亚欧大陆东西向活化构造带中间地块铀成矿特征

姚振凯，范立亭，黄宏业，徐 勇

（核工业二三〇研究所，长沙 410007）

亚欧大陆东西向活化构造铀成矿带中，相当一批铀成矿区受中间地块构造单元控制，而先前多把中间地块放在褶皱带内，很少单独列出而被忽视。实际上中间地块铀成矿具有自身特色，既不同于活动的褶皱带，也不同于稳定的地台区。笔者以活化构造铀成矿理论，对亚欧大陆东西向活化构造铀成矿带内的中间地块铀成矿问题进行探索。

1 中间地块简述

通常认为，中间地块是地槽褶皱带内由前寒武纪变质岩系作为基底的稳定地块，其中周边同时代的地槽建造或是缺失，或只有较薄的弱变质岩石组成的盖层，具有一系列独特的构造演化特征。前苏联大地构造学家A.Л.Яншин认为，中间地块是地壳稳定地段，当围绕着它们的周围形成地槽时，保持了地台或接近地台的发展特点。由此可见，中间地块既与地槽褶皱带，又与古地台有密切时空和成因的联系，故有人称其为小地台。然而，中间地块却与地槽、地台等大地构单元截然不同，有着自身独特大地构造和成矿的特点，属独立的大地构造和成矿单元。

前苏联大地构造与成矿学家А.Д.Щеглов［1］，根据中间地块内金属矿床成矿作用的独特性，认为中间地块同地槽、地台和活化区并列，同属独立的地壳基本大地构造单元。并指出中间地块发展过程中，明显地分为3个时期：第1时期是太古宙-元古宙与地块结晶基底形成有关期，即古地台阶段（本文归前地槽阶段）；第2时期是与地块周边的地槽发展有关期，即为反射构造-岩浆活化阶段（本文简称反射活化阶段）；第3时期是自治构造-岩浆活化期，即自治构造-岩浆活化阶段。同时还指出，自治构造-岩浆活化阶段即为陈国达院士提出的活化构造阶段。只是主次存在差别，有的中间地块以反射活化阶段成矿为主，如肯斗克塔斯—楚伊犁—别特巴克达拉（缩称肯—楚—别）、吉萨尔等中间地块，有的以活化构造阶段为主，如额尔古纳、伊犁、维季姆中间地块等。

亚欧东西向活化构造铀成矿带［2］内作为铀成矿区的中间地块，从东到西有布—老—兴（布列亚—老爷岭—兴凯的缩称）［3］、松辽、维季姆、额尔古纳、锡林浩特、吐哈、准噶尔、伊犁、肯—楚—别、吉萨尔、科克塔切夫、波希米亚、法国中央、阿莫利坎、梅塞塔等15处，还有一些较小的中间地块未一一列出（图1）。各中间地块内均有一批铀矿床分布，相应为一个铀成矿区，其中的铀矿床类型、矿床数量和铀资源量等各不相同。

图1 亚欧东西向活化构造铀成矿带中间地块铀成矿区Fig.1 Uranium metallogenic regions of median massifs in the reactivated EW-strike Eurasian continental tectonic belt

中间地块铀成矿研究，起初在研究地槽褶皱带成矿时提及，未专门引起重视。后在20世纪40—50年代由于法国、德国、西班牙及捷克等国家的中间地块内，先后发现一批铀品位富储量大的热液成因为主的和复成因的矿床，从而引起铀矿地质界重视。初始是对单个矿床成矿特征研究较详细，而对区域铀成矿研究较少，把中间地块铀成矿仍看成是地槽褶皱带成矿。后来发现此看法不符合实际，或是不全面，两者存在质的差别。M.M.Константинов等［4］，J.Geffroy［5］，Ю.М.Шувалов等［6］和В.И.Величкин等［7］对西欧的中间地块铀成矿进行了研究。李田港［8］3次撰文介绍波希米亚中间地块铀矿床，陈祖伊等［9］指出，在中央亚洲活动带中国境内存在大大小小18处中间地块，赵凤民在《中亚铀矿地质》专著［10］中介绍了中亚一些中间地块的铀成矿特征。整体而言，中间地块铀成矿研究仍然显得不足，较少作为成矿区进行铀成矿分析。

2 中间地块类型

中间地块的类型，B.Е.Xаин据中间地块与其周边的地槽关系进行了划分；笔者按亚欧东西向活化构造带内中间地块铀成矿与构造-岩浆活化阶段的密切联系，以及按中间地块的形成时代分别进行了划分。

2.1 按与周边地槽关系的分类

B.Е.Xаин（1960）根据中间地块与其周边地槽褶皱带之间关系，划分出3种不同形式的中间地块：1）未受过褶皱运动影响的中间地块，即地槽形成过程中被保存下来的古老地台区，故与地槽褶皱带明显不同，年龄比地槽古老得多；2）同一地槽褶皱带同一巨构造旋回，但年代稍早的未发生大规模沉降，也未被改造的残留构造块段；3）同一地槽旋回中僵化得稍早和面积有所扩大的块段。

2.2 按构造-岩浆活化特征的分类

笔者根据中间地块铀成矿与活化阶段的岩浆-构造活化特征有密切联系，当出现有不同时期不同强度活化时，以最强烈活化时期为准，把亚欧东西向活化构造铀成矿带内的中间地块，分为下列5种类型：

第1类是沉积盖层分布广而厚的弱或无岩浆-构造活化的中间地块，其特征是无或弱岩浆活化，可有少量脉状侵入体出现，盖层分布广而厚的弱构造活化区，而构造活化幅度可达千米计，故有时常称其为盆地，如我国东北的松辽、新疆的准噶尔盆地。此类中间地块的铀成矿作用过程中，没有或弱岩浆岩类侵入，但可有少量脉状侵入体出现，也无明显火山岩喷发作用参与，且以形成层间氧化带型砂岩铀矿床为主，或有构造热液叠加成矿的复成因矿床为特色。地块内铀矿床多埋藏相对较深，地表找矿线索少，需用钻孔深部揭露，或在勘查其它矿种时进行放射性测井中发现，在盆地边缘或内部隆起区也可能找到一些铀成矿迹象。

第2类是沉积盖层薄而少的弱或无岩浆-构造活化的中间地块，其特征与第1类有相似之处，铀成矿作用过程中，也没有或弱岩浆岩类参与，可有少量脉状侵入体出现，构造活化幅度以千米计，类似于前苏联学者提出的次造山带。区别是含铀层位出露或靠近地表，形成潜水氧化带含铀煤岩型和层间氧化带砂岩型铀矿床，或有构造热液叠加成矿的复成因型矿床。如伊犁中间地块哈萨克斯坦境内有超大型的苏鲁切津、下伊犁潜水氧化带含铀煤岩型铀矿床，铀矿化在煤层上部，煤储量达13亿吨。我国境内蒙其古尔、扎基斯坦矿床铀矿化既产于煤层内，也产于砂岩中，形成潜水氧化带煤岩型＋层间氧化带砂岩型并存的铀矿床。

第3类是侵入体-构造活化的中间地块，多是构造-岩浆活化较强烈的地区，如法国中央、波希米亚中间地块等。铀矿化主要产于褶皱基底的花岗岩体内，形成花岗岩型或碱交代岩型铀矿床。当中间地块内边缘坳陷带受外边缘地槽活动影响，在地槽构造层的早古生代弱变质的碳硅质板岩内，形成碳硅质板岩型铀矿床。当坳陷带充填砂岩时，可形成砂岩型铀矿床。

第4类是侵入体＋火山-构造活化的中间地块，即活化构造剖面内同时出现侵入体与火山岩，多是最强烈的构造-岩浆活化区。岩浆岩多为铀含量高的花岗岩类和中酸性火山岩类，可提供充足的成矿铀源。如哈萨克斯坦科克塔切夫中间地块、中俄蒙边境的额尔古纳中间地块和中俄边境的布—老—兴中间地块等。布—老—兴中间地块是由俄罗斯的布列亚中间地块和兴凯中间地块及我国老爷岭中间地块组成，俄罗斯的布列亚和兴凯中间地块，因被我国老爷岭中间地块相隔数百千米，被看成是两个独立的中间地块，实际上此3个中间地块是跨越中俄边境连成一体的布—老—兴中间地块。

此类中间地块内主要形成火山岩型和交代岩型铀矿床，如额尔古纳中间地块为全球规模最大铀品位最富的火山岩铀成矿区。当此类中间地块内上叠砂岩盆地发育时，可形成层状氧化带砂岩型铀矿床，如布—老—兴中间地块兴凯段有中型规模的拉科夫等砂岩型矿床。当有上叠含煤盆地发育时，可形成超大型煤田，如布—老—兴中间地块布列亚段上叠有中晚侏罗世-早白垩世末形成的布列亚煤田，有25层工业煤，煤储量达5.4×109t的特大型煤田。

第5类是火山-构造活化的中间地块，是活化构造层内没有侵入体参与铀成矿，只有火山岩的火山-构造活化区。如俄罗斯维季姆中间地块，铀矿化产于维季姆高原褶皱基底含铀花岗岩风化壳的古河谷内，海西期花岗岩基底铀质量分数5×10-6～16×10-6，为古河谷铀成矿提供铀源，形成古河谷砂岩型铀矿床。中间地块上覆有新近纪玄武岩层，玄武岩形成时间与铀成矿年龄为20～1 Ma在时间上合拍，对古河谷铀成矿既起着叠加复合成矿的作用，形成表生铀成矿作用为主，玄武岩热液叠加成矿作用较弱的复成因矿床。上覆玄武岩还起着保矿护矿的作用。

2.3 按中间地块的形成时代划分

亚欧东西向活化构造带内的中间地块，按其形成时代可分为元古宙贝加尔期、早古生代加里东期、晚古生代海西期和中生代燕山期4种类型。

元古宙贝加尔期中间地块，有晚元古代贝加尔和穆伊斯克两处中间地块［11］。贝加尔中间地块位于俄罗斯贝加尔湖区，很大一部分面积被湖水覆盖，结晶基底由太古宙角闪岩、云母片岩、大理岩和石英岩等构成，元古宙岩系以明显的不整合覆盖于结晶基底之上。穆伊斯克中间地块，结晶基底除主要由太古宙深变质岩外，其东南侧还有早元古代花岗片麻岩共同构成，其周边由晚元古代-寒武纪褶皱带环绕，地块内有加里东期黑云母花岗岩侵入，东南侧有少量新生代陆源沉积岩覆盖。上述两中间地块研究程度低，均未发现铀矿化分布。

早古生代加里东期中间地块，在亚欧东西向活化构造带内分布较少，地块结晶基底由元古宙深变质的片岩、片麻岩、石英岩和混合岩等构成，周边为加里东褶皱带环绕。哈萨克斯坦科克切塔夫中间地块是其例，地块内发育有一批碱交代岩型铀矿床，为反射活化阶段构造-岩浆作用成矿。

晚古生代海西期中间地块，集中分布在亚欧东西向活化构造带西欧段，属海西褶皱带内的富兰克—波多利亚系列中间地块，其中有铀矿床分布较多和研究程度较高的波希米亚、法国中央、阿莫利坎、梅塞塔等中间地块。波希米亚地块内产有超大型的碳硅质板岩型、砂岩型和花岗岩型等铀矿床。法国中央、阿莫利坎和西班牙梅塞塔中间地块，以盛产花岗岩型铀矿床闻名于世。

中生代燕山期中间地块，在亚欧东西向活化构造带亚洲段分布较多，产有多种类型工业铀矿床，工业意义较为重要。如额尔古纳、维季姆、松辽、伊犁、布—老—兴等中间地块。额尔古纳中间地块产有富铀的火山岩型铀矿床著称，维季姆中间地块以产中新生代古河谷砂岩型铀矿床闻名，伊犁中间地块发现超大型含铀煤岩型和层间氧化带砂岩型铀矿床等。

3 中间地块成矿特征

亚欧东西向活化构造带中间地块铀成矿作用，是在先前其他矿种成矿基础上进行，属大地构造铀成矿研究的一个重要组成部分，目前在这方面的研究较少，有待加强进行探索。

3.1 中间地块其他矿种成矿特征

А.Д.Щеглов总结了中间地块其他矿种成矿特点［11］，指出大地构造成矿作用具三大演化阶段，依次为古地台阶段、地槽（反射构造-岩浆活化）阶段和后地台自治构造-岩浆活化阶段。各个阶段形成各自不同系列矿床，在前寒武纪古地台阶段基底隆起的成矿，类似于古地盾成矿特征，主要形成沉积-变质型或伟晶岩型矿床，而形成的热液型矿床少。反射构造-岩浆活化阶段，与中间地块外围地槽成矿阶段密切联系，在构造圈层形成过程中形成大量热液矿床，而较少形成岩浆型矿床。如科克塔切夫中间地块有铜、钼、金、镍和稀有元素矿化富集，在西欧的法国中央等4个中间地块内还形成层控型远成低温热液矿床。自治构造-岩浆活化阶段，因与地幔强烈活动有关，有利于形成特殊构造圈层，形成大量不同类型的热液矿床，矿床定位与含矿侵入体沿断裂构造侵入密切相关，是地壳唯一可在同一构造单元内，同时并存上述三种不同阶段矿床类型的构造单元。

大多数矿床与岩浆作用有成生联系，有些与火山作用有着时空上的联系，即同一些次火山岩侵入体密切相关，或与地表火山岩间歇性喷发相关联。除前寒武纪形成的矿床外，其余全部矿床均产于近地表环境，并有多阶段和大温度范围成矿，但以低温成矿为特色。

矿床空间分布多与先前形成断裂构造的活化，及新形成的断裂有空间联系，并与含矿侵入体侵入密切相关。在反射活化阶段形成的含矿断裂，多在中间地块内边缘分布，其延伸规模长达15～20 km，当有横向断裂交汇时，极为有利形成矿结。在自治活化阶段含矿断裂带，多分布于中间地块内部，与周边地槽活动无关，形成的各种金属矿床带延伸规模较小，不形成大的成矿带。只在有横断裂交汇处形成不连续的有无矿段相间隔的成矿带，其长度在30～40 km以内，宽度不超出5～10 km。有些中间地块含矿断裂伴随上叠含煤盆地分布，并有一系列锑和萤石矿床形成，布—老—兴、波希米亚中间地块是其例。

3.2 中间地块铀成矿特征

3.2.1 各中间地块铀成矿特征

各中间地块铀成矿特征，着重从活化构造作用对铀成矿的控制进行简述（表1）。

表1 亚欧大陆东西向活化构造带各中间地块铀成矿特征Table 1 Characteristics of uranium metallogeny of median massifs in reactivated EW-strike Eurasian continental tectonic belt

表1（续）Table 1（Continued）

3.2.2 中间地块铀成矿特征总述

根据大地构造控矿和活化构造成矿观点，对亚欧东西向活化构造带中间地块铀成矿特征，从大地构造学、地球化学、地球物理学、铀矿床学4个方面进行论述。

在大地构造学方面，首先表现在大地构造位置多产于地槽褶皱带的轴部，少数在其边缘部位，传统上归为地槽褶皱带内论述，未单独列出。其实，中间地块与地槽、地台有很大的不同，应属独立的铀成矿构造单元。正是因此，中间地块铀成矿大地构造特点具两面性，既具有独立的自身特点，也反映与其周边地槽褶皱带和古地台的某些时空和成因联系。

中间地块铀成矿演化，通常经历长时期的前地槽、地槽（反射活化）、地台和活化（自治活化）4个阶段，与大地构造演化有着密切成生联系。前地槽阶段多为前寒武纪时代，一些学者称为原地台（古地台）阶段，为前寒武纪结晶基底深变质岩和花岗岩化岩石形成阶段，有铀最早的富集（下述），构成最古老的铀源层体；（地槽）反射活化阶段在中间地块的内边缘沉积了含铀或富铀层体，在周边地槽褶皱回返影响下，发生反射活化作用形成不同规模工业铀矿床，如科克塔切夫中间地块、肯—楚—别中间地块等；地台阶段因处于比较稳定的构造环境，不利于先成铀活化转移少有工业铀矿床形成；后地台（自治）活化阶段由于强烈的构造-岩浆活化作用，铀多次成矿，有时叠加在反射活化阶段成矿基础上再次成矿，如法国中央中间地块反射活化阶段铀成矿的年龄360～340 Ma，自治活化阶段成矿的年龄260～240 Ma。因此，有些中间地块内可同时出现不同大地构造阶段形成的铀矿床，铀矿石年龄具多阶段多期次的不同数值，时限分散且跨度较大的特点，如伊犁中间地块铀成矿年龄具活化阶段多期次成矿特点，铀矿石年龄值为80、60、25、19、11、7～2 Ma。各演化阶段的大地构造和铀成矿特点及其相对应关系见下表（表2）。

表2 亚欧大陆东西向活化构造带中间地块大地构造与铀成矿演化Table 2 Evolution of tectonic and uranium metallogeny of median massifs in reactivated EW-strike Eurasian continental tectonic belt

在地球化学方面，中间地块铀成矿是在含铀地球化学分区基础上进行，表现在前寒武纪结晶基底的花岗片麻岩穹隆的岩石有原始铀富集，铀的质量分数5×10-6～8×10-6，为中间地块铀成矿提供得天独厚的最原始铀源层体。另外，地槽或地台阶段形成巨厚的富铀碳硅质板岩，铀质量分数可达0.01%，以及在活化阶段深部形成富铀的花岗岩及中酸性火山岩，铀质量分数达20×10-6，这些岩石中铀易于浸出，为活化阶段铀成矿提供丰富的铀源。再有，铀成矿是在先成的普通金属矿床基础上进行，表明地壳硅铝层中的花岗变质岩层富含许多包括铀在内的成矿元素，铀矿化形成次序通常位于中间偏晚的位置，即在Sn-W-Mo、Bi、Ni、Co、Cu之后，在Sb-Hg、Ag、Fe-Mn和萤石矿之前。

在地球物理方面，从波希米亚中间地块的地壳深部地球物理资料获知，地壳深部具三层结构，上层是沉积-变质岩盖层，厚度为5～12 km，中层是花岗岩层，厚度为10～18 km，下层为玄武岩层，厚度为10～15 km。花岗岩层与玄武岩层分界面，稳定持续在20～22 km深处［5］。对受深断裂控制的热液矿床而言，现代所见的铀矿床矿化垂幅可达2～3 km，在当时的成矿深度可能比现今所见更大，表明成矿时的动力是很大的。

在铀矿床学方面的特征：1）含矿围岩类型以砂岩型、碱交代岩型和火山岩型为主，其次是碳硅质板岩型。2）矿床成因分析，对产于花岗岩或火山岩中的矿床以低温热液成矿为主，最主要的矿石类型有沥青铀矿型、萤石-沥青铀矿型、石英-碳酸盐-沥青铀矿型、石英-硫化物-沥青铀矿型、石英-砷化物-沥青铀矿型等。铀矿体围岩常发育着强烈的矿前热液交代的黄铁矿细晶岩化和黏土化等蚀变作用。但部分花岗岩型铀矿床，表生水也可能参与了叠加成矿，如法国中央中间地块的花岗岩型铀矿床，俄罗斯В.Е.Бойцов，А.А.Верчеба（2008）［12］归为后生正长岩型矿床，矿床成因属热液＋淋积多阶段复成因型。3）对产于沉积-变质岩内铀矿床，则以内、外生成矿叠加的多阶段复成因为主。复成因铀矿床，具有三多三主的成矿特点，三多是多大地构造阶段，多种成矿铀源和多种内外生成因；三主是主大地构造阶段，主成矿铀源和主成因复合成矿。因而表现出有不同阶段的成矿年龄值，铀成矿时间跨度大，成矿时间长。典型实例有波希米亚中间地块诺聂帕尔格和施列玛矿床［13］。对新生代古河谷砂岩型铀矿床，如维季姆中间地块上覆盖着新近纪-第四纪玄武岩层，对古河谷砂岩型铀矿起着火山热液叠加成矿作用［14］。从上述看出，复成因成矿在中间地块属较普遍现象。4）成矿规模分析，整体是形成矿床规模大，大型、超大型矿床多。波希米亚中间地块的郎诺帕尔格矿床和哈尔姆矿床的铀储量都超20万tU，施列玛矿床10.4万tU。科克塔切夫中间地块的科萨钦矿床9.6万tU，维季姆中间地块的伊姆矿床5.9万tU，额尔古纳中间地块斯特列措夫矿床6万tU等等。

上述表明，中间地块在后地台活化阶段，形成的铀矿床类型最多，铀成矿年龄相对较小，铀资源总量数值最大，铀成矿作用也最为复杂多样。究其原因，可能主要有下列几点：1）地壳大地构造演化阶段最多，经历前地槽、地槽（反射活化）、地台、活化阶段，延续时间最长，地壳成熟度高，铀活化转移次数多，铀活化转移时间长，铀分异作用充分；2）活化阶段属目前地壳演化的最晚阶段，经过长时期隆起、剥蚀和多种地质构造和成矿改造作用，铀成矿累积叠增效应尤为明显，从最早的太古宙-元古宙至关重要的原始铀富集，到后来的古生代、中新生代再富集及多期次工业铀成矿作用叠加于同一地区，甚至同一矿床，形成多代同堂成矿现象；3）后地台活化阶段构造-岩浆活化形式多种多样，有的地区构造-岩浆活化强度剧烈，甚至有地幔深处岩浆活动参与成矿，而有的地区却为弱或无岩浆-构造活化的弱活化区，或者在同一个中间地块内不同地段，具备各种不同类型铀矿床形成的机制条件，形成各种大型、超大型的矿床，如波希米亚中间地块。

4 结语

亚欧东西向活化构造铀成矿带中，相当一批铀成矿区受中间地块构造单元控制，前人多放在褶皱带内而被忽视。事实上中间地块铀成矿具有自身特色，既不同于活动的褶皱带，也区别于稳定的地台区，同时又具有上两种大地构造单元的某些成矿特点，且大都与不同程度的构造-岩浆活化作用有关，在所成的铀资源量份额中占有重要位置。

中间地块内有多矿种成矿，铀在整个成矿时间序列中排在中偏晚位置，即在Sn-WMo、Bi、Ni、Co、Cu之后，Sb-Hg、Ag、Fe-Mn和萤石矿之前。铀成矿作用复杂多样，矿床类型丰富多彩。按围岩划分含矿围岩类型以砂岩型、碱交代岩型和火山岩型为主，其次是碳硅质板岩型；按成因划分是花岗岩或火山岩矿床以低温热液成因为主，对沉积-变质岩铀矿床以内、外生叠加的复成因为主，对新生代古河谷砂岩型铀矿床，如维季姆中间地块覆盖新近纪-第四纪玄武岩层，火山热液起着叠加成矿作用。铀成矿时代偏晚，多属晚古生代-中新生代成矿，铀矿石年龄相对偏小，多小于100 Ma，是中间地块受活化阶段改造成矿时间较晚所致。