06火山岩型铀矿研究专题

1、 一、课题研究的指导思想 二、主要工作及取得的认识内蒙古中部地区火山岩型铀矿成矿规律与成矿远景研究 1一、课题研究的指导思想 研究区隶属大兴安岭南段（地域广阔，火山盆地众多，铀及多金属矿化作用强烈而普遍，目前仅发现冀北460矿床、534矿床和内蒙470矿床具工业意义，因此对上述几个矿床的研究有助于提高区内铀成矿作用的认识，从而为区内铀的成矿预测提供地质依据。 2工作区域（红框范围）3研究区的大地构造背景4二、主要工作及取得的认识 1、中生代火山作用特点研究； 2、铀成矿地质条件分析； 3、成矿远景区的划分。51、中生代火山作用特点研究 1）火山岩岩石学及岩石化学 2 ）火山岩微量元素及稀土元素

2、地球化学 3）火山作用方式 4）火山活动旋回 5）火山岩浆系列 61）火山岩岩石学及岩石化学 酸性火山岩类：流纹岩（钾长流纹岩、球泡流纹岩）、（熔结）凝灰岩、火山角砾岩、流纹斑岩、霏细斑岩、花岗斑岩、石英钾长斑岩等； 碱性火山岩类：粗面岩、粗面斑岩、粗安岩等。 两大类火山岩在冀北区和大兴安岭地段区都有产出。7冀北沽源地区火山岩TAS分类图（引自243队，2008）大兴安岭南段红山子地区火山岩TAS分类图（引自243队，2008）碱性系列亚碱性系列82） 火山岩微量元素及稀土元素地球化学 两大岩石类型在球粒陨石标准化蛛网图上冀北地区与大兴安岭南段地区各岩体的分布型式有类似性，微量元素分布以富集L

3、REE，LILE和亏损Nb、Ta等HFSE为特征。 稀土元素构成具有两种类型，即粗面质岩石铕的略亏损和酸性岩铕的强烈亏损。 9粗面岩类流纹岩类稀土曲线分配模式图10流纹斑岩类花岗斑岩类凝灰岩类稀土曲线分配模式图11 微量元素构成具有如下共同点： 明显亏损Ba、Nb、Sr、P和Ti，富集Rb、Th等大离子亲石元素。 低的Nb/Ta比值，粗面岩和酸性岩基本上都小于17.5，但有个别例外。Nb的亏损表明源区岩石中以陆壳组分为主。 球粒陨石和原始地幔的Nb/Ta比17.5，壳、幔分离时，Ta明显在地壳层中富集而Nb亏损，因此Nb/Ta比可用来示踪火成岩岩浆形成时地壳组分的参与程度。 2） 火山岩微量元

4、素及稀土元素地球化学12 Sr/Ba比值比较一致。粗面岩的Ba、Sr、Ti、P等微量元素的含量明显高于酸性岩，但Sr/Ba比值却与酸性岩基本一致，显示了相似的分异程度。 Zr/Hf比值在不同岩类明显不同。粗面岩和粗安岩具较高的比值且相对稳定，比值介于39.0853.30之间，平均为47.71，而酸性岩比值较低，比值介于20.3640.65之间，平均为31.72。 低的Zr/Hf比值说明其分异结晶作用更强，高的Zr/Hf比值，说明它们受到了地幔物质的混染。2） 火山岩微量元素及稀土元素地球化学13 Rb/ Sr比值变化区间大，岩石类型交叠。比值变化分两种情况，一种是比值普遍大于1，比值在1.02

5、29.45之间变化，酸性岩如流纹岩、流纹斑岩、花岗斑岩等大多数普遍大于1，显示其壳源的成因来源； 另一种是比值小于1，介于0.070.86之间，如粗面岩普遍小于1，在0.220.76之间，部分酸性岩如霏细斑岩也小于1，在0.650.80之间，粗安岩和流纹英安岩的Rb/ Sr比值也小于1，在0.410.86之间，该比值反映出岩石的成因存在部分壳幔作用的混染。 2） 火山岩微量元素及稀土元素地球化学14角闪安山岩类流纹英安岩、粗安岩类粗面岩类微量元素蛛网图15霏细岩类、流纹斑岩（高硅低钾岩类）流纹斑岩类流纹岩类花岗斑岩类163）火山作用方式 中生代时期火山活动强烈，中心式喷溢与裂隙式喷溢同时存在，

6、缺乏真正的火山活动中心，总体呈现为一火山喷发带，火山喷发具有向喷发带中心逐渐迁移的特点，形成众多的火山机构。 早期阶段火山作用表现为强烈的喷溢活动，形成流纹质火山碎屑岩、熔岩和粗面质火山熔岩的交替出现，并以流纹质火山岩为主； 晚期阶段主要形成次火山岩体。 17J3K1时期断裂喷发带示意图18石硼沟火山颈相 哈毕日嘎火山颈相（721矿化点）19多伦盆地右列式流纹岩的裂隙式火山喷溢204）火山活动旋回 研究区中生代火山岩活动主体集中在140130Ma至120 110Ma左右。 根据火山活动的间断性，火山产物的特征和不同时期火山构造的叠置关系，将本区中生代火山活动划分为： 早白垩世早期（原划分为晚侏

7、罗世）和早白垩世晚期两个巨旋回。 两个巨旋回又可进一步划分为若干个火山喷发旋回、亚旋回和火山喷发韵律。 215）火山岩浆系列 根据岩石化学分类，可分为两大岩类，即亚碱性和碱性岩两类。 亚碱性岩类表现为一套酸性岩，即流纹质类岩石，是冀北区张家口组第三岩性段的主体岩性，也是大兴安岭南段满克头鄂博组、马尼吐组和白音高老组的主体岩性，总体上表现出高钾或高硅的特点。 22 碱性岩类则由一套中性偏碱性的粗面质岩石构成，岩石表现为一套多斑晶特点，主体由熔岩即粗面岩构成，其斑岩系列表现为次粗安岩、粗面斑岩，由于野外地质产状不明确，目前把所有具多斑晶特点的一套粗面质岩石统统划归为粗面岩。 这套粗面质岩石在冀北区

8、是张家口组第二岩性段的主体岩性，在大兴安岭南段则是满克头鄂博组的岩性构成之一，粗面质岩石同样具有高钾特点。 5）火山岩浆系列 23 1、中生代火山作用特点研究； 2、铀成矿地质条件分析； 3、成矿远景区的划分。二、主要工作及取得的认识242、铀成矿地质条件分析 1）区域构造的复合地段对铀矿化带分布的控制 2）火山岩浆系列、火山旋回与火山机构对铀矿化的控制 3）多期次流体活动的叠加对成矿的控制 4）富铀体或富铀的古老基底对铀成矿的控制25 1）区域构造的复合地段对铀矿化带分布的控制 区域构造的复合是指太平洋构造体系域与古亚洲构造体系域的复合。两大构造体系域的复合，构成了研究区内复杂的构造格架。受

9、其控制，在其复合地段构造作用频繁，岩浆活动强烈发育这种复合地段是长期构造应力活动和热活动的中心，是成矿的有利部位。 26 成矿有利的区域构造复合地段是指有成矿期构造参与复合的地段，研究区内成矿期构造主要是指与太平洋构造域有关的北东向和北东东向构造，以及与其相匹配的北西向与北北西向构造。 研究区内铀矿化的空间分布呈现三个矿化带，即北矿化带、中矿化带和南矿化带，它们的产出都与区域性构造的复合地段有关。 27南矿化带呈北东向中矿化带呈南北向北矿化带呈东西向28 2）火山岩浆系列、火山旋回与火山机构对铀矿化的控制（1） 两大岩浆系列共存地段对铀成矿的控制 岩浆活动必须是多岩浆活动和多岩性叠合的地段。

10、与铀及多金属成矿密切的岩浆活动是两个岩浆活动系列同时存在，即既要有粗面质岩浆的活动，也要有流纹质岩浆的活动，如冀北地区蔡家营铅锌矿、460矿床、534矿床和大兴安岭南段的470矿床等都是符合这种规律。 29（2）多岩浆旋回及超浅成斑岩体对铀成矿的控制 岩浆旋回与成矿的关系主要体现在晚期岩浆旋回与矿化的关系，即超浅成斑岩体活动与成矿关系密切，这类斑岩体主要表现为一套酸性至超酸性的斑岩体，如流纹斑岩、花岗斑岩和霏细斑岩，它们具有一系列共同性特点。 30 浅成侵位、斑岩多斑晶、富斑晶； 岩浆高温850，富流体，PH2O5Kbar，其主要矿物标志是石英呈斑晶早晶出，石英斑晶呈双锥状； 出现富水的岩浆体

11、黑耀岩、松脂岩； 在化学成分上具有高硅和高钾的特点，SiO2含量大于74，一般76及以上，个别达8293，岩体形成硅质外壳，K2O一般在5%以上，还经常伴有面式的钾化、白云母化、绢云母化、电气石化，斜长石斑晶常带钾长石环带；与成矿密切相关的斑岩特点：31岩石高硅或高钾32松脂岩及霏细斑岩33460矿床黑曜岩的侵入接触34 与矿化关系密切的斑岩体发育浆爆、气爆的多期隐爆作用，形成隐爆角砾岩和隐爆凝灰岩脉为特征的构造作用现象； 斑岩体接触带出现剪切流变作用的定向变形细纹状构造，伴有高温蚀变矿物； 在稀土构成上表现为超低的稀土含量，没有明显的轻重稀土分馏，铕具有强烈的亏损，稀土分配曲线呈海鸥式； 在

12、微量元素构成上表现为Ba、Sr、P、Ti的强烈亏损和Nb、Ta的略亏损，部分还表现为铌钽比值超高的明显异常。 与成矿密切相关的斑岩特点：35海鸥式稀土曲线分配模式36霏细岩类、流纹斑岩（高硅低钾岩类）流纹斑岩类花岗斑岩类部分样品曲线异常37（3）火山机构对铀成矿的控制 铀矿化的产出往往与火山机构关系密切，特别是发育两期火山机构叠合的中心地段对矿化的控制作用表现突出。 如460矿床产于火山管道中的流纹斑岩中，矿化主要与岩体内的陡倾断裂有关； 470矿床产于火山塌陷所形成的环状断裂构造，而其火山管道相被晚期的流纹斑岩所充填； 781矿点产于石硼沟火山机构东缘环状断裂与基底构造的复合，晚期的酸性斑岩

13、体流纹斑岩、霏细斑岩等充填于环状构造中。38460矿床斑岩体在平面上呈弧形产出39470矿床平面上存在两环：内环由断裂构成；外环由斑岩体构成。40 控矿的特点是多样性的，矿化既可产在火山机构中心部位，也可产在火山机构外围层间构造发育部位，既能在浅部成矿，也能在深部成矿。 特别注意火山机构与基底断裂复合地段的控矿性。 火山机构中心地段的地质意义：413）多期次流体活动的叠加对成矿的控制 本区的流体作用强烈而普遍，发育有火山岩区热液铀矿化的各种热液蚀变类型，可分为： 早期的碱性蚀变，发育碱交代、红化、水云母化等热液蚀变； 晚期的酸性蚀变，发育水云母化、硅化、萤石化、粘土化等热液蚀变。 早、晚多期次流体作用的叠加改造强烈地段是矿化的有利地段。 42 流体作用在成矿地段常常是多期次和长期性的，它贯穿于研究区内构造岩浆活动的各个过程。 多期次构造活动的地段，多方向构造复合的地段，多旋回岩浆活动的地段和多岩浆系列喷溢叠合的地段等都是流体作用强烈区，是多期次、多类型热液蚀变发育区和叠置区，是铀成矿的有利地段。 流体作用的中心地段