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新疆北金齐火山盆地铀-多金属矿化特征与控矿因素分析.pdf
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1、第 40 卷 第 2 期2024年 3月Uranium Geology铀矿地质Vol.40 No.2Mar.2024新疆北金齐火山盆地铀-多金属矿化特征与控矿因素分析陈浩,杨文龙,张叶军,庞星,钟仕诚,尹松,鲁克改(核工业二一六大队,新疆 乌鲁木齐 830011)摘要 北金齐火山盆地具有较好的铀矿找矿基础和成矿潜力,其铀矿化特征在新疆北部火山岩带具有普遍性。文章以北金齐火山盆地南、北缘和中部的 3条典型铀-多金属矿化带为研究对象,较为全面地阐述了各带地质、矿化及蚀变组合等特征,并通过总结分析区内主要控矿因素及其控矿作用,初步建立了区域铀成矿模式。北金齐地区铀-多金属成矿具多因素联合控矿作用,铀
2、-多金属矿化整体分布受火山盆地及北东东向区域大断裂控制,且盆地南、北缘大断裂较中部火山机构成矿地质条件优越。盆地内大断裂两侧的次级断裂带、裂隙带为主要含矿构造;酸性火山熔岩与酸性凝灰(角)砾岩为主要赋矿岩性,并为铀成矿提供一部分铀源;花岗斑岩等岩浆岩侵入活动为区内铀-多金属矿化主要成矿作用,推测火山机构塌陷后,花岗斑岩等岩浆岩侵入活动带来的含矿流体沿断裂贯入,在有利的构造和岩性中富集成矿。关键词 北金齐火山盆地;铀-多金属;控矿因素;成矿作用文章编号 1000-0658(2024)02-0238-12 中图分类号 P619.14 文献标志码 A北金齐火山盆地归属于雪米斯坦成矿远景带西段,该带中
3、东段已发现白杨河矿床及马门特、七一工区、十月工区等铀矿(化)点,西段铀矿化则主要分布在塔尔根、北金齐和松布拉克 3 个片区。与白杨河铀铍矿床受次火山岩体接触带控矿不同,北金齐火山盆地内铀矿化主要表现为火山盆地与深大断裂双重控矿作用,且该种控矿作用在新疆北部火山岩带内更具普遍性,具有较好的铀矿找矿基础和成矿潜力。北金齐火山盆地位于新疆塔城地区托里县城东约 20 km 处,区内铀矿找矿工作始于 20 世纪 5060年代,曾开展过地面放射性调查及少量工程揭露工作。自 2010年至今,区内连续开展了多个铀矿勘查项目1-2,并对盆地内构造、岩浆岩及主要成矿地段矿化特征、找矿方向等开展过较为详实分析研究工
4、作,取得了一批找矿及研究成果3-8。但由于火山盆地内不同地段矿化特征、控矿因素存在差异,前期工作缺乏对盆地整体矿化特征及成矿作用的归纳研究。本文通过收集整理前期区内工作及研究成果,总结分析典型铀-多金属矿化特征、主要控矿因素及其控矿作用,并初步建立了该区成矿模式,以期为该区下一步铀矿找矿工作提供借鉴。1地质背景北金齐火山盆地位于哈萨克-准噶尔板块、准噶尔微板块、谢米斯台-库兰卡兹干古生代复合岛弧带西段的扎伊尔火山岩亚带9-10。该岛弧带内火山岩厚度大、岩性复杂、岩浆演化系列完全,赋存铀矿化的(潜)火山岩、浅成侵入岩、火山碎屑岩从中泥盆世延续到晚二叠世,具有中心式、裂隙式和多中心裂隙式 3 种喷
5、发类型11-13,具备形成火山岩型铀矿化的有利构造环境,是新疆主要的铀成矿远景带之一。研究区为一向斜式下陷盆地,盆地轴向呈北DOI:10.3969/j.issn.1000-0658.2024.40.020基金项目 中国核工业地勘基金项目“新疆北部重点区铀-多金属矿调查评价与勘查”(编号:2022008)资助。收稿日期 2023-04-12 改回日期 2023-08-10作者简介 陈浩(1987),江苏睢宁县人,工程师,理学学士,主要从事铀矿地质勘查工作。E-mail:陈浩陈浩,等:新疆北金齐火山盆地铀-多金属矿化特征与控矿因素分析第 2期东东向,北翼抬升,南翼与泥盆系呈断层接触,呈一单边断陷盆
6、地14。盆地东西长度约 24 km,南北宽度约 610 km,面积约 190 km2。盆地基底为中泥盆统库鲁木迪组(D2k)海相火山碎屑岩,盖层为上石炭统莫老坝组(C3m)中酸性火山岩和下二叠统库吉尔台组(P1kj)砂岩、砂砾岩1-2。盆地内已查明一处火山通道,位于盆地中部 6 号铜铀矿化点附近(图 1)。图 1 北金齐火山盆地矿床地质图Fig.1 Geological map of the deposit in Beijinqi volcanic basin1第四系;2下二叠统库吉尔台组第二至第一岩性段;3上石炭统莫老坝组第五至第一岩性段;4下石炭统包古图组;5中泥盆统库鲁木迪组;6花岗闪长
7、岩;7闪长斑岩;8花岗斑岩;9正长斑岩;10花岗(斑)岩脉;11整合接触线;12不整合接触线;13压性断层及产状;14压扭性断层及产状;15平移断层;16性质不明断裂、推测断裂;17铀矿(化)/异常点;18钼铀矿/铜铀异常点;19产状;20凝灰质砂岩;21凝灰质砾岩;22凝灰岩;23安山质凝灰岩;24安山岩;25含角砾安山岩;26角砾熔岩;27铀-多金属矿化带。盆地内部构造格架由多条北东东向、北东向区域压(扭)性基底大断裂、盖层区域大断裂组成,其余为其次级断裂和火山机构塌陷形成的环状火山断裂。侵入岩主要分布在盆地中东部,多呈岩墙、岩锥、岩脉及岩瘤产出,侵入时代从早二叠世晚期到晚二叠世晚期。根据
8、它们的空间关系推测从早期到晚期依次为:闪长斑岩、花岗闪长岩花岗斑岩正长斑岩辉绿岩脉、闪长岩脉。2矿化特征研究区铀矿化类型为火山岩型密集裂隙带亚类3,含矿主岩为晚石炭世火山岩、早二叠世砂砾岩。区内已发现二十余处铀-多金属矿(化)、异常点,矿化元素以铀为主,局部与铜、钼元素共(伴)生产出,整体分布受火山盆地及北东东向区域大断裂控制,在盆地南北缘、中部、东西部大致呈环带状相对密集分布(表 1)。依据矿(化)点、异常点所处空间位置和控矿因素,研究区可划分 5条铀-多金属矿化带。本文筛选火山盆地南部、北部和中部 3 个典型矿化带,总结归纳其地质、矿化及蚀变矿物组合等特征。盆地东西部铀矿化(化)、异常点规
9、模较小,工作程度低,本文不一一举。239铀 矿 地 质第 40 卷表 1 北金齐火山盆地主要铀-多金属矿化、异常点地质特征统计表Table 1 Geological characteristics of main uranium-polymetallic mineralization and anomalies in Beijinqi volcanic basin盆地位置北部中部南部西部东部导矿断裂北金齐断裂(F2)火山断裂库吉断裂(F3)馒头山大断裂(F4)卡拉奥格断裂(F7)莫都诺娃断裂(F1)配矿构造北东向次级断裂北东向花岗斑岩外接触带北东向次级断裂近南北向环状断裂北东向次级断裂南北向-
10、北西向次级断裂北西向花岗斑岩外接触带北西向次级断裂近南北向断裂北北西向次级断裂容矿构造(部位)北西向、北东向裂隙闪长玢岩、霏细岩接触带与北西向裂隙交汇处北东向裂隙放射状次级裂隙近东西向裂隙断裂扭转与裂隙交汇处北西向裂隙蚀变带北西向、近东西向裂隙与霏细岩脉交汇处多组裂隙交汇处地层代号C3mdC3mdP1kjaP1kjaC3mdC3meC3mb赋矿岩性安山岩、安山玢岩安山岩英安岩、闪长玢岩、霏细岩英安岩熔结角砾岩凝灰质细砂岩、硅质灰岩凝灰质砾岩、细砂岩酸性角砾熔岩、晶屑凝灰岩、安山岩凝灰质(含磷)砂岩安山玢岩、霏细岩含角砾晶屑凝灰岩矿(化)、异常点编号1号铜铀矿化点及 2、3、4号铀异常点5号铀异
11、常点10号铀矿化点12号铀异常点6号铜铀矿化点13、17、20号铀异常点7、8、9、11号钼铀矿(化)点18、19号钼铀矿化点14号铀矿化点15、22号铀矿化点16号铀矿点、21号铀异常点2.1南部矿化带该带位于玛依勒断裂(F5)以西,馒头山大断裂(F4)北侧,长约 2.50 km,宽约 0.50 km,主要受馒头山大断裂北侧的次级断裂带控制。矿化带西段分布有 7、8、9、11 号钼铀矿(化)点,东段分布有 18、19号钼铀矿化点。2.1.1矿化带西段赋矿层位为下二叠统库吉尔台组第一岩性段(P1kja)中酸性火山碎屑沉积岩。南北向北西向次级断裂(F9-2、F9-3、F9-4)为主要的控矿、容矿
12、断裂,长110680 m,宽 130 m,具张扭性质。构造两侧,尤其在断裂扭转部位次级裂隙密集发育,铀矿化主要赋存在断裂扭转与裂隙交汇处。区内划分有 3 条南北向北西向构造蚀变带(9-9-),蚀变组合以硅化、赤铁矿化为主,局部有褐铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化、锰矿化、黄铁矿化、辉钼矿化4-5。蚀变带内整体当量铀含量在3010-6以上,硅化、赤铁矿化强烈叠加部位铀矿化程度更高(图 2)。矿体特征:在 9 号矿点圈定了 4 条铀矿体、5 条钼矿体,其余点为少量铀矿化、异常。其中 L9U-3、4号 为 隐 伏 铀 矿 体,铀 矿 体 长 35200 m,厚 0.401.60 m,钻孔揭露铀矿最大斜深为
13、 220 m;钼矿体均隐伏,长 50 m,厚 1.003.90 m,钻孔揭露钼矿化最大深度为 406 m。钼铀矿体产于馒头山大断裂带北部的 9-9-构造蚀变带内,钼矿体主要产于铀矿体下部构造蚀变带延伸处,少量共生。矿体赋矿岩性为灰褐色凝灰质砾岩,铀矿化近矿蚀变为硅化、赤铁矿化、黄铁矿化、碳酸盐化、褐铁矿化,局部见铀的磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐及氧化物,钼矿化近矿蚀变为斑点状黄铁矿化、侵染状褐铁矿化(图 3)。2.1.2矿化带东段赋 矿 层 位 为 上 石 炭 统 莫 老 坝 组 第 四 岩 性 段(C3md)中酸性火山岩。馒头山大断裂北侧的北西向 次 级 断 裂 为 主 要 控 矿 断 裂。断 裂
14、 带 总 体 长5501 300 m,宽 827 m。断裂带内岩石蚀变较强,主要发育有褐铁矿化、绿泥石化、高岭土化、硅化等。花岗斑岩(P)侵位于火山岩内,具明显环状分布特征,产状近乎直立,控矿断裂定位在花岗斑岩南北两侧。推测该岩体为火山机构塌陷后,沿环状断裂侵入定位(图 4)。矿体特征:在 19号矿化点地表圈定透镜体状铀(铜)矿体 2 条,分别长 1.5 m、5 m,厚 0.5 m、1.25 m;在花岗斑岩体末端外接触带圈定钼盲矿体 11条、铀盲 矿 化 体 1 条6。钼 矿 体 呈 似 层 状、透 镜 状,长100200 m、厚 0.806.00 m,深部延伸 40200 m。铀(铜)矿体仅
15、产于浅部,钼矿体则产于深部,矿体整体南倾,倾角略缓于花岗斑岩(图 5)。钼铀矿化含矿岩性为硅化含角砾晶屑凝灰岩、240陈浩,等:新疆北金齐火山盆地铀-多金属矿化特征与控矿因素分析第 2期图 3 南部矿化带西段 A-A 勘探线剖面图Fig.3 Profile of exploration line A-A in the west section of the southern mineralized zone1下二叠统库吉尔台组第一岩性段;2凝灰质砾岩;3凝灰质砂岩;4构造蚀变带及编号;5构造破碎带及编号;6铀矿体/铀异常;7钼矿体/钼矿化体;8探槽及编号;9钻孔位置及编号。图 2 南部矿化带西
16、段地质简图Fig.2 Geological sketch of the west section of the southern mineralized zone1第四系;2下二叠统库吉尔台组第一岩性段;3中泥盆统库鲁木迪组;4蚀变带及编号;5凝灰质砂砾岩;6断裂破碎带及编号;7推测断裂;8铀异常;9铀矿体及编号;10产状;11典型勘探线、钻孔及编号;12探槽及编号。241铀 矿 地 质第 40 卷图 4 南部矿化带东段地质简图Fig.4 Geological sketch of the eastern section of the southern mineralized zone1第四系;
17、2上石炭统莫老坝组第四岩性段;3花岗斑岩;4地质界线;5构造破碎带及编号;6推测构造;7钼矿体;8铀矿体/矿化体;9典型勘探线、钻孔及编号。图 5 南部矿化带东段 B-B 勘探线剖面图Fig.5 Profile of exploration line B-B in the eastern section of the southern mineralized zone1上石炭统莫老坝组第四岩性段;2花岗斑岩;3凝灰角砾岩;4角砾熔岩;5含角砾晶屑凝灰岩;6晶屑凝灰岩;7构造破碎带;8钼矿体;9铀矿化体/异常;10钻孔位置及编号。242陈浩,等:新疆北金齐火山盆地铀-多金属矿化特征与控矿因素分析
18、第 2期酸性角砾熔岩,产于馒头山大断裂带北侧北西向破碎蚀变带(花岗斑岩外接触带)。近矿蚀变主要有强硅化、赤铁矿化、褐铁矿化,局部见少量孔雀石、锰矿化。铀矿石矿物有硅钙铀矿、铜铀云母、钙铀云母;铜矿石矿物为孔雀石、蓝铜矿;钼矿石矿物为钼华和辉钼矿。2.2北部矿化带该带位于火山盆地北缘中部,北金齐断裂两侧。矿化带长约 3.5 km,宽 0.180.50 km。带内分布有 2、3、4、5、10、12号等 6个铀矿化、异常点及 1号铜铀矿化点。赋 矿 层 位 为 上 石 炭 统 莫 老 坝 组 第 四 岩 性 段(C3md)溢流相中酸性火山熔岩,主要受北金齐断裂带两侧北西南东向的密集裂隙带控制。带内侵
19、入岩少量发育,在该带东南一带 10号矿化点附近有霏细岩脉、闪长玢岩脉分布,在其外接触带分布有铀矿(化)体;5 号异常点附近有小规模花岗斑岩分布,铀异常产自其接触带中。在构造较为发育地段各类蚀变相互叠加,呈分带现象。构造带内发育绿泥石化、硅化、赤铁矿化等蚀变,外围发育绿帘石化、绿泥石化、褐铁矿化等蚀变,最外围发育高岭土化、碳酸盐化等蚀变(图 6)。图 6 北部矿化带地质简图Fig.6 Geological sketch of northern mineralized zone1第四系;2上石炭统莫老坝组第四岩性段;3闪长玢岩/霏细岩;4地质界线;5构造破碎带及编号;6实测断层/推测断层;7平移断
20、层;8铜矿体/铀矿体;9铀矿化体/异常;10铀矿化、异常点;11探槽;12典型勘探线、钻孔及编号。矿化特征:该区共圈连 14 条铀矿(化)体,其中隐 伏 矿(化)体 6 条,铀 矿(化)体 长 1054 m,厚0.501.50 m,矿化揭露最大斜深为 254 m。铜矿化仅在 1号矿化点地表呈孔雀石分布。其中 10号主矿体(10L1、10L2)赋存于闪长玢岩脉 与 霏 细 岩 接 触 带 和 内 部 裂 隙 中,深 部 盲 矿 体(10ML1)产于北东向构造破碎带与英安岩交汇部位,岩石裂隙极发育7-8。近矿蚀变为赤铁矿化、硅化,并见有大量硅钙铀矿等次生铀矿物。4 号铀矿化点揭露的隐伏铀矿化体(4
21、MK1)赋存于北东向构造破碎带中,赋矿岩性为浅红色安山岩,发育较强硅化、褐铁矿化、赤铁矿化、锰矿化蚀变(图 7)。2.3中部矿化带该带位于北金齐火山盆地中部火山通道周边,近东西走向,长约 8.00 km,宽约 1.20 km。带内发现13、17、20号铀异常点及 6号铜铀矿化点(图 8)。该带东侧 6号铜铀矿化点赋矿层位为上石炭统莫老坝组第四岩性段(C3md)中酸性火山熔岩,由火山通道中心向四周依次发育次火山岩相爆发相溢流相,主要含矿断裂为环状断裂及北东向放射状断裂。环状断裂总体向火山通道倾斜,放射状构造与环状断裂带的交汇部位蚀变发育。矿化点 243铀 矿 地 质第 40 卷图 7 北部矿化带
22、 C-C 勘探线剖面图Fig.7 Profile of exploration line C-C of the northern mineralized zone1第四系;2上石炭统莫老坝组第四岩性段;3凝灰岩;4角砾熔岩;5安山岩;6英安岩;7闪长玢岩;8构造破碎带及编号;9断层/推测断层;10铀工业铀矿体/矿化体/异常;11探槽;12钻孔位置及编号。图 8 6号铜铀矿化点地质简图Fig.8 Geological sketch of central copper-uranium mineralized zone1第四系;2下二叠统库吉尔台组第一岩性段;3上石炭统莫老坝组第四岩性段;4地质界线
23、;5正断层及编号;6逆断层;7平移断层;8性质不明断裂;9断裂倾向及倾角;10英安斑岩;11蚀变带及编号;12铜矿体;13铀异常;14铀矿体及编号。244陈浩,等:新疆北金齐火山盆地铀-多金属矿化特征与控矿因素分析第 2期北东部出露小面积英安斑岩(P)岩墙,未见铀异常。英安斑岩南侧 200 m 附近发现铜矿化,推测与该岩体有一定的成因关系15。沿环状断裂发育 2条蚀变带(6-、6-),宽 4090 m,长 620860 m,整体发育高岭土化和碳酸盐化,紧靠铀矿体出现褪色蚀变、薄膜状孔雀石。西侧 13、17、20 号铀异常点赋矿层位为下二叠统库吉尔台组第一岩性段(P1kja)中酸性火山碎屑沉积岩
24、。主要控矿构造为库吉断裂(F2)北侧的北东向次级断裂。矿化发育在薄层黄红色褪色带内,近矿蚀变为硅化、赤铁矿化和碳酸盐化。矿体特征:该带在 6 号铜铀矿化点地表圈定铀矿体 2 条,在 13、17、20 号铀异常点浅部揭露到少量铀异常。铀矿体位于 6-蚀变带中南部,矿体分别长约 2 m、30 m,厚约 0.301.00 m,经浅井、深井揭露表明铀矿化往深部降低,钻孔内未延伸。铜铀矿化受 F6-6环状断裂及近东西向放射裂隙带的控制,赋存于熔结角砾岩及其与角砾熔岩的接触带部位。铀矿体局部见薄膜状的孔雀石分布,含 Ag、As异常。该带矿化受网状裂隙、硅化、赤铁矿化叠合带控制,铀矿化、异常部位绿泥石化强烈
25、,高品位矿体周边有褪色蚀变,浅部叠加有褐铁矿化。铀矿物多为铀的次生矿物,少量为硅酸盐矿物及极少量残余铀黑、含铀方解石。总体来看,盆地南、北缘北西西向大断裂周边的铀矿化规模明显优于中部火山机构。其中以南部西段 9 号矿点周边铀矿化规模最佳、埋藏深度最大;钼矿化则全部以盲矿(化)体形式赋存在南部矿化带中,对岩性选择性不大,说明盆地南部成矿流体略有不同。铜矿化在以上 3条矿化带浅表均有出露,但仅见次生矿物与铀矿化共(伴)生,不成规模。铀-多金属矿(化)体赋矿岩性主要为莫老坝组酸性火山熔岩、库吉尔台组酸性凝灰砾岩、砂岩,少量为闪长玢岩;含矿部位主要为北西西向大断裂两侧的次级断裂、裂隙带,局部为岩脉接触
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