多伦火山盆地核桃坝地区控矿因素及找矿方向

刘小刚，孙国胜

（1. 核工业二○八大队，内蒙古 包头 014010；2.吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130061）

研究区位于华北板块北缘与内蒙古中部地槽褶皱系接壤部位，自太古宙至中生代，经历了多期次的构造叠加改造作用，形成了现今大兴安岭主脊断裂、温都尔庙—西拉木伦河深断裂和康保—围场深断裂等深大断裂的构造系统。这套断裂系统控制了工作区地层分布、构造运动、火山—岩浆活动以及地质演化，且成矿元素在该套断裂系统控制下经历了长达数十亿年的多期运移与富集过程，每期地壳运动与构造－热事件均对铀及多金属富集起到不同程度的促进作用，至中新生代发生了广泛的铀及多金属区域成矿作用；研究区位于沽源-红山子铀成矿带中部，该铀成矿带已发现460、634、570铀矿床，且矿化蚀变与核桃坝极为相似，核桃坝找矿潜力极大。

1 区域地质特征和矿区概况

（1）区域地质特征。在华北地区，白垩-第三纪地壳的受力状态由挤压转变为拉伸，形成了一些列北东、北北东向展布的火山断陷盆地，多伦火山碰地、沽源火山盆地、克什克腾火山盆地，这些盆地与铀矿床的分布关系密切，沽源火山盆地发育有张麻井460大型铀钼矿床、大官场铀矿床；克什克腾火山盆地发育铀534大型铀矿床；多伦火山盆地至今还未发现大型规模的铀矿床，核桃坝地区位于与460、534铀矿床中间为，且处在同一成矿带，成矿位置极为有利。

（2）矿区地质特征。矿区内地层简单，出露地层主要是满克头鄂博组（J3mk）、白音高老组（J3b）和第四系（Q）；自下而上为满克头鄂博组流纹质熔结凝灰岩、粗面岩；白音高老组为一套流纹质火山岩夹沉积碎屑岩，第四系矿主要为冲洪积物、砂砾石、粘土和淤泥。

工作区的断裂构造可分为两类：一类为区域性的断裂构造，即北东向或近东西向展布，断层通过处多呈负地形展布，宽度约10m～50m不等，局部可见构造角砾岩带，呈透镜体状分布，具硅化、褐铁矿化和大片的泥化特征。另一类为与榛子山火山机构有关的断裂构造，主要发育于火山机构的边部，呈放射状和环状展布，放射状断裂呈负地形特征居多，硅化角砾岩带发育，蚀变以硅化和褐铁矿化为主；环状断裂主要火山机构塌陷作用所致，以褐铁矿化、铁锰质化为特征。核桃坝矿区主要为第二类构造性质[3]。

图1 研究区构造位置图（左上）及核桃坝地区流纹斑岩分布简图

矿区内中生代侵入岩主要出露晚侏罗世满克头鄂博期花岗斑岩（J3）和白音高老期次火山岩体—流纹斑岩（J3λ）（图1）。侏罗纪满克头鄂博期花岗斑岩（J3）主要分布于F9构造带南端，侵入于满克头鄂博组地层中，该类侵入相岩石形成于火山根部封闭环境，与围岩既有清晰的侵入接触，又有弥散状过渡特征；该侵入相时间上形成于火山活动的晚期，空间上受榛子山火山机构控制，岩石特征与火山岩相似，二者应来自同一岩浆房分异的产物[2]。

2 控矿因素分析

（1）断裂构造。核桃坝地区位于多伦火山盆地北缘，榛子山破火山南缘，又经历了期次的岩浆活动改造，断裂构造复杂，主要北北西、北东向两组，其中北北东向呈微放射状，北段微分散，南端微聚集，在北北西断裂的影响下，该地区地层分布也大致呈北北西向，与构造线方向基本一致，在北北西向构造与北东向构造交叉部位，岩石较破碎，裂隙发育，发育硅化、褐铁矿化、赤铁矿化蚀变。核桃坝地区南北向构造为主要的控岩、控矿构造，与北东向构造相交成“入”子形，在榛子山火山活动末期，岩浆活动频繁，经过多次岩浆活动，在岩浆房及岩浆上移过程中由于结晶分异作用、重力分异作用、同化混染作用等，铀元素达到一定的富集，在某次岩浆活动中，岩浆上移过程中发生引爆作用，由于岩浆中挥发分以及温度、压力等变化，使含矿热液沿隐爆作用的形成的破碎裂隙、震碎的裂隙中发生成矿作用，形成以隐爆角砾岩裂隙为主要载体的铀多金属矿化体。

图2 含矿岩性典型照片

由钻探资料可知，该地区半数以上的铀矿体均产在构造角砾岩中；目前在沽源-红山子铀成矿带上发现的460铀钼矿床、大官厂铀钼多金属矿床都与引爆角砾岩有关。

（2）隐爆角砾岩。隐爆角砾岩在区内各个成矿构造带均有分布，主要受破火山放射性断裂构造控制，与次流纹斑岩关系密切，影响区内铀矿化德分布。隐爆角砾岩体主要分布在流纹斑岩体的内外接触带裂隙发育地段，空间形态与流纹斑岩体形态相似，在剖面上成不规则条带状。

隐爆角砾岩特征及其类型。隐爆角砾岩多见为原地震碎，大多数角砾基本没有位移，可拼性较强，大多数隐爆角砾岩可恢复出原岩模样；角砾形状多数为棱角状到次棱角状（图1），少见次圆状，角砾形态差别较大，分布极不均匀，粒径2mm～10mm，局部地段可见大粒径，最大达几厘米，角砾发育程度不一，大小角砾混杂排列，分选差，磨圆差，还有些部位角砾不发育；角砾间多充填黑丝细脉状物质，为铀钼多金属成矿物质，常具有强烈的赤铁矿化、硅化、高岭土化蚀变。核桃坝地区典型的隐爆角砾岩至少有两期隐爆作用，第一期隐爆角砾岩角砾成分为火山碎屑岩，角砾形态多变，多为大小不等的棱角状，胶结物为同源同期的岩浆屑或岩屑，少量的辉钼矿；第二期隐爆角砾岩角砾成分为次火山岩（流纹斑岩），角砾粒径细小，粒径1mm～2mm之间，胶结物质为颜色多数为黑色，多数含矿，是该区最主要的赋矿岩石。隐爆角砾岩的主要类型有：①震碎角砾岩：主要发生在流纹斑岩体的内外接触带，与围岩界线不明显。基本呈过渡关系，此种类型的岩石具有碎裂结构的特点，斑晶多发生破碎，多数具有碎斑结构，角砾主要为火山碎屑岩，形态以棱角状为主，基本没有太大位移，去除角砾见充填物，岩石基本可拼接回原样；②熔融角砾岩：此种类型的角砾岩主要分布在角砾岩筒的中心位置，围岩没有明确的界线，基本岩呈过渡关系，角砾石成分多数为次火山岩体-流纹斑岩，角砾形态次棱角状-次圆状均发育，粒径大小不等，多数可见熔融现象；③隐爆细屑岩和隐爆裂隙带：此种类型的隐爆角砾岩分布最为广泛，多数分布于次级断裂构造裂隙中，该种隐爆角砾岩多发育网脉状细脉，脉体主要多见适应细脉、方解石细脉，与围岩界线清楚。脉宽窄不等，可从数毫米至数厘米，杂乱分布。综上所述，由浅至深依次为流纹斑岩-熔融角砾岩-震碎角砾岩-隐爆细屑岩和隐爆裂隙带，形成一套完整的隐爆热液系统。

隐爆角砾岩与矿化的关系。流纹斑岩体采用U-Pb同为素分析方法确定形成时间应在134.65Ma，而核桃坝地区铀矿形成时间为80～85Ma[1]，这巨大的时间差说明，流纹斑岩形成后发生了其它地质活动使得铀元素集成矿。前人在区内做过大量工作，燕山末期区内岩浆活动最为频繁，伴随着岩浆活动发生多次引爆作用，在某次隐爆作用过程中，含矿热液沿隐爆作用产生的裂隙富集成矿，引爆作用震碎了围岩，提供了让良好的导矿通道和容矿空间，最终铀钼矿体充填于隐爆角砾岩裂隙中，多数角砾之间的原生胶结物及其细小岩屑被矿石交代和充填；经过多次喷发、引爆作用，最终在有利构造部位富集成矿，形成铀矿体。核桃坝地区广泛发育的隐爆角砾岩具有重要意义，它是区内重要的控矿构造同时又是有利的容矿场所，隐爆角砾岩之所以能成为矿床控矿构造的原因在于：首先隐爆角砾作用在整个成矿阶段均有发生，尤其在岩浆活动较晚阶段尤为强烈，在时间上贯穿整个成矿期，因而含矿热液的主要来源为深部岩浆房；其次隐爆角砾岩在相对封闭的环境下产生，同时容易产生大量封闭的构造裂隙，使得含矿热液易于集中到密闭的空间中而不至分散；其三由于隐爆作用震碎围岩，在围岩中常常会形一定规模的裂隙空间，为成矿提供了极为有利的空间。

3 找矿方向

系统梳理了核桃坝地区铀钼多金属矿体的地质特征和控矿因素，结合前期物化探异常分布特征，认为矿区具有良好的成矿地质条件，区内构造发育，热液活动频繁，物化探异常明显，今后应选择以下地段开展找矿工作。

（1）构造交汇部位。区内近EW向、近SN向两组深大断裂构造交汇组成“构造结”，是深部岩浆侵入地表的良好通道，早期这些基底、深大断裂频繁发生，经过多次叠加活动，这些深大断裂切穿了盖层与壳幔岩浆室，给深部岩浆上移提供了通道，同时又是铀活化迁移的良好通道，含铀及多金属热液在沿这些通道上移过程中，到到达“构造交汇”位置，在一定Eh、PH、温度、压力等条件下，发生隐爆作用或岩浆侵位作用，铀发生沉淀，富集成矿。

（2）南部激电异常区。核桃坝地区深部存在不同尺度的激电异常，尤其在南部深部可能发育多金属矿化，铀矿勘查的同时应兼顾多金属找矿工作。同时，矿区已有成果表明，铀和多金属矿化具有垂向分带性特征，因此矿区的多金属激电异常也可能间接指导铀矿勘查工作，矿区南部是找多金属的重点区域。

（3）东部氡气异常区域。核桃坝东部发育较好的氡气异常，异常呈串珠状连续分布，延南北向延伸，东西向较窄，连续性较好，是下一步重点找浅部矿体的区域。

[1]薛伟,等.多伦火山盆地核桃坝地区7_5铀矿点沥青铀矿定年及其地质意义矿物学报,2013,

[2]白志达，等铀矿综合区调报告1988 2000.

[3]沽源火山盆地铀钼多金属成矿地质条件分析及找矿方向2008.22.