06火山巖型鈾礦研究專(zhuān)題

1、 一、課題研究的指導(dǎo)思想 二、主要工作及取得的認(rèn)識(shí)內(nèi)蒙古中部地區(qū)火山巖型鈾礦成礦規(guī)律與成礦遠(yuǎn)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(qiáng)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(duì)上述幾個(gè)礦床的研究有助于提高區(qū)內(nèi)鈾成礦作用的認(rèn)識(shí)，從而為區(qū)內(nèi)鈾的成礦預(yù)測(cè)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(rèn)識(shí) 1、中生代火山作用特點(diǎn)研究； 2、鈾成礦地質(zhì)條件分析； 3、成礦遠(yuǎn)景區(qū)的劃分。51、中生代火山作用特點(diǎn)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(dòng)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(lèi)：流紋巖（鉀長(zhǎng)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(xì)斑巖、花崗斑巖、石英鉀長(zhǎng)斑巖等； 堿性火山巖類(lèi)：粗面巖、粗面斑巖、粗安巖等。 兩大類(lèi)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(lèi)圖（引自243隊(duì)，2008）大興安嶺南段紅山子地區(qū)火山巖TAS分類(lèi)圖（引自243隊(duì)，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(lèi)型在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)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(lèi)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(lèi)型，即粗面質(zhì)巖石銪的略虧損和酸性巖銪的強(qiáng)烈虧損。 9粗面巖類(lèi)流紋巖類(lèi)稀土曲線(xiàn)分配模式圖10流紋斑巖類(lèi)花崗斑巖類(lèi)凝灰?guī)r類(lèi)稀土曲線(xiàn)分配模式圖11 微量元素構(gòu)成具有如下共同點(diǎn)： 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(gè)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(shí)，Ta明顯在地殼層中富集而Nb虧損，因此Nb/Ta比可用來(lái)示蹤火成巖巖漿形成時(shí)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(lèi)明顯不同。粗面巖和粗安巖具較高的比值且相對(duì)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(shuō)明其分異結(jié)晶作用更強(qiáng)，高的Zr/Hf比值，說(shuō)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(lèi)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(lái)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(xì)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(lèi)流紋英安巖、粗安巖類(lèi)粗面巖類(lèi)微量元素蛛網(wǎng)圖15霏細(xì)巖類(lèi)、流紋斑巖（高硅低鉀巖類(lèi)）流紋斑巖類(lèi)流紋巖類(lèi)花崗斑巖類(lèi)163）火山作用方式 中生代時(shí)期火山活動(dòng)強(qiáng)烈，中心式噴溢與裂隙式噴溢同時(shí)存在，

6、缺乏真正的火山活動(dòng)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(diǎn)，形成眾多的火山機(jī)構(gòu)。 早期階段火山作用表現(xiàn)為強(qiáng)烈的噴溢活動(dòng)，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(shí)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(diǎn)）19多倫盆地右列式流紋巖的裂隙式火山噴溢204）火山活動(dòng)旋回 研究區(qū)中生代火山巖活動(dòng)主體集中在140130Ma至120 110Ma左右。 根據(jù)火山活動(dòng)的間斷性，火山產(chǎn)物的特征和不同時(shí)期火山構(gòu)造的疊置關(guān)系，將本區(qū)中生代火山活動(dòng)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(gè)巨旋回。 兩個(gè)巨旋回又可進(jìn)一步劃分為若干個(gè)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(lèi)，可分為兩大巖類(lèi)，即亞堿性和堿性巖兩類(lèi)。 亞堿性巖類(lèi)表現(xiàn)為一套酸性巖，即流紋質(zhì)類(lèi)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(mǎn)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(diǎn)。 22 堿性巖類(lèi)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(diǎn)，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(diǎn)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(mǎn)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(diǎn)。 5）火山巖漿系列 23 1、中生代火山作用特點(diǎn)研究； 2、鈾成礦地質(zhì)條件分析； 3、成礦遠(yuǎn)景區(qū)的劃分。二、主要工作及取得的認(rèn)識(shí)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(duì)鈾礦化帶分布的控制 2）火山巖漿系列、火山旋回與火山機(jī)構(gòu)對(duì)鈾礦化的控制 3）多期次流體活動(dòng)的疊加對(duì)成礦的控制 4）富鈾體或富鈾的古老基底對(duì)鈾成礦的控制25 1）區(qū)域構(gòu)造的復(fù)合地段對(duì)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(dòng)強(qiáng)烈發(fā)育這種復(fù)合地段是長(zhǎng)期構(gòu)造應(yīng)力活動(dòng)和熱活動(dòng)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(gè)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(jī)構(gòu)對(duì)鈾礦化的控制（1） 兩大巖漿系列共存地段對(duì)鈾成礦的控制 巖漿活動(dòng)必須是多巖漿活動(dòng)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(dòng)是兩個(gè)巖漿活動(dòng)系列同時(shí)存在，即既要有粗面質(zhì)巖漿的活動(dòng)，也要有流紋質(zhì)巖漿的活動(dòng)，如冀北地區(qū)蔡家營(yíng)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(duì)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(dòng)與成礦關(guān)系密切，這類(lèi)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(xì)斑巖，它們具有一系列共同性特點(diǎn)。 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(diǎn)，SiO2含量大于74，一般76及以上，個(gè)別達(dá)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(zhǎng)石斑晶常帶鉀長(zhǎng)石環(huán)帶；與成礦密切相關(guān)的斑巖特點(diǎn)：31巖石高硅或高鉀32松脂巖及霏細(xì)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(xì)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(méi)有明顯的輕重稀土分餾，銪具有強(qiáng)烈的虧損，稀土分配曲線(xiàn)呈海鷗式； 在

12、微量元素構(gòu)成上表現(xiàn)為Ba、Sr、P、Ti的強(qiáng)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(diǎn)：35海鷗式稀土曲線(xiàn)分配模式36霏細(xì)巖類(lèi)、流紋斑巖（高硅低鉀巖類(lèi)）流紋斑巖類(lèi)花崗斑巖類(lèi)部分樣品曲線(xiàn)異常37（3）火山機(jī)構(gòu)對(duì)鈾成礦的控制 鈾礦化的產(chǎn)出往往與火山機(jī)構(gòu)關(guān)系密切，特別是發(fā)育兩期火山機(jī)構(gòu)疊合的中心地段對(duì)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(diǎn)產(chǎn)于石硼溝火山機(jī)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(xì)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(diǎn)是多樣性的，礦化既可產(chǎn)在火山機(jī)構(gòu)中心部位，也可產(chǎn)在火山機(jī)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(jī)構(gòu)與基底斷裂復(fù)合地段的控礦性。 火山機(jī)構(gòu)中心地段的地質(zhì)意義：413）多期次流體活動(dòng)的疊加對(duì)成礦的控制 本區(qū)的流體作用強(qiáng)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(lèi)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(qiáng)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(zhǎng)期性的，它貫穿于研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造巖漿活動(dòng)的各個(gè)過(guò)程。 多期次構(gòu)造活動(dòng)的地段，多方向構(gòu)造復(fù)合的地段，多旋回巖漿活動(dòng)的地段和多巖漿系列噴溢疊合的地段等都是流體作用強(qiáng)烈區(qū)，是多期次、多類(lèi)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