納米比亞白崗巖型鈾礦成礦地質特征及控礦因素

湖南省核工業(yè)地質局三0二大隊夏臘生

2012年《建材發(fā)展導向》10月

合同號：YY1117328摘要：通過對搜集到的納米比亞達馬拉造山帶相關地質資料綜合分析，結合野外實地工作情況及納米比亞已發(fā)現(xiàn)的典型白崗巖型鈾礦床（羅辛和瓦倫西亞）對納米比亞白崗巖型鈾礦成礦特征、規(guī)律進行初步探討，并得出白崗巖成因、成礦特征及規(guī)律的初步結論。關鍵詞：納米比亞白崗巖羅辛成礦特征規(guī)律納米比亞地處非洲西南部，境內鈾資源豐富，白崗巖型和鈣結巖型鈾礦為納米比亞最主要的兩種鈾礦床類型。其中，已查明的白崗巖型鈾礦占納國鈾資源量的80%左右。納米比亞最重要的產(chǎn)鈾地質構造單元為中部的Damara造山帶，白崗巖型鈾礦就主要產(chǎn)出于該造山帶內。一、區(qū)域地質背景達馬拉造山帶為泛非造山帶的一部分，為晚元古代造山帶，可分為四個主要構造亞帶（從西北向東南）：北帶、過渡帶、中央帶及南帶。呈東北方向橫穿非洲西南部，北部與時代相近的贊比亞一扎伊爾的Lufilian帶相接。達馬拉造山帶的沉積作用、構造作用和巖漿作用發(fā)生在約900Ma至460Ma之間。沉積作用開始于裂谷構造中，伴有碎屑沉積作用和局部的長英質火山活動，接著是細碎屑巖、碳酸鹽巖、陸棚沉積巖和濁積巖的沉積。巖石的變質作用達中高變質的角閃巖相。在沉積作用之后的主要火成活動包括花崗巖的侵入，自早期約650Ma的同構造、片麻狀花崗巖類型到500Ma左右時的構造期后如白崗巖類型。達馬拉造山作用后，該區(qū)基本處于較穩(wěn)定的構造環(huán)境,造山期后富鈾的巖漿和熱液在有利的部位疊加富集成礦。達馬拉期后侵入活動較弱，見有一些粗玄巖和細晶巖沿斷裂分布。區(qū)域地層和侵入巖見表1表1納米比亞中部地區(qū)綜合地層巖性表地層時代（Ma）主要地層及巖性侵入巖Q~E<70第四系-第三系沉積物K140~70Pomona組（泥灰?guī)r、礫巖、灰?guī)r）J~C310~170Etendeka群/Kalkrand組，（玄武巖、安粗巖及少量砂巖）；Karoo層（砂巖、頁巖、灰?guī)r、泥巖、冰漬巖）b后Karoo雜巖（花崗巖、正長巖、流霞正長巖、流紋巖、閃長巖、苦橄巖、凝灰?guī)r、輝長巖、花斑巖、角礫巖、輝石石）；粒玄石石席與石墻。e~晚期米比亞期600~500DAMARA巖層（中部地區(qū)）未葉理化的Dunkerhoek和Dunkerhoek和Dachshery花崗巖；

Domaran花岡石/花岡閃長石未分納米比亞期（Namibian）1000 ~545Mmlden群（千枚巖、石英巖、片巖）；Kuiseb組（片巖、少量石英巖、花崗巖）；GemsbokRiver組（大理巖）；Karibib/Ausa組（大理巖、少量片巖）；Blaubeker組（混雜巖）Duruchaus-Kamtsas組（石英巖、礫巖、片巖B角閃巖巖系；Richtersveld（花岡石、正長石。莫可期(Mokolian)2000 ~1800SINCCAIR層序KleinAub組（石英巖、礫巖、泥巖）Aubures,Doormpoor 和Eskadrow組（石英巖、礫巖、頁巖）；Grauwater組（石英巖、礫巖、頁巖）；Gupersa,Nuckopf和Nagatis組（長英質火山巖、碎屑巖）；Barby組（鐵鎂質火山巖、碎屑巖）；Kunjas,Urasib組（碎屑巖、少量火山巖》REHOBOTH層序GaubValley/Billstein組（石英巖、片巖、礫巖）；Marienhof組（石英巖、千枚巖、玄武巖、流紋巖、礫巖）；Khoabendus群及其相關組（流紋巖、玄武巖、安山巖、角閃巖、石英巖、千枚巖、灰?guī)r、片麻巖。花岡巖（Gamsbery巖系，Sonntay,Nubib和其它花岡巖；Honmoed花岡閃長巖及其組合巖石。NAMAQUA變質雜巖片麻狀花岡巖、花崗巖、偉晶巖；富黑云母眼球狀片麻巖；紫蘇花崗巖、輝長蘇長巖、超鐵鎂片巖、片麻巖、正角閃巖；Piksteel花岡閃長石、混雜有Weener石英閃長巖；Alberta雜巖及相關侵入巖［正角閃巖、

斜長巖、蛇紋巖）；Franstonein花崗巖系。變質雜巖（副及正片麻巖、沉積變Vaoolsdrif巖系（花岡閃長石、淡色花莫可期~質石）；Haib群（女山石、央安巖、岡石、輝長石、角閃石）；Grooffontein瓦阿期1800~流紋巖）；Epupa雜巖（副及正片鐵鎂質體；Kunene雜石（斜長石、純(Mokolian~>2000麻巖、沉積變質巖，其次為花崗橄欖巖、輝長巖、蘇長巖，其次為正Vaalian)巖）。長巖、流紋霞正長巖）b二、鈾礦床地質（一）地層地層主要包括達馬拉層序、第三紀鈣結巖和第四系，地層基本特征見表2。表2鈾成礦區(qū)地層簡表群亞群組厚度(m)巖性NamibGawib1-10砂石層GobabedLengerHeinrichTsondab1-40鈣質膠結砂巖、砂礫巖和礫巖SwakopKhomasKuiseb>3000泥質和半泥質片巖和片麻巖、混合巖、鈣硅質巖、石英巖。Tinkas段另含大理巖和付角閃巖

Karibib1000大理巖、鈣硅質巖、泥質和半泥質片巖和片麻巖、云母角閃片巖、石英片巖、混合巖Chuos700混積巖、鈣硅質巖、含礫片巖、石英巖、含鐵石英巖、混合巖UgabRossing200大理巖、泥質片巖和片麻巖、云母角閃片巖、混合巖、鈣硅質巖、石英巖、變質礫巖NosibAE舊ABIS雜巖Khan1100混合條帶斑點石英長石輝石角閃片麻巖、角閃云母片巖、云母片巖和片麻巖、混合巖、輝石石榴片麻巖、角閃巖、石英巖、變質礫巖Etusis與體3000片麻狀花r片麻巖、/石英巖、變質礫巖、泥質和半泥質片巖和片麻巖、混合巖、石英長石輝石角閃片麻巖、鈣硅質巖、變流紋巖崗巖、眼球狀片麻巖、石英長石片麻巖、泥質片巖和昆合巖、石英巖、大理巖、鈣硅質巖、角閃巖（二）巖漿巖白崗巖型鈾礦區(qū)侵入巖發(fā)育。侵入達馬拉帶的變沉積巖中的花崗巖可劃分為5個世代（表3）。含鈾與非含鈾花崗巖的含鈾性顯現(xiàn)出顯著的差異性。表3Damara造山帶主要花崗巖的類型、年代和U、Th，K平均含量及Th/U比值（n=樣品數(shù)）巖石類型n510-6最小-最大Thx10-6最小-最大K（%）最小-最大Th/U最小-最大年代（Ma）

Salem型花崗巖（侵位于Karibib組之下（甚多）的花崗閃長巖、花崗巖、二長花崗巖）785.81-1436.812-1045.13-77.52-21601±79(2)紅色花崗巖（侵位于Karibib組之下的穹窿、巖脈、層狀侵入巖267.62-4279.0132735.71-912.82-26516±23(2)淺色花崗巖（底辟、巖蜀363.71-1512.40.1-344.72-73.70.1-13484±25(2)礦化白崗巖（侵位于Khan和羅辛組的穹窿、巖脈、交織巖脈）12319.038-112039.02-985.12-80.30.02-2468±25⑶(羅辛)未礦化的白崗巖1061-17301-1015.21-74.31-20542±33(2)(Swakop河)（三）構造納米比亞白崗巖型鈾礦主要位于達馬拉帶次級構造單元中央帶南部區(qū)和奧卡漢賈線形帶（OkahandjaLineament）內，位于北東向Omaruru斷裂和Okahandja斷裂所夾持的區(qū)域（圖4*該區(qū)主要區(qū)域構造線方向為北東向，一系列的北東向褶被和斷層發(fā)育。含鈾花崗巖（白崗巖）也主要為北東向分布。許多花崗巖的定位與穹隆相伴，并見環(huán)形構造。巖石中各種片理、片麻理和節(jié)理發(fā)育。多期褶皺在該區(qū)可識別，最早期褶皺為北西向，后期的褶皺方向為北東向。（四）典型礦床1.羅辛鈾礦羅辛鈾礦地區(qū)主要存在三處異常區(qū)帶（圖1）6目前已投產(chǎn)的采礦區(qū)SJ,礦帶呈NW-SE展布，寬度約500?600m,長約4km,鉆探控制的礦化埋深超過1000m。圖1羅辛礦區(qū)地質簡化圖礦帶由北帶和中帶組成，其間被一較寬的無礦Khan組的輝石-普通角閃石片麻巖楔形體分開。在東部，該片麻巖楔形體尖滅，兩條礦化帶盡管變薄卻連為一體。變沉積巖均大致為NE-SW走向，向SE陡傾（圖2*在礦帶的西端礦化埋深較淺，接近地表，深部礦化較差，向東部鈾礦化富集逐漸向深部傾伏，并呈盲礦體產(chǎn)出。

NWLowercordieritebiotitegneiss倚由Schist隰3GneissNWLowercordieritebiotitegneiss倚由Schist隰3GneissELowermarblehorizonBBiotiteamphiboleschist目Upper-lowerpyroxene-hornblendegneissScreeandalluviumU.9-DEJ￡?

6.SSSSUraniferousalaskiteU9OUJ』E?

cos圖2羅辛礦床，鈾礦化帶的NW-SE剖面，顯示含鈾白崗巖的形態(tài)呈不規(guī)則狀2.瓦倫西亞鈾礦目前，瓦倫西亞鈾礦已確認的鈾礦化區(qū)，南北長約1100米，東西寬約500米，鉆探控制深度為地表以下380米。其中鈾主要以瀝青鈾礦及次生鈣硅鈾礦、銅鈾礦為主。瓦倫西亞鈾礦白崗巖礦化以大的巖株式、厚度變化不一的巖墻式狀、細脈狀、網(wǎng)脈狀為主，在區(qū)域構造位置上處于一呈北東走向的白崗巖侵入背斜穹窿（圖3*該背斜穹窿周邊受構造活動影響明顯，巖層產(chǎn)狀變化較大，其分翼多見有等斜褶皺或平臥褶皺。瓦倫西亞鈾礦的鈾礦化白崗巖即侵入到一平臥褶皺的西北翼，而其侵位明顯受到后期一北北西-南-南西背斜構造控制，且該后期構造以近直角切穿早期構造。

RivflrS血Shm』況蛆11RivflrS血Shm』況蛆11度町用ntl南區(qū)州眥|Ch皿RosskigKhan圖3瓦倫西亞鈾礦地質間圖圖4白崗巖型鈾礦分布圖三鈾成礦特征1）白崗巖型鈾礦床均產(chǎn)在基底隆起周邊已發(fā)現(xiàn)的白崗巖型鈾礦均分布在由前達馬拉期阿巴比斯組混合花崗巖或達馬拉期艾比西斯組變質巖組成的基底穹窿周邊（圖4）b2） 白崗巖鈾礦床分布在基底隆起周邊地層產(chǎn)狀變異部位，地層拐彎地段的內側是礦體就位的最佳部位；3） 白崗巖鈾礦床分布與大理巖地層密切相關，以含大理巖的羅辛組最為有利，其次有卡里比比組；4） 與礦化有關的白崗巖可劃分為A、B、C、D、E和F六個類型（表4）,形成鈾礦床的主要是D型白崗巖，少數(shù)與E型有關，鈾礦化與含礦白崗巖脈幾乎呈一一對應關系，近極少量鈾礦化產(chǎn)在白崗巖脈旁側變質巖中。表4六類礦化白崗巖類型類型特征U,pprTh,pprF粉紅色，扁平，粗粒-偉晶巖，乳白色石英38.136.374.640.9E粉紅色，顏色、粒度變化較大，見有氧化暈，香腸構造204.97.613.0D白色，不規(guī)則，中粗粒結構，煙晶4.811.54.910.1C淺粉紅色，中等-偉晶結構，兩種長石，石英見有裂隙B白色，細粒-偉晶結構，香腸構造，偶見褶皺，石榴石，黑云母，電氣石A淡粉紅色，不規(guī)則，褶皺，中細粒結構，均勻5） 不同巖性分界面是白崗巖脈侵位的有利部位，往往厚大礦體產(chǎn)在不同巖性交界部位。6） 白崗巖（礦體）主要呈層狀、似層狀、透鏡狀脈體順層產(chǎn)出，在少數(shù)地段斜切圍巖層理，或稱反“S”產(chǎn)出。鈾礦石中石英顆粒呈煙灰色，富礦巖石常常紅色蝕變的長石與煙灰色石英各半。礦石成分多且復雜，鈾主要以晶質鈾礦形式存在，少量為鈮鈦鈾礦和牡鈦鈾礦，它們呈微細顆粒產(chǎn)于造巖礦物石英和長石的間隙中。副礦物有錯石、磷灰石、獨居石、黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦和輝鑰礦等。礦化圍巖蝕變主要為硅化、高嶺土化、黃鐵礦化、絹云母化、紅化、碳酸鹽化、堿交代、螢石化、綠泥石化。四鈾成礦成因討論對含鈾白崗巖的成因和演化曾提出過不少成因模式。主要的成因模式有如下幾種：Smith(1965)根據(jù)含鈾白崗巖的成份以及含鈾白崗巖與Khan組和羅辛組之間不整合面上下侵位的密切空間關系，認為白崗巖是在角閃巖相變質作用時從原始含鈾的沉積巖中形成的。白崗巖的侵入發(fā)生在變質作用減弱并有脆性變形的時期。Backstrom和Jacobs(1979)，Toms(1980)，Winkler(1983)提出羅辛型鈾礦化的產(chǎn)生與Abbabis雜巖含鈾巖石及其上覆的Nosib群變沉積巖的部分熔融有關。結晶分異造成了深熔熔漿中鈾的富集，最后侵入產(chǎn)物是一種富含流體的偉晶狀花崗巖。Cuney(1980)認為這種侵入白崗巖巖漿與起著一個地球化學反應障的羅辛組大理巖發(fā)生反應。鈾礦化可能發(fā)生在白崗巖的巖漿后期蝕變期間。部分晶質鈾礦是在巖漿期結晶的，但另一部分是來自巖漿流體，形成在白崗巖的富黑云母邊緣帶或以晶質鈾礦-螢石脈產(chǎn)出。（4） Brynard和Andreoli（1988）提出白崗巖來源于Damara造山運動初期侵入的高產(chǎn)熱花崗巖（如紅色花崗巖）的重熔。重熔作用可能發(fā)生在造山運動的高峰期間。由于白崗巖漿的密度比上部沉積變質巖低得多并伴隨有高揮發(fā)性組分，它們可以在適當?shù)臏囟确秶?，以底辟方式上升侵入到目前的部位。隨著白崗巖漿向上遷移，揮發(fā)份發(fā)生分餾，形成殘余的富鉀巖相，并從中結晶出晶質鈾礦。（5） Kinnaird和Nex（2007）提出鈾礦化主要與D3后期白崗巖侵入相關，其侵位構造為由塑性變形到脆性變形的過渡；同時，受控于特殊層位的控制：Khan-Rossing邊界或Khan-Chuos邊界，此邊界羅新組消失或變??；白崗巖在與該層位大理巖接觸，導致液相中二氧化碳濃度增高，引起巖漿沸騰，促使次生鈾礦物的局部層位富集成礦。五初步結論結合野外觀察，綜合上述各種觀點及鈾礦物存在形式特征，認為原始富鈾的沉積變質巖和多期次的花崗巖化作用是白崗巖型鈾礦成礦的基礎，造山作用后期巖漿重熔作用過程中結晶的晶質鈾礦，以及巖漿流體在白崗巖的富黑云母邊緣帶形成的晶質鈾礦或以晶質鈾礦-螢石脈產(chǎn)出的鈾礦化，形成了鈾礦化預富集；巖漿