俄羅斯斯特列里措夫火山巖型鈾礦床地質特征及啟示

柴 璐，周永恒，鮑慶中，李 霄

（沈陽地質礦產研究所/中國地質調查局沈陽地質調查中心，遼寧沈陽110034）

1 概述

斯特列里措夫（Streltsovka）超大型礦床是世界知名的火山巖型鈾礦床，位于俄羅斯赤塔州紅石市東南12 km處，距中俄邊境直線距離僅30余千米.礦床面積約10 km2，礦體長約1400 m，南北走向，呈帶狀分布，儲量近6.0×104t，鈾的品位一般為0.2%.在大的網狀脈內，鈾品位達0.6%；在似脈狀礦體內，鈾品位可達1%［1］.該礦床于1963年被蘇聯(lián)324地質勘察隊發(fā)現(xiàn)，1966年中期進行詳細勘探，由濱額爾古納礦業(yè)及化工生產聯(lián)合體負責開采［2］.

斯特列里措夫礦床產在直徑約20 km的破火山口中，該火山口構成世界的巨型火山巖型鈾礦田，礦田面積約為130 km2.該礦田共探明19個鈾礦和鈾鉬礦，包括安泰、十月、阿爾貢和圖盧庫耶夫等礦床，總儲量達 30×104t，75%的資源位于地下 200～600 m，25%的資源位于地下600～900 m.目前有10個礦床進行生產，8 個為地下礦山，2 個為露天礦山［3］.

2 區(qū)域背景

斯特列里措夫火山巖型鈾礦田所處的火山拗陷盆地位于西伯利亞地臺南緣古生代地槽褶皺系前寒武紀中間地塊及巨型花崗巖穹隆之上，處于NE向中蒙-額爾古納構造巖漿活動帶的邊部，大型火山-沉積盆地的邊緣［4-5］.該火山塌陷盆地基底由古生代花崗巖和元古宙變質巖組成，蓋層由J-K火山-沉積巖組成.該盆地受花崗片麻巖穹隆西北邊緣的不同方向多期活動的深斷裂復合控制，區(qū)內有非常發(fā)育的NE向、NW向和S-N向斷裂［1］.盆地內部與鈾成礦有關的層間構造、環(huán)狀構造也很發(fā)育，這些交錯的構造，構成一個導礦、控礦和容礦格網狀斷裂構造體系［6］.從空間分布上看，鈾礦化明顯受巖性和構造因素控制.

3 礦床地質特征

3.1 地質概況

斯特列里措夫礦床具有雙層結構：下構造層主要由海西期中—粗粒似斑狀花崗巖（K-Ar年齡為240 Ma）、加里東期中粗粒巨斑狀花崗巖（K-Ar年齡為400～500 Ma）和前寒武紀變質巖系（黑云母-角閃石片麻巖、白云巖化灰?guī)r等）組成［7］；上構造層為中生代火山-沉積巖，主要巖性為玄武巖、安山巖、流紋巖、凝灰?guī)r、礫巖、砂巖、粉砂巖、英安巖和流紋質凝灰熔巖（圖1）.流紋巖在火山巖系中占30%～35%，厚度為50～100 m［8］，其 K-Ar年齡為（142±7）Ma［9］.上構造層又劃分為呈層狀產出厚度為1000 m的近額爾古納組（J3）和圖魯圭組（K）.近額爾古納組由底部礫巖、3層玄武巖和2層粗面英安巖組成，由下至上分別為：（1）粗碎屑巖層；（2）下粗面英安巖層，遭受到強烈裂隙化和圍巖蝕變，并在其中出現(xiàn)鈾礦化；（3）玄武巖、熔巖、熔巖角礫巖層；（4）上粗面英安巖層，由互層的塊狀玄武巖、礫巖角礫和礫巖組成；（5）額爾古納組塊狀玄武巖.圖魯圭組可分為3層，由下至上分別為：（1）流紋巖；（2）霏細巖，夾安山巖、粗面玄武巖及流紋質火山碎屑巖；（3）流紋巖或流紋質火山碎屑巖（以凝灰?guī)r為主）與玄武巖互層.整個火山巖系累計厚度為1200 m，其中沉積巖夾層的厚度不足總厚度的10%［10］（圖2）.

斯特列里措夫礦床的鈾礦化總體上受NE向額爾古納斷裂帶的控制.該斷裂帶幾乎控制了礦區(qū)所有的礦床，至最上部變?yōu)榱严稁?，起到控礦、控巖的作用.S-N向斷裂在礦區(qū)內廣泛發(fā)育，可切穿火山-沉積巖層，至基底巖層中，構造裂縫和裂隙部位填充了石英、螢石、碳酸鹽和含黃鐵礦和瀝青鈾礦化的礦化角礫巖等.NW向斷裂為主要的賦礦構造，它與NE向、S-N向斷裂的交結處都產有礦床.E-W向斷裂不影響礦床的分布，它產于礦區(qū)基底構造層中，形成于NE向、S-N向和NW向斷裂之前，控制了東西向基底隆起的形成，在成礦中起到屏障作用（圖1）.

3.2 成礦特征

斯特列里措夫鈾礦床的礦體賦存于不同火山沉積巖層的任何層位，鈾礦化層主要定位于上構造層的霏細巖層底部、上粗面英安巖層和下粗面英安巖層中，鈾礦物同位素年齡為 134～136 Ma［1］.礦體形態(tài)由含礦構造的分布和巖性特征決定，可劃分為似脈狀、緩傾的網脈狀和似層狀礦體.大的似脈狀礦體切穿整個火山-沉積巖層，產于斷裂帶的構造裂縫中，小的似脈狀礦體產于下粗面英安巖層的裂隙帶里；網脈狀礦體主要產于下粗面英安巖層的上部和下部；似層狀礦體產于霏細巖層底部.礦化垂幅達480 m.位于斯特列里措夫鈾礦床基底巖石之下的安泰礦床，該礦床最深處距地表約1500 m，可見這種火山巖型熱液鈾礦的礦化垂幅巨大.

分布最廣的礦石類型為鈾礦和鈾鉬礦，主要的鈾礦物為瀝青鈾礦和鈾石，瀝青鈾礦充滿角礫，在膠結物中呈浸染狀、巢狀和細脈狀，與石英、螢石、綠泥石、水云母、黃鐵礦共生.與鈾礦化共生的有鉬礦化（膠硫鉬礦）和黃鐵礦，偶見鉛、鋅和銅的硫化物［3］.鈾礦石中的鉬礦物主要有2種，一種是硫鉬礦，另一種是輝鉬礦［10］.脈石期的礦物有螢石、碳酸鹽、迪開石等.

斯特列里措夫鈾礦床的礦化是多期活化作用的結果，分為3個成礦階段，分別是鈉長石-鈦鈾礦階段、石英-輝鉬礦-非晶質鈾礦階段和石英-科芬礦階段［1］.蝕變作用分為礦前期和礦期2個蝕變階段.礦前期蝕變?yōu)樗嵝粤転V作用，表現(xiàn)為高嶺石化和迪開石化；礦期蝕變階段以堿性蝕變?yōu)橹?，表現(xiàn)為鈉長石化、黏土化、絹云母化、水云母化和蒙脫石化.礦期蝕變具有上酸下堿的垂直分帶性，上部是水云母化和蒙脫石化，下部是水云母化，深部是鈉長石化［7］.

3.3 成礦物質來源

斯特列里措夫鈾礦田的成礦物質來源一直是地質學者研究和爭論的關鍵問題，其來源被認為有3個：第一是組成破火山口的過堿性流紋巖；第二是從火山熔漿中或下伏巖漿房中排放出的流體；第三是基底中海西期富鈾的亞堿性黑云母花崗巖［8-9］.

4 對我國找礦的啟示

圖1 斯特列里措夫鈾礦床地質略圖（據 Н.П.Лаверов等）Fig.1 Geologic sketch map of Streltsovka deposit（after N.P.Laverov et al.）

圖2 斯特列里措夫鈾礦床地層柱狀圖（據 Л·П·伊舒科娃等，2005）Fig.2 Stratigraphic column of Streltsovka deposit（from L.P.Ishukova et al.,2005）

斯特列里措夫鈾礦田與我國東北地區(qū)的黑龍江省大興安嶺北部地區(qū)以及內蒙古自治區(qū)東北部地區(qū)同屬于蒙古-額爾古納鈾-多金屬成礦帶，該成礦帶位于中、俄、蒙三國交界，南起蒙古溫都爾汗，北至中國塔河地區(qū)，受鄂嫩-埃基姆昌和得爾布干兩條深斷裂控制，總體呈北東東向展布［5］.該成礦帶處于環(huán)太平洋成礦域與古亞洲成礦域疊合區(qū)，經歷了中新生代以來的火山-巖漿作用，是火山熱液型鈾礦床的有利產出部位.帶內發(fā)現(xiàn)有多處大型、超大型火山巖型鈾礦床和多金屬礦床，如該成礦帶中北段的斯特列里措夫鈾礦田，南段的蒙古喬巴山北部的多爾諾特鈾礦床,以及中南段的我國烏奴格吐山Cu、Mo礦床和三河、甲烏拉等Cu、Pb、Zn、Ag多金屬礦床（圖 3）.

圖3 蒙古-額爾古納鈾-多金屬成礦帶示意圖［11］Fig.3 Schematic map of Mongolia-Erguna uranium-polymetallic metallogenic belt

4.1 蒙古-額爾古納鈾-多金屬成礦帶

蒙古-額爾古納鈾-多金屬成礦帶處于西伯利亞地臺和華北地臺所夾持的興蒙-鄂霍茨克古生代地槽系中的克魯倫-額爾古納前寒武紀中間地塊內［12］.該區(qū)地質演化分為2個階段：一是前中生代亞洲構造域板塊裂解、拼合的演化階段；二是中新生代環(huán)太平洋構造域地幔熱柱作用和伸展構造演化階段.該區(qū)是上述兩個構造域強烈疊加改造的活動區(qū)域［4］.

區(qū)內前中生界基底由古老變質巖和花崗巖組成.變質巖地層主要由中元古界佳疙瘩群斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖、富鉀混合花崗片麻巖、淺粒巖、石英絹云母片巖夾大理巖，及新元古界額爾古納河群的石英砂巖、石英云母片巖、大理巖等中淺變質巖組成［13］.該地塊經歷了里菲期、加里東期、海西期等多期花崗巖化作用的強烈改造，演化歷史長，成熟度高，發(fā)育了富鈾、富鉀的變質巖和多期花崗巖化基底，對后期鈾的富集成礦十分有利.到中生代時期，該區(qū)被卷入到環(huán)太平洋構造域的構造-巖漿活動的地質演化中，形成了由晚侏羅世的塔木蘭溝旋回、早白堊世的上庫力旋回和伊利克得旋回組成的火山巖［5］，及一些獨立的火山機構、火山塌陷盆地和裂陷沉積盆地.

該區(qū)發(fā)育有NE—NNE向等深斷裂，集中分布于板塊拼合帶附近，控制了蒙古-額爾古納鈾-多金屬成礦帶的展布.在中生代以來的強烈伸展-拉張的構造環(huán)境下，產生了NE—NNE向等剪切-拉張斷裂，NE—NNE向、NW—NNW向、近S-N向和近E-W向等次級斷裂與深斷裂交匯、切割、貫通，構成了中生代以來斷裂構造的整體格局［5］.在成礦過程中，深大斷裂貫穿至巖漿房，形成含礦流體運移的良好通道；次級斷裂或派生斷裂往往控制著礦體的形態(tài)；構造交結處控制著礦體的產出部位［14］.

區(qū)內構造-巖漿活動強烈，熱液蝕變作用比較普遍，且蝕變種類和蝕變期次多，一般分布在斷裂的兩側及構造結.主要發(fā)育有與火山噴發(fā)作用有關的面狀熱液蝕變和與斷裂構造有關的線狀熱液蝕變.面狀熱液蝕變主要為硅化、綠泥石化、高嶺土化和碳酸鹽化，常分布在酸性火山熔巖與火山碎屑巖中.線狀熱液蝕變主要為硅化、綠泥石化、鈉長石化、水云母化、螢石化、黃鐵礦化、赤鐵礦化、黃銅礦化、輝鉬礦化、黏土化，與鈾礦化密切相關的熱液蝕變主要為硅化、綠泥石化、鈉長石化、水云母化、螢石化［14］.

4.2 成礦帶有利鈾成礦的地質條件

結合蒙古-額爾古納鈾-多金屬成礦帶的地質環(huán)境，以及俄羅斯斯特列措夫鈾礦田的成礦地質特征，總結該成礦帶有利火山巖型鈾成礦的地質特征如下：

1）發(fā)育在前寒武紀中間地塊基底隆起區(qū)的火山拗陷盆地內，成礦前經歷多旋回的火山噴發(fā)；

2）基底由成熟度高的里菲期、加里東期、海西期、燕山期等多期花崗巖化或富鈾花崗巖組成；

3）蓋層由多期花崗巖化作用的和含鈾高的流紋巖、霏細巖等火山巖組成；

4）區(qū)內經歷了強烈伸展拉張的構造環(huán)境，發(fā)育有NE—NNE向、NWW—NNW向、近S-N向和近E-W向的深斷裂和次級斷裂，斷裂交匯處的構造結是控制礦田、礦床定位的重要因素；

5）區(qū)域內發(fā)育硅化、綠泥石化、鈉長石化、水云母化、螢石化、黏土化等熱液蝕變.

俄羅斯斯特列措夫鈾礦田和蒙古多爾諾特鈾礦床的發(fā)現(xiàn)，證明蒙古-額爾古納鈾-多金屬成礦帶是一個有遠景的鈾成礦帶，而該成礦帶中國境內鮮有大中型規(guī)模以上鈾礦床的發(fā)現(xiàn)，應進一步加強對該地區(qū)的基礎地質研究，提高其研究程度.要研究、借鑒俄方在火山構造盆地普查、勘探鈾礦床的工作方法理論，避免走彎路.俄方特別注重深部構造填圖，以便查明基底起伏，采用基準孔鉆探剖面法搞清火山、火山沉積巖層序，指導鉆孔設計深度，搞清導礦、控礦、容礦構造，用普通物探（重力、磁測、地震、電法等）方法尋找不同方向的構造交匯結.

為此，必須開展區(qū)域地質填圖工作，對上個世紀所填的地質圖進一步修訂、補充.在填圖過程中，在設定的重點地區(qū)、地段，對地質構造、蝕變作用等影響成礦因素的重點內容給予更多關注.針對滿洲里、額爾古納地區(qū)基巖露頭少，大面積受植被掩蓋等不利條件，為保證填圖質量，在填圖過程中務必輔以淺孔鉆探和綜合物化探等有效手段，爭取在該地區(qū)鈾礦找礦工作中實現(xiàn)較大突破.

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