新疆白杨河铀铍矿床控矿因素地球化学特征分析

陈 浩, 王 谋， 杨镜明

(核工业216大队，新疆 乌鲁木齐 830000)



新疆白杨河铀铍矿床控矿因素地球化学特征分析

陈 浩, 王 谋， 杨镜明

(核工业216大队，新疆 乌鲁木齐 830000)

通过总结白杨河铀铍矿床主要控矿因素，分析其地球化学特征及与成矿的作用关系，指出白杨河铀铍矿床区域地球化学背景具有较好的铀铍成矿前景。矿体主要赋存于花岗斑岩与泥盆系火山熔岩、火山碎屑岩的接触带部位，其中花岗斑岩为主要铀源体，中酸性围岩则为成矿富集提供了有利的地球化学障；南北接触带为矿区内重要的含矿和控矿构造，其矿化蚀变及微量元素差异说明铀与铍非同期产出物；该区含矿花岗斑岩蚀变最发育，矿化关系密切的围岩蚀变主要是赤铁矿化和萤石化，据不同蚀变程度微量元素对比发现Pb、Mo等元素可作为铀矿化蚀变的指示元素。

白杨河；铀铍矿床；花岗斑岩；控矿因素；地球化学

陈浩，王谋，杨镜明.2015.新疆白杨河铀铍矿床控矿因素地球化学特征分析[J].东华理工大学学报：自然科学版，38(4)：364-368.

Chen Hao，Wang Mou,Yang Jing-ming.2015.Geochemical characteristic of ore controlling factors of Xinjiang Baiyanghe uranium-beryllium deposit[J].Journal of East China Institute of Technology (Natural Science), 38(4):364-368.

白杨河铀铍矿床位于新疆和布克赛尔蒙古自治县西北。是近年来发现的亚洲最大的次火山岩型铀铍矿床，主矿体赋存于花岗斑岩与上泥盆统、下石炭统火山熔岩、火山碎屑(沉积)岩的接触带部位(王谋等,2012)，与矿化关系密切的围岩蚀变主要是赤铁矿化和萤石化。

1 区域地质及地球化学特征

雪米斯坦火山岩带是新疆规模最大的铀-稀有金属成矿带之一(毛伟等，2013)，经历多期构造-岩浆演化活动，大地构造背景有利于铀和其它亲石元素在酸性岩石中的活化与富集。该火山岩带南接触带附近发现有白杨河矿床、十月工区矿化点、马门特矿化点等众多铀矿床(点)。

白杨河矿床出露于雪米斯坦火山岩带西部，大地构造位置处于准噶尔微板块-雪米斯坦陆缘活动带内晚古生代成熟岛弧之上(王谋等，2013)。区内火山活动较为强烈，自华力西早期至晚期均有活动，喷发时代主要为早、中、晚泥盆世及早石炭世。多夹持于区域断裂之间，受构造控制作用明显(图1)。

矿床内火山岩以酸性火山岩建造为主，而岩浆侵入以酸度高、碱度大的富硅富碱的早二叠世花岗斑岩(杨庄岩体)次火山侵入体为主，侵入于北侧塔尔巴哈台组及南侧和布克河组地层中，为主要赋矿岩体。矿区地处雪米斯台复背斜南翼西段，南、北两组近东西向断裂分居矿区两侧，其中区域南断层“查干陶勒盖-巴音布拉克大断裂(杨庄大断裂)”为本区重要控岩控矿构造。

对白杨河地区1∶5万岩屑测量显示该地区相对于整个西准噶尔区域背景而言Be，Sb，Mo，U，Pb的区域浓集系数相对较高(表1)，具有相对富集特征(浓集系数大于1.2)。同时发现花岗斑岩出露Be元素异常地段会有U，Mo，Pb任一到三种元素异常与其套合，该元素组合说明白杨河铍矿与U，Mo，Pb具有共生关系，该元素组合主要受调查区内杨庄岩体及附近近东西走向断裂及晚期岩脉控制*杨镜明.2011.新疆和布克赛尔县白杨河地区1∶5万铀矿区域地质调查化探普查报告[R].乌鲁木齐：核工业216大队.。

2 矿化分布及组合特征

白杨河矿区铍、铀矿床(矿点、工区)，围绕杨庄次火山岩体边缘分布，较大的有十多个，沿接触带北缘自东向西分布较多，在南缘接触带展布的有两个矿点。原白杨河铀矿床位于杨庄次火山岩体东北部由中心(1号)工区和2号工区组成(图2)。

表1 白杨河地区元素背景特征一览表

图1 雪米斯坦火山岩带杨庄—马门特地段地质图Fig.1 Geological sketch map of yangzhang-mamente in xuemisitan volcanic1.早二叠世花岗斑岩；2.石炭纪；3.泥盆纪；4.华力西期花岗岩；5.断裂；6.铀矿化点

图2 白杨河矿区地质与铀铍矿床(点)分布简图Fig.2 Geological map of Baiyanghe mine area and distribution diagram of uranium-beryllium deposits (Points) 1.第四系冲坡积砂砾；2.下第三系红色砂砾黏土层；3.下二叠统石英斑岩、凝灰岩互层；4.下二叠统微晶质花岗斑岩；5.下石炭统黑山头组上亚组安山岩夹凝灰岩；6.下石炭统黑山头组上亚组中酸性熔岩、凝灰角砾岩、凝灰岩；7.下石炭统和布克河组上亚组安山岩、砾岩、砂岩夹煤线；8.下石炭统和布克河组下亚灰岩、硅质页岩、砂岩夹煤线；9.中泥盆统中酸性熔岩；10.花岗岩、闪长岩；11.辉绿岩；12.假整合；13.不整合；14.深大断裂；15.逆断层；16.正断层；17.平移断层；18.背斜轴；19.矿床编号；20.矿点编号

铍矿体和铀矿体在剖面上赋存的位置基本一致，主要产于杨庄花岗斑岩与围岩的接触带附近，沿裂隙和节理呈带状分布，但铍矿化偏向接触带及下部，而铀矿化偏向接触带及上部呈“y”字形斜交的次级密集裂隙带中。铍矿物主要呈独立矿物—羟硅铍石出现，品位富、厚度大，局部集合体大量出现。铀矿物主要为沥青铀矿，品位也较富*张晓军，张旺生，熊俊，等.2013.新疆白杨河铀铍多金属矿区控矿构造及成矿规律研究[R].乌鲁木齐：核工业216大队.。

区内U、Mo的富集特点较为相似，亦主要集中于杨庄花岗斑岩北侧花岗斑岩与围岩接触带附近花岗斑岩中。Be与F的富集富集特点也极为相似，主要集中于杨庄花岗斑岩南侧花岗斑岩主岩体下部凝灰岩中，在强蚀变强硅化花岗斑岩处强烈富集，且岩石中多见有紫-紫黑色萤石细脉。结合前人研究认为，白杨河地区铀矿化和铍矿化为不同成矿期的产物，而铀的成矿与钼的关系密切，两者可能为同一成矿期次。

3 控矿因素及地球化学特征

3.1 岩性

矿区内火山岩主要出露地层为石炭系及泥盆系。其中泥盆系仅出露上统塔尔巴哈台组(D3t)，该组第四岩性段为目前已知矿区内主要含矿地层，主要分布于杨庄岩体北侧及东侧，其流纹质晶屑凝灰岩中铀多金属矿化最发育。矿区内侵入岩及岩脉分布较广，白杨河矿床主要受杨庄花岗斑岩控制。该岩体为超浅成的次火山岩，与围岩呈侵入关系，其接触面呈内凹外凸的波状，是控矿的重要条件之一。辉绿岩脉及闪长岩脉广泛发育杨庄花岗斑岩西段，且对应的铀矿体也更加发育。

白杨河地区火山岩成分变化范围较大，包括了从基性—酸性的全部范围。酸性火山岩类到基性火山岩类，碱总量逐渐降低，微量元素Nb，Ti为负异常。其中泥盆纪的中酸性岩类Na2O+K2O高达9.54%，而CaO，MgO偏低。酸性火山岩岩石较中基性岩石的铀含量高。泥盆系铀钍含量均高于区域背景值，具富铀地层特征*李晓峰，王谋.2013.新疆雪米斯坦地区白杨河铀铍多金属矿床成因机制研究成果报告[R].乌鲁木齐：核工业216大队.。该区流纹质岩浆活动与铀和铍的成矿作用密切相关，具有富硅、富碱、富挥发分氟、偏铝的特征*白正华，于学元. 2005.白杨河流纹岩地球化学特征和岩浆成因[C].全国第四次火山学术研讨会.。

杨庄花岗斑岩相比新疆北部花岗岩表现出高碱的特点，其Na2O+K2O含量也均高于新疆北部花岗岩平均值，Na2O>K2O，酸性极高，而Fe3+>Fe2+则表明成岩深度浅。另外杨庄花岗斑岩分异指数较高，表明其分异演化十分彻底。微量元素分析发现杨庄花岗斑岩中富集铀U，Th，Pb，F，Ta，Nb，其中U的富集为成矿提供了保障，F的富集应是岩浆晚期的热液作用提供的富F流体。

U，Be，Mo的矿化富集在平面上主要位于花岗斑岩内，多分布于花岗斑岩期后发育的中基性脉岩附近，其在成矿过程中可以提供热源和热液为铀多金属矿化提供了有利的地球化学场。剖面上主要位于花岗斑岩与泥盆纪火山岩的接触带部位，说明泥盆纪陆相中酸性火山岩及火山碎屑岩为成矿物质的沉淀提供了地球化学障。

3.2 构造

矿区地层总体走向为东西向，断裂构造发育，主要为高角度的近东西向逆断层，分为南、北两组断裂。接触带构造是白杨河矿区铍、铀矿化主要控矿构造，是白杨河矿区成矿流体迁移、汇聚主要场所。岩体北接触带次(潜)火山花岗斑岩体侵位超覆于泥盆系火山岩地层之上，构造形态复杂，具有重要的成矿控矿意义，而岩体的南缘接触带属于断层接触，构造形态简单，其成矿、控矿作用不如北缘岩体接触带。

从中心工地南北接触带样品微量元素蛛网图可以看出，南北带构造蚀变岩、矿石与背景值相比具有明显的不同，北带东西向构造中的蚀变岩与含紫黑色萤石凝灰岩矿石均表现为较明显的U，Pb，Mo正异常，而南带含萤石矿化花岗斑岩为显著U，Pb，Mo负异常。北带蚀变岩中的Be的正异常亦较南带更为显著(赵聪等，2012)，见图3。

图3 中心工地南北接触带样品微量元素蛛网图Fig.3 Spider web graph of microelements in samples from the north-south contact zonein the central worksite

据白杨河矿床中心工地南北接触带中微量元素分析对比，发现北带的蚀变岩富集元素种类更多，与铀矿化的关系更为密切，并有铍元素富集。但南带含萤石花岗斑岩中只有铍的矿化，而无铀的富集，结合微量元素富集特征说明该区U比Be元素与Pb，Mo共生关系更紧密，也暗示铀铍矿化应为不同时期的产物(赵聪等，2012)。

3.3 蚀变

该矿区围岩蚀变发育，种类多样，特别是含矿的花岗斑岩，蚀变现象明显。其中萤石化、赤铁矿化、锰矿化与矿化关系密切，分布与矿体范围大体一致或稍大。蚀变种类及发育程度还于围岩成分及性质有关，矿体内接触带较外接触带多生成锰矿化、绢云母化等。

据白杨河矿床不同蚀变程度的岩石与正常围岩相比显示(图4)，含硅质热液活动的强弱与岩石蚀变程度正相关，从正常围岩到铀矿化中心带CaO，MgO的含量大量增加，而SiO2的含量逐渐降低。岩石微量元素显示矿化中心带岩石中Pb，Ba，Sb，Sr，Mo比较富集，而远矿蚀变带逐渐降低，因此，Mo，Pb，Sb等可作为铀矿化近矿蚀变的指示元素(修晓茜等，2011)。

图4 不同蚀变程度岩石组分与微量元素蛛网图Fig.4 Spider web graph of rock components and microelements at different alteration levels

萤石化蚀变是本区铀、铍矿化的重要蚀变，前人将本区萤石脉划分为四期，其紫色萤石与铍矿化关系最为密切，为后期含矿热液沿裂隙充填形成。据不同期次萤石的微量元素特征关系发现， U，Be，Mo与Nb具有显著的正相关关系。结合杨庄花岗斑岩具有显著地富集Nb)，Ta的特征，与岩体相似，综合分析认为U，Be，Mo来源于杨庄花岗斑岩(张鑫等，2013)。

4 结论

(1)矿区所在的雪米斯坦火山岩带酸性岩类有利于铀与其他亲石元素活化及富集，白杨河地区相对于西准噶尔而言Be，Sb，Mo，U，Pb元素处于富集状态，且Be矿与U，Mo和Pb具有共生关系，说明白杨河矿床区域背景有利于铀铍矿的形成。

(2)本区主要控矿岩性为花岗斑岩及泥盆纪陆相中酸性火山岩、火山碎屑岩。其中花岗斑岩具有酸度高、碱度大及富硅富碱的特点，据不同期次萤石与岩体微量元素含量相似，说明花岗斑岩为主要矿源体。泥盆纪酸性火山岩具有富硅、富碱、富铀，CaO，MgO偏低等特点，其物性差异为成矿物质的沉淀提供了地球化学障。

(3)接触带构造是白杨河矿区成矿流体迁移、汇集主要场所。北接触带的蚀变岩与矿石均表现为较明显的U，Pb，Mo正异常，与铀矿化的关系更为密切。而南带含萤石花岗斑岩为显著U，Pb，Mo负异常，且只有铍的矿化，说明该区U比Be元素与Pb，Mo共生关系更紧密。

(4)该区围岩特别是含矿的花岗斑岩蚀变最为发育，与矿化关系密切蚀变的有赤铁矿化、萤石化、锰矿化。从正常围岩到铀矿化中心带SiO2的含量逐渐降低，Mo，Pb，Sb，CaO和MgO含量增加，再次说明Pb，Mo等元素与铀矿化的共生关系。

毛伟，王果，李晓峰，等.2013.新疆白杨河铀铍矿床流体包裹体研究[J].矿床地质，32(5):1026-1034.

王谋，李晓峰，王果，等.2012.新疆雪米斯坦火山岩带白杨河铍铀矿床地质特征[J].矿产勘查，3(1):34-40.

王谋，王果，李晓峰.2013.新疆雪米斯坦火山岩带南翼铀多金属成矿控制因素分析[J].新疆地质，31(1):71-75.

修晓茜，范洪海，马汉峰，等.2011.新疆白杨河铀铍矿床围岩蚀变及其地球化学特征[J].铀矿地质，27(4):215-220.

张鑫，张辉.2013.新疆白杨河大型铍铀矿床成矿流体特征及矿床成因初探[J].地球化学，42(2):143-152.

赵聪，陈友良，叶永钦.2012.新疆白杨河铀铍矿床微量元素地球化学特征[J].地球科学进展，27:304-306.

Geochemical Characteristic of Ore Controlling Factors of Xinjiang Baiyanghe Uranium-Beryllium Deposit

CHEN Hao， WANG Mou, YANG Jing-ming

(Party 216 of Geology,CNNC,Urumqi,XJ 830000,China)

Through summarizing the main ore controlling factors of Baiyanghe uranium-beryllium deposit, the interacting relationship between its geochemical characteristics and ore formation was analyzed, and the results show that the geochemical background of Baiyanghe uranium-beryllium deposit area possesses good prospective for uranium-beryllium ore formation. Ore body is mainly deposited in the contact zone between granite porphyry, and Devonian volcanic rocks as well as pyroclastic rock, and the granite porphyry is the principle uranium source. The intermediate-acid wall rock provides beneficial geochemical barrier for minerogenetic enrichment. The north-south contact zone is the important structure for ore forming and ore controlling in the mining area, and the difference in mineralized alteration and microelement content demonstrates that uranium and beryllium were formed in different phases. The ore-bearing granite porphyry in this area has the most developed mineralized alteration, and hematitization and fluoritization are the wall-rock alterations most closely related to mineralization. From the comparison of microelements at different alteration levels, it was found that elements such as Pb and Mo could be the indicator elements of uranium mineralization and alteration.

Baiyanghe；uranium and beryllium deposit；granite porphyr；ore-controlling factors；geochemical characteristics

2014-07-21

陈浩(1987—)，男，助理工程师，主要从事地质生产工作。E-mail：236784461@qq.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2015.04.005

P619

A

1674-3504(2015)04-0364-05