母化作用,既增加了岩石的孔隙度和渗透性,又使岩石中的成矿元素得以活化,为后期的成矿作用创造了极为有利的前提条件。燕山晚期斑岩型浸染状铀矿化以超显微状铀矿物均匀浸染于次流纹斑岩体中,形成分布均匀,但以品位较低的矿化为特征。燕山晚期斑岩型浸染状钼矿化以显微胶状胶硫钼矿为特征,主要均匀富集于1349m标高之上的隐爆岩发育部位,形成高品位的钼矿化,使矿石呈现黑色。燕山晚期这两次成矿作用形成的斑岩型黑色浸染状铀钼矿石(图版Ⅱ—1、2),其矿物共生组合较为简单,主要有胶硫钼矿、黄铁矿、超显微状沥青铀矿及少量闪锌矿、白铁矿,还有较多的紫黑色萤石。从矿石元素组合看,以富As、Hg、S、F、Mo和Au为特征。根据该类型矿石组合水冶大样分析结果,铀和钼均达高品位,金平均含量达067×10-6,矿石加工性能良好,具有耗酸量低,铀钼浸出率高和分离系数高等特点。矿石与围岩无明显界线,呈过渡关系。根据穿越矿体剖面元素含量变化曲线及矿化蚀变岩石化学分析数据的对应分析和聚类分析研究,铀钼矿化为同期不同阶段的产物,故不具正相关关系。该期矿化伴随的近矿围岩蚀变具有明显的垂向分带性,自下而上,依次为2M1型水云母化带、紫色胶状萤石化带、硅化带(图5—8)。铀钼主要富集在水云母和萤石化带中,而在上部硅化带中,有钍和重稀土元素的相对富集。根据矿石全岩铀铅同位素年龄测定结果,成矿年龄为90Ma,为燕山晚期的产物。喜马拉雅期脉状充填型钼铀矿化产出范围标高比前者偏低,从1476—1067m,主要受岩体内接触带F3上盘次级构造裂隙带所控制,黑色的矿脉旁侧伴随着红化,并穿插于早期的黑色浸染状矿石之中(图版Ⅱ一3、4)。在早期浸染状矿化范围的下部形成二者的叠加型富矿。该期矿石具脉状和角砾状构造,矿石与围岩界线明显,矿石的矿物共生组合较早期矿化复杂,铀矿物为沥青铀矿,呈胶球状与胶硫钼矿密切共生(图版Ⅱ—5、6,Ⅲ—1),二者包裹或交代生成较早的闪锌矿和方铅矿(图版Ⅲ—2、3、4、5)。金属矿物还有少量黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿、白铁矿、辉钼矿、辰砂及赤铁矿等,脉石矿物主要有灰黑色、暗红色玉髓和紫黑色萤石。该类矿石除铀钼达到工业品位外,Ag、Pb、Zn、Hg、V、Cu等金属元素含量也较高,并以富铀贫钍为特征。该期矿化伴随的近矿围岩蚀变具有明显的分带性,从下至上,从矿化中心向两侧,依次为长片状水云母化带,赤铁矿-绿泥石化带、蒙脱石化带(图5—9)。与燕山晚期的蚀变分带相叠置,造成矿床现今复杂的分带面貌,但总体上表现出下碱上酸的分带规律,反映在矿床地球化学分带上,K2O自下而上逐渐降低,由500m深部的755%降低到地表的177%,而SiO2则恰好相反,即从500m深部的7432%向上逐渐增加到地表的8502%。这表明矿床深部经历了强烈的钾质碱性溶液的交代作用,随着深部钾的带入,而发生去硅作用,随着硅质的迁出和向上迁移,成矿物质也发生向上迁移而富集于水云母化带和沸石、蒙脱石化带中,而在近地表则形成强硅化带。根据脉状充填型矿石的沥青铀矿铀铅同位素年龄测定结果,矿化年龄为24Ma,为喜马拉雅晚期产物。根据穿越矿体剖面元素含量变化曲线和矿化蚀变岩石化学分析数据的对应分析和聚类分析研究,铀钼矿化为同期的共生关系,铀钼具有很高的正相关关系,与显微镜下观察的沥青铀矿与胶硫钼矿紧密共生关系相一致。

图5—2 460矿床地质略图(据核工业东北地质局247大队1986)

l—第四纪坡积物;2—张家口组三段流纹斑岩;3—张家口组三段集块熔岩;4—张家口组三段角砾凝灰岩;5—张家口组三段流纹岩;6—张家口组三段角砾凝灰岩;7—张家口组三段钾质流纹岩;8—张家口组三段熔结凝灰岩;9—张家口组三段晶屑凝灰岩;10—粗面岩;11—次流纹斑岩;12—断裂构造

图5—3 460矿床20号线剖面图(据核工业东北地质局247大队马瑞冬报告插图改编,1986)

1—第四纪坡积物;2—张家口组三段流纹斑岩;3—张家口组三段集块熔岩;4—张家口组三段角砾凝灰岩;5—张家口组三段流纹岩;6—张家口组三段角砾凝灰岩;7—张家口组三段钾质流纹岩;8—张家口组三段熔结凝灰岩;9—张家口组三段晶屑凝灰岩;10—张家口组二段粗面岩;11—次流纹斑岩;12—断裂构造;13—铀矿体

图5—4 460矿床矿体分带图

1—红矿范围;2—黑矿范围;3—次生叠加黑矿范围

图5—5 460矿床蚀变岩空间分布图

图5—6 460矿床铀矿化时代

此外,在地下潜水面(1508m标高)上下,还见有蓝黑色质地松软的次生淋积型钼铀矿化,叠加在燕山晚期黑色浸染状铀钼矿化之上,经电子探针研究,铀主要以多水钼铀矿形式产出,还见有蓝钼矿和少量自然镍分布其中。由氧化-还原带的铀钼次生淋积富集带向上逐渐向氧化带过渡,硫化物及原生铀矿物均氧化淋失,主要发育褐铁矿,形成铁帽,并见有蓝钼矿、彩钼铅矿、砷钼钙铁矿、砷铀云母和水铀矾等矿物。

图5—7 460矿床成矿演化及矿化蚀变分带模式

综上所述,根据脉体和矿物的相互穿插、胶结和交代关系,结合矿石同位素年龄测定结果,可将460矿床形成演化过程列成图表(图5—10)。

根据包体测温资料,矿前期为300℃,成矿期300—150℃,矿后期为150—100℃(表5—1)。

根据稳定同位素研究资料,成矿热水为原生水和大气降水混合成因,并以大气降水为主(图5—11)。δ18OH2O值波动在—4‰—-15‰之间,高温阶段原生水混入较多,中低温阶段则基本为大气降水。矿石中硫化物中的硫的δ34S值波动在-3‰—-24‰之间(图5—12),说明硫是来源于浅部的富含生物硫的沉积壳层。根据基底和盖层岩石原始铀含量及供铀能力的同位素地质研究,矿石中的铀主要来自含矿的火山岩建造J3z3流纹岩及相应的次流纹斑岩(表5—2)。

图5—8 浸染状矿化期蚀变分带示意图

图5—9 脉状矿化期蚀变分带示意图

表5—1 460矿床成岩成矿温度表

(据陈安福,1990)

二、534钼铀矿床

该矿床产在沽源火山断陷盆地东缘,蔡家营—大官厂NE向次级火山断陷盆地东段北缘,NE向盆缘深断裂F45(矿区编号为FHI(I)1)、与其上盘平行、倾向相反的次级NE向断裂FH(Ⅱ)2、NW向FH(I)1和NNE向FX(Ⅱ)1等四条断裂的夹持区,矿床产在F45和FH(Ⅱ)2相夹的,倾向南东的箕状地堑的南缘,FH(Ⅱ)2的上盘(图5—13)。基底为强钾质混合岩化新太古界红旗营子群变质岩,盖层为J3z3粗面岩和J3z3酸性火山岩,在矿区南部尚出露K1h玄武岩、安山玄武岩。J3z3酸性火山岩可划分三层,自下而上为:J3z3-1凝灰质粉砂岩、砂岩夹砂砾岩,厚度6230m;J3z3-2凝灰岩、熔结凝灰岩,厚度10300m;J3z3-3钾质流纹岩,厚度大于300m,为矿区含矿主岩(图版Ⅲ—6)。岩层呈单斜层产出,倾向SSE,倾角20°—30°。由于FH(Ⅱ)2的活动,导致在J3z3-3钾质流纹岩内靠上下部位形成顺层构造裂隙带,有一次流纹斑岩体沿FH(Ⅱ)2侵入,并贯入J3z3-3钾质流纹岩底部的层间构造中,从而形成Y字型岩体(图版Ⅳ—1、2)。目前揭示的矿体主要受J3z3-3上下部的顺层构造裂隙带控制而呈似层状或平

图5—10 460矿床矿物生成顺序表

计算公式:△U(得失量)= ×100%(WB)

其中U1——自成岩到成矿期间由积累的放射成因铅反算岩石中应有的U量;

U2——岩石中现在测定的U含量;

ΔU——负者为丢铀(即供铀),正者为得铀(即集铀)。

表5—2 460地区岩石可能供铀情况(初步结果)(U-Pb同位素体系演化计算

注:混合岩化的Ar岩石铀含量增高,可能丢铀,未作专门测定。

图5—11 我国部分地区高岭石矿物的δD-δ18O相关图(据王联魁等,1987)

1—高岭石或地开石;2—埃洛石;3—高岭石+埃洛石;4—现代大气降水;5—地热水;6—华南伊利石;7—沽源水云母(本研究分析点)

缓的顺层透镜状产出(图5—14和图5—15)。矿区断裂构造十分发育,主要发育SN、NEE、NNW和NNE四组断裂构造,534矿床就是产在NEE向F45和SN向深断裂带的交汇复合部位。矿区被F45上盘与之平行的一系列NEE向次级断裂分割为若干地堑地垒构造,又被NNW和NNE向断裂切割为若干断块,该矿床正是处在其中的一个箕状地堑式断块中。根据彩红外、侧视雷达等航空遥感图像解释资料,揭示出本区十分发育的环形构造形迹,经地面地质路线观测,确定了一个隐伏的火山塌陷和一个火山穹隆构造,它们受NEE向断裂控制而呈串珠状分布,且定位于NEE向断裂及与之配套的NNW和SN向断裂的交切复合部位。其中,534矿床深部存在一小型火山穹隆构造,与次流纹斑岩体的侵入有成因联系,对铀钼矿化有重要的控制作用。根据对矿石和蚀变岩石的显微镜及电子探针研究结果,依据脉体和矿物的穿插,胶结和交代关系,将534矿床的形成过程划分为:矿前蚀变期,浸染状矿化期,脉状充填型矿化期和表生期及若干成矿阶段,并列图表示之(图5—16),表明本区矿化蚀变具有与460矿床十分相似的多期、多阶段的特点。矿前期主要发育深部的碱性长石化和广泛分布的水云母化作用,除对成矿元素起到活化作用外,也增加了岩石的孔隙度和渗透性,为后期成矿作用创造了有利的前提条件。浸染状矿化期主要金属矿物为分散浸染状钛铀矿和辉钼矿,并见有少量黄铁矿、闪锌矿、白铁矿等硫化物,还伴随着水云母化、萤石化、硅化和赤铁矿化等蚀变。脉状充填型矿化(图版Ⅳ—3、4)主要金属矿物为沥青铀矿和少量的辉钼矿、黄铁矿、闪锌矿和白铁矿(图版Ⅳ—5、6),脉石矿物主要是水云母、紫黑色萤石、玉髓、绿泥石(图版V—1)和矿后的石英、萤石、方解石。伴随脉状充填型矿化的蚀变为赤铁矿化,绿泥石化、萤石化、水云母化和硅化。在矿床氧化带中主要发育表生期的高岭石化和褐铁矿化。据电子探针分析资料,浸染状矿化期形成的星散状钛铀矿多被晚期的脉状充填型矿化期的沥青铀矿所交代(图版V—2、3、4),充分证明两个成矿期的先后关系。由于早期的星散状钛铀矿与晚期的沥青铀矿粒度较细而难以分离,故只测得矿石全岩的铀铅同位素年龄为46Ma(图5—17),由于早期的钛铀矿含量很少,故该年龄值主要反映脉状充填型矿化的时代,为喜马拉雅期的产物。534矿床的矿化蚀变还具有明显的垂向分带性,总体显示下碱上酸的分带规律。根据矿化蚀变岩石的Q型聚类分析谱系图(图5—18),将矿区样品分为三组,大致以0号勘探线为界,主矿段可分为东西两段,三组样品分别为主矿段东段浅部中等钾化富铀钼矿石、主矿段东段深部强钾化铀钼矿石和主矿段西段深部强硅化钼铀矿石。对三组样品分别进行R型聚类分析(图5—19、5—20、5—21)和对应分析(表5—3、5—4、5—5和图5—22、5—23、5—24),然后分别进行地质解译列成图表(表5—6),可以看出三组样品具有十分不同的地球化学特征,将各自的主要地球化学特征提出,并按其空间部位绘成图(图5—25),从中可以看出,东段深部的矿化蚀变特征表明具有矿根相的特征,东段浅部具有矿身相特征,而西段深部具有矿顶相特征。据此,可以进一步推断,西段深部具有较好的找矿前景,应当进行深部钻探揭露,以寻找富大矿体。

图5—12 460矿床黑色浸染状矿石中脉状黄铁矿硫同位素直方图

图5—13 534地区北段中段地形地质图(据核工业东北地质局243大队)

图5—14 534地区北段15号勘探线剖面图(据核工业东北地质局243大队)

图5—15 534矿床2号纵剖面(9—19勘探线)两类矿石分带图(据核工业东北地质局243大队)

图5—16 534矿床成矿期段及矿物生成顺序表

图5—17 534矿床铀矿化年龄(矿石全岩)(原始数据据核工业东北地质局243大队和本院陈志勇)

N=6

R=09999869

t1=45885+583Ma-559M8

t2=467+127Ma-127Ma

三、781矿点

该矿点的大地构造部位处在赤城—哈叭嘎SN向区域深断裂带与张北NE向区域深断裂带的交汇复合部位,宝昌火山断陷盆地东部石硼沟次级火山塌陷盆地的东缘(图版V一5)。该矿点定位受盆缘NE向断裂F1的次级SN向断裂F2与次霏细岩体的复合部位控制(图5—26),矿化主要产在岩体分叉部位外带的粗面岩中(图5—27)。宝昌盆地基底岩石主要为新太古界乌拉山群变质岩和海西花岗岩,盖层为J3z2粗面岩和J3z3酸性火山岩。矿区主要分布J3z2粗面岩(图版V—6)和J3z3底部流纹岩,以及侵入其中的次霏细岩和次流纹斑岩。地层总体产状由于处在石硼沟火山塌陷盆地东缘而向西倾斜于盆地中心,但矿区局部由于受盆缘断裂NE向F1逆断层的影响而倾向SE。矿区断裂构造主要发育NE向F1和与之平行的隐伏断裂F3,SN向次级断裂F2和近EW向F4。F2具有多期活动特征,既控制了次霏细岩的侵入,又控制了后期热液蚀变和矿化。次霏细岩沿F2侵入于粗面岩和流纹岩中,其产状陡立,形态复杂,有较多的枝叉,由于次霏细岩斑晶很少,故构造破碎和蚀变不发育,质地坚硬,因而后期构造破碎和蚀变矿化主要发育在其外接触带F2的构造裂隙带中,矿体呈不规则的小型囊状。矿石具分散浸染状构造(图版Ⅵ—1、2)。根据矿石的显微镜和电子探针研究结果,矿化蚀变具有多期多阶段的特点(图5—28),矿前期主要发育碱交代作用,除钾钠长石化外,主要发育水云母化,并伴随黄铁矿化和赤铁矿化。成矿期可明显分为两个成矿阶段,即早期的钛铀矿阶段,与之共生的尚有少量的黄铁矿、白铁矿、闪锌矿,并伴随着水云母化、绿泥石化和赤铁矿化等近矿围岩蚀变;晚期的沥青铀矿阶段,伴随有硅化和萤石化等近矿围岩蚀变,在电子探针的成分像上可以清楚地看到晚期沥青铀矿交代早期钛铀矿的现象(图版Ⅵ—2、3、4、5、6)。矿后期主要发育硅化、萤石化、高岭土化和碳酸盐化等蚀变。由于铀矿物呈浸染状产出,且粒度细小,难于分选,故只测得矿石全岩铀铅同位素年龄为60Ma(图5—29),考虑到早期钛铀矿含量较低,矿化以晚期沥青铀矿阶段为主,故该矿化年龄主要代表沥青铀矿阶段的成矿年龄,为喜马拉雅期的产物,对矿区矿化蚀变岩石进行的聚类分析和对应分析的结果(图5—30、5—31、表5—7、图5—32)证实了这点。矿点属火山热液钛铀型与单铀型的叠加类型。

图5—18 534矿床矿化蚀变岩石聚类分析Q型谱系图

图5—19 534矿区主矿段东段浅部矿化蚀变岩石R型聚类分析谱系图

图5—20 534矿区主矿段东段深部矿化蚀变岩石R型聚类分析谱系图

图5—21 534矿区主矿段西段深部矿化蚀变岩石R型聚类分析谱系图

表5—3 534矿区主矿段东段浅部矿化蚀变岩石对应分析结果

对应分析结果(R型),文件名:W19×23DAT

R型因子值表

表5—4 534矿区主矿段东段深部矿化蚀变岩石对应分析结果

对应分析结果(R型),文件名:W16×23DAT

R型因子值表

表5—5 534矿区主矿段西段深部矿化蚀变岩石对应分析结果

对应分析结果(R型),文件名:W10×23DAT

R型因子值表

图5—22 534矿区主矿段东段浅部矿化蚀变岩石对应分析R型图解(F1-F4)

表5-6 534矿区主矿段矿化蚀变岩石化学成分对应分析(R型)结果判译图表 主矿段东段浅部矿化(ZK9—2,94—162m;ZK15—0,130—177m,ZK11—2,1085—145m)

图5-23 534矿区主矿段东段深部矿化蚀变岩石对应分析R型图解(F1-F3)

图5—24 534矿区主矿段西段深部矿化蚀变岩石对应分析R型图解(F1-F2)

图5—25 534矿区主矿段矿化蚀变分带特征

图5—26 781矿点地质图(据核工业西北地质局208大队,略加修改)

1—流纹岩;2—蚀变粗面岩;3—粗面岩;4—粗面质熔结凝灰岩;5—实测断裂及产状;6—霏细岩;7—次流纹斑岩;8—花岗岩;9—斜长片麻岩、变粒岩;10—推测断裂

图5—27 781矿点15号勘探剖面图(据核工业西北地质局208大队)

图5—28 781矿点成矿期段及矿物生成顺序表

图5—29 781矿点矿石全岩年龄测定结果(等时线法)

四、702钼铀矿床

该矿床位于本区北东毗邻地区,沽源—多伦火山盆地系的北东延伸部位,其大地构造部位处在天山—阴山EW向复杂构造带与大兴安岭NNE向火山岩隆起带的交切复合部位,红山—五分地复背斜南端西翼近轴部分与广德公—乌墩套和西拉木伦两EW向构造带夹持区的交切复合部位,矿床产在由上侏罗统火山岩组成的次级,NNE向宽缓向斜的两翼,矿化均赋存于夹在上下火山岩组之间的中部粗面岩中。向斜西翼的矿化受走向NNE、倾向SE130°、倾角50°—70°的纵向主干断裂及其派生的顺层构造控制,矿体呈透镜状;东翼的矿化受中部粗面岩底部发育的顺层构造所控制,矿体呈顺层的透镜体群产出。矿化在成因上与侵入于向斜轴部的次流纹斑岩体密切相关(图5—33)。热液蚀变和矿化具有明显的多期多阶段的特点(图5—34),矿前期主要以钠长石化为主,成矿期可划分两个成矿阶段;早期为单铀型成矿阶段,沥青铀矿伴随少量黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、并伴随钠长石化、绿泥石化和赤铁矿化等蚀变,该阶段矿石全岩铀铅同位素年龄为156Ma;晚期钼铀矿化阶段,沥青铀矿与辉钼矿及其它硫化物相共生,该阶段沥青铀矿铀铅同位素年龄为132Ma,全岩铀铅同位素年龄为117Ma。矿后期主要发育绿泥石化、水云母化、硅化和萤石化等蚀变。矿床属火山热液钠交代单铀型和钼铀型叠加的类型。

图5—30 781矿点矿化蚀变岩石R型聚类分析谱系图

图5—31 781矿点矿化蚀变岩石Q型聚类分析谱系图

表5—7 781矿点矿化蚀变岩石对应分析结果

对应分析结果(R型),文件名:WY26×18DAT R型因子值表(%)

燕辽成矿带西段火山盆地铀成矿条件及远景评价

燕辽成矿带西段火山盆地铀成矿条件及远景评价

图5—32 781矿点矿化蚀变岩石对应分析(R型)图解(F1-F5)

图5—33 702矿床综合地质剖面示意图

图5—34 702矿床矿物生成顺序表(据核工业部北京三所、基建工程兵603团联合科研组,1978)

注:156Ma单铀型矿石全岩U-Pb同位素等时线年龄;132Ma铀钼型矿石沥青铀矿U-Ph同位素等时线年龄;117Ma铀钼型矿石全岩U-Pb同位素等时线年龄

五、433和434铀矿床

该二矿床地处山海关古隆起和燕辽沉降带交接部位的建昌中生代盆地南部干沟EW向次级火山断陷盆地的南缘(图5—35),太古宇混合岩、混合花岗岩、片麻岩及元古宇长城系石英砂岩、片岩和灰岩组成盆地的基底和蚀源区。盆地盖层为侏罗系陆相沉积碎屑岩、火山碎屑沉积岩、熔岩和火山碎屑岩建造。含矿层为盖层底部的中侏罗统海房沟组陆相碎屑沉积岩和火山碎屑沉积岩,按其岩性可分为三个岩性段,即下段J2h1山前洪积、残积、坡积相和河流相的紫色和灰色花岗质砾岩夹砂岩透镜体,为434矿床和石盖子矿点的主要含矿层位;中段J2h2河床相、河湖洼地相和滨湖相富含有机质的凝灰质复成分砾岩、砂砾岩,为433矿床的主要含矿层位,其铀含量一般为(20—30)×10-6;上段J2h3湖相和滨湖相层凝灰岩、凝灰角砾岩,为433矿床的次要含矿层位。上覆于含矿层之上的是J2l兰旗组安山岩、安山集块岩、安山玢岩夹凝灰质复成分砾岩和凝灰质粉砂岩。区内断裂构造发育、区域性EW向深断裂控制着盆地的形成、发展、演化及矿体的展布,同与之呈入字型相接的NE向分支断裂一起构成的三角断块,控制着矿床,而次级NE向断裂则控制着矿体定位。各矿床的主矿体都赋存于靠近盆地基底不整合面之上的浅色砾岩、砂砾岩之中。矿体以似层状、卷状为主,部分呈顺层的扁豆状或透镜体状(图5—36)。矿体不仅受层位控制,同时,主要分布在盆缘半封闭的基底古地形的低洼处及河流入湖口部位,而富矿体又受NE向断裂控制。铀以分散吸附形式为主,少量呈显微、超显微粒状或细网脉状沥青铀矿形式产出,与之伴生的有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿和赤铁矿等。铀与黄铁矿和有机质关系密切。近矿围岩蚀变主要发育有碳酸盐化、绿泥石化、水云母化和地开石化。贫矿石全岩铀铅同位素年龄为160—150Ma,代表成岩期矿化年龄;富矿石年龄为140—130Ma和120—110Ma,沥青铀矿铀铅同位素年龄为80—70Ma,后两者代表两期后生火山热液改造成矿时代,说明该矿床是经过成岩作用和后生火山热液改造作用叠加而形成的复成因矿床类型。

图5—35 433矿田区域地质略图(据周树宣,1985年)

1—建昌组粗安岩;2一义县组安山岩、安山集块岩;3—张家口组流纹岩凝灰熔岩;4—土城子组紫色砂砾岩;5一兰旗组安山岩、火山碎屑岩;6—海房沟组凝灰岩、砂砾岩;7—长城系石英砂砾岩、灰岩;8—单塔子群黑云母斜长片麻岩;9—石英正长斑岩;10—英安班岩;11—流纹斑岩;12—细粒花岗岩;13—似斑状黑云母花岗岩;14—混合花岗岩;15—断层;16—地质界线;7—矿床;18—矿点;19—异常点;20—铀钍混合异

图5—36 433矿床地质剖面示意图(据周树宣,1985年)

1—土城子组紫色砾岩;2—兰旗组安山岩、安山集块岩;3—海房沟组第三岩段凝灰岩;4—海房沟组第二岩段砾岩;5—海房沟组第一岩段花岗质砾岩;6—石英正长斑岩;7—辉绿岩;8—似斑状花岗岩;9—矿体

矿床位于南非纳米比亚西部近海岸纳米布沙漠中的斯瓦科普蒙德城东北约65km处。大地构造位置,依地洼学说属非洲壳体达马拉地洼区西端。矿床平均铀品位为004%,属低品位矿石,铀呈均匀浸染状分布于白岗岩内,称之为“斑岩型”铀矿床。矿床总储量大,约有14万吨U3O8,而且矿体出露地表,开采条件有利。矿山年产金属铀二三千吨。

矿床的发现经历了长期历史。早在20世纪20年代有人在罗辛的石英伟晶岩内发现钛铀磁铁矿,1954年亨诺·马丁根据当地移民给他的钛铀磁铁矿在斯瓦科普地区作了圈定。1955~1958年SmithDAM对该区作勘查,揭露了许多狭小的含铀伟晶岩矿带。后因铀品位低,认为没有工业意义。70年代,JWVon Backstrom(1970、1974),JBerning(1976),VRuzicka(1975)等先后对此矿床作过描述。在70年代的矿床揭露过程中,铀储量有了长足的增长,成为一种新的重要铀矿类型。

矿床含矿主岩是白岗岩、文象花岗岩和黑云母花岗岩。它们是新太古代基底岩石经强烈褶皱、变质和部分花岗岩化作用的产物。矿区内有3个岩系,自老至新为阿巴比斯岩系、诺西布岩系和达马拉岩系。新太古代地槽阶段形成的阿巴比斯岩系为粒状石英岩、白云质大理岩和钙质硅酸盐岩,还有石英-黑云母片岩、黑云母-闪石片岩。在新元古代诺西布岩系和达马拉岩系沉积之前,就有花岗岩和伟晶岩侵入,花岗岩和伟晶岩的年龄为1000~800Ma,并伴随有褶皱和变质作用。当伟晶岩侵入到富含黑云母地段,常常是富含铀的。诺西布岩系和达马拉岩系,为连续整合关系,由含石英和长石的黑云母片岩、大理岩、钙质硅酸盐岩和石英岩组成,并以不整合形式上覆于基底之上。此两种岩系内同样有花岗岩和伟晶岩大量侵入,而且仅以各种大小捕虏体形式和呈北东走向,倾向南东,倾角为70°的产状残存于伟晶岩内。这种伟晶岩的年龄为510Ma,是石英、碱性长石岩石,因为黑云母常常是次要成分,故当地找矿人员称之为白岗岩,也是矿床的含矿主岩。

因此,罗辛矿区有两期白岗岩,第一期形成于1000~800Ma,以含稀有金属矿化为主,系地洼阶段早中期的产物。第二期形成于510Ma,以含铀矿化为特色,是地洼阶段构造-岩浆活化作用中晚期的产物。前后两期白岗岩在空间上不伴生(图4-1、2)。

含铀矿化的白岗岩是一种颗粒很粗的浅色花岗岩,产于强烈变质和断裂构造破坏的环境中。白岗岩与区域片理和叶理走向基本一致,但倾角变化大。它们多呈岩床状产出,小

图4-1 罗辛矿床地质平面图

(据D斯密特资料)

1~11达马拉系:1赫马斯建造中的黑云母堇青石-石榴子石夕线石片岩;2维尔维赤建造中的大理岩,具硅质夹层;3楚斯建造冰碛岩;4罗辛建造片麻岩、石英岩、砾岩及大理岩;5哈恩建造片麻岩、闪岩;6艾杜西斯建造片麻岩;7艾杜西斯建造石英岩、片麻岩;8阿巴比斯眼球状夕线石、石英长石片麻岩;9卡鲁港粗玄岩;10伟晶花岗岩;11花岗片麻岩、花岗岩、混合岩;12断裂带;13伟晶岩中的铀矿床矿体形态不规则,呈圆形小丘形态。矿化白岗岩成分很均一,以脉状产于成分变化很大的主岩内。矿石中主要铀矿物是晶质铀矿,呈直径为数微米至03mm的微粒产于石英、长石和黑云母中。因晶质铀矿颗粒很小,肉眼难以识别。据SAHiemstra(1969)研究,晶质铀矿占放射性矿物的55%,铌钛铀矿占5%弱,β-硅钙铀矿、准铜铀云母、准水硅钙铀矿、硅钙铀矿、钾钒铀矿、钍脂铅铀矿和脂铅铀矿等次生铀矿物约占40%。这些次生铀矿物沿石英和长石节理、裂隙,以及沿黑云母片理界面分布。晶质铀矿呈颗粒附着在石英、黑云母和长石上,或呈单独颗粒产出。除铀矿物外,还有锆石、独居石与晶质铀矿密切共生,有少量黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、钛铁矿、铜蓝、蓝辉铜矿、白钛石与磁铁矿、萤石、赤铁矿共生。Nicolayson LO(1962)对晶质铀矿、钛铀磁铁矿和黑云母作了年龄测定,确定白岗岩和铀成矿年龄为510Ma士40Ma,相当于加里东构造运动期成矿。

图4-2 罗辛矿床剖面图

1含铀白岗岩;2上大理岩;3~6罗辛组:3砾岩;4片岩;5片麻岩;6下大理岩;7~10克纳姆组;7黑云母角闪片岩;8上辉石-角闪石片麻岩;9辉石石榴子石岩;10下辉石-角闪石片麻岩

从矿化白岗岩属于混合变质岩带的一部分,具有花岗岩、伟晶岩和细晶岩结构,同前寒武系上部强烈褶皱的片麻岩、片岩、大理岩等呈整合、局部不整合和交代关系,可以认为白岗岩属变质成因。另外,只有白岗岩含原生铀矿物,后者以副矿物形式均匀分布。JBerning(1976)指出这种矿化白岗岩是同熔成因。矿化只在白岗岩的某些地段局部富集,表明熔化作用是在前寒武纪基底岩石内铀含量高的地段进行,熔化作用使白岗岩向上侵入至盖层中。

白岗岩内的次生铀矿物,是沙漠地区干燥气候的夜间凝聚在裸露地表的白岗岩表面大滴露水向地下渗透,并经淋积作用使表部的铀矿化淋出,在有利的节理、裂隙、矿物颗粒之间空隙的构造空间内沉淀和形成富集,并叠加于先成内生铀矿化之上。因此,该矿床形成经过前寒武纪沉积-成岩期原始铀富集,加里东期花岗岩化形成白岗岩铀的预富集,近代表生淋积叠加的工业铀富集,先后经历多次外生、内生的铀成矿作用,前后叠加形成多因复成铀矿床。可惜的是未见沉积-成岩期及淋积期铀矿化年龄的数据发表。但从铀矿化分布特点及内生铀矿物和淋积形成的次生铀矿物,近于各占一半的比例,有足够依据说明罗辛矿床是一个典型的多因复成铀矿床。

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