06火山巖型鈾礦研究專題

1、 一、課題研究的指導(dǎo)思想 二、主要工作及取得的認識內(nèi)蒙古中部地區(qū)火山巖型鈾礦成礦規(guī)律與成礦遠景研究 1一、課題研究的指導(dǎo)思想 研究區(qū)隸屬大興安嶺南段（地域廣闊，火山盆地眾多，鈾及多金屬礦化作用強烈而普遍，目前僅發(fā)現(xiàn)冀北460礦床、534礦床和內(nèi)蒙470礦床具工業(yè)意義，因此對上述幾個礦床的研究有助于提高區(qū)內(nèi)鈾成礦作用的認識，從而為區(qū)內(nèi)鈾的成礦預(yù)測提供地質(zhì)依據(jù)。 2工作區(qū)域（紅框范圍）3研究區(qū)的大地構(gòu)造背景4二、主要工作及取得的認識 1、中生代火山作用特點研究； 2、鈾成礦地質(zhì)條件分析； 3、成礦遠景區(qū)的劃分。51、中生代火山作用特點研究 1）火山巖巖石學(xué)及巖石化學(xué) 2 ）火山巖微量元素及稀土元素

2、地球化學(xué) 3）火山作用方式 4）火山活動旋回 5）火山巖漿系列 61）火山巖巖石學(xué)及巖石化學(xué) 酸性火山巖類：流紋巖（鉀長流紋巖、球泡流紋巖）、（熔結(jié)）凝灰?guī)r、火山角礫巖、流紋斑巖、霏細斑巖、花崗斑巖、石英鉀長斑巖等； 堿性火山巖類：粗面巖、粗面斑巖、粗安巖等。 兩大類火山巖在冀北區(qū)和大興安嶺地段區(qū)都有產(chǎn)出。7冀北沽源地區(qū)火山巖TAS分類圖（引自243隊，2008）大興安嶺南段紅山子地區(qū)火山巖TAS分類圖（引自243隊，2008）堿性系列亞堿性系列82） 火山巖微量元素及稀土元素地球化學(xué) 兩大巖石類型在球粒隕石標(biāo)準化蛛網(wǎng)圖上冀北地區(qū)與大興安嶺南段地區(qū)各巖體的分布型式有類似性，微量元素分布以富集L

3、REE，LILE和虧損Nb、Ta等HFSE為特征。 稀土元素構(gòu)成具有兩種類型，即粗面質(zhì)巖石銪的略虧損和酸性巖銪的強烈虧損。 9粗面巖類流紋巖類稀土曲線分配模式圖10流紋斑巖類花崗斑巖類凝灰?guī)r類稀土曲線分配模式圖11 微量元素構(gòu)成具有如下共同點： 明顯虧損Ba、Nb、Sr、P和Ti，富集Rb、Th等大離子親石元素。 低的Nb/Ta比值，粗面巖和酸性巖基本上都小于17.5，但有個別例外。Nb的虧損表明源區(qū)巖石中以陸殼組分為主。 球粒隕石和原始地幔的Nb/Ta比17.5，殼、幔分離時，Ta明顯在地殼層中富集而Nb虧損，因此Nb/Ta比可用來示蹤火成巖巖漿形成時地殼組分的參與程度。 2） 火山巖微量元

4、素及稀土元素地球化學(xué)12 Sr/Ba比值比較一致。粗面巖的Ba、Sr、Ti、P等微量元素的含量明顯高于酸性巖，但Sr/Ba比值卻與酸性巖基本一致，顯示了相似的分異程度。 Zr/Hf比值在不同巖類明顯不同。粗面巖和粗安巖具較高的比值且相對穩(wěn)定，比值介于39.0853.30之間，平均為47.71，而酸性巖比值較低，比值介于20.3640.65之間，平均為31.72。 低的Zr/Hf比值說明其分異結(jié)晶作用更強，高的Zr/Hf比值，說明它們受到了地幔物質(zhì)的混染。2） 火山巖微量元素及稀土元素地球化學(xué)13 Rb/ Sr比值變化區(qū)間大，巖石類型交疊。比值變化分兩種情況，一種是比值普遍大于1，比值在1.02

5、29.45之間變化，酸性巖如流紋巖、流紋斑巖、花崗斑巖等大多數(shù)普遍大于1，顯示其殼源的成因來源； 另一種是比值小于1，介于0.070.86之間，如粗面巖普遍小于1，在0.220.76之間，部分酸性巖如霏細斑巖也小于1，在0.650.80之間，粗安巖和流紋英安巖的Rb/ Sr比值也小于1，在0.410.86之間，該比值反映出巖石的成因存在部分殼幔作用的混染。 2） 火山巖微量元素及稀土元素地球化學(xué)14角閃安山巖類流紋英安巖、粗安巖類粗面巖類微量元素蛛網(wǎng)圖15霏細巖類、流紋斑巖（高硅低鉀巖類）流紋斑巖類流紋巖類花崗斑巖類163）火山作用方式 中生代時期火山活動強烈，中心式噴溢與裂隙式噴溢同時存在，

6、缺乏真正的火山活動中心，總體呈現(xiàn)為一火山噴發(fā)帶，火山噴發(fā)具有向噴發(fā)帶中心逐漸遷移的特點，形成眾多的火山機構(gòu)。 早期階段火山作用表現(xiàn)為強烈的噴溢活動，形成流紋質(zhì)火山碎屑巖、熔巖和粗面質(zhì)火山熔巖的交替出現(xiàn)，并以流紋質(zhì)火山巖為主； 晚期階段主要形成次火山巖體。 17J3K1時期斷裂噴發(fā)帶示意圖18石硼溝火山頸相 哈畢日嘎火山頸相（721礦化點）19多倫盆地右列式流紋巖的裂隙式火山噴溢204）火山活動旋回 研究區(qū)中生代火山巖活動主體集中在140130Ma至120 110Ma左右。 根據(jù)火山活動的間斷性，火山產(chǎn)物的特征和不同時期火山構(gòu)造的疊置關(guān)系，將本區(qū)中生代火山活動劃分為： 早白堊世早期（原劃分為晚侏

7、羅世）和早白堊世晚期兩個巨旋回。 兩個巨旋回又可進一步劃分為若干個火山噴發(fā)旋回、亞旋回和火山噴發(fā)韻律。 215）火山巖漿系列 根據(jù)巖石化學(xué)分類，可分為兩大巖類，即亞堿性和堿性巖兩類。 亞堿性巖類表現(xiàn)為一套酸性巖，即流紋質(zhì)類巖石，是冀北區(qū)張家口組第三巖性段的主體巖性，也是大興安嶺南段滿克頭鄂博組、馬尼吐組和白音高老組的主體巖性，總體上表現(xiàn)出高鉀或高硅的特點。 22 堿性巖類則由一套中性偏堿性的粗面質(zhì)巖石構(gòu)成，巖石表現(xiàn)為一套多斑晶特點，主體由熔巖即粗面巖構(gòu)成，其斑巖系列表現(xiàn)為次粗安巖、粗面斑巖，由于野外地質(zhì)產(chǎn)狀不明確，目前把所有具多斑晶特點的一套粗面質(zhì)巖石統(tǒng)統(tǒng)劃歸為粗面巖。 這套粗面質(zhì)巖石在冀北區(qū)

8、是張家口組第二巖性段的主體巖性，在大興安嶺南段則是滿克頭鄂博組的巖性構(gòu)成之一，粗面質(zhì)巖石同樣具有高鉀特點。 5）火山巖漿系列 23 1、中生代火山作用特點研究； 2、鈾成礦地質(zhì)條件分析； 3、成礦遠景區(qū)的劃分。二、主要工作及取得的認識242、鈾成礦地質(zhì)條件分析 1）區(qū)域構(gòu)造的復(fù)合地段對鈾礦化帶分布的控制 2）火山巖漿系列、火山旋回與火山機構(gòu)對鈾礦化的控制 3）多期次流體活動的疊加對成礦的控制 4）富鈾體或富鈾的古老基底對鈾成礦的控制25 1）區(qū)域構(gòu)造的復(fù)合地段對鈾礦化帶分布的控制 區(qū)域構(gòu)造的復(fù)合是指太平洋構(gòu)造體系域與古亞洲構(gòu)造體系域的復(fù)合。兩大構(gòu)造體系域的復(fù)合，構(gòu)成了研究區(qū)內(nèi)復(fù)雜的構(gòu)造格架。受

9、其控制，在其復(fù)合地段構(gòu)造作用頻繁，巖漿活動強烈發(fā)育這種復(fù)合地段是長期構(gòu)造應(yīng)力活動和熱活動的中心，是成礦的有利部位。 26 成礦有利的區(qū)域構(gòu)造復(fù)合地段是指有成礦期構(gòu)造參與復(fù)合的地段，研究區(qū)內(nèi)成礦期構(gòu)造主要是指與太平洋構(gòu)造域有關(guān)的北東向和北東東向構(gòu)造，以及與其相匹配的北西向與北北西向構(gòu)造。 研究區(qū)內(nèi)鈾礦化的空間分布呈現(xiàn)三個礦化帶，即北礦化帶、中礦化帶和南礦化帶，它們的產(chǎn)出都與區(qū)域性構(gòu)造的復(fù)合地段有關(guān)。 27南礦化帶呈北東向中礦化帶呈南北向北礦化帶呈東西向28 2）火山巖漿系列、火山旋回與火山機構(gòu)對鈾礦化的控制（1） 兩大巖漿系列共存地段對鈾成礦的控制 巖漿活動必須是多巖漿活動和多巖性疊合的地段。

10、與鈾及多金屬成礦密切的巖漿活動是兩個巖漿活動系列同時存在，即既要有粗面質(zhì)巖漿的活動，也要有流紋質(zhì)巖漿的活動，如冀北地區(qū)蔡家營鉛鋅礦、460礦床、534礦床和大興安嶺南段的470礦床等都是符合這種規(guī)律。 29（2）多巖漿旋回及超淺成斑巖體對鈾成礦的控制 巖漿旋回與成礦的關(guān)系主要體現(xiàn)在晚期巖漿旋回與礦化的關(guān)系，即超淺成斑巖體活動與成礦關(guān)系密切，這類斑巖體主要表現(xiàn)為一套酸性至超酸性的斑巖體，如流紋斑巖、花崗斑巖和霏細斑巖，它們具有一系列共同性特點。 30 淺成侵位、斑巖多斑晶、富斑晶； 巖漿高溫850，富流體，PH2O5Kbar，其主要礦物標(biāo)志是石英呈斑晶早晶出，石英斑晶呈雙錐狀； 出現(xiàn)富水的巖漿體

11、黑耀巖、松脂巖； 在化學(xué)成分上具有高硅和高鉀的特點，SiO2含量大于74，一般76及以上，個別達8293，巖體形成硅質(zhì)外殼，K2O一般在5%以上，還經(jīng)常伴有面式的鉀化、白云母化、絹云母化、電氣石化，斜長石斑晶常帶鉀長石環(huán)帶；與成礦密切相關(guān)的斑巖特點：31巖石高硅或高鉀32松脂巖及霏細斑巖33460礦床黑曜巖的侵入接觸34 與礦化關(guān)系密切的斑巖體發(fā)育漿爆、氣爆的多期隱爆作用，形成隱爆角礫巖和隱爆凝灰?guī)r脈為特征的構(gòu)造作用現(xiàn)象； 斑巖體接觸帶出現(xiàn)剪切流變作用的定向變形細紋狀構(gòu)造，伴有高溫蝕變礦物； 在稀土構(gòu)成上表現(xiàn)為超低的稀土含量，沒有明顯的輕重稀土分餾，銪具有強烈的虧損，稀土分配曲線呈海鷗式； 在

12、微量元素構(gòu)成上表現(xiàn)為Ba、Sr、P、Ti的強烈虧損和Nb、Ta的略虧損，部分還表現(xiàn)為鈮鉭比值超高的明顯異常。 與成礦密切相關(guān)的斑巖特點：35海鷗式稀土曲線分配模式36霏細巖類、流紋斑巖（高硅低鉀巖類）流紋斑巖類花崗斑巖類部分樣品曲線異常37（3）火山機構(gòu)對鈾成礦的控制 鈾礦化的產(chǎn)出往往與火山機構(gòu)關(guān)系密切，特別是發(fā)育兩期火山機構(gòu)疊合的中心地段對礦化的控制作用表現(xiàn)突出。 如460礦床產(chǎn)于火山管道中的流紋斑巖中，礦化主要與巖體內(nèi)的陡傾斷裂有關(guān)； 470礦床產(chǎn)于火山塌陷所形成的環(huán)狀斷裂構(gòu)造，而其火山管道相被晚期的流紋斑巖所充填； 781礦點產(chǎn)于石硼溝火山機構(gòu)東緣環(huán)狀斷裂與基底構(gòu)造的復(fù)合，晚期的酸性斑巖

13、體流紋斑巖、霏細斑巖等充填于環(huán)狀構(gòu)造中。38460礦床斑巖體在平面上呈弧形產(chǎn)出39470礦床平面上存在兩環(huán)：內(nèi)環(huán)由斷裂構(gòu)成；外環(huán)由斑巖體構(gòu)成。40 控礦的特點是多樣性的，礦化既可產(chǎn)在火山機構(gòu)中心部位，也可產(chǎn)在火山機構(gòu)外圍層間構(gòu)造發(fā)育部位，既能在淺部成礦，也能在深部成礦。 特別注意火山機構(gòu)與基底斷裂復(fù)合地段的控礦性。 火山機構(gòu)中心地段的地質(zhì)意義：413）多期次流體活動的疊加對成礦的控制 本區(qū)的流體作用強烈而普遍，發(fā)育有火山巖區(qū)熱液鈾礦化的各種熱液蝕變類型，可分為： 早期的堿性蝕變，發(fā)育堿交代、紅化、水云母化等熱液蝕變； 晚期的酸性蝕變，發(fā)育水云母化、硅化、螢石化、粘土化等熱液蝕變。 早、晚多期次流體作用的疊加改造強烈地段是礦化的有利地段。 42 流體作用在成礦地段常常是多期次和長期性的，它貫穿于研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造巖漿活動的各個過程。 多期次構(gòu)造活動的地段，多方向構(gòu)造復(fù)合的地段，多旋回巖漿活動的地段和多巖漿系列噴溢疊合的地段等都是流體作用強烈區(qū)，是多期次、多類型熱液蝕變發(fā)育區(qū)和疊置區(qū)，是鈾成礦的有利地段。 流體作用的中心地段