内蒙古巴音戈壁盆地宗乃山隆起热液型铀矿成矿条件分析

王桂珍

（核工业208大队，内蒙古 包头 014010）

内蒙古巴音戈壁盆地宗乃山隆起热液型铀矿成矿条件分析

王桂珍

（核工业208大队，内蒙古 包头 014010）

宗乃山隆起呈EW向带状展布于巴音戈壁盆地中部，在其相邻南侧因格井坳陷中有塔木素铀矿床产出，铀源丰富。通过对宗乃山隆起富铀性、铀迁移和富集、构造、蚀变等铀成矿条件分析，结合对铀矿化点的地质调查及成因分析，对热液铀矿化与构造体系、岩浆活动的关系进行了研究，指出了宗乃山隆起铀矿找矿类型和找矿远景地区。

宗乃山隆起；热液型铀矿；成矿条件；分析

巴音戈壁盆地是我国北方重要的中新生代沉积盆地，已发现塔木素砂岩型铀矿床，但是对其北侧蚀源区宗乃山隆起富铀岩体还没有开展系统的热液型铀矿科研与找矿工作。2010年，核工业北京地质研究院开展了车载伽玛能谱测量，核工业208大队开展了地质调查工作，并发现了一批受构造控制的铀矿点、矿化点及异常点，认为宗乃山隆起富铀岩体广泛发育，应进一步开展热液型铀矿科研与找矿工作。

1 地质构造背景

内蒙古巴音戈壁盆地宗乃山隆起位于天山地槽褶皱系北山晚华力西褶皱带Ⅱ级大地构造单元。自太古宙以来，由于多次强烈的地壳运动，在宗乃山隆起造就了以深、大断裂为构造骨干的断裂系统，它们与宗乃山隆起构造的发展、演化有着密切的关系，对不同时期的沉积建造、岩浆活动、变质作用及矿产的形成和分布等具有显著的控制作用。与宗乃山隆起有关的深大断裂主要分布在宗乃山隆起带南、北两侧，恩格尔乌苏断裂为南侧华北地台陆缘和北侧中亚陆地的海西期缝合线，查干楚鲁断裂为华北地台内部解体后又于晚华力西期重新拼合的次级缝合线，两条断裂控制了宗乃山隆起的产出形态和展布方向（图1）。

2 地层岩石特征

宗乃山隆起主要出露古元古界、石炭系、白垩系等，但分布规模相对较小，或零星出露。

岩浆岩是宗乃山隆起的主体，活动频繁，分布广泛，发育齐全，从元古宙旋回至燕山旋回、从超基性到酸性、从深成侵入到喷出均有发育，有志留纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪和侏罗纪等不同时期花岗岩，多为S型花岗岩［1］。其中，二叠纪花岗岩是宗乃山隆起的主要构成体，长约117 km，宽约15～25 km，总面积约1 743 km2，呈岩基状，其次为三叠纪和石炭纪花岗岩。二叠纪花岗岩SiO2质量分数66.50%～77.28%；平均w（CaO）＝1.83%，w（Na2O＋K2O）＝7.59%，总体w（Na2O）＞w（K2O），平均里特曼指数 σ＝1.96；属偏铝质钙碱性岩类（图2）。二叠纪花岗岩和三叠纪花岗岩的初始铀质量分数都在4.0×10-6以上，其他侵入岩类及前中生代地层初始铀质量分数一般为3.0×10-6～4.0×10-6。

3 铀矿化特征

宗乃山隆起发现有各类铀矿化点、异常点［2］，主要以热液成因类型为主，其次有接触交代型、伟晶岩型等。如通过对宗乃山隆起23号铀矿化点槽探揭露等野外调查（图3），放射性强度最高为175 cps，采集铀基本分析样分析结果为：铀质量分数0.015%，镭质量分数0.006%，钍质量分数10.03×10-6，钾质量分数2.30×10-2。该铀矿化点位于糜棱岩化钾长花岗岩体中的角砾状硅质脉之中，集中分布有10条，一般长150～300m，宽1～5m，构造位置属深大断裂恩格尔乌苏断裂带的一部分；7号铀矿化点见于伟晶花岗岩脉中，放射性强度最高 212γ①，正常场为22～36γ；13号铀矿化点见于砂岩夹玄武岩之中的酸性角砾岩中，放射性强度最高360γ，背景值为14～16γ，品位0.047%；Г-77-6号航放异常点位于花岗岩压扭性断裂上，断裂长15km，破碎带宽200～300m。

4 成矿条件分析

4.1 构造条件

宗乃山隆起各级断裂构造极其发育，一系列NE向和NW向次级线性断裂构造、环状构造控制着大量已知铀矿点、矿化点、异常点及多种金属矿床、矿点、矿化点、异常点产出部位。如在宗乃山隆起北东部阿木诺苏地区的英格特—呼伦希特一带发育一条规模较大的花岗质糜棱岩化带，小规模断裂较发育，与铀矿化关系密切，23号铀异常点就产于糜棱岩带。在宗乃山隆起中西段南缘乌兰陶勒盖地区石炭纪时期见多次的岩浆侵入活动，经受了强烈挤压，形成一系列次级断裂带，在构造带发育Г-77-4、Г-77-5、Г-77-6和F3等航放和地面铀异常点。宗乃山隆起侵入环状构造也是控制铀矿化产出的重要条件，在东部半环形构造断裂带上分布铀异常点有F1、 F4、 F5、 F9、 F10和Г-77-3等［3］。

4.2 铀源及迁移条件

宗乃山隆起岩浆活动十分频繁，地壳演化成熟度高，复式岩体大面积分布，富铀岩体广泛发育，二叠纪花岗岩和三叠纪花岗岩的初始铀质量分数都在4.0×10-6以上，花岗岩体平均铀质量分数为3.3×10-6、钍质量分数为13.7×10-6、钾质量分数为 2.4%，伽玛照射量率高达6.5nC·kg-1·h-1［4］。

根据核工业北京地质研究院2010年车载伽玛能谱测量结果，宗乃山隆起铀高场、偏高场分布在不同时代的花岗岩出露区，受断裂构造和花岗岩体控制明显（图4～6）。钍元素空间分布与铀元素展布不完全一致，呈现中间隆起区高两边盆地低，反映铀由宗乃山隆起向南、北两侧迁移的趋势。钾元素呈北高南低分布，异常带明显与构造断裂走向一致。钍异常晕的发育表明花岗岩体古铀含量很高，后期发生改造成矿作用明显；钾异常晕发育，对形成钾交代型铀矿非常有利。乌兰陶勒盖、查干扎德盖和阿木诺苏3个地区铀、钍和钾元素之间有较好的相关性，铀、钍和钾元素之间吻合程度越高，说明这些富铀岩体成熟度越高，铀活化越强烈，迁移量越大。乌兰陶勒盖地区东部岩体比西部岩体成熟度高、活化迁移强烈、铀含量高，东部岩体应为该区铀成矿的本源体，已发现F1、F2、Γ-77-3、Γ-77-4和Γ-77-6等大量航放异常点。查干扎德盖地区大部分岩体成熟度较高，苏海图附近三叠纪花岗岩成熟度最高、活化迁移系数大，铀含量最高，成矿铀源条件好。阿木诺苏地区石炭纪花岗岩成熟度较高，铀活化迁移能力强，NE向构造发育，区内发现相当数量已知航放异常点。

4.3 围岩蚀变与铀矿化的关系

宗乃山隆起主要发育硅化、水云母化、萤石化、赤铁矿化、黄铁矿化、碱性长石化、绿泥石化和碳酸盐化等中、低温蚀变类型。硅化在区内分布广泛，主要发育于断裂及火山构造中。表现为沿断裂带、角砾岩体等对围岩进行交代形成次生石英岩、各种硅化岩石和充填于断裂中的石英脉、硅质脉。已发现的铀矿化点都存在不同程度的硅化，并具有多阶段发育的特点，与铀矿化有关的硅化多伴有赤铁矿化、萤石化、黄铁矿化和水云母化等。

水云母化分布较广泛，主要沿断裂、岩体接触带发育，常伴有黄铁矿化，大型水云母化蚀变带是重要的矿前蚀变，成矿期的水云母化也较发育。萤石化也是分布较为广泛的一种围岩蚀变，有脉状和浸染型两种，萤石化可分为矿前期、成矿期和矿后期3个阶段，矿化期主要为深色萤石。赤铁矿化分布普遍，与铀矿化关系密切，是一种近矿围岩蚀变，常与水云母化、硅化、黄铁矿化、绿泥石化和萤石化等相伴，主要形成于矿化期和矿后期，是一种明显的找矿标志。黄铁矿化分布较广泛，主要形成于矿化期，在矿前期的水云母化带中也较常见。碱性长石化是一种较为普遍的矿前期蚀变。其他蚀变还包括绿泥石化、碳酸盐化和高岭土化等。

NE向区域性深大断裂（恩格尔乌苏断裂带）形成后，随着断裂的持续活动，形成了较大规模的同方向的糜棱岩带，随着糜棱岩带的持续活动或之后的又一次活动，在糜棱岩带内形成了近SN向的次级断裂或裂隙，岩浆的期后热液沿着这些负压带上涌，形成成群出现的硅质脉。期后热液本身携带铀元素，在上涌冷凝的过程中，又汲取了围岩中的铀，形成叠加，在还原环境下（硅质脉北西侧有石炭系），形成铀矿化。硅化是一种重要蚀变，可作为间接找矿标志。

4.4 热液铀矿化与岩浆活动的关系

华力西中期—晚期（石炭纪早期—二叠纪末期），是华北板块与哈萨克斯坦—西伯利亚板块实现碰撞—对接完成的过程，也是宗乃山隆起形成的过程。碰撞过程经历了主碰撞、晚碰撞和后碰撞3个阶段的演化，在主碰撞开始阶段，陆-陆沿原来的古缝合带对接碰撞随之俯冲，大陆俯冲产生的巨大剪切应力导致宗乃山隆起富铀C2γ岩体发生糜棱岩化，使其中副矿物发生蚀变。在由韧性剪切作用形成的糜棱岩化C2γ岩体不断抬升剥蚀过程中，当上升超过韧-脆性转换界限时，韧性剪切变成脆性破碎、挤压环境转化为减压环境，深源性热液由剪切带上升，在已发生微裂隙扩容的韧/脆性糜棱岩中沿节理或微裂隙发生交代蚀变和铀矿化。该阶段也是华北板块与哈萨克斯坦—西伯利亚板块碰撞前的汇聚消减过程中，由于强烈的挤压应力作用，使得晚石炭世及其以前地层经受了强烈的褶皱变形并发生区域性浅变质，同时伴随有强烈而广泛的超基性-酸性岩浆侵入。富铀的C2γ岩体即是这个时期形成的产物。

在晚碰撞阶段，随着大陆板块持续俯冲至一定深度，其前缘的俯冲大洋板块因密度加大而与之发生断离，诱发软流圈透过断离窗上涌并熔融，熔融体大量地侵于地壳底部并重熔地壳，产生壳/幔混源的花岗岩浆，形成宗乃山隆起上广泛分布的二叠纪S型花岗岩体。这些酸性岩体普遍发生了铀的预富集而成为铀源体，当区域应力状态由挤压转变为张扭状态时，引发幔源或壳源岩浆的浅成侵位和大型岩浆房发育，导致宗乃山隆起浅部热水流体发生对流循环，使得铀源体发生蚀变并被浸取其中的铀，形成热液型铀矿化。

在后碰撞期，大陆岩石圈俯冲断离和软流圈上涌，很可能促进地幔减薄和岩石圈拆沉。其直接结果引起地壳强烈伸展，相继形成了垂直碰撞带的正断层系统和裂谷-断裂系以及平行碰撞带的裂谷地堑和山间盆地。宗乃山隆起南部和北部的盆地雏形即形成于该阶段。垂直碰撞带的正断层及其裂谷-断裂系的发育，可以引起中上地壳减压熔融，形成部分熔融层，即岩浆房，驱动现代热水流体发生对流循环，并与富铀花岗岩发生水岩反应，形成热液型铀矿化。由前述铀源条件和放射性场（晕）分析可知，宗乃山隆起岩浆本身为隆起内的铀源体，多期次的岩浆活动，为铀的活化和迁移提供了热力条件。

4.5 热液铀矿化与构造的关系

恩格尔乌苏断裂带和查干楚鲁断裂控制了宗乃山隆起的形态和规模，隆起内发育有一系列次级断裂，铀矿化或产于深大断裂形成的糜棱岩带内，或产于NE向的次级断裂中，或产于NE向断裂与NW向断裂交汇处。值得注意的是，糜棱岩带内发育有近SN向的成群出现的硅质脉，为期后热液充填SN向次级断裂或裂隙的产物，这类硅质脉中往往有铀矿化产出。总体看，断裂构造控矿作用明显，同时断裂构造也是含矿热液运移的通道和铀元素富集的场所。

例如，恩格尔乌苏断裂带表现为规模较大的区域性糜棱岩带，糜棱岩带内发育有NE向和近SN向两组脉岩，这些脉岩是岩浆期后热液沿次级断裂上涌而形成，说明区内次级构造发育。如阿木诺苏地区富铀的C2γ岩体经历了多期次的构造运动，华力西中、晚期陆-陆碰撞过程中，碰撞阶段产生的剪切应力导致岩体北东边缘糜棱岩化，期后热液沿剪切带上升，途中浸取糜棱岩中的铀，在糜棱岩韧/脆转换带卸载堆积或遇到还原环境铀被析出，逐步富集，形成热液型铀矿化，远景区内石炭系中的有机质，可能起到了还原剂的作用；后碰撞阶段地壳伸展产生的压扭/张扭应力转换引发幔源或壳源岩浆的浅成侵位和大型岩浆房发育，导致浅部热水流体发生对流循环造成驱动脉岩浆和热水对铀源体作用，形成热液型铀矿化。

5 结 论

（1）宗乃山隆起发育有一系列次级线性断裂构造和环状构造，大量已知铀矿点、矿化点和异常点产在各级线性构造或环状构造中，受构造控制作用明显。

（2）铀放射性高场沿宗乃山隆起呈带状分布，铀、钍和钾异常晕叠置程度高，分布广，岩体成熟度较高，铀含量丰富，铀源条件较好。

（3）硅化、水云母化、萤石化、赤铁矿化、黄铁矿化、碱性长石化、绿泥石化、碳酸盐化等围岩蚀变发育，与铀矿化有关的硅化多伴有赤铁矿化、萤石化、黄铁矿化和水云母化等，糜棱岩化带内发育与铀矿化密切相关的大量硅质脉，可作为热液型铀矿重要找矿标志。

（4）宗乃山隆起从西向东放射性背景值总体由低向高变化，铀含量东部高于西部，开展热液型铀矿找矿工作，应东部优先于西部。

［1］宁夏回族自治区地质矿产局区域地质调查队.中华人民共和国区域地质调查报告沙拉套尔汗幅［M］.银川：宁夏回族自治区地质矿产局区域地质调查队，1981.

［2］田济民，郭春常，郑圻森，等.内蒙古巴丹吉林盆地北部地区航磁航放资料重新处理综合解释报告［R］.石家庄：核工业航测遥感中心，1998.

［3］田济民，郭春常，郑圻森，等.内蒙古巴音戈壁盆地航磁航放资料重新处理综合解释报告［R］.石家庄：核工业航测遥感中心，1997.

［4］李必红，陆士立，罗 毅.内蒙古巴音戈壁盆地车载伽玛能谱调查及铀成矿条件分析报告［R］.北京：核工业北京地质研究院，2011.

Analysis on hydrothermal type uranium metallogenic condition of Zongnaishan Up lift in Bayingebibasin in Inner Mongolia

WANGGui-zhen
（Geological Party No.208，CNNC，Baotou，Inner Mongolia 014010，China）

Zongnaishan Uplift distributes E-W ward in themiddle of Bayingebi basin. To its south，the Tamusu uranium deposit is located in the Yingejing depression which means the rich uranium source in the area. Based on the analysis of uranium mineralization condition on uranium fertility，migration，enrichment，tectonic，alteration information，etc，combined with geological survey and genetic analysis of uranium mineralization，this paper studies the relationship of hydrothermal type uranium mineralization and tectonic system and magmatic activity and points out the types and prospective areas for uranium exploration in this area.

Zongnaishan Uplift；hydrothermal type uranium deposit；metallogenic condition；analysis

P611；P598；P619.14

A

1672-0636（2014）01-0010-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2014.01.002

2013-10-12；

2013-11-28

王桂珍（1967—），女，山西朔州人，工程师，一直从事铀矿水文地质勘查和研究工作。E-mail:208y@bog.com.cn