雪米斯坦火山岩带区域成矿控制因素主要有以下4个方面:特定的大地构造位置、区域构造特征、广泛分布的酸性岩石及有利的蚀变组合, 这些因素是区域铀矿化形成的基础条件。

1.1.1 有利的大地构造位置是区域性铀成矿的基础

该火山岩带处于西伯利亚板块和哈萨克斯坦— 准噶尔板块交界处哈萨克斯坦— 准噶尔板块一侧的陆缘活动带, 其演化过程经历了早古生代岛弧演化阶段和晚古生代碰撞后陆内演化阶段、中生代稳定沉降阶段和新生代隆起上升剥蚀等构造演化阶段。大地构造环境对铀成矿的控制作用表现为大陆边缘有利的大地构造位置和其构造演化阶段控制了铀成矿的阶段性和成矿的必然性。一般来说, 地壳的成熟度决定着铀成矿的有利度, 地壳成熟度越高, 越有利于铀的分异与富集, 岛弧属于半成熟的陆壳, 其岩石中的铀相对于下地壳已有了初步富集, 晚古生代陆内碰撞后的演化, 形成了富硅、偏碱的晚古生代火山岩和花岗岩等地质体, 使铀多金属在这些地质体中的含量进一步增高, 为成矿奠定了矿源基础^[1]。

杨庄— 马门特地区在大地构造位置和构造演化上处于铀成矿有利位置, 具备铀成矿的有利条件, 邻区的哈萨克斯坦巴尔喀什火山岩带的铀矿化和本区铀矿床、矿点沿构造带的广泛分布, 是铀成矿有利构造环境的直接体现^[2]。

1.1.2 区域性深大断裂控制着铀矿(化)点的分布

雪米斯坦火山岩带的地质演化过程中发育深大断裂, 深大断裂能够沟通深部的热源和地表的水力联系, 有利于成矿热液的形成。东西向展布的查干陶勒盖— 巴音布拉克断裂是多次活动的深大断裂, 它既是控制晚古生代火山岩分布的断裂构造, 也是控制铀矿床和矿化点分布的构造。沿着该断裂构造带长约120 km的范围内, 分布着白杨河矿床、雪米斯坦工区、Ⅰ — Ⅳ 号异常点、七一工区、十月工区、马门特等铀多金属矿床和矿点, 它们大体呈线性排列, 受东西向构造控制明显。

另外, 据遥感影像解译, 火山机构和酸性岩体的展布也呈东西向, 受东西向断裂构造控制作用明显, 这反映了区域性构造特别是断裂构造是铀成矿的控制因素之一。

1.1.3 酸性岩石是重要的赋矿围岩

杨庄— 马门特地区广泛分布的酸性岩— — 花岗斑岩、酸性凝灰岩、流纹岩等也是控制铀多金属成矿的因素, 酸性岩石较中基性岩石的铀含量高, 可以为后期成矿提供矿源。

从雪米斯坦火山岩铀成矿特征看, 白杨河铀多金属矿床主要发育在花岗斑岩、晶屑凝灰岩之中; 雪米斯坦工区、Ⅰ — Ⅳ 号异常点、七一工区、十月工区铀矿化都发育在流纹岩或者强熔结凝灰岩中, 马门特铀矿化发育在酸性角砾凝灰岩、流纹岩中。因此, 酸性岩石是区域铀矿床、矿点的主要赋矿围岩, 基性和中基性岩石中的铀矿化发育较少, 区域上酸性火山岩的发育也是控制铀矿化的因素之一。

1.1.4 多样的蚀变组合有利于形成铀多金属矿化

与陆相火山岩型铀多金属矿成矿相关的各类蚀变在不同地段发育的组合不同, 其所形成的矿化组合类型也不同。在火山岩带西段的白杨河矿床近矿围岩热液蚀变主要发育水云母化、绿泥石化、赤铁矿化、微晶石英化、萤石化^[3]。在火山岩带中段的伊尼萨拉— 十月工区地段近矿围岩蚀变主要发育硅化、赤铁矿化、青磐岩化、绿泥石化。在火山岩带东段的马门特矿化点近矿围岩蚀变主要发育赤铁矿化、水云母化、硅化、萤石化。确切地说, 整个雪米斯坦晚古生代火山岩带不同地段的蚀变组合决定了不同地段的成矿类型及找矿模式^[4]。

雪米斯坦火山岩带是以陆相为主的中酸性火山岩、火山碎屑岩带, 铀多金属矿化的分布受控于大型“ 入字型” 断裂的锐角夹持区。自西向东雪米斯坦火山岩带铀多金属矿化的成矿作用各有特点, 从而与铀多金属矿化相关的各类地质要素自西向东呈现出较为明显的分带(片)特征, 大致可以分为受次火山岩接触带控制的白杨河铀多金属矿床、受次级裂隙带控制的伊尼萨拉— 十月工区铀矿化集中区、受塌陷式火山机构控制的马门特矿化点。

1.2.1 受次火山岩接触带控制的白杨河铀多金属矿床

白杨河铀多金属矿床位于火山岩带的西段, 铀多金属矿化主要产于二叠纪次火山岩体(花岗斑岩)的接触带部位^[5](图2)。花岗斑岩体空间展布严格受查干陶勒盖— 巴音布拉克断裂控制, 岩体中有晚期北西向辉绿岩脉贯入。岩体呈近东西向串珠状展布, 东西长约10 km, 南北宽变化较大, 最宽达1.8 km, 最窄0.1 km, 面积约6.9 km², 岩体北界南倾, 倾角约32° , 其接触面呈内凹外凸的波状, 是控矿的重要条件之一; 南界北倾, 倾角45° ~75° , 直接与区域深大断裂接触, 接触面平直。岩体的侵入方向由南东向北西, 在横断面上似镰刀形^{[6, 7]}。该矿床以裂隙充填为主, 铀、铍矿化多赋存在细小构造裂隙内, 铀多金属矿石大多具脉状和网脉状构造, 呈浸染状的极少。与铍矿化有关的热液蚀变为萤石化, 与铀矿化有关的热液蚀变为赤铁矿化和紫黑色萤石化^{[8, 9, 10]}。后期大量中基性岩脉沿南北-北北西方向的断裂侵入到杨庄花岗斑岩中, 带来的深源流体与大气降水进行混合, 同时深部流体作为热源驱动了大气降水等流体在岩体内部发生循环。富F、CO₂等矿化剂的深部流体与大气降水形成的混合流体在杨庄花岗斑岩内部进行了充分循环, 使得铀、铍等成矿元素活化、迁移, 并在岩体的接触带部位富集成矿, 矿化的规模与接触带产状变化程度、热液蚀变程度关系密切。

图2

Fig.2

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	图2 白杨河铀多金属矿床地质-化探剖面图 1.石炭系; 2.泥盆系; 3.早二叠世次火山岩; 4.华力西晚期花岗斑岩; 5.晶屑凝灰岩; 6.凝灰岩; 7.凝灰质砂岩; 8.杏仁状玄武岩; 9.花岗斑岩; 10.断裂; 11.破碎带; 12.地层产状Fig.2 Geological and geochemical profile of Baiyanghe Uranium polymetallic deposit

1.2.2 受次级裂隙带控制的伊尼萨拉— 十月工区铀矿化集中区

伊尼萨拉— 十月工区铀矿化集中区位于火山岩带的中段, 铀矿化主要赋存于泥盆纪火山岩的构造裂隙带内, 这些构造带位于查干陶勒盖— 巴音布拉克断裂的北侧, 是其派生的二级、三级构造。次级裂隙带是赋矿次级构造的常见形式, 以十月工区矿化点为例, 共发现有7条矿(化)带, 均产于酸性含角砾晶屑岩屑玻屑凝灰岩的次级裂隙带中。第一矿带的裂隙走向300° , 倾向北东, 倾角55° ~85° , 裂隙长180 m, 见有晚期斜长正长岩墙及细晶岩脉充填(图3)。含矿裂隙沿走向长约30 m。最大厚度3~4 m, 受两条裂隙的控制, 铀矿化主要富集于两条裂隙之间, 矿体下盘裂隙较陡, 上盘裂隙较缓。铀矿化品位一般0.010%~0.050%, 深部揭露到受该裂隙带控制的工业铀矿体。该铀矿点地表含矿的次级裂隙产于高角度大断裂的旁侧, 与大断裂呈锐角相交, 走向北西, 倾向280° ~300° , 含矿裂隙热液蚀变显著, 常因赤铁矿化成为红色条带, 在矿区内凡是裂隙有强烈发红的地段, 一般放射强度均较高。

图3

Fig.3

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	图3 一号矿带剖面图(a)及铀异常晕展布图(b) 1.坡积物; 2.晶屑凝灰岩; 3.细晶岩; 4.断裂; 5.品位 0.010%~0.030%的铀异常; 6.品位0.030%~0.050%的铀矿化; 7.品位≥ 0.050%的铀矿体Fig.3 No.1 ore belt profile(a) and Uranium anomaly map(b)

1.2.3 受塌陷式火山机构控制的马门特铀矿化点

马门特铀矿化点位于火山岩带的东段, 铀矿化、铀异常产于石炭纪马门特塌陷式火山机构中, 其分布较广, 但规模小, 北东向断裂和裂隙控制铀矿带的分布, 放射状裂隙控制铀矿体的产出。马门特塌陷式火山机构岩石组合主要为一套酸性溢流相、爆发相的火山岩, 岩性为流纹岩和酸性角砾凝灰熔岩, 具有典型的环带状和放射状构造迹线, 影像以褐红色、褐黄色、黄色、褐色为主, 夹灰白色、浅黄色和灰绿色, 具有扇形熔岩流特征(图4)。火山口位于哈克顿火山口洼地的南部边缘, 具有塌陷特征, 同时根据岩相、产状推断, 哈克顿塌陷洼地的南部应该埋藏有马门特火山机构塌落的熔岩^[11]。

图4

Fig.4

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	图4 马门特塌陷式火山机构遥感影像及铀矿化分布图(据文献[11]) 1.解译的扇形熔岩; 2.解译的环状构造; 3.铀异常点; 4.铀矿化点; 5.解译的线状构造Fig.4 Remote sensing image and Uranium mineralization distribution at Mamente collapsed volcanic apparatus(according to reference[11])

马门特矿化点铀矿化分为两部分, 一部分为包括第一、二矿化点及两者之间一带的矿点和异常, 另一部分则是第一矿点以西分布于流纹岩及凝灰岩裂隙中的异常。

第一矿化点产于流纹岩中一组走向南北的剪切裂隙中, 裂隙经槽探揭露短小闭合。次生铀矿物以磷片状、薄膜状分布于裂隙表面, 铀矿化强度< 300 γ 。在槽井中未见显著的蚀变现象。

第二矿化点产于酸性凝灰角砾岩的剪切裂隙中, 一组赋矿裂隙倾向230° , 倾角65° , 沿走向宽1 m。另一组铀矿化产于两组分叉裂隙交汇处, 含矿裂隙长40 m, 矿化沿走向宽4 m。这两组铀矿化地表矿体规模较小, 铀矿物主要是磷酸盐类-钙铀云母、铜铀云母, 伴生矿物有萤石、黄铁矿、赤铁矿、方解石、黄钾铁矾、褐铁矿、高岭土等。萤石化在所有的含矿裂隙中都发育, 一般呈细脉状。赤铁矿化发育较少, 黄铁矿化发育于酸性凝灰角砾岩中, 与铀矿物没有明显的关系。其余异常点的特征及揭露情况见表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 马门特矿化点铀矿化特征及揭露结果一览表 Table 1 Characteristics and exploration results of Mamente uranium ore occurrence 异常编号 特征描述 揭露结果描述 1 产于流纹岩、酸性凝灰角砾岩裂隙中, 强度< 200 γ 未见明显的热液蚀变 2 产在南东走向南西倾斜的裂隙内, 倾角65° , 裂隙较为破碎, 强度400 γ 发育绢云母化、绿泥石化, 未见异常 3 产于流纹岩中310° 走向的裂隙组中, 强度100 γ 探槽未见强度往深部增高 4 产于与南北岩墙平行的裂隙中, 裂隙长度15~20 m, 充填以灰色构造粘土约20 cm, 强度300 γ 探槽中强度有120 γ 5 产于310° 岩墙的节理中, 强度< 150 γ 探槽和平巷中未见强度增高, 有明显蚀变 6 产于310° 岩墙的节理中, 强度100 γ 探槽和平巷中未见强度增高, 有明显蚀变 7 产于正长斑岩内, 裂隙大致平行岩墙走向, 强度300 γ 探槽中强度100 γ , 宽2 m, 浅井中未见增高, 未见显著蚀变现象 8 产在平行310° 走向的裂隙内, 裂隙为辉绿岩墙充填, 异常在岩墙边破碎带中, 强度360 γ 经浅井揭露深部强度显著降低, 稍有褪色现象 9 产在南北走向辉绿岩墙旁破碎带中, 强度100 γ 发育弱赤铁矿化 10 产在南北走向的裂隙中, 强度200 γ 异常降低

表1 马门特矿化点铀矿化特征及揭露结果一览表 Table 1 Characteristics and exploration results of Mamente uranium ore occurrence

在系统总结研究区晚古生代火山岩型铀成矿要素的基础上, 从铀成矿地质条件的有利程度考虑, 并结合工作程度, 在雪米斯坦火山岩带划分出铀多金属矿勘查区1片, 即白杨河铀多金属矿勘查区; Ⅰ 级铀成矿远景区2片, 即十月工区地段、七一工区地段; Ⅱ 级铀成矿远景区2片, 即马门特地段、伊尼萨拉地段(表2)。并且初步分析了不同地段的地质矿化特征, 指明了找矿方向, 提出了下一步工作建议。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 雪米斯坦火山岩带铀矿找矿远景区一览表 Table 2 Prospecting areas of uranium deposits in Xuemisitan volcanic belt 远景区/勘查区 地质矿化特征 找矿方向 工作建议 白杨河铀多金属矿勘查区 该勘查区在次火山岩接触带部位累计探获氧化铍资源量达特大型, 铀资源量接近大型, 勘查阶段总体仍处于预— 普查阶段。铍矿带延伸200~4 500 m, 宽50~1 040 m, 平均厚度5.21 m, 平均品位0.139 1%; 铀矿带延伸50~410 m, 平均厚度2.67 m, 平均品位0.185% 受次火山岩接触带控制的铀多金属矿 在杨庄以东开展地面物探工作, 了解深部次火山岩体的展布特征; 分片区持续开展找矿勘查工作 Ⅰ 级铀成 矿远景区 十月工区地段(Ⅰ 1) 该地段地表发现7条铀矿(化)带, 其中北东东向断裂及其旁侧的次级断裂、裂隙控制浅表铀矿化或异常点、带的产出, 铀矿化大多产在断裂破碎带或裂隙破碎带中, 矿体或矿化体多以陡倾脉状产出。深部铀矿化品位最高达0.089%, 平均为0.051% 受次级裂隙带控制的铀矿 在远景区开展铀矿预查工作, 梳理裂隙带控矿规律, 少量工程验证深部含矿性 七一工区地段(Ⅰ 2) 该地段的铀矿化位于东西向大断裂夹持的流纹岩中的次级裂隙带构造中及两盘岩石中, 裂隙带构造中矿化为脉状和网脉状, 两盘岩石中矿化为浸染状和星点状。铀矿化品位最高达0.140%, 平均为0.050% 受次级裂隙带控制的铀矿 在远景区开展铀矿预查工作, 梳理裂隙带控矿规律, 少量工程验证深部含矿性 Ⅱ 级铀成 矿远景区 马门特地段(Ⅱ 1) 该地段的铀矿化总体受塌陷式火山机构控制, 铀矿化或异常点带分布于受北西向主干断裂旁侧的次级北西、近南北或近东西向断裂、裂隙带内。按赋矿围岩大致可划分为:①产于酸性凝灰岩或凝灰角砾岩中铀矿化; ②产于流纹岩中铀矿化, 铀矿化强度100~300 γ 受塌陷式火山机构控制的铀矿 在远景区开展1:1万铀矿远景调查, 首先查明火山机构的岩相、蚀变、构造特征, 其次开展地面放射性物探方法, 优选找矿靶区 伊尼萨拉地段(Ⅱ 2) 该地段发现多处铀异常片区, 伽玛异常主要沿酸性熔岩与酸性凝灰岩的裂隙带延伸, 异常带最大延伸700余米, 异常强度一般为100~200 γ 受次级裂隙带控制的铀矿 在远景区开展1:1万铀矿远景调查, 首先开展系统的构造-蚀变填图, 其次择优开展地面放射性物探方法, 了解深部放射性异常的展布

表2 雪米斯坦火山岩带铀矿找矿远景区一览表 Table 2 Prospecting areas of uranium deposits in Xuemisitan volcanic belt