（地球化学专业论文）若尔盖碳硅泥岩型铀矿床成矿物质来源探讨.pdf

摘要 若尔盖碳硅泥岩型铀矿床成矿物质来源探讨 作者简介：陈亮，男，1 9 7 6 年1 2 月生，2 0 0 4 年师从于巫晓兵副教授，2 0 0 7 年6 月毕业于 成都理工大学核技术与自动化工程学院。 摘要 碳硅泥岩型铀矿床是我国四大基本类型铀矿之一，在我国铀矿资源中具有 重要的地位。本论文研究的位于西秦岭南亚带的若尔盖碳硅泥岩型铀矿床是我 国重要的十大铀资源基地之一。虽然它是当前中国碳硅泥岩型铀矿勘查的第一 个突破口，并已经勘查开采近半个世纪，但在找矿深度、资源量扩大和矿床成 因等研究中仍然存在一系列问题。 为迸一步研究矿床成因，以指导该区2 0 0 5 - - 2 0 2 0 年的勘查找矿，有必要 对其成矿物质来源进行深入探讨，为此四川省核工业局2 0 0 6 年批准了“若尔 盖碳硅泥岩型铀矿床成矿模式研究”课题。 本文在野外地质研究以及系统收集前人大量数据的基础上，运用现代成矿 理论和先进方法，对若尔盖铀矿床“成矿物质来源”进行研究。主要内容包括： 该区大地构造单元及其演化历史；矿床地质；运用多种方法，进行成矿物质来 源的探讨。研究结果得出；若尔盖铀矿床成矿物质来源于深部，该矿床成因属 于岩浆活化热液上移，造成的深部流体浅表成矿的结论。 研究区内的断裂提供了成矿物质运移的通道，特定的地层成为理想的储矿 围岩。铀矿床成矿物质来源同深部岩浆关系密切。深部岩浆的上移，不仅仅为 该区的成矿提供了热源，更重要的是提供了成矿的物质来源。 关键词：碳硅泥岩铀矿床物质来源同位素成矿模式 a b s t r a c t d i s c u s s i o no ft h eo r i g i no fm e t a l l o g e n i cm a t e r i a l so nr u o e r g a i c a r b o n a c e o u s s i l i c e o u s - p e l i t i cu r a n i u md e p o s i t s a b s t r a c t c a r b o n a c e o u s - s i l i c e o u s - p e l i t eu r a n i u md e p o s i ti so l l eo ft h ef o u rb a s i ct y p e so f u l m l i u l nd e p o s i t sa n dt a k e st h ei m p o r t a n tp o s i t i o no ft h eu r a n i u mr e s o u r c e si n c h i r m t h ec a r b o n a c e o u s s i l i c e o u s p e l i t eu r a n i u md e p o s i t so fr u o e r g a il o c a t e di n s o u t hs u bz o n eo fw e s tq i n g l i n gw a so n eo ft h et e nm o s ti m p o r t a n tb a s e so f u r a n i u mr e s o u r c e se x p l o r a t i o ni nc h i n a a l t h o u g hi th a sb e e ne x p l o i t e df o rn e a r l y h a l fac e n t u r ys i n c ee r cf o u n d e d , as e r i e so fp r o b l e m ss t i l lr e m a i ns u c ha st h e d e p t ho f e x p l o r a t i o n , e x p a n s i o n so f a m o u n t sa n do r i g i no f d e p o s i t i t i sn e c e s s a r yt os t u d yt h eo r i g i no fm e t a l l o g e n i cm a t e r i a l sa n dr e v e a lt h eg e n e s i so fd e p o s i t st og u i d et h er e s o u r c eu t i l i z a t i o np r o g r a mi n2 0 0 5 - 2 0 2 0 u n d e rt h eb a c k g r o u n d ，n u c l e a ri n d u s t r yg e o l o g i c a lb u r e a u , s i c h u a np r o v i n c e ，h a sa p p r o v e dt h ep r o j e c tn a m e d “r e s e a r c ho nm e t a l l o g e n i cm o d e lo fr u o e r g a lc a r b o n a c e o u s - s i l i c e o u s - p e l i t eu r a n i u md e p o s i t s t h i st h e s i sf o c u s e do nt h eo r i o no fm e t a l l o g e n i cm a t e r i a l s ，b ya p p l y i n gt h e m o d e mt h e o r i e sa n da d v a n c e da p p r o a c h e sb a s e do nal a r g ea m o u n to fd a t a t h e c o n t e n ti ss h o w e da sf o l l o w s ：t h es t r u c t u r eu n i t so ft h es t u d yr e g i o na n di t s e v o l u t i o nh i s t o r y , t h ed e p o s i tg e o l o g ya n de n v i r o n m e n t , a n a l y s i sa n dc o m m e n to n t h em e t a l l o g e n i cs o u r c e su s i n gv a r i o u sa p p r o a c h e si n c l u d i n gm e t a l l o g e n i cm o d e l t h eo r i g i no fm e t a l l o g e n i cm a t e r i a l sw a sf r o mt h ed e e p ，a n dt h eg e n e s i so fd e p o s i t i st h er e s u l t so fd e 印f l u i d sm i n e r a l i z a t i o na tt h es u r f a c eo fc r u s tc a u s e db yt h e a c t i v a t e dm a g m a t i ch y d r o t h e r m a lr a i s e d f a u l t si nt h es t u d ya r e ap r o v i d e d c h a n n e l sf o ro r e - f o r m i n gm a t e r i a l s m o v i n g ， s p e c i f i cs t r a t u ml a y e r sb e c a m ei d e a lo r e - b e a r i n gr r o u n d i n gr o c k t h e r ea r ei n t i m a t e r e l a t i o n s h i p sb e t w e e n t h eo r i g i no fm e t a l l o g e n i cm a t e r i a l so ft h eu r a n i u md e p o s i t s a n dd e e p e r m a s m a t h er a i s i n go fd e e p e r m a g m ap r o v i d e dn o to n l yt h et h e r m a l s o r l e e ，m o s ti m p o r t a n to fa l l ；i tp r o v i d e do r i g i no fm e t a l l o g e n i cm a t e r i a l so ft h e u r a n i u md e p o s i t s k e yw o r d s ：c a r b o n a c e o u s - s i l i c e o u s p e l i t i c u r a n i u md e p o s i t sm a t e r i a l s o u r c e si s o t o p e m e t a l l o g e n i cm o d e l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盛都堡王盍堂或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者导师签名：臣礼；皈 凇姗繇砾冠 聊年莎月垆日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盛壑堡至太堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权盛壑堡工太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 陈稔 叼年占月垆日 第1 章引言 第1 章引言 铀是现代国家和社会十分重要的战略能源( 资源) ，在国家安全和能源供应 方面战略意义重大。2 0 0 6 年，国务院审议并原则通过核电中长期发展规划( 2 0 0 5 - 2 0 2 0 年) ，明确提出：要在2 0 2 0 年前，将我国的核电在全国总电量比例从目 前的1 6 提高到4 ，核电装机总量从7 0 0 万千瓦提高到4 0 0 0 万千瓦，建成4 0 座左右核电站。这意味着每年需求铀燃料大约7 5 0 0 吨，如仅依靠已有探明储量 储量，现有资源将在数年内被消耗殆尽! 因此，加强铀矿勘查工作，建立和发展 储量大、品位富的大型铀矿基地的任务已经迫在眉睫。2 0 0 6 年初，国土资源部 提出，计划在5 年时间内，建立比较充足的国家铀资源矿产地战略储备。 “碳硅泥岩型”铀矿床是我国的四大类型铀矿床之一，在我国有着相当广泛的 分布，主要见于川西北、甘南地区、湘西、湘中以及赣西北地区。8 0 年代之前 一般称之为灰质岩、硅质岩、炭质板岩、硅灰泥岩等，现统称为“碳硅泥岩型” 铀矿床。 本文所研究的产于西秦岭南亚带的碳硅泥岩型铀矿床，位于我国的一个重要 的铀成矿带( 参见图1 1 中国铀成矿带分布示意图) ，主要分布在川西北的若尔 盖地区。2 0 0 5 年，经国防科工委批准，若尔盖碳硅泥岩型铀矿床正式成为我国 十大重要铀矿勘查基地之一。 】1 前人研究历史 若尔盖铀成矿带是新中国碳硅泥岩型铀矿勘查的第一个突破口。四川i 省地质 局4 0 4 队最早在1 9 5 8 年在该区发现放射性异常，6 0 年代初随即发现该区独特的 碳硅泥岩型铀矿并确立5 1 0 矿区。随后其他勘探单位深入勘查，又相继确立5 1 2 、 5 1 1 、7 0 1 、1 0 4 等矿区和一系列碳硅泥岩型铀矿床，勘查时间长达半个世纪，已 确定有工业价值的矿床十余个。据不完全统计，迄今共有9 个专业地质勘探队伍 对该地区进行过勘查。 1 9 6 5 年以来，先后有叶连俊、李璞、涂光炽、金景福、曾允孚、张待时、 黄世杰、钱法荣、毛裕年、何明友、张成江、巫晓兵等多达三十余名专家学者， 以及原核工业部北京三所、五所( 核工业北京地质调查研究院) 、原成都地质学 院三系( 成都理工大学核自院) 、中科院贵阳地化所、原地矿部地科院矿床所、 力学所、中南地研所、西北地研所、甘肃十室、广东九室、原四川省地质局川西 北地质大队等1 0 余家科研机构对本地区碳硅泥岩型铀矿床进行了广泛而深入的 勘查和研究。 成都理工大学硕士学位论文 总结起来，前人对若尔盖碳硅泥岩型铀矿床的研究主要在以下5 个方面( 巫 晓兵等，2 0 0 6 ) ： 从赋矿围岩和构造控矿角度，研究若尔盖铀矿床产出特征。如中科院贵阳地 化所( 1 9 7 2 、1 9 7 6 、1 9 7 7 ) 对西秦岭含铀硅岩、硅灰岩体和构造运动特征等的研 究。 从表生改造作用探讨铀矿床成因。如中科院矿床地质研究所、力学所等 ( 1 9 7 3 、1 9 7 5 、1 9 7 6 ) 对南秦岭西端志留纪地层中淋积型铀矿及5 1 0 、5 1 2 矿区 铀矿床特征等的研究。 从地下水热液改造、淋滤作用成矿的角度研究矿床成因。如原核工业部北京 三所( 1 9 7 5 、1 9 7 7 、1 9 7 9 、1 9 8 1 、1 9 8 2 、1 9 9 4 ) 等对5 1 2 3 硅灰岩型铀矿床地质 特征，铅、硫、氧、碳同位素组成及矿石成分、控矿因素和矿床成因的研究等。 从层控矿床理论角度研究该区铀矿床成因。如原四川地矿局毛裕年等 ( 1 9 8 7 - - 1 9 8 9 ) 所作的“塔式累积成矿概念模式”研究。 从深部隐伏岩体角度，对成矿规律及其找矿预测准则的研究。如原成都地质 学院三系金景福、何明友、张成江等( 1 9 9 1 - - 1 9 9 4 ) 的“构造一岩浆活化成矿理 论”研究。 2 0 0 5 年，四川省核工业局批准了四川核工业地调院“四川省若尔盖县降扎铀 矿床中长沟地段深部及外围普查”子项目，时间2 0 0 6 - - 2 0 0 8 年；后又于2 0 0 6 年 度批准了“若尔盖碳硅泥岩型铀矿床成矿模式研究”课题，导师巫晓兵高级工程 师作为该课题的总负责人，本人作为该课题组成员之一。课题组为本人从事硕士 论文研究提供了研究经费、特别是大量资料和分析数据，四川省核工业局地调院 同期开展的地质普查子项目，也为本人研究提供了野外实地考察研究的条件与资 料支持。 1 2 研究目标与内容 由于当时的客观条件和任务所限，前人研究一般集中在单个铀矿床，对整个 若尔盖铀成矿带的系统研究和总结不多；而且研究资料较陈旧，加之迄今1 5 年 来本地区铀矿勘查、生产和科研基本处于停顿状态，运用我国和国际学术界铀矿 成矿新理论、新方法的研究，在本地区相对来说较为少见( 巫晓兵等，2 0 0 6 ) 。 本研究主要以若尔盖地区的碳硅泥岩型铀矿床( 降扎铀矿床) 为研究对象， 重点是降扎铀矿床的成矿物质来源研究。为此进行了如下工作( 表1 1 ) ： 1 系统收集前人研究资料，总结消化前人研究成果。资料内容包括地质条 件、矿床特征、矿石物质组分、成矿物质和热液来源、铀的迁移富集机制、成矿 时代、矿床成因等各方面。 2 第1 章引言 2 对该区同类型铀矿床的同位素数据进行处理分析，研究成矿物质来源。 研究结果表明主要矿化剂元素均来源于深部，反映了铀矿化受深部成矿流体影响 明显，受深部流体成矿作用控制的本质特征。提出了深源流体热液作为矿化剂， 在整个成矿作用中起到了主导作用的成矿模式。 研究结果表明，若尔盖铀成矿带的形成，虽然在最终矿体产出特征上，具有 层控矿床的一定特征，但是由于其受到一构造一岩浆活化带的制约，与中酸性、 酸性岩的空间关系密切；铀的两次成矿主要过程，在物质来源上都与拉张构造运 动所导致的构造一岩浆活化有关，也能和矿区地质历史事件相符合。 3 具体矿床的实际对比研究。为进行有效的验证，证实该矿区成矿物质来 源的设想，利用降扎矿床2 0 0 6 年勘查成果，将该矿区实际勘查情况与该结论进 行数据验证对比，该区的坑内钻以及新的勘探钻孔数据，都说明了该成矿模式的 合理性，该研究为今后的实际勘查找矿工作提供了支持。 本文的技术研究路线，主要包括参考资料的搜集与整理、实验数据的验证、 利用已有资料对整个成矿带进行研究，数据处理，同类矿床的异同点研究以及其 他相关的分析等部分。 表1 - 1 完成的工作量 工作内容单位数量 野外勘查 天4 1 ( 踏勘及取样) 矿物样品 2 8 样品采集件 其他样品 4 同位素样品 2 2 样品处理件 单矿物挑样 2 样品分析同位素样品件 1 1 资料搜集文、书与报告件 2 0 0 成都理i ：大学硕十学位论文 圈1 - 1中国铀成矿带( 区) 划分示意图( 据铀矿地质 2 0 0 5 3 中国铀资源成矿特征) i 西泊利亚扳块：i i 蟮里木- 华北皈块；i t 卜埠南板块i v 藏滇板块；v 一印度板块； b 滨太平洋成矿域；时欧亚大陆成矿域；d 鞭斯喜马拉雅成矿域；l 一华南活动带铀成矿省：2 _ 掰 陆块东南膏器钠成矿省：3 一天山铀成矿省；4 - _ b 善秦岭铀成矿省：5 一华北陆块北馨铀成矿省 4 第2 章区域背景 2 1 位置及交通 第2 章区域背景 若尔盖铀矿区位于四川省阿坝藏族羌族自治州若尔盖县北部，少部分延至甘 肃省迭部县境内。( 图2 1 ) 属于1 ：2 0 0 0 0 0 若尔盖图幅范围。矿区呈近东西向展 布，西起若尔盖县拉尔玛，东至迭部县益洼乡，东西长5 0 1 a m ，南北宽6 k m ，面 积约3 0 0 k n l 2 。地理坐标：东经1 0 2 0 4 0 ，0 0 ”1 0 3 0 2 0 ，0 0 ”，北纬3 4 。0 8 1 0 ，3 4 。1 6 ，0 0 ”。 5 i + l 1 j i 哪1 循i 1 陋： 骑m j 也 ! f ：飞警j “0 寨掺：断 一 图例 ：i i 省级行政中心 田州府 卫 一 口嬲微蛳 日铁路 口勰潞 e ：j j 丑国道及编号 型 日省道 一 日椭 圆省界 囹水系 国矿田位置 ， 一 科，f 眦。r ” 1 1 咐1 1 呻 i 貉， 8 - 柏 04 0 帅恤 围2 - 1四川省若尔盖铀矿区交通位置图 区内交通便利。矿区西南缘有成都至兰州2 1 3 国道通过，以降扎矿床为起点 距成都( 经若尔盖) 6 2 0 k m ，距兰州5 2 0 k m ，矿区距若尔盖县城7 5 k m ，距迭部 成都理工大学硕士学位论文 县城2 0 k i n 。迭部向北至陇西约3 0 0 k i n 接陇海铁路，东至4 0 0 k m 略阳车站，可接 宝成铁路。 2 2 自然地理情况 矿区总体呈现西高东低的地势走向。西部为高原草地，地形相对平缓，海拔 大约在3 0 0 0 - - 4 0 0 0 m ；草地覆盖大约在5 0 ，部分突出裸露基岩；东部为中高 山区，高山与冰蚀地貌，多深切割地形，海拔2 5 0 0 3 7 0 0 m ，阴山坡大多为灌木 丛，少数为森林覆盖，基岩露头不多，通行通视困难；阳山坡是草地，基岩露头 少，交通比较方便。两岸多为悬崖，出露大量的基岩，通行不便( 图2 - 2 ) 。 围2 - 2四川省若尔盖铀矿区数字地貌图( 2 8 m e t m ) ( 白框为为矿区范围示意) 矿区气候属高原气候，气温变化大，全年最高气温3 9 ，最低气温- - 2 6 ， 年平均气温3 7 。每年九月下旬开始降雪，十月份至次年四月下旬为冰冻期。 四月至十月适宜野外工作。年降雨量6 0 0 9 0 0 m m ，主要集中在七月至九月间， 蒸发量1 1 0 0 衄。湿润系数多在o 3 o 5 范围内，基本属于半湿润性的高原和高 山气候。 区内河流主要是白龙江，白龙江自西向东流经矿区南缘。区内沟溪支流较发 育，由北而南注入白龙江，于广元市汇入嘉陵江。 6 第2 章区域背景 2 3 矿床分布 围2 - 3 若尔盖铀矿区区域地质略图 l 一白垩系；2 侏罗系；3 三叠系；4 - - 泥盆 系二叠系；5 一志留系白龙江群；6 一寒武系奥陶系；7 一震量系；8 - 地质界限；9 一断层；i o - 铀矿床( 空心圆与半实心圆代表矿床规模的大小) 若尔盖铀矿区西起拉尔玛，东至甘肃境内的迭部。矿床分布广泛，自西向东， 依次分布着目前已经探明的矿床4 个矿床，十余个矿段( 矿点) ；其中有若干个 矿段已经证明很有扩储潜力。 自西向东分别为降扎( 中型) ，占洼( 大型) ，崇尔( 小型) ，益洼( 小型) 矿床( 图 2 3 ) ，4 个矿床，5 1 0 、5 1 0 一3 等十几个矿点( 矿段) 。 2 4 区域地质 2 4 1 大地构造位置 若尔盖成矿带位于秦岭郁连褶皱系西端，秦岭一祁连山一昆仑山活动 带，西秦岭褶皱带的西端南亚带。分布在主要由古生界地层所组成的白龙江复背 斜西端。就整个西秦岭而言，其北部为华北地块，东南侧为扬子地块，南部是甘 孜一松潘印支褶皱带。若尔盖成矿带地处三大构造交界过渡带，是三大地块之间 的活动构造单元( 图2 - 4 ) 。 从大地构造位置上看，若尔盖铀成矿带位于该褶皱带南部，属于南秦岭华力 西一印支褶皱带( 该褶皱带可划分为白龙江复背斜，洮河复向斜及汉水复背斜， 本矿床地处白龙江复背斜西段) 。区内褶皱不发育，断裂显著，区域构造线北西 西向为主，北东向次之。 7 成都理工大学硕士学位论文 白龙江复背斜从推覆构造研究的角度，也可以称之为白龙江推覆构造。构造 线总体为西部呈近东西向，东部为北西西一南东东向。背斜核部由震旦系和下古 生界组成，两翼由上古生界和三叠系大致对称展布。 该复背斜主要由白依沟背斜、秀洼背斜、帕热沟背斜、迭部背斜、豆科背斜、 日瓜隆向斜、斑周向斜、阿米塘向斜和当额向斜等次级构造组合而成。 13 0 - i，扩l矿 弋、 华、 。 孓、 涟 、地- 、 、卜擘州潦 荔 m 、k ? 毫誊摭毒i 鋈 毒芝。强。j 、 、。一一 3 2 嘶j；鬻 甓：一 l _ 一i 一一9缓咎”k ；x 出 i勺哆誉篓块c 图2 - 4 若尔盖成矿带大地构造位置图( 据毛裕年，1 9 8 9 ) l i 一北祁连褶皱带1 2 一中祁连隆起b 一南祁连褶皱带h 一柴达木盆地构造； m 一秦岭褶皱带( 虚线区域为白龙江复背斜区) ；方格区为汉南杂岩 1 ) 白依沟背斜 这是白龙江背斜的中心背斜构造，该构造沿白依沟展示特别清楚。2 0 世纪 6 0 年代，四川省地矿局2 0 2 队命名为“白依背斜”，后曾经被该局4 0 5 队命名为“温 泉背斜”并被广泛引用；在9 0 年代区调中，正式确定为“白依沟背斜”名称，并使 用至今。 背斜具有前加里东构造层和加里东构造层的双重褶皱形态，两个褶皱轴线明 显不重合，背斜结构不对称。背斜核部为震旦系白依沟群，两翼由太阳顶硅质岩 组成。背斜南北两翼均受到断裂控制，即南翼有温泉一益洼断裂，北部有苏里木 堂一白云断裂。在断裂的夹持下，背斜形态在东西两端急剧消失，在平面上展现 为构造透镜块体。背斜西端在降扎牙相段硅质岩倾伏，希格段硅质岩倾没和拉尔 玛段硅质岩的倾伏和断失；背斜东倾伏端，热当坝群红色砾岩的不整合覆盖的断 层和夹持断失。背斜出露最大宽度为4 5 k m ，长度1 7 k m 。褶皱形态属于简单型。 2 ) 阿米塘一亚安复式向斜( 包括两个再次级构造) a 温泉沟向斜 向斜形态在降扎到温泉一带反映清晰。向斜核部出露最新地层为志留纪的 8 第2 章区域背景 砂、板岩夹砾岩。两翼为板岩( 下地组) 。向斜内次级小褶皱和劈理发育，再加 上断裂，致使向斜的完整性被严重破坏。以温泉一降扎剖面研究详细。 b 降扎背斜 背斜延伸较远，东起以白依沟东，西至降扎以西，全长4 4 k i n 。核部由下志 留统塔尔组和拉垅组组成。两翼对称出露板岩( 下地组) ，背斜形态在尼色柯和 热陇沟显示明显，形态近于尖棱对称，背斜核部次一级褶皱和断裂均较发育。背 斜北翼略陡倾角近9 0 0 ，南翼略缓( 6 0 。) 。 2 4 2 区域地层简述 ( 1 ) 下震旦统白依沟群( z l b y ) 为矿区出露最老的地层，属松潘一甘孜古陆( 若尔盖微地块) 北缘的内陆断 陷盆地碎屑和火山碎屑沉积，是一套富铀的酸性火山岩建造，区域上可与铁船山 组、苏雄组、开建桥组对比。 下段( 不全) ：多为晶屑岩屑凝灰岩( 局部夹熔岩) 、层凝灰岩、云母石英片 岩、绿泥石云母板岩组成，厚度大于8 3 5 m 。 上段：为晶屑凝灰岩、板岩、凝灰质砾岩组成，厚度1 1 2 0 1 5 8 5 m ，属陆相 火山碎屑岩。 区内缺失上震旦统。 ( 2 ) 下寒武统太阳顶组( i ，) 从寒武纪开始，震旦纪古陆裂解形成白龙江裂陷槽，进入秦祁海范畴。 在浅海一半深海缺氧障壁海湾环境，沉积了一套富含有机质、磷的远火山富硅建 造，是矿床内次要的产铀层位。与下伏下震旦统白依沟群假整合接触。 下段( i t1 ) ：为黑色块状硅质岩、含炭硅质岩夹藻煤透镜体，厚9 2 7 m 。 铀丰度1 3 5 1 0 一6 。该岩段为矿区内第一个赋矿层位。有铀矿点产出。 上段( i t 2 ) ：为硅质岩、炭板岩互层，厚1 3 0 0 m 。铀丰度1 0 1 x l o - 6 。该岩 段是降扎矿床温泉沟地段、拉尔玛矿点的赋矿层位。 矿区缺失上寒武统。 ( 3 ) 上奥陶统苏里木塘组( 0 2 s ) 矿区缺失下奥陶统，与下伏太阳顶组假整合接触。 下段( 0 2 s 1 ) ：为黑色炭质板岩、千枚状绢云母板岩夹薄层细一粉砂岩，厚 大于4 2 7 m 。铀丰度9 5 x 1 0 - - 6 。 上段( o 妒) ：硅质岩夹板岩、粉砂质白云岩。厚1 6 4 m ，含铀丰度8 5 1 0 一 6 。硅岩中有铀异常产出。 ( 4 ) 志留系( s ) 可分为上、中、下三个统( 表2 1 ) ，与下伏苏里木塘组整合接触，下志留统 9 成都理工大学硕士学位论文 是矿区内主要产铀层。 裹2 - 1若尔盖矿区志留系划分裹 系统组段 上志留统上段 卓乌阔组 ( s t ) 下段 中志留统马尔组 ( s 2 ) 下地组 志 上段 留 拉拢组 中段 系 下段 ( s ) 下志留统 上段 ( s 1 ) 塔尔组 下段 上段 羊肠沟组 下段 上奥陶统上段 苏里木塘组 ( 0 ，) 下段 说明：矿区1 ：1 刀地质测量将中志留统并入拉垅组上段。 羊肠沟组( s t y ) 下段( s t y l ) ：为变砂岩、粉砂岩及板岩互层，厚3 3 8 7 4 8 m 。铀丰度8 1x l o 一6 上段( s 扩) ：为硅岩、灰岩夹板岩，厚3 5 0 4 2 6 m 。铀丰度1 1 5 1 0 一，为 降扎矿床及崇尔矿床坭龙沟矿点的主要赋矿层位。 塔尔组( s 1 f ) 下段：为变砂岩、粉砂岩、板岩，厚5 2 0 8 2 0 m ，铀丰度1 0 5 x l o 一； 上段：为硅岩、砂质灰岩、板岩互层，厚4 4 0 1 4 3 2 m 。铀丰度l l x l o 一。 硅灰岩分下、中、上三层。三个层中均有矿床或矿点产出。下部层为降扎矿床羊 肠沟矿点、益洼矿床、崇尔矿床哈罗寨矿点的主要赋矿层位；中部层为占洼矿床 罗军沟、日龙沟地段、日升比哈矿点主要赋矿层位：上部层为占洼矿床谷垅矿点、 龙那寨矿化点、崇尔矿床扎嘎空地段的主要赋矿层位。 拉垅组( s l d l o 第2 章区域背景 下段为石英砂岩、粉砂岩及板岩，厚1 8 4 5 3 0 m ，铀丰度4 0 8 x 1 0 一； 中段为硅岩、灰岩、板岩，厚1 1 0 1 5 7 m ，铀丰度4 0 5 x 1 0 一，为占洼矿床 下地地段的主要赋矿层位； 上段( 含中志留统下地组、马尔组) 为板岩夹粉砂岩及细砂岩，厚2 6 3 4 6 0 m ， 铀丰度4 1 1 0 一。 卓乌阔组( s 3 z ) 下部为深灰色绢云母板岩夹粉砂岩、细砂岩，局部夹硅灰岩透镜体，上部为 灰色、浅灰色砂质绢云母板岩、绢云母粉砂岩，厚9 3 7 m 。 ( 5 ) 泥盆系( d ) 属次稳定陆棚砂、泥、碳酸盐岩建造，与志留系整合接触。分为上、中、下 三个统。 下泥盆统( d 1 ) ：为一套板岩、粉砂岩夹灰岩或灰岩透镜体，顶部见砾岩、 砂岩及碳酸盐岩。与中泥盆统灰岩呈海侵不整合接触，厚5 9 3 5 2 0 8 9 5 m 。 中泥盆统( d 2 ) ：为一套碳酸盐岩建造，厚6 3 0 m 。 上泥盆统( d 3 ) ：为碳酸盐岩夹砂页岩，厚0 1 2 1 0 m 。 ( 6 ) 石炭系( c ) 与泥盆系整合接触，矿区内缺失中石炭统，上、下石炭统之间为假整合。 下石炭统( c 1 ) ；岩性为灰、深灰色灰岩、泥质灰岩、自云质灰岩、钙质 页岩等，厚1 8 4 1 5 3 4 m 。 上石炭统( c 2 ) ：岩层厚度稳定，主要为浅灰、灰白色白云质灰岩，假鲕 粒灰岩，厚1 7 0 5 2 7 m ，局部出现厚层一块状生物灰岩，厚2 8 2 7 0 3 m 。 ( 7 ) 二叠系( p ) 与石炭系整合接触。地层发育齐全。 下二叠统( p 1 ) ：为一套碳酸盐岩，厚4 2 6 m 。 上二叠统( p 2 ) ：为一套碳酸盐岩夹炭质页岩，厚2 3 9 2 9 5 m 。 ( 8 ) 三叠系( t ) 矿区内出露不全，仅见下三叠统( t 1 ) ，与下伏二叠系呈整合接触。岩性为 薄中厚层灰岩，白云质灰岩及白云岩，厚1 6 8 3 m ，其上缺失中上三叠统沉积。 ( 9 ) 侏罗系( j ) 为印支造山之后的山间河湖沼泽含煤盆地堆积，以砂岩、砾岩与粉砂岩、页 岩互层为特征，厚1 6 0 3 0 0 m 。不整合于印支变质岩之上，矿区东部分布少而零 星，西部郎木寺一财宝山一带，有较大面积分布，并与火山岩建造相伴生。 下侏罗统甲秀组( j 1 ) ：为黑色、灰色砂岩、粉砂岩，页岩夹煤层，厚1 6 0 m 。 中上侏罗统郎木寺组( j 2 j3 ) ：为中一基性火山喷发岩堆积，主要为玄 成都理工大学硕士学位论文 武岩、辉石橄榄玄武岩、黑云母安山岩，厚大于5 0 0 m 。 ( 1 0 ) 白垩系( k ) 为中酸性火山岩建造与红色磨拉式建造，不整合于印支褶皱基底或超覆于侏 罗系含煤建造及火山岩之上。 下自垩统财宝山组( k l c ) ：主要分布在财宝山一带，为中一酸性火山喷发形 成的安山质角砾岩、英安岩、流纹英安岩，厚9 4 8 m ，钾氩法同位素年龄测定为 1 3 6 m a 。 上白垩统热当坝群( k 2 r ) ：与下白垩统财宝山组不整合接触，属山间断陷盆 地河湖相红色粗碎屑沉积，主要为紫红色砾岩、砂岩，粉砂岩、泥岩，最大残留 厚1 7 4 2 m 。 ( 1 1 ) 矿区第三系地层缺失。 ( 1 2 ) 第四系( q ) 主要为残坡积层及洪积、冲积、淤积的砾石层、砂土层、粘土层、泉华等， 厚0 2 8 2 m 。 第2 章区域背景 系 层单 亚群组 薛度 i 殂) 牲欹嘲l岩性衡连 土要 化石 沉积 蚪境 重要 h “产 白! 系 堰) 当 1 1 5 砾岩、砂岩、泥质岩。夹少量薄层 捩术灰岩 扣j 湖 相 妻j i 砂囊，砾岩、火山岩、夹数层燃 v ”_ - j 泽 流 煤 h 束 变 质 _ 叠 系 t ) 西 康 群 大r 1 0 0 0 砂岩、扳岩、灰岩，自云岩 = 叠 蕞 ( p ) 灰岩、泥质岩、自云岩 下统 石 发 系 ( c ) 统 统 灰岩。上部夹粉砂岩 箍海楣 荻质夹泥质岩、耢砂岩薄层 荻岩、生物灰岩 荻岩夹少量自云岩 珊瑚 腕芷 海陆 交互 楣 泥 盆 蒙 d ) 绩 毒 留 系 ( s ) 孵解 白 龙 江 群 上白 龙江 亚群 由 a 她 扛 亚 群 折乌 阉组 1 9 0 0 匕 1 0 0 0 灰岩、泥灰岩，生物灰岩 灰岩、蘸灰岩。仅底部为砂板岩 自云岩夹板岩，仅白饭背斜南翼上 部为扣j 流_ 三角洲相砂砾岩 珊瑚 船鳃 腕足 海陆 交互 相 铁 矿 局 部 浅 变 质 砂岩板岩夹灰岩透镜体( 台铀组) 砂岩、扳岩夹硅岩、灰岩透镜体 ( 含诎组) 白 江 群 安子 淘封l 失尼 淘组 震 旦 蒹 z ： 依 群 丈丁 上部为板岩夹硅岩、灰岩透镜体 下部为砂岩夹板岩( 含铀岩组) 上韶为扳岩夹硅岩灰岩透镜体， 下部为砂岩夹板岩( 含铀岩组) 中上部为粉砂_ 嚣，板岩宪硅岩透镜体； 下部为扳岩、硅岩互屡( 含钠岩组) 瑚 笔石 海湾 泻湖 潮坪 | 茹 铀 矿 爱摩层状硅质岩 金 品屑凝灰岩、熔结凝灰岩、台花岗岩 砾石移凝灰岩及少量板岩、妙岩层 金 浅 变 质 囤2 - $ 西秦岭南亚带地层柱状图( 毛裕年，1 9 8 9 ) 羹 釜 成都理工大学硕士学位论文 2 4 3 区域岩浆岩特征 主要岩浆活动有两期( 参见表2 2 ) 。其一是晚加里东期，主要为辉绿岩，呈 岩床或岩脉顺层侵入于下志留统地层中，在矿区中西段紧靠铀矿床南侧分布。其 二是晚印支期燕山期，是区内主要岩浆活动期，按照产出特征，矿区岩浆岩可 以分为火山岩和侵入岩。侵入岩主要为闪长岩、煌斑岩和花岗斑岩，呈岩脉零星 分布。火山岩见于矿区的西南，下部为中基性火山岩，上部为中酸性火山岩，时 代定为中上侏罗世至下白垩世，铀丰度达2 0 2 6p p m ，中酸性火山岩中见到铀 矿化。 表2 五若尔盖铀成矿区内岩浆岩活动期次划分表( 据巫晓兵等，2 0 0 6 ) 期次出露地区岩体( 脉) 岩体形态 围岩 同位素年龄( m a ) 流纹岩 1 3 6 2 3 燕 甘肃省碌曲县财宝山 山 玄武安山岩 期 四川省若尔盖县崇尔乡二长花岗岩岩脉中志留统 1 8 3 2 甘肃省碌曲县财宝山 安山岩 1 9 9 0 8 中下志留 垭口煌斑岩岩脉2 1 5 5 统 印 四 黑云母中下志留 支 川 温泉岩脉 2 2 3 1 石英闪长岩统 期中下志留 若5 1 0 矿区英安斑岩岩脉2 1 4 ：2 4 4 3 统 海西 尔降扎乡花岗闪长岩岩株中3 0 1 期占洼、垭口、志 盖 辉绿岩岩床3 6 8 5 ，3 8 9 7 。3 6 8 5 牙军 留 加里 县 太阳顶辉石橄长岩岩墙统3 6 6 东期 白依沟英安质凝灰岩 层状7 3 8 5 9 岩浆活动与铀成矿的关系，一是矿源层的形成，同附近的早期或者同期的岩 浆活动有着直接的生成关系，这也是本文研究的重点；另外则是在矿源层形成之 后，岩浆活动仍然以热液的形式提供改造富集铀所需要的热源以及热液；根据目 前的研究情况来看，也可以认为当前结果也反映出了深部( 幔源流体) 成矿作用 的信息。 1 ) 晋宁期岩浆岩 白依沟群中大量中酸性岩浆岩屑，为近源的中酸性喷出岩和侵入岩风化剥蚀 产物。白依沟群及所在的古陆为该区寒武纪一志留纪沉积提供了物源及成矿物 质。 1 4 第2 章区域背景 2 1 澄江期岩浆岩 从寒武系一志留系下志留统大量的硅质岩产出，可以归结到作为祁连洋壳化 裂谷火山岛弧一弧后盆地边缘裂陷带的组成部分一白龙江裂陷槽，大量岛弧火山 喷发物，为该区寒武纪一志留纪带来了远火山物源及成矿物质。并不排除有海底 火山的硅质喷流加入。 3 ) 晚加里东岩浆岩 晚加里东期岩浆岩仅见蚀变辉绿岩。它分布在温泉一益洼断裂带北侧。大致 呈东西向带状展布。按照地理分布及其产出层位，分为南北两个岩带和四个岩体 群。 牙相一白依沟带为南部，西起降扎牙相，东到白依沟，延绵约l l k m ，均侵 位于白依沟背斜核部下震旦系中；多呈岩株、岩脉、岩枝等产出。围岩和岩体的 接触边界一般不明显。 占洼一垭口一带为北部，位于白依沟背斜北翼。西起降扎温泉天葬沟，则侵 位于奥陶系及下志留系中。多呈岩床或岩脉顺层侵位。据岩浆岩成因类型划分属 幔源型，最大的岩体扎安俄岩体。 4 ) 印支燕山岩浆岩 印支一燕山期是该区主要的岩浆岩活动时期，其类型有火山岩、次火山岩( 包 括隐爆角砾岩) 和侵入岩三部分。根据岩浆活动阶段又可分为印支晚期至燕山早 期及燕山晚期两个期次。 a 火山岩 分布于川、甘交界的郎木寺一财宝山一带，玛曲一略阳断裂带的北侧。出露 面积6 0 k i n 2 ，底界不整合于志留一泥盆系之上，顶界有晚白垩世热当坝群红色砾 岩不整合覆盖。早期喷发为中酸性火山岩，同位素年龄为1 8 3 1 1 2m a 。晚期火 山岩覆于早期火山岩之上或超覆于古生代地层之上，零星分布。 b 侵入岩 侵入岩在该区分布广泛而零星，岩体产出规模一般较小，多呈脉状产出，少 量为岩株，大多侵入在震旦系到三叠系中。只有极少数岩体( 郎木寺) 侵入到侏 罗纪火山岩中，岩体与围岩边界一般较清楚。以中性岩类为主，酸性岩少量。岩 相上可分为中一浅成相和超浅成相两部分。据岩浆活动序次和同位素年龄资料 ( 2 0 8 8 9m a ) ，可确定侵入岩形成时限为燕山早期和燕山晚期，前峰可跨及印支 晚期。 2 4 4 区域构造与变形 1 ) 区域断裂 成都理工大学硕士学位论文 白龙江断裂带是矿区内所能见到的最大断裂。白龙江断裂带实际上是东昆仑 一阿尼玛卿山断裂带( 简称昆一阿断裂带) 的组成部分。 昆一阿断裂带，西起东昆仑山( 图2 - 6 ) ，经布尔汗布达山，阿尼玛卿山、玛 沁、玛曲、本研究区的降扎、迭部一直东延直到华阳，长1 5 0 0k m 左右，宽1 5 - - 3 0 k m ，总体走向为北西西，倾向为北东东，倾角大于8 0 。 断裂由几条近乎平行的次级断裂组成。白龙江断裂带位于昆- - n 断裂带弧形 弯曲向东转折部位，处于构造拉张与挤压过渡带。在断裂带的强烈影响下，白依 背斜北翼强烈抬升，同时南翼急剧下降，结果使南翼的奥陶系和中下志留统地层 缺失。 在如此大规模的断裂带，加上深度规模的切割，使该区沿着西东方向产出了 一系列超基性、基性中型以及酸性侵入岩和火山岩，形成一条深大断裂构造一岩 浆岩带。 圈回。囤s 圈t 圆e 囫e 囫， 图2 6 昆一阿区域深大断裂带示意图( 据杨华，1 9 9 1 ) l 一铁矿床2 一铜矿床3 一铅锌矿床4 一金矿床5 一铀矿床 6 一深大断裂带7 - - 挤压断裂带 研究区内基本断裂为白龙江复背斜的边界断裂。南界为郎木寺一热尔茸断裂 带，北界为扎尔盖山一迭山断裂带。 a 郎木寺一热尔茸断裂带：近东西延伸，在区域上属略阳一玛曲大断裂的一 部分，南邻松潘一甘孜古地块。是南秦岭西段加里东裂陷海槽的南侧边界的控槽 断裂，在早古生代时期大体控制志留系沉积。早三叠世末期，此断裂北侧的秦岭 地区褶皱成陆，而南侧松潘一甘孜地块则大幅度沉陷。资料表明：玛卿山地带沿 此断裂带发现有蛇绿岩分布，反映该断裂是切壳的长期活动的深大断裂。 b 扎尔盖山一迭山断裂带：北西西向延伸，是白龙江复背斜北界，与洮河复 向斜分隔。迭山北侧，上古生界一中生界下三叠统灰岩逆冲于上三叠统砂板岩之 1 6 第2 章区域背景 上，是印支运动的产物。 2 ) 区域褶皱 南秦岭西端褶皱带不是一次形成的，它分别是华力西期和印支期这两次重大 构造运动的产物。据此可以将西秦岭褶皱带划分为两个亚带，属于华力西期的北 亚带和属于印支期的南亚带。 北亚带和南亚带，形成于不同的时代，主要由于构造单元的不稳定性造成的。 北亚带紧邻南祁连华力西褶皱带，从属于南祁连华力西运动，与南祁连华力西褶 皱带同时形成：而南亚带则与松潘一印支褶皱带同步形成。之所以形成这种情况， 主要是因为该构造单元难以在运动中保持自身的完整性，不断受到临近的壳幔演 化的影响。 以白依沟背斜为中心，北侧有斑周向斜和帕热沟背斜；南侧有迭部背斜和当 额向斜。在矿区西部还有早h 亲向斜和秀洼破背斜等。这些褶皱构造被后期断裂 活动破坏而显得不完整。铀矿化主要分布于白依沟背斜北翼。 白依沟背斜轴呈北西西一南东东向延伸。北翼被南东东向断裂斜切，与斑周 向斜相接，岩层倾角大约6 0 0 一8 0 0 ；南翼被近东西向断裂斜切，与迭部背斜相接。 背斜核部是震旦系白依沟群，两翼有古生界一三叠系分布。 9 团1 0 囫囫1 2 囝b 囫h 日，s 困- s 图，田s 图2 - 7 若尔盖铀成矿带区域构造示意图( 据金景福等，1 9 8 9 ) l 一白垩系红色层2 一侏罗系火山岩3 一泥盆系一三叠系4 一下志留系亚组 5 - - 上志留系亚组6 一震旦系沉积7 一安山玢岩8 一煌斑岩9 一闪长岩 l o 一辉绿岩1 1 一深断裂1 2 一大的平移断层1 3 一次级断裂1 4 一断块错动方向 1 5 一配对平移的取向1 6 一地层不整合1 7 一地质界限1 8 - - 铀矿床 成都理工大学硕士学位论文 第3 章矿床特征 3 1 矿区地层岩性特征 位于中下志留统的硅岩、灰岩及硅灰岩过渡带是该地区的富铀层。矿体及异 常点都主要赋存在灰岩、硅岩及硅化灰岩中，有利的含矿岩性是深灰色富藻、含 碳及黄铁矿的重结晶灰岩。有利的岩性组合是含矿层厚度适中，几十米至百余米， 顶底板为板岩。 铀矿化和异常总体呈近东西向沿含铀硅灰岩带展布。下志留统羊肠沟组地表 露头规模大，在另外某地区异常露头规模小，里点状，不连续，但深部多呈盲矿 体产出，有意义的工业矿主要见于灰岩中。塔尔组上段( s l t 2 ) 的铀矿化和异常 见于羊肠沟矿化带及雪莲沟北部，异常露头规模较大，走向延伸可达数十米至百 余米，矿化异常产于硅岩或硅灰岩中。 矿区内各矿床的各种异常，均与中志留统中的碳硅泥岩透镜体关系密切。铀 矿化的重要原因，在于碳硅泥岩透镜体的特殊性质： ( 1 ) 富铀：碳硅泥岩透镜体主要铀硅岩、碳质板岩和碳酸盐岩构成，其内 部含铀本底值较高，而且活化性亦很高易于浸出形成铀源；共生与伴生元素元素 z n ，m o 、n i 、v 等成矿元素丰度值也较高，具有矿源层的基本条件。 ( 2 ) 透水：碳硅泥岩的含矿层呈扁平的透镜体产出，厚度收缩明