内蒙古四子王旗阿特巴音敖包地区铀矿化特征及成矿模式探讨

关键词：阿特巴音敖包地区；铀矿化特征；铀成矿模式 
1 地质特征
1.1岩性特征
通过矿区大比例地质填图及钻探施工，矿区内地表主要出露华力西晚期侵入岩，组成岩体的岩石主要为浅黄色、浅褐黄色、浅肉红色碎裂黑云钾长花岗岩，属于过渡相相带。
由钻孔明显可见，矿区内岩体在纵向上，自上而下硅质、黑云母含量逐渐减小，石英碎粒具波状消光，钾长石和斜长石由于受压力影响而成大小不等的碎粒状，斜长石具绢云母化，云母成细片状，在空间上倾向于平行排列，呈似片麻状构造。但钾长石含量自上而下逐渐增多，呈似斑状结构，基质为中粗粒花岗结构，钾长石斑晶可达6~7cm，块状构造。整体上呈现出上硅下碱的趋势。
其次，钻孔接遇老地层震旦系艾勒格庙群__岩段（Zal1）角闪钾长片麻岩，灰绿色，片麻状构造。主要矿物成分为长石，次为角闪石和石英。裂隙中见少许方解石和黄铁矿，但因其于岩体接触带上普遍发育强烈的蚀变。
同时在钻孔中普遍见动力变质作用形成的碎裂岩、糜棱岩，其中糜棱岩呈灰黑色或暗灰绿色，糜棱结构和眼球纹理构造。主要矿物成分为新生矿物细小的黑云母和石英，次为眼球状长石、石英和角闪石残斑。
1.2 构造特征
钻探发现该区构造发育十分明显，岩石多呈碎裂结构的块状岩石，构造擦痕大量发育，轴心夹角65°左右，局部可见断层泥，ZK2011-1号钻孔底部揭穿十余米厚的石英脉体，通过其相互穿插关系并结合地表矿区地质填图，可以判定矿区内至少发育两期构造作用。
__期构造以厚层石英脉体为标志，发育了一条走向大致北东向约40°的大型逆断层，将花岗岩体推覆至老地层斜长角闪片麻岩之上，同时伴随其形成了走向大致北西向约320°~340°的次级断裂。第二期以岩石多呈碎裂结构的块状岩石，构造擦痕大量发育为标志的区域压扭性构造发育。
2  矿化蚀变特征
2．1蚀变特征
由于矿区内岩体构造十分发育，使得岩石破碎，有利深部及地表流体的侵入和运移，因此岩石普遍发育各种蚀变现象，尤其沿构造擦痕面上典型的中低温热液蚀变如硅化、绿泥石化、黄铁矿化、赤铁矿化、碳酸盐化较为明显，但其程度不深，说明热液活动不强。
同时地表水沿岩石裂隙、碎裂带对岩石进行风化淋漓，沿岩石构造擦痕面上形成的典型树枝状黑色铁锰质矿物以及长石的水解等即为此作用的证明(图3-4)，而地表含氧水对岩石自上而下，进行氧化作用，使铀元素发生活化、迁移，并可在氧化还原界面上卸载，形成铀的富集体。
2.2 矿化特征
据钻探资料，该区铀矿化具如下特征：
(1)矿化产出于碎裂的花岗岩体中，矿体与围岩无明显的界线，且铀元素多富集在岩石的裂隙面上，如矿段内同一块岩心在物探编录是当仪器正对岩心碎裂面时，读数明显高于该岩心完整面上编录仪的数值。同时矿化段内蚀变现象均较弱，但品位较高的位置，可见赤铁矿化蚀变，岩心呈赤红色。
(2)矿化发育较为广泛，但强度普遍不高。本次工作共施工4个钻孔，均有不同程度的矿化显示，但矿化强度较低，其矿化厚度连续可达27m，且严重偏铀。
(3)受控潜水氧化界面，据钻孔资料统计，矿化位置均位于200m以上，且集中分布在120m～180m深度范围内，同时岩心越破碎则矿化段埋深相对较深，可见与地表水向下淋漓的作用关系密切，受地下水潜水面控制。
3 地球物理特征
3.1视电阻率特征
工作区视电阻率相对较高，平均视电阻率达到207Ω·m。区内视电阻率呈现出高、低视电阻率相间的剧烈变换现象。结合地质资料分析，高视电阻率为工作区内大面积分布的花岗岩体所致，而局部高、低场相间且转换较快的视电阻率分布特征为工作区地质构造活动所致，由于矿区发育一条较大的逆冲推覆断层，同时伴随着北东向挤压、走滑运动，使得矿区内整体的花岗岩体普遍发生压碎、尤其是走滑的应力场下可形成相间隔的近南北向的次级构造，岩石破碎程度更高，由于其碎裂和完整的花岗岩赋水性不同，因而形成上述视电阻率特征。
3.2视极化率特征
区内绝大部区域的视极化率值基本都为正常值，视极化率异常区域较小、分布杂乱，异常体的走向也无规律性可言，但相对而言，在测区WN视极化率异常面积最大、强度最高的位置附近发现一工业铀矿孔，说明视极化率异常对区内找矿工作有一定指示作用。
结合地质资料，测区西南部的低视电阻率、高视极化率区域对应花岗岩十分破碎、富水，易于各种地质流体的渗入和运移，同时含有较多金属矿物如黄铁矿等。
3.3大功率激电测深特征
测区做了三条大功率激电测深剖面（图1、2，3），图示测区视极化率、视电阻率在纵向上均有着很强的规律性，浅部视电阻率值较高，可达300Ω·m以上，而视极化率较低，多小于2.2%；深部视电阻率值较低多为100~250Ω·m，视极化率较高，多大于2.2%，最高可达2.7%以上。推断为北西部的花岗岩体向东南推覆至古老地层斜长角闪片麻岩之上，两者接触面倾向北西。同时据钻探资料，测区上部的花岗岩体具有明显的“上硅下碱”地表发育“硅帽”的特征，因此其视电阻率值在整体高值背景下具有上高下低的特征，且下部的斜长角闪片麻岩因自身含黄铁矿等金属矿物较多。

图1  1#剖面视极化率与视电阻率综合成果图

图2  2#剖面视极化率与视电阻率综合成果图

图3  3#剖面视极化率与视电阻率综合成果图
在大致了解了工作区的地层、构造、蚀变特征、岩性岩相等特征的基础上，进一步研究工作区矿体的形成过程、不同成矿阶段的机理，矿体形成的地质条件及控矿因素，建立铀成矿模式，指导下一步的找矿方向，建立找矿标志。
4 铀成矿模式探讨
据国内外大量花岗岩型铀矿床成矿模式，结合工作区具体的地质、构造及地球物理特征，对测区铀成矿模式进行了探索，认为其大致可分为四个阶段(图4)。
4.1富铀岩体侵入阶段
工作区内各个地质体的放射性元素含量的测量表明，华力西晚期黑云钾长花岗岩eU含量平均值为3.95×10－6 ，是eU元素在地壳中的平均克拉克值1.7×10－6 的2倍多，具备富铀特征。


1-大理岩；2-花岗岩；3-碎裂花岗岩；4-钾化碎裂花岗岩；5-钾化、硅化碎裂花岗岩；6-硅化碎裂花岗岩；
7-石英脉；8-矿体；9-断裂；10-相变界限；11-潜水位面；12-热液活动方向；13-风化淋漓方向。
图4  铀成矿模式示意图
4.2构造活化阶段
在岩体侵入就位后，进入构造活化阶段，即整体的花岗岩被后期的构造活动改造，于岩体中发生断层等，致使岩体发生碎裂形成大量的裂隙，从而使得各种地质流体易于深入和运移，尤其是拉张性的断裂构造最为有利，而挤压型构造在刚性的花岗岩体中也可形成大量的碎裂构造从而为铀成矿提供有利空间。
4.3热液活动阶段
该阶段实质上是与构造活化阶段同时发生的，是为了便于描述对其人为划分的，岩体中沿裂隙面普遍发育的热液蚀变现象，如“上硅下碱”、绿泥石化、黄体矿化、等即为此活动的产物。在构造活化阶段，往往伴随着构造活动，深部的热液可沿构造及其形成的岩石裂隙，岩体的接触面将深部的铀元素带入到花岗岩体内，同时由于热液的性质可以对花岗岩体自身的铀元素进行浸出和迁移，因此热液活动阶段，本身即为一成矿阶段，在有利于铀元素卸载的位置上可形成原生的铀矿体，同时可在热液流体可运移的碎裂岩石中形成铀元素富集地段，为后期铀成矿作用提供物质基础。
4.4风化淋滤阶段
该阶段为工作区内的主成矿阶段，通过前几个阶段的地质作用，富铀花岗岩体经构造活化形成了大量的断裂和裂隙，深部热液沿构造和裂隙即可将深部的铀元素带入到破碎带花岗岩体中，同时也可将岩体本身的铀元素浸出，在岩体中形成铀元素富集地段，同理该地段也易于地表含氧水的深入，钻孔中可见岩体上部发育大量的褐铁矿化、树枝状黑丝铁锰质矿物即为此作用的产物，这种自上而下的氧化作用可对预富集的铀元素再次进行浸出和迁移，如钻孔中上部岩石钍含量较高，下部铀含量较高，这是因为钍不易于迁移而铀可随含氧水迁移所致，并于氧化水和还原水的界面，即潜水氧化面上卸载，富集成矿。
参考文献：
[1] 中华人民共和国区域地质调查报告[脑木根幅 K-49-X],内蒙自治区地质局，1980.
[2] 孙圭、赵致和等，中国北西部铀矿地质，1998.