亚欧东西向活化构造铀成矿带划分依据及铀成矿域分布

2014-08-07姚振凯郑大瑜

铀矿地质 2014年4期

关键词：活化成矿

姚振凯，刘翔，郑大瑜

(1.核工业230研究所，湖南长沙 410007；2.湖南省核工业地质局，湖南长沙 410011；3.中核集团地矿事业部，北京100013)

亚欧东西向活化构造铀成矿带划分依据及铀成矿域分布

姚振凯1，刘翔2，郑大瑜3

(1.核工业230研究所，湖南长沙 410007；2.湖南省核工业地质局，湖南长沙 410011；3.中核集团地矿事业部，北京100013)

亚欧东西向活化构造铀成矿带，其铀资源量约为全球的50%，是全球最重要的大陆洲际铀成矿带。该带地质构造和成矿复杂，活化构造作用延续时间最长，从早元古宙至今断续发生活化作用，以中新生代活化最为强烈。文章从大地构造及其演化控矿的角度，以铀成矿域为单元，对划分该铀成矿带的大地构造、深部构造、地球物理、地球化学和铀成矿分布等依据及铀成矿域分布作初步论述。

亚欧大陆；东西向活化构造；铀成矿带；划分依据；铀成矿域

1 引言

亚欧东西向活化构造铀成矿带 ( 以下简称东西向铀成矿带 )，横贯亚欧大陆中部，位于北纬38°～58°；东经10°～130°，东西长约12800km，是全球延伸最长、铀资源量最多的洲际铀成矿带。该带在欧洲较窄，南北宽约2400km；在亚洲较宽，增至3600km，总面积约3072×104km2。

该东西向铀成矿带涉及中国北部、俄罗斯南部、蒙古、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦北部、土库曼斯坦、阿塞拜疆、格鲁吉亚、乌克兰、保加利亚、罗马尼亚、捷克、波兰南部、德国、法国、比利时、西班牙、葡萄牙等20个国家和地区。粗略的地质界线是：北界自东至西是西伯利亚地台和东欧地台南缘，南界是华北地台北缘、塔里木中间地块北缘至阿尔卑斯造山带北缘，东侧与环太平洋成矿带复合，西侧至大西洋。因而该带不同于特提斯欧亚成矿带，只是在中、西欧和西亚部分与其北侧相毗邻。

此铀成矿带内有铀矿床300余个，其铀资源量约为全球总铀资源量的一半[1]，是全球最重要的大陆洲际铀成矿带。另外，还有一大批超大型金、铜、钼、铅锌等矿床，如金矿床有穆龙套(7000t)、干谷(1500t)、斯特普纳克(1200t)，巴克尔奇克(1200t)，铜矿床有乌达坎(2000万t)、阿克扎盖(1200万t)、卡尔马克尔(1100万t)，故又是全球最重要的洲际金属矿床成矿带。再者，此成矿带横贯我国北疆东西，长达4800km，其中也有大型和超大型的铀、稀土金属等矿床和重要的煤、石油等能源矿产分布，也是我国重要的多种矿产成矿带。因而，研究此东西向成矿带，具有特别重要的现实意义。

此铀成矿带地质构造和铀成矿复杂，活化构造延续时间最长，从早元古宙至今断续发生活化作用，研究成果和观点也颇多。前人研究多从传统的槽台观点进行，更多的是对亚洲乌拉尔-萨彦古生代褶皱带和中西欧海西褶皱带进行了研究，但同时也注意到海西褶皱带已横贯欧亚大陆。苏联康斯坦丁诺夫M.M.，卡赞斯基 В.И.，维利奇金В.И.，舒瓦洛夫Ю.М.等和独联体Щеточкин В.Н.，Кисляков Я.М.，Серых А.С.，Михайлов Г.Н.，Берикболов Э.С.，Берикболов Б.Р.，Петров Н.Н.，Карелии В.Г.，Горошко М.В.，Малышев Ю.Ф.及我国学者王木清、陈祖伊、黄净白等，先后从不同角度和在不同地域的铀成矿作用进行了研究。但至今为止，尚无专文从地质构造和铀成矿角度来论述此铀成矿带。本文在前人研究基础上，从大地构造及其演化控矿角度，首次提出亚欧大陆东西向活化构造铀成矿带，并对其划出依据和铀成矿单元划分进行初步论述，而其铀成矿学特征将在另文中讨论。

2 东西向活化构造铀成矿带划出依据

苏联著名地质学家А. А. Нагибина，В.Е.Хаин，А.Л.Яншин(1975)指出[2]，有花岗岩岩浆活动的活化区，在晚古生代呈东西向从西欧延伸到包括蒙古在内的亚洲中部，中生代扩至东部布列亚和兴凯等地。В.Е. Хаин，A.E.Михайлов(1985)指出[ 3]，在西伯利亚和东欧地台南侧，中朝地台和塔里木地台、印度和非洲地台之北，存在一条横贯亚欧的显生宙东西向褶皱带。由于该带多次活动，其中包含着许多中间地块在不同时期发生了活化作用。苏联大地构造与成矿学家谢格洛夫А. Д.(1983)在我国进行地质考察访问和在中科院长沙大地构造研究所讲学期间，笔者是他的全程陪同兼翻译，有机会向他咨询了有关苏联活化区分布的问题，他在送给我的苏联地质图南缘上用铅笔划出了一长条东西向的活化构造带，包括西伯利亚地台阿尔丹地盾和东欧地台乌克兰地盾在内的苏联南部边界。以上就是划分出东西向活化构造带的主要大地构造依据。

美国大地构造与成矿学家科蒂纳 (Jan Kutina，1982)[4]在中科院长沙大地构造研究所讲学时，根据全球深部构造和磁异常资料得出结论，约在北纬40°有一条东西向磁异常带穿越亚欧大陆和美洲，而且是一条活化构造带。因为高正磁异常周围包围一些较低的正磁异常，这些较低的正磁异常表明是一些强烈活化区，活化作用使磁异常值产生某些降低。另外，萨波日尼科娃И.H.(1988) 指出，在北纬39°以北，东亚和中亚的莫霍面分异都很明显，位于莫霍面较高位置的中国阴山带刚好位于亚洲大陆东西向交界线上。在北纬50°～58°，另一东西向构造线在兴安岭-滨海，其在兴安岭地区莫霍面高，表明亚洲大陆东西向构造带属莫霍面较高区域。上述就是划分东西向活化构造带的主要深部构造依据。

俄罗斯学者Серых А .С . ，Михайлов Г.Н.(1999)根据区域航空伽玛能谱和放射性地球化学资料[1]，划分出横跨欧亚大陆的近东西向巨型放射性地球化学带，其东起楚科奇中间地块，西至喀尔巴阡山带，长约15000km，宽500～1500km。同时，还指出在整个欧亚大陆内没有与其相类似的情况，即该带岩石的铀和钾含量平均值较高，地壳底板(深38～60km)明显呈槽状下陷，受北部和南部周边莫霍面(36～30km)的巨大隆起所围限。该放射性地球化学带内发育成熟的大陆壳，由元古代地盾、中间地块、古老地台边缘部分及泥盆纪-晚白垩世褶皱带、裂谷带和火山岩带构成，只是在南部边界个别地段的地壳由古近纪晚期地层构成。该带北侧以古老的西伯利亚地台、西西伯利亚地台和东欧地台外带为界，南侧以古老的中朝地台、华北地台和塔里木地台及阿尔卑斯褶皱带北部为界，本身是地壳强烈活动带，是一种深壳下的巨型构造，其内的线性断裂具有相当高的贯通性。该带的地质构造特征是强烈的构造-岩浆活化作用，以及新构造活化作用引起的再次造山作用，伴随的是亲石、亲石-亲铁元素的成矿作用。因此，该巨型构造带可看作是巨大的渗透带、物质和热交换带，其独特的地质演化史决定了它的成矿作用。我国学者陈祖伊(2002)[5]对此带也进行了补充说明。这些都成为本文划出东西向活化构造铀成矿带的地球物理和地球化学依据，但笔者的划分与Серых А.С.，Михайлов Г.Н. 所指的亚欧东西向成矿带之间的主要差别，在于前者的东端一直延至兴凯湖及太平洋西岸，而在阿尔丹地盾东端未再向北东方向延伸，南端则以华北地台边缘为界，并补充了某些中国的地质构造和铀矿化资料。

我国学者黄净白、方锡珩、谢佑新(2013)从古生代褶皱带及其内的中间地块分布提出[6]，在欧亚大陆中部横贯一条宽大的、不规则分布的古生代褶皱系，其北部紧邻西欧陆块和西伯利亚陆块，南部是非洲陆块、印度陆块和塔里木陆块。在这一古生代褶皱系内存在一系列大小不等的前寒武纪古地块(又称中间地块)，它们经历多期构造-岩浆变动，这些中间地块成为硅铝质高度富集的成熟地质体，是大离子半径元素的富集区。因此，铀的富集和这些中间地块有了不解之缘。这一褶皱系从最西端的西班牙到法国、德国、东欧诸国，再经过西亚、中亚诸国进入中国(天山)和蒙古国，发育有多种类型铀矿床分布的成矿构造带。本文所指的东西向铀成矿带与黄净白等所指的主要差别，在于东端一直延至兴凯湖以东的西太平洋，与太平洋洲际铀成矿带相复合。东西向活化构造带形成和结束较早，北北东向的西太平洋成矿构造带形成和结束较晚，但东西向构造形迹仍然明显发育，就像我国南岭东西向铀成矿带与武夷山北北东向铀成矿带相复合一样。

笔者根据前人研究成果，再从大地构造及其演化的角度分析，认为东西向活化构造铀成矿带属一系列古老地台夹持的东西向洲际活化构造区。从东到西，北有俄罗斯西伯利亚地台、西西伯利亚台坪、东欧地台，南有中朝地台、华北地台、塔里木中间地块、印度地台和非洲地台。这一夹持区两侧地台边缘及其内分布的一系列中间地块，以及部分褶皱带产生了不同时期的活化铀成矿作用。如东欧地台乌克兰地盾在早元古代产生活化[7]，形成乌克兰铀成矿域；北哈萨克斯坦科克契塔夫中间地块在早古生代产生活化铀成矿作用，形成科克契塔夫铀成矿域[8]；中西欧地中海一带的一系列中间地块，在晚古生代产生活化铀成矿作用，形成一连串横贯中欧(东西向)的梅塞亚、法国中央、波希米亚等铀成矿域[9]；西伯利亚地台阿尔丹地盾，额尔古纳-克鲁伦、布列亚、兴凯等中间地块，在中生代产生活化铀成矿作用，形成阿尔丹、额尔古纳-克鲁伦、布列亚-兴凯等铀成矿域[10，11]；华北地台北缘在中生代产生活化作用，形成华北北缘、鄂尔多斯盆北的伊盟隆起铀成矿域[12，13]；在中亚天山造山带于新生代产生活化铀成矿作用，形成伊犁-吐哈铀成矿域；在年青的图兰地台于新生代产生活化作用，形成中克兹尔库姆、楚萨尔苏伊、锡尔达林等铀成矿域[14，15]；在蒙古南部于新生代发生强烈活化作用[16]，形成戈壁-塔木查干铀成矿域。上述铀成矿域连成亚欧大陆东西向活化构造铀成矿带(图1)。

3 铀成矿域划分及其分布

亚欧东西向活化构造铀成矿带的成矿单元划分，是根据相应大地构造单元及其演化，依次采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ共6个等级：Ⅰ级是洲际铀成矿带，相应为超级大地构造单元，是由多个不同的一级大地构造单元的有机组合而成；Ⅱ级是洲内跨国铀成矿带，也是多个不同的一、二级大地构造单元的有机组合，但规模相对较小，包含的一、二级大地构造单元数量也相对较少；Ⅲ级是铀成矿域，是相当于一级或二级大地构造单元，如中间地块、地盾和地台边缘活化区，中间地块由于地质和成矿特征均不同于槽、台区，故作为一级大地构造单元对待；Ⅳ级是铀成矿带(区)，当为带状分布时称铀成矿带，不成带时称铀成矿区，相当于二级或三级大地构造单元，如一些较大盆地、隆起构造带及火山构造带，或巨型区域性大断裂带；Ⅴ级是铀矿田，相当于中型盆地、断裂交结组合区；Ⅵ级是铀矿床，相当于较小盆地及不同方向断裂交结处，或是破火山口构造等。

图1 亚欧大陆东西向活化构造铀成矿带铀成矿域分布略图Fig.1 Distribution sketch of uranium province along the EW ward Eurasian reactivated tectonic belt

关于铀成矿域的含义至今地质界尚没有统一标准，各家划分相差十分悬殊。笔者认为，铀成矿域要以一个较大的一、二级大地构造单元为前堤，不宜以地理单元或行政区进行划分，要有一、二种独特发育的铀矿床成因-工业类型，有数万吨以上的铀资源量，而成矿域面积不宜过小或过大，不宜超过一个一级大地构造单元。如国内外有的学者把中亚上千万平方公里归之为一个中亚成矿域，包括多个一级大地构造单元，似乎过大，值得商榷。在俄罗斯有学者对有较好远景的铀成矿域，还应用潜在铀成矿域的概念。

据上所述，把亚欧东西向洲际铀成矿带归属为一级成矿构造单元，然后划分出亚洲东西向跨国铀成矿带和欧洲东西向跨国铀成矿带。铀成矿域分为地台活化区、地盾活化区、中间地块活化区，褶皱带活化区等铀成矿域。从简化文字出发，在成矿域命名中省略了大地构造单元名称。如乌克兰地盾活化区铀成矿域简化称为乌克兰铀成矿域，波希米亚中间地块活化区铀成矿域简化称为波希米亚铀成矿域等(表1)。应当指出，在中亚有些地区，如我国塔里木中间地块北和乌兹别克斯坦费尔干盆地及周边，有可能扩大成为新的铀成矿域。

表1 亚欧大陆东西向活化构造铀成矿带铀成矿域Table1 Uranium metallogenic province along the EW ward Eurasian reactivated structure belt

上述20个铀成矿域，有15个分布在亚洲，其余5个在欧洲。欧洲的铀成矿域发现较早，研究程度较高，有些成矿域内的部分或大部分矿床已开采完毕，或因人口稠密及环保等原因已停止开采，为了研究铀成矿规律，指导其它地区找矿和研究，仍列入了论述范畴。亚洲的铀成矿域内，本文把俄罗斯学者划分的布列亚中间地块铀成矿域和兴凯中间地块铀成矿域合并为布列亚-兴凯铀成矿域。因为这两个铀成矿域都位于中俄边境，并延伸到中国黑龙江省，实际上是一个较大的中间地块活化铀成矿域，考虑到俄罗斯在当地做了较多的铀矿勘察工作及研究程度较高，故采用保留原名的组合名称。在哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、俄罗斯、中国和蒙古的铀成矿域内，有一大批大型和超大型可地浸砂岩型铀矿床，开采和选冶成本低，有的正在或准备开采，国际上一些著名的大型矿业公司和核电企业先后进入中亚进行投资兴建铀矿山。

铀成矿域的时空分布，与构造单元演化的活化构造作用期有着密切的成生联系。由此，按大地构造单元演化划分：乌克兰和阿尔丹两个铀成矿域分布在地盾活化区，西西伯利亚南缘、华北北缘、伊盟隆起、楚萨雷苏-锡尔达林、肯楚别、中央克兹尔库姆、滨里海等7个铀成矿域分布在地台活化区内，科克塔契夫、法国中央、波希米亚、阿莫利坎、梅塞塔、布列亚-兴凯、维季姆、额尔古纳-克鲁伦等8个分布在中间地块活化区内。萨彦、戈壁-塔木查干和下伊犁-吐哈等3个分布在海西褶皱带内，也同样经过相对短暂的后海西期地台阶段，也应是地台活化区。

众所周知，地盾是地台结晶基底的隆起部分，中间地块又类似于小地台。因此，上述地盾活化区、中间地块活化区和所谓的地槽褶皱带活化区，实质上都属于地台活化区。可以认为，经过槽、台和活化阶段演化的成熟大陆壳，对铀成矿是最有利的大地构造环境。

本文只是对亚欧东西向活化构造铀成矿带的初步探索，因涉及范围广、问题多，有待国内及国际有关部门专家学者共同深入研究。本文构思过程中得到陈祖伊高级工程师(研究员级)的帮助，成文后承蒙黄贤芳高级工程师(研究员级)提出宝贵的修改意见，特此致谢。

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(，Continuedonpage205)(，Continuedfrompage198)

TheDivisionBasisoftheEurasianEWStrikeReactivatedTectonicUraniumMetallogenicBeltandDistributionofUraniumProvinces

YAO Zhen-kai1，LIU Xiang2，ZHENG Da-yu3

(1.ResearchInstituteNo.230，CNNC，Changsha，Hunan410007，China；2.HunanNuclearGeologicalBurreu，Changsha，Hunan410011，China；3.DepartmentofGeology&Mining，CNNC，Beijing100013,China)

Over half of the global uranium resources occurred along the east-west activated Eurasian tectonic belt which is the most important in the world.The geological structure and uranium mineralization are complicated in the belt.From early Proterozoic，the tectonic activity occurred intermittently，Especially in the Mesozoic and Cenozoic period，the activity were the most strongest.In this paper，the basis of the geotectology，deep-crustal stracture，geophysic-geochimistry and distribution of uranium mineralization were discussed for the division of the reactivated tectonic uranium metallogenic belt and the distribution of uranium mineralization provinces from the views of geotectonics and evolution ore controlling.

Eurasian continental；EW-ward reactivated tectonic；uranium metallogenic belt； distribution of uran-ium province