1、第1O卷第3期 2001年9月 地质与资源 GEOLoGY AND RE9OURCES 1O No3 Sept2001 矿产资源评价 文章编号：167119472001)030172-04 辽东不整合脉超大型铀矿床找矿前景分析 张振强，曲先良 (棱工业沈阳240研究所，辽宁 沈阳110032) 摘要：不整合脉超大型铀矿床是2O世纪60年代后期在加拿大和澳大利亚发现的一种新类型其最大特点是矿床 均产于不整合面附近，矿床既大又富，矿床储量达数十万吨，品位最高达50是世界上经济效益很好的铀矿类 型辽东地区在前寒武纪地层内存在5个不整合面，且著名的连山关铀矿床产于元古宇一太古宇不整合面附近具 有不整合
2、脉型铀矿的特征，显示出该区不整合脉超大型铀矿床较好的我矿前景虽然2O世纪9O年代曾在该区进行 过此类型找矿工作，但由于战略调整而停止随着我国“十五”期间核电迅猛发展对铀矿资源的需求继续开展该 类型铀矿床的我矿工作具有重要的现实意义 关键词：辽东地区；不整合超大型铀矿床；找矿前景 文献标识码：A 中图分类号：P612：P61914 1不整合脉超大型铀矿床矿化特征及控矿因素 根据产于加拿大阿斯巴斯卡地区中西湖、凯湖和 澳大利亚北部的贾比卢卡、兰杰等不整合超大型铀矿 床的资料，总结该类型铀矿化特征及控矿因素如 下0： (1)铀矿床均产在前寒武纪变质岩中如加拿大 阿斯巴斯卡地区铀矿床产于古元古界阿菲比
3、亚系和中 元古界阿斯巴斯卡群中澳大利亚北部铀矿床赋存在 古元古界卡希尔组中。且都受一定层位控制 (2)铀矿床分布在太古宙克拉通之上或边缘，与 太古宙穹隆状杂岩体有关铀矿床距杂岩体一般不超 过1 krn这些杂岩体由花岗岩、片麻岩、混合岩及 少量古元古界片岩组成经过多次变质变形和混合岩 化作用，使其铀含量高于普通花岗岩的12倍或更 多，成为古元古界地层的良好铀源体 (3)铀矿床产于稳定地台之上，古元古代时沉积 了一套浅海陆棚冒地槽建造，后经褶皱隆起、剥蚀， 其上发育了中生代陆相沉积盆地这样就具备了典型 的“三元”结构：太古宇基底(铀源体)、古元古界 储层和中元古界盖层(保护层) 收稿日期：2OOl
4、一0625；咎回日期：2OOl一073o张哲编辑 。捍一星，等国外翘太型铀矿床240研究所内部报告，1991 (4)铀矿床位于中、古元古界不整台面之中或其 附近，距不整合面不超过200 133在不整台面之中的 铀矿往往是富矿，厚度也较大，都与良好的古风化壳 一起产出 (5)铀矿床产在深断裂附近，与次级构造有关， 如摺皱系轴部、剪切带、层问破碎带和塌陷构造等、 特别是同生(或复活)构造对形成超大型铀矿床具重 要作用 (6)基底岩石和含矿主岩经历了反复的断裂、变 质变形和花岗岩化作用基底岩石以角闲岩相、绿片 岩相为主，局部达到麻粒岩相含矿主岩变质程度为 绿片岩相或轻微变质，后期有退变质作用发生，并
5、有 强烈的蚀变作用 (7)蚀变作用强烈，主要有钠长石化、绿泥石 化、绿帘石化、绢云母化和黏土化、岩石含泥质、碳 质成分越高，绿泥石越丰富，矿化就越好 (8)具有多期成矿特点：主要成矿期为1700 1800Ma、11001300 Ma和8o0960 Ma 3个时期 此外还有250-500 Ma和100 Ma的矿化既有同生 富集，又有后期改造、矿脉充填 (9)矿区广泛发育有基性岩脉、岩墙，它们对含 矿层可能起到加热作用，促使含铀流体对流而成矿 (1O)伴生元素：加拿大不整合脉型铀矿床伴生 维普资讯 http:/ 第3期 张振强等：辽东不整合脉超大型铀矿床找矿前景分析 173 元素较多，有Ni、Co
6、、Ag，Au、Pb、Zn、Mo、Fe、 Cu、sr、 等，其中Ni和u一起形成uNi矿床 而澳大利亚该类型矿床中伴生元素比较单一，但却赋 存有伴生金矿床 2不整合脉超大型铀矿床成矿模式 关于不整合脉超大型铀矿床的成矿模式有后生浅 成模式(JFerguson等)和复成因(成岩热液)模式 (ISibbald等)结合辽东地区的成矿地质条件，本 文只阐述复成因模式 复成因成矿模式认为，铀矿床在空间上明显赋存 在中元古代阿斯巴斯卡建造未变质的碎屑岩与其下伏 的太古宙古元古代结晶基底的不整合面之间原始 铀来自太古宙一古元古代结晶基底，直接铀源来自中 元古代阿斯巴斯卡群砂岩层矿化年龄为1 300 1 400
7、 Ivla阿斯巴斯卡群碎屑岩建造具有红层特点， 表明它曾遭受长期、强烈的氧化和淋滤作用，这种作 用可能在建造沉积以后不久就开始了，并延续了几百 万年 阿斯巴斯卡群砂岩形成后期，断裂构造再次活 动，并切穿砂岩，使基底构造、顺层断裂与盖层构造 贯通，并伴随有基性岩脉侵入含铀的地表水沿断裂 向下流动，在地热梯度和脉岩的影响下逐渐变热，形 成热水溶液，水温为200，所产生的“热液”在断 裂系统中形成循环水这种冷热环流体在不整合或氧 化还原界面上形成矿体(图1) 固1圃2回。囫团5囤B 图1成岩热液成矿模式 Fig1 Dagenism-hydatogenesls metaUogec model 1一太古
8、宙基底花岗岩(Archean ba鲫mt grite)：卜古元古界 (P e。pm毗k)；3一中元古界M 。t凹。 c)；4一断裂构造 (fault)；5热液流动方向 (fbw d 眦t_椭ofhy&othermal solution)： 6铀矿体(uranium oi-e b0曲) 3辽东地区不整合脉超大型铀矿床成矿地质条件 31辽东地区前寒武纪地层特征 辽东地区处于华北地台的东北缘，而华北地台是 我国固结最早的地台与国外铀地台相比，其原始陆 壳稳定时问较晚，后期构造活动比较强烈基底岩石 经历了先钠后钾的花岗岩侵入，并伴有混合岩化作 用，成熟度较高，有利于铀的活化、迁移和富集 古元古界：受鞍
9、山运动(2 500 Ma)的影响，地 幔上涌，辽东太古宙克拉通出现了近东西向断裂，形 成了辽东裂陷槽，西起盖县，向东延伸入朝鲜北部， 全长约500 km，宽6080 km裂陷槽内沉积了古 元古界辽河群 中元古界：受吕梁运动(1 800 Ma)的影响，古 元古界褶皱变质，变质相达到了绿片岩相和铁铝榴石 角闪岩相在辽东裂陷槽南缘沉积了中元古界的榆树 砬子群和永宁群 新元古界：晚元古代时，在裂陷槽北、南部各自 发育为拗陷槽，沉积了细河群、五行山群和金县群等 地层 32区域构造环境 根据地质和航磁资料，在古元古代冒地槽与克拉 通接触部位存在一条东西向深断裂带，它制约辽东地 区古元古代拗拉槽的形成和发展
10、，使太古宙克拉通隆 起而遭受剥蚀，在冒地槽边缘的底部碎屑沉积建造中 局部形成富铀层同时东西向断裂带控制了本区多期 次的构造岩浆活动、基底花岗岩体重就位及热液交代 作用等，为富铀层中铀的活化、迁移创造了有利条 件，同时东西向断裂及其派生的断裂构造为铀矿床的 形成提供了良好的导矿、储矿空间o 33基底一储矿层一盖层结构 沿裂陷槽南部呈北东向展布一系列中元古代山间 盆地，盆地内沉积了一套红、灰相间的陆相碎屑岩建 造北部区缺失中元古界新元古界红、黄、绿相问 的滨海相碎屑岩建造直接覆盖在古元古界地层之上 无论哪种情况均构成基底一储矿层一盖层“三元”结 构 34太古宙杂岩体与铀矿 区内存在一系列新太古代富
11、铀的杂岩体(锫石u Pb年龄2 417Ma)，一般呈穹隆状，如弓长岭、连 山关、八河川岩体这些杂岩体以钾质花岗岩为主， o邹吉斌辽东半岛地区铀成矿类型及识别标志东北铀矿地质 2001 维普资讯 http:/ 地质与资源 2o01年 主体为红色混合花岗岩和白色混合花岗岩(红色混合 花岗岩的钠长石蚀变物)，其次为片麻状黑云母花岗 岩其现代铀和古铀丰度都比较高，迁出量也大如 连山关岩体中的红色混合花岗岩现代铀u 平均为 83310 (55个样)，古铀丰度u 平均为179 l旷 (5个样)，迁出量F。为一033；白色混合花岗 岩现代铀丰度u。平均为12910 (5个样)，古 铀U平均为179x10一，
12、迁出量 为一028这 些说明该类岩体是一个富铀岩体，且其中的铀多为活 性铀，有大量铀的丢失和迁移，是本区铀成矿的最重 要铀源 35蚀变条件 矿化围岩蚀变主要有钠长石化、绢英岩化、绿泥 石化、赤铁矿化、硅化、碳酸盐化钠长石化在该区 极为发育，太古宙杂岩体中的白色混合花岗岩、白色 混合岩都是钠长石交代的产物其控矿作用表现在促 使原岩中的铀发生重新分配以及孔隙度增加、机械强 度减小，为铀成矿提供良好的空间 此外所形成的碱 性环境是铀成矿的有利条件，铀在偏碱性环境热液中 运移，当环境由碱性变为酸性，铀便迅速沉淀 36不整合面的发育 辽东地区前寒纪地层内存在着5个不整合面，即 古元古界与太古宇、中元古界
13、与古元古界、中元古界 内(存在2个)和新元古界与中元古界(表1) 37矿化主岩 从区内已发现的与不整合面有关的铀矿床、矿化 (异常)点来看，矿化主岩主要为强烈钠长石化的白 色混台岩其化学成分以 O(FeO+ 03)、 NazO(Na20+ O)值高为特征 表1辽东地区前寒武纪地层表 Table 1 lh-eemnbstratphy 0f目stenI Lia0ni“g 38矿化年龄 该区铀矿年龄单一，集中在19748 Ma，与吕梁 运动及裂谷作用时问(1900-2000 Ma)相近，也与 白色混合岩、混合花岗岩形成时代相近 39基性岩脉 古元古界本区有火山活动，形成里尔峪组地层， 在1600 1
14、700 Ma之间有辉绿岩脉、辉长岩脉等基 性岩脉侵人在大的断裂带如辽东古拗拉裂谷附近岩 浆活动频繁，鞍山附近分布有太古宙和元古宙基性、 超基性岩，如陈台沟蛇纹岩、隆昌辉绿岩，毒马等地 分布的大面积碱性岩、辉绿岩、辉长岩这些岩浆活 动对铀进行活化改造并形成热流体，为铀成矿提供热 源条件 310成矿模式 以连山关矿床为模型建立该区成矿模式吕梁运 动使区域变质作用加强，导致地下水热流值及压力增 高在红色混合岩的边部通过渗透扩散交代作用形成 白色混合岩化，混合岩化产生的富含碱性阳离子及碳 酸铀酰离子的含铀溶液，在辽河群底部浪子山组及里 尔峪组矿源层运移时，捕获其中的铀，形成成矿热 液，于有利部位(如混合花岗岩舌状外突起)沉淀富 集成脉状矿体(图2) 维普资讯 http:/ 维普资讯 http:/
