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[摘要] 根据该区的出露地层、岩浆岩、构造等大地构造环境、地壳演化及地质工作现状分析,总结商丹地区伟晶岩型铀矿的成矿规律,加强商丹整装勘查区的铀矿找矿突破工作。
[关键词]商丹地区 伟晶岩型铀矿 分布规律
[中图分类号] P619.14 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-6-86-1
伟晶岩型铀矿床系指经结晶分异的残余酸性熔浆经冷凝结晶和气成交代而形成的花岗质伟晶岩中的铀矿床,矿化的分布较为广泛,但矿化分散,品位低,规模小。该区铀矿资源调查已转入盲矿找矿阶段,了解伟晶岩型铀矿成矿规律,建立区域成矿模式,已成为指导找矿的理论基础。根据近本人在该区几年工作经验,探讨商丹地区伟晶岩型铀矿找矿的分布规律,指导该区找矿快速突破。
1大地构造环境及地壳演化与铀成矿基本关系
世界上产铀伟晶岩产铀伟晶岩大部分产于前寒武纪地盾的边缘带,在少数情况下,古生代和中新生代地槽褶皱带也有发现,它们常常围绕某些深成花岗侵入岩体分布,即分布于花岗岩侵入体的内外接触带上,个别情况下可赋存于侵入体的中心部位,几乎均产于地壳的不稳定区。商丹地区也不例外,商丹地区的伟晶岩型铀矿位于华北地台的南部边缘。
(1)地层为下元古界秦岭群,秦岭群经历了多期、多次构造变动、变质作用及混合岩化、花岗岩化作用,主要岩石类型为片麻岩类、长英变粒岩类和各种混合岩类,次为片岩类、斜长角闪岩类和大理岩类。秦岭群遭受了区域动力热流变质作用,递增变质带发育,由高绿片岩相到高角闪岩相组成。为富铀层,含铀丰度6.4ppm。是产铀伟晶岩的主要围岩。
(2)岩浆岩主要为加里东期花岗岩,多呈岩基(株)和岩脉群产出,约占商丹地区面积的一半。分水岭断裂以北分布着数个加里东期花岗岩体和数以千计的伟晶岩脉。主要岩体是户家庄、许庄、蔡川、枣园、黄龙庙、黄柏岔、骡子坪、灰池子、小龙庄和商南岩体,这些岩体多以不规则弯窿状产出,岩体长轴方向与区域构造线方向(310°)一致,该期花岗岩为酸性和中酸性,按成因可分为两类,即同熔型和混合同熔型。伟晶岩型铀矿床产于岩体内外接触带中。
(3)构造以褶皱构造为由于多期构造的叠加,秦岭群原始褶皱构造仅从区域残存大理岩的分布,可以大致圈出秦岭群主体褶皱构造和一些片麻岩穹隆构造的基本轮廓。秦岭群中主要褶皱构造为留仙坪—碾子坪—峦庄地背斜,南翼完整、北翼被金陵寺—蔡川断裂断失。背斜轴大致近东西向展布,核部为秦岭群第二岩性段,南翼为秦岭群第三岩性段。该地背斜控制着加里东期区域岩浆活动,灰池子岩体、黄龙庙岩体等大的花岗岩基沿其轴部分布。片麻岩穹隆构造主要分布在主体地背斜南翼,北西向展布,为后期构造叠加在秦岭群地背斜上的穹隆构造,有碾子坪石墨矿体环带穹隆构造、骡子坪穹隆构造、武关河花棠坪短轴背斜构造和牛家台短轴背斜构造,加里东期陈家庄岩体、骡子坪岩体、两岔河岩体、大毛沟岩体、小龙庄岩体沿其侵位,与区内伟晶岩型铀矿的形成有关系密切。
(4)铀成矿与地壳演化相关密切,铀的富集成矿是铀的多级预富集的结果。秦岭群经历多旋回构造—岩浆—沉积活动,产生富铀层,进一步经过断裂活动、岩浆作用,形成壳慢混源型的伟晶岩型铀矿床。
2商丹地区伟晶岩型铀矿成矿规律
(1)有利地层中的特殊岩性在热变质作用下,对伟晶岩型铀矿的铀源有一定贡献,但铀源主要来源于加里东期强烈的岩浆侵入作用。
秦岭群第三岩性段中的片麻岩、长英质岩类属于泥质-长英质变质岩,具有硅高含量(SiO2=65.23%)碱高含量(KO+NaO=5.34%)且钾含量大于钠含量的特点,铀含量4.9×10-6,钍含量18.1×10-6,Th/U值为3.7,铀迁出率0.38。当受到较强的热变质作用(温度达600~700℃)时,低熔点的长英质矿物及赋存复存在其中的成矿元素首先发生熔融和解离,转入花岗质熔浆,为产铀伟晶岩的形成准备了矿化物质。
加里东期南秦岭古海板块相对华北古陆板块俯冲-碰撞造山,板块把南秦岭古洋壳带入上地幔深处,洋壳的地壳层物质在深部通过取水、去气等多种地质作用把赋存在岩石中的U、Th等大离子亲石元素从岩石中逸出并转入地幔分熔相,最后导致秦岭群陆壳下岩石圈出现富集地幔(余达淦等,2007)。地幔分熔相派生的玄武岩浆在板块的强大驱动下通过底侵作用,封闭于地壳底部,诱发壳幔作用,形成含U、Th等大离子亲石元素的壳幔混合型岩浆,含U壳幔混合型巖浆由地壳下部向地壳上部迁移过程中,不仅有上地壳物质的加入使岩浆向中酸性方向演化,而且吸收了上地壳受热变质作用迁出的活化铀侵位到早古生代以前形成的地背斜和片麻岩穹窿部位,形成花岗岩穹隆及其外接触带附近的环带构造,实现了铀从富集地幔向中酸性熔体的转化。含铀残余岩浆进一步演化最终贯入到花岗岩穹隆接触带附近环绕岩体的环带构造中形成伟晶岩型铀矿。由此分析,铀源主要来源于加里东期岩浆侵入活动。
(2)花岗岩体外接触带对产铀伟晶岩脉具有控制作用。
商丹地区以灰池子、黄龙庙岩体为代表的加里东期二长花岗岩,属壳幔混合型花岗岩,以硅、碱含量低,钠含量大于钾为特征,铀含量都不高(2~6×10-6),不属于对铀成矿有利的花岗岩体,但在岩体接触带部位形成的环绕岩体的环带构造对产铀伟晶岩的形成和产出有明显的控制作用。产铀伟晶岩脉多位于岩体外接触带0~200m。
(3)伟晶岩脉为赋铀主岩。
在空间上,伟晶岩脉环绕花岗岩体呈带状分布;在时代上,伟晶岩脉(405Ma)和岩体(449Ma、457Ma)基本同时或稍晚产出,并且从岩体接触带向外,伟晶岩时代逐渐变新(孙远强等,2012),具有黑云母伟晶岩、二云母伟晶岩、白云母伟晶岩的分带特征[(冯明月等,1996)。产铀伟晶岩为黑云母伟晶岩,灰白色、浅肉红色,矿物结晶程度较高,以中粗粒、粗粒(1~2cm)花岗结构为主,块状构造、斑杂构造,钾长石化强烈。铀矿化主要富集在鳞片状黑云母和钾长石相对集中地段或黑云母伟晶岩脉的边部以及岩脉形态变化较大部位。铀矿体常呈脉状成群产出,严格受伟晶岩脉控制。
3找矿方向
依据产铀伟晶岩为黑云母伟晶岩,多位于岩体外接触带0~200m范围内,铀矿体严格受伟晶岩脉控制这一特点,因此岩体外接触带0~200m范围内黑云母伟晶岩密集区,应作为下一步找矿主要方向。
参考文献
[1]余达淦,吴仁贵,陈培荣.铀资源地质学[C].哈尔滨工业大学出版社,2005.
[2]冯张生,张夏涛等.丹凤地区花岗伟晶岩型铀矿化特征及找矿方向[R].西安,西北地质,2012.
[3]沙亚洲,程徳进等.陕西省商南-丹凤地区铀矿整装勘查实施方案[R].西安,陕西省核工业地质局,2013.
[关键词]商丹地区 伟晶岩型铀矿 分布规律
[中图分类号] P619.14 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-6-86-1
伟晶岩型铀矿床系指经结晶分异的残余酸性熔浆经冷凝结晶和气成交代而形成的花岗质伟晶岩中的铀矿床,矿化的分布较为广泛,但矿化分散,品位低,规模小。该区铀矿资源调查已转入盲矿找矿阶段,了解伟晶岩型铀矿成矿规律,建立区域成矿模式,已成为指导找矿的理论基础。根据近本人在该区几年工作经验,探讨商丹地区伟晶岩型铀矿找矿的分布规律,指导该区找矿快速突破。
1大地构造环境及地壳演化与铀成矿基本关系
世界上产铀伟晶岩产铀伟晶岩大部分产于前寒武纪地盾的边缘带,在少数情况下,古生代和中新生代地槽褶皱带也有发现,它们常常围绕某些深成花岗侵入岩体分布,即分布于花岗岩侵入体的内外接触带上,个别情况下可赋存于侵入体的中心部位,几乎均产于地壳的不稳定区。商丹地区也不例外,商丹地区的伟晶岩型铀矿位于华北地台的南部边缘。
(1)地层为下元古界秦岭群,秦岭群经历了多期、多次构造变动、变质作用及混合岩化、花岗岩化作用,主要岩石类型为片麻岩类、长英变粒岩类和各种混合岩类,次为片岩类、斜长角闪岩类和大理岩类。秦岭群遭受了区域动力热流变质作用,递增变质带发育,由高绿片岩相到高角闪岩相组成。为富铀层,含铀丰度6.4ppm。是产铀伟晶岩的主要围岩。
(2)岩浆岩主要为加里东期花岗岩,多呈岩基(株)和岩脉群产出,约占商丹地区面积的一半。分水岭断裂以北分布着数个加里东期花岗岩体和数以千计的伟晶岩脉。主要岩体是户家庄、许庄、蔡川、枣园、黄龙庙、黄柏岔、骡子坪、灰池子、小龙庄和商南岩体,这些岩体多以不规则弯窿状产出,岩体长轴方向与区域构造线方向(310°)一致,该期花岗岩为酸性和中酸性,按成因可分为两类,即同熔型和混合同熔型。伟晶岩型铀矿床产于岩体内外接触带中。
(3)构造以褶皱构造为由于多期构造的叠加,秦岭群原始褶皱构造仅从区域残存大理岩的分布,可以大致圈出秦岭群主体褶皱构造和一些片麻岩穹隆构造的基本轮廓。秦岭群中主要褶皱构造为留仙坪—碾子坪—峦庄地背斜,南翼完整、北翼被金陵寺—蔡川断裂断失。背斜轴大致近东西向展布,核部为秦岭群第二岩性段,南翼为秦岭群第三岩性段。该地背斜控制着加里东期区域岩浆活动,灰池子岩体、黄龙庙岩体等大的花岗岩基沿其轴部分布。片麻岩穹隆构造主要分布在主体地背斜南翼,北西向展布,为后期构造叠加在秦岭群地背斜上的穹隆构造,有碾子坪石墨矿体环带穹隆构造、骡子坪穹隆构造、武关河花棠坪短轴背斜构造和牛家台短轴背斜构造,加里东期陈家庄岩体、骡子坪岩体、两岔河岩体、大毛沟岩体、小龙庄岩体沿其侵位,与区内伟晶岩型铀矿的形成有关系密切。
(4)铀成矿与地壳演化相关密切,铀的富集成矿是铀的多级预富集的结果。秦岭群经历多旋回构造—岩浆—沉积活动,产生富铀层,进一步经过断裂活动、岩浆作用,形成壳慢混源型的伟晶岩型铀矿床。
2商丹地区伟晶岩型铀矿成矿规律
(1)有利地层中的特殊岩性在热变质作用下,对伟晶岩型铀矿的铀源有一定贡献,但铀源主要来源于加里东期强烈的岩浆侵入作用。
秦岭群第三岩性段中的片麻岩、长英质岩类属于泥质-长英质变质岩,具有硅高含量(SiO2=65.23%)碱高含量(KO+NaO=5.34%)且钾含量大于钠含量的特点,铀含量4.9×10-6,钍含量18.1×10-6,Th/U值为3.7,铀迁出率0.38。当受到较强的热变质作用(温度达600~700℃)时,低熔点的长英质矿物及赋存复存在其中的成矿元素首先发生熔融和解离,转入花岗质熔浆,为产铀伟晶岩的形成准备了矿化物质。
加里东期南秦岭古海板块相对华北古陆板块俯冲-碰撞造山,板块把南秦岭古洋壳带入上地幔深处,洋壳的地壳层物质在深部通过取水、去气等多种地质作用把赋存在岩石中的U、Th等大离子亲石元素从岩石中逸出并转入地幔分熔相,最后导致秦岭群陆壳下岩石圈出现富集地幔(余达淦等,2007)。地幔分熔相派生的玄武岩浆在板块的强大驱动下通过底侵作用,封闭于地壳底部,诱发壳幔作用,形成含U、Th等大离子亲石元素的壳幔混合型岩浆,含U壳幔混合型巖浆由地壳下部向地壳上部迁移过程中,不仅有上地壳物质的加入使岩浆向中酸性方向演化,而且吸收了上地壳受热变质作用迁出的活化铀侵位到早古生代以前形成的地背斜和片麻岩穹窿部位,形成花岗岩穹隆及其外接触带附近的环带构造,实现了铀从富集地幔向中酸性熔体的转化。含铀残余岩浆进一步演化最终贯入到花岗岩穹隆接触带附近环绕岩体的环带构造中形成伟晶岩型铀矿。由此分析,铀源主要来源于加里东期岩浆侵入活动。
(2)花岗岩体外接触带对产铀伟晶岩脉具有控制作用。
商丹地区以灰池子、黄龙庙岩体为代表的加里东期二长花岗岩,属壳幔混合型花岗岩,以硅、碱含量低,钠含量大于钾为特征,铀含量都不高(2~6×10-6),不属于对铀成矿有利的花岗岩体,但在岩体接触带部位形成的环绕岩体的环带构造对产铀伟晶岩的形成和产出有明显的控制作用。产铀伟晶岩脉多位于岩体外接触带0~200m。
(3)伟晶岩脉为赋铀主岩。
在空间上,伟晶岩脉环绕花岗岩体呈带状分布;在时代上,伟晶岩脉(405Ma)和岩体(449Ma、457Ma)基本同时或稍晚产出,并且从岩体接触带向外,伟晶岩时代逐渐变新(孙远强等,2012),具有黑云母伟晶岩、二云母伟晶岩、白云母伟晶岩的分带特征[(冯明月等,1996)。产铀伟晶岩为黑云母伟晶岩,灰白色、浅肉红色,矿物结晶程度较高,以中粗粒、粗粒(1~2cm)花岗结构为主,块状构造、斑杂构造,钾长石化强烈。铀矿化主要富集在鳞片状黑云母和钾长石相对集中地段或黑云母伟晶岩脉的边部以及岩脉形态变化较大部位。铀矿体常呈脉状成群产出,严格受伟晶岩脉控制。
3找矿方向
依据产铀伟晶岩为黑云母伟晶岩,多位于岩体外接触带0~200m范围内,铀矿体严格受伟晶岩脉控制这一特点,因此岩体外接触带0~200m范围内黑云母伟晶岩密集区,应作为下一步找矿主要方向。
参考文献
[1]余达淦,吴仁贵,陈培荣.铀资源地质学[C].哈尔滨工业大学出版社,2005.
[2]冯张生,张夏涛等.丹凤地区花岗伟晶岩型铀矿化特征及找矿方向[R].西安,西北地质,2012.
[3]沙亚洲,程徳进等.陕西省商南-丹凤地区铀矿整装勘查实施方案[R].西安,陕西省核工业地质局,2013.