王木清

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029）

非洲和北美洲鈾成礦概述

王木清

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029）

非洲和北美洲前寒武紀(jì)結(jié)晶基底發(fā)育，鈾源巖分布廣。兩大洲具有重要意義的鈾成礦作用十分類似，礦化作用跨時長，賦存多種類型的鈾礦床。

地洼；構(gòu)造活化；鈾成礦作用；鈾源巖

非洲面積29 841 000 km2，處于東半球，跨赤道南北的兩邊，形似倒立的鴨梨，在其西北隔大西洋者即為北美洲（包括中美洲），面積24 259 000 km2，處于西半球的北部，形似一個側(cè)立的等邊三角形。兩者均是前寒武紀(jì)地層和巖漿巖主要發(fā)育地區(qū)，賦存有豐富的礦產(chǎn)資源， 特別是鐵、 鎳、 銅、 鉛、 鋅、金和鈾，無論儲量、產(chǎn)量均居非常重要的地位，而且在特定的時期內(nèi)，它們產(chǎn)出在同一地質(zhì)構(gòu)造位置中，成因上還可能有密切聯(lián)系。筆者側(cè)重鈾成礦區(qū)劃、類型、潛能等方面，探討非洲與北美洲相似之處。

1 非洲和北美洲早期大地構(gòu)造概述

回望地球的早期歷史 （古生代以前或更早），那時地球上所有大陸都來源于聯(lián)合在一起的泛大陸，后經(jīng)破裂并隨大陸漂移而成現(xiàn)代廣泛分布的各洲大陸，起初是分裂成兩片大陸，北邊的為勞亞古陸，南邊的為岡瓦納古陸［1］。北美洲地臺－地盾是從勞亞古陸分離-發(fā)育而來，處于西半球的北邊接近北極；非洲地臺－地盾是從岡瓦納古陸分離-發(fā)育而來，跨赤道后再偏南展布，位于東半球的南邊，離南極洲大約有3 000～5 000 km。

圖1 世界造山帶分布圖Fig.1 Distribution of orogenic belts in theworld

前寒武紀(jì)地盾分為太古宙造山區(qū)和元古宙造山區(qū)（以25億a分界），前寒武紀(jì)造山區(qū)上覆有未受變動的年輕沉積巖者稱為地臺。由圖 1可見，北美洲地臺－地盾區(qū)與非洲地臺－地盾區(qū)呈東西半球的一北一南分布，好似兩者背靠背地由地球各圈層所隔開，而后各自受到地球內(nèi)、外部的應(yīng)力作用影響，在發(fā)育或發(fā)展歷程上有所建造和改造，因此按地洼學(xué)說（在前地槽構(gòu)造層內(nèi)可識別造山變形、巖漿作用和變質(zhì)作用）進(jìn)行構(gòu)造層的分析十分重要［1-2］。前地槽構(gòu)造是指在一個構(gòu)造區(qū)內(nèi)某個發(fā)展階段的一定大地構(gòu)造性質(zhì)和類型的環(huán)境下所形成的，具有相應(yīng)特征的沉積－變質(zhì)建造，伴有相應(yīng)類型的構(gòu)造型相，有時還伴有花崗巖化－混合巖化相應(yīng)類型的巖漿（侵入－噴溢）建造和變質(zhì)建造組合［1-2］，它們常常組成結(jié)晶基底，成為大小不同古陸塊，如非洲規(guī)模較大者有德蘭士瓦、羅德西亞、贊比亞、多多馬—尼安薩、開賽、加蓬—喀麥隆、塞拉利昂—象牙海岸、毛里塔尼亞。在北美洲的穩(wěn)定地塊有加拿大地盾和格陵蘭地盾。這類古陸塊在非洲和北美洲的區(qū)域內(nèi)都有廣泛分布，這也許就是提供鈾源的主要源巖。

1.1 非洲

非洲大陸前寒武紀(jì)巖類（結(jié)晶基底分布面積廣泛，約占整個非洲大陸的57%）［3］，非洲的基本地質(zhì)構(gòu)造形成于前寒武紀(jì)末期（500～600 Ma），此后形成了良好的地質(zhì)年代標(biāo)志和長時期相對穩(wěn)定，在古陸核地帶先后出現(xiàn)不同時期的構(gòu)造活動帶。已記錄到至少發(fā)生7個期次的造山運(yùn)動：1）大約3 000Ma時期的造山運(yùn)動；2）2 500～2 800 Ma時期的沙姆維亞造山運(yùn)動；3）（1 850±250）Ma時期的埃布尼亞造山運(yùn)動；4）（1 100±250）Ma時期的基巴拉造山運(yùn)動；5）（550±100）Ma時期的達(dá)馬拉—加丹加或泛非造山運(yùn)動；6）加里東和海西期造山運(yùn)動；7）非洲最北部的阿特拉斯山脈的阿爾卑斯期造山運(yùn)動［3］。

非洲除了北部有時遭受顯生宙陸緣海的海侵外，自寒武紀(jì)以來，一直保持穩(wěn)定緩升。顯生宙期間的幾次造山運(yùn)動影響了非洲，但各地區(qū)表現(xiàn)有較大差異，在整個地質(zhì)時期都有火山活動，大多數(shù)的巖系與侵入巖和噴出巖有關(guān)［3］。

在南非德蘭士瓦地塊 （即卡普瓦爾克拉通）已識別出2 700 Ma之前的各種沉積變質(zhì)巖、火山變質(zhì)巖和深成巖。地塊東部的巴伯頓山地是由7個3 000 Ma以前的褶皺沉積巖和火山巖（綠巖）的雜巖片巖帶構(gòu)成，其中侵入有基性和超基性巖石，周圍有大量的花崗巖。在向北的羅德西亞地核中，殘留的片巖和周圍的大花崗巖體之間存在著相同的構(gòu)成關(guān)系。片巖帶巖系又細(xì)分成砂屑和泥質(zhì)巖、富鐵巖、灰?guī)r和一些熔巖（基性、中性、酸性都有）。其他陸核（或稱地塊）的組成巖石也是種類繁多但又各有差異。其中開賽陸核是最典型的，該陸核中古老巖石由片麻狀花崗巖，紫蘇花崗巖和蘇長輝長巖－麻粒巖和長石麻粒巖構(gòu)成?；◢弾r化和紫蘇花崗巖化暫定為2 700 Ma［3］。

古元古代：古元古代造山變形作用之后，有些陸核是沉積作用的場所，而火山作用的產(chǎn)物不整合地產(chǎn)于結(jié)晶片巖帶（綠巖）被侵蝕根部及有關(guān)花崗巖之上。在德蘭士瓦陸核中，多米尼安—里夫、維特瓦特斯蘭德、芬特斯多普及德蘭士瓦巖系（從老到新）由15 250 m沉積巖和火山巖構(gòu)成，沉積在維特瓦特斯蘭德盆地之上。含金石英－卵石礫巖（其中有些含鈾）都產(chǎn)于上述 4個巖系中。德蘭士瓦巖系隨著大布什維爾德火成雜巖體的侵入而告終。該雜巖體由年齡大約為（1 950±200）Ma的超基性、基性及酸性侵入巖組成。帕拉博臘礦山的碳酸鹽雜巖體的年齡與上述年齡大致相同，鈾是開采銅礦時作為副產(chǎn)品回收［3］。

布什維爾德雜巖體大約是與影響到非洲大陸大部分地區(qū)的強(qiáng)烈造山運(yùn)動（埃布尼亞造山運(yùn)動（1 850±250）Ma）同時侵入的。這次造山運(yùn)動在西非最明顯，如象牙海岸、馬里、塞內(nèi)加爾和毛里塔尼亞等。在加蓬南部一系列侵入到基底片麻巖的偉晶巖的年齡同象牙海岸及西北地區(qū)的相一致。在東非一些線性造山帶（活動帶）的年齡為1 600～2 100 Ma，如林波波、贊比亞和莫桑比克造山帶?？傊?，（1 850±250）Ma的造山帶巖系遍及非洲南部和西部［3］。

中元古代：自從埃布尼亞造山運(yùn)動結(jié)束以來，非洲的一些陸塊一直是穩(wěn)定的，如羅德西亞—德蘭士瓦克拉通。晚期的沉積巖和火山巖（直到現(xiàn)在基本上只歷經(jīng)了造陸運(yùn)動），就覆蓋在布什維爾德雜巖體之上。著名的石英－卵石（U－Au）礫巖就夾于其中，克拉通內(nèi)的弗朗斯維爾盆地（加蓬的蒙納納）產(chǎn)有3個著名的砂巖鈾礦。中非一些地區(qū)地槽（基巴拉）沉積是基巴拉造山運(yùn)動（1 100±200）Ma所致，其中有構(gòu)造前期（1 300Ma）和構(gòu)造同期（1 250Ma）的花崗巖侵入，對鈾成礦再轉(zhuǎn)移富集也有一定影響［3］。

新元古代：泛非造山運(yùn)動 （550±100）Ma導(dǎo)致晚元古代地槽沉積巖的變形及基底巖石的更生，產(chǎn)于冒地槽陸棚的加丹加巖系的銅礦及鈾礦，經(jīng)受了強(qiáng)烈褶皺，著名的扎伊爾欣科洛布韋鈾礦即在其中。在納米比亞的達(dá)馬拉活動帶是一個區(qū)域變質(zhì)很強(qiáng)烈的優(yōu)地槽巖系，羅辛鈾礦床即在此［3］。

顯生宙的克拉通蓋層：在南非的卡魯盆地卡魯巖系（厚7 000 m）中已發(fā)現(xiàn)許多鈾礦產(chǎn)地。在尼日爾的石炭紀(jì)河流－三角洲砂巖中發(fā)現(xiàn)大中型鈾礦床3個。有利鈾成礦巖石分為兩種：1）產(chǎn)鈾母巖附近的古、新近紀(jì)陸相碎屑巖；2）深成巖和火山巖，晚古生代到中生代以及古、新近紀(jì)較年輕的花崗巖環(huán)狀雜巖體［3］。

1.2 北美洲

從地質(zhì)上看，北美大陸由北美克拉通組成，周圍有3個大的地槽雜巖體，它們在各地質(zhì)時代已發(fā)生變形，構(gòu)成現(xiàn)在的阿帕拉契亞、因紐梯亞和科迪勒拉造山帶。這些造山帶部分由墨西哥灣、大西洋和北極海岸平原環(huán)繞［3］。

加拿大地盾是克拉通裸露部分，包括加拿大將近一半面積和美國明尼蘇達(dá)、威斯康星、密執(zhí)安部分地區(qū)。它可再細(xì)分為蘇必利爾、斯拉夫、貝爾、丘吉爾、奈因、格倫維爾和南部構(gòu)造省。地盾的太古宇含有已發(fā)生褶皺變質(zhì)為克諾拉造山帶的花崗巖侵入的沉積巖和火山巖（克諾拉造山運(yùn)動2 600～2 200 Ma）。在加拿大元古宇分成3個階：阿非比亞、赫利基亞和哈德賴尼亞階。阿非比亞階既是太古宇之上的克拉通覆蓋（碎屑沉積物），又是地槽沉積，其最底部是在缺氧的條件下沉積的， 具有巨厚的含鈾黃鐵礦石英卵石礫巖層（如在埃利奧特湖），在最大的鈾礦床的鄰近地帶已發(fā)現(xiàn)酸性火山巖中心。阿非比亞晚期（1 850～1 650 Ma）的哈得孫造山運(yùn)動影響了大部分丘吉爾、貝爾和南部構(gòu)造省。加拿大地盾中脈型鈾礦床的分布在空間上與阿非比亞/赫利基亞階不整合面有聯(lián)系［3］。

赫利基亞階主要由哈得孫造山帶之上的覆蓋巖層組成。赫利基亞斜長巖體是在埃爾森尼造山運(yùn)動時期（約1 370 Ma）侵入的，格倫維爾成礦省的赫利基亞因格倫維爾造山運(yùn)動（約955 Ma）而受影響。與埃爾森尼亞和格倫維爾造山運(yùn)動有關(guān)的鈾礦床主要具有花崗巖的深熔特征。在造山運(yùn)動后期，侵入的一些碳酸鹽雜巖中也含有鈾［3］。

科羅拉多山脈是一個高原地區(qū)，許多地方都有沉積巖、花崗巖、火山巖和變質(zhì)巖出露。沉積巖從古生代至古近紀(jì)都有， 其中以三疊紀(jì)和侏羅紀(jì)的河積砂巖對鈾的礦化作用影響最大，鈾礦蘊(yùn)藏量十分豐富。美國和墨西哥的海岸平原砂巖顯示鈾成礦潛能，其他類型的表生鈾成礦現(xiàn)象也有可能存在［3］。

2 地質(zhì)演化與鈾成礦關(guān)系

整個太古宙是地球原始陸殼形成階段，隨著地殼的變厚硅鋁物質(zhì)逐漸往上地殼遷移。這些硅鋁物質(zhì)早期富鈉，形成奧長花崗巖、云英閃長巖及灰色片麻巖；晚期富鉀，形成花崗閃長巖、二長花崗巖和鉀長花崗巖。這類富鉀巖石可以是侵入的深成巖，也可以是混合交代巖，它的出現(xiàn)標(biāo)志著太古宙地殼演化階段的結(jié)束。太古宙末期鉀質(zhì)花崗巖的產(chǎn)生將鈾和其他親石元素帶到地殼上部，使鈾元素在巖石中的豐度從＜1 g·t-1增到5～6 g·t-1以上，甚至于＞10 g·t-1。北美、澳大利亞、加拿大或巴西、南非在基底巖石中都有這類富鉀花崗巖石出露。許多學(xué)者注意到，許多產(chǎn)于顯生宙地質(zhì)體中的鈾礦（不論是沉積型、熱液型或其他類型）在其前寒武紀(jì)基底中也有這類富鉀花崗質(zhì)巖石出露。這是太古宙末期鈾的第一次增量。這一事件不但直接關(guān)系到古元古代地層中鈾礦的形成，而且為隨后年代的地質(zhì)作用過程中成礦提供物質(zhì)基礎(chǔ)。我們把這類巖石出現(xiàn)的多少作為衡量太古宙基底巖石演化“成熟度”的主要標(biāo)志。

南非的卡普瓦爾克拉通在3 000 Ma前后就出現(xiàn)了地球上最古老的地臺蓋層性質(zhì)的沉積巖層，著名的維特瓦特斯蘭德含金、鈾礫巖型礦床就產(chǎn)在這套蓋層沉積物底部的河湖三角洲相石英卵石礫巖層中。西澳大利亞和加拿大地盾一些地區(qū)這套地臺蓋層是在距今約2 500Ma左右的造山運(yùn)動（相當(dāng)于中國阜平運(yùn)動）之后才開始形成。古元古界對于鈾元素來說是一個具有全球性的重要含礦層位。因此太古宙陸殼開始穩(wěn)定時間的早晚對于鈾元素從古陸殼往古元古界的轉(zhuǎn)移是至關(guān)重要的。這種繼下（對太古宙古陸殼而言）承上（對古元古界成礦元素而言）的親緣關(guān)系是十分明顯的。

鈾通常與巖石圈中偏酸性的巖石相伴生。隨著巖石中酸性程度的逐漸遞增，鈾克拉克值也逐漸增加，不同巖石類型鈾豐度的平均值列于表1。

表1 不同巖石類型鈾豐度平均值［4］Table 1 Uranium average abundance in different types of rocks［4］

如表2所示，鈾的豐度比稀有金屬如鈰和釔的豐度還要低，鈾也同其他親石元素一樣，是通過地殼活動過程如風(fēng)化、沉積和變質(zhì)作用等疊加富集的［5］。

表2 幾種元素的豐度［5］Table 2 Abundance of some elements［5］

表3 鈾在巖石中的豐度［5］Table 3 Uranium abundance in rocks［5］

此外一些富堿的花崗巖、火山巖、次火山巖含鈾量比花崗巖鈾的克拉克值要高得多，此種情況在世界許多地區(qū)都存在。由表3可見，鈾在地殼內(nèi)富集的程度，與大部分其他元素一樣也有高低之分。一個明顯特點是，鈾礦成礦省區(qū)的巖石，在以后的地質(zhì)時期里，鈾元素的含量要比其他區(qū)域或地區(qū)的高，如北美地區(qū)的科羅拉多高原，懷俄明至猶他州地區(qū)，加拿大的一些鈾成礦區(qū)，以及非洲的許多地區(qū)。在這些地區(qū)，前寒武紀(jì)的花崗巖和偉晶巖放射性異常廣泛分布，或是在后期造山作用受到遷移或重新分布。高地球化學(xué)本底數(shù)對鈾礦床形成是先決條件［5］。

準(zhǔn)整合礦床內(nèi)常有晶質(zhì)鈾礦呈碎屑狀產(chǎn)出，礦層或礦體內(nèi)有時還可見到沉積作用的特征，并且沒有發(fā)現(xiàn)供給通道明顯的巖漿來源［5］。因此那些礦床被認(rèn)為是砂巖層內(nèi)滲濾作用成礦。

除科羅拉多高原和美國海岸平原成礦省之外，世界上主要的鈾礦床相當(dāng)一部分產(chǎn)于前寒武紀(jì)巖石內(nèi)，并且是產(chǎn)于前寒武紀(jì)時代，這些類型的礦床提供了50%以上的儲量［6］。前寒武紀(jì)時代等于顯生宙所經(jīng)歷時間的8～9倍［6］，這一理由無疑是關(guān)鍵點。安哈尤塞等提出地殼早期發(fā)生一個熱變化使得 “易揮發(fā)的成分（包括形成花崗巖的全部元素）向地表上升，此早期熱變化對形成前寒武紀(jì)初期中酸性熔巖類起了重要作用，且往后的地質(zhì)時期內(nèi)沒有重復(fù)出現(xiàn)［6］。上述兩種巖類巖體大概就是形成單礦含鈾礫巖的主要母巖，或是顯生宙許多形成類似美國諸州型鈾礦床的蝕源區(qū)。另一方面，伴隨熱變化的活動引起對流，可能會加速地幔和地殼物質(zhì)的演變。在南非沉積盆地的柱狀圖上，可見在多米尼安—里夫巖系有二、三千米厚的酸性火山熔巖，然后是不整合面，再后為維特瓦特斯蘭德等巖系，往上還有兩個不整合面，巖石中也有中酸性火山熔巖夾層，這些酸性-中酸性熔巖或次火山巖可理解為地球熱點或地幔柱的表現(xiàn)。

圖2 北美新元古代地槽和美國主要鈾礦床Fig.2 Neoproterozoic geosyncline in North America and main uranium deposits in USA注：1哩＝1.609 km

舒徹特1923年提出北美新元古代地槽鈾的分布（圖2、3）。從圖中可見除墨西哥灣沿岸和班克洛夫特地區(qū)偉晶巖的那些礦床外，全部鈾礦床都產(chǎn)在所敘述的盆地內(nèi)［6］。

圖3 北美新元古代地槽和加拿大主要鈾礦床Fig.3 Neoproterozoic geosynclines in North America and main uranium deposit in Canada

圖4 北美前寒武紀(jì)地質(zhì)演化圖Fig.4 The geology evolution of the Precambrian in North America

圖4是由米爾伯格根據(jù)同位素年齡繪制，圖中帶有陰影的地區(qū)是2 500 Ma以前北美大陸的最小面積，因為測定年齡樣品的相對位置都位于該區(qū)內(nèi)；劃線的地區(qū)已知其下伏巖層同位素年齡等于或大于100 Ma。從圖中可見美國懷俄明和加拿大蘇必利爾及大奴湖成礦省的克拉通的分布［5-6］。由此說明科羅拉多高原鈾成礦區(qū)和加拿大克諾蘭期克拉通之間可能有一定的聯(lián)系。

而所有主要的準(zhǔn)整合（如埃利澳特湖—布蘭德河）都產(chǎn)在克拉通內(nèi)或在其附近，看不出受后期造山運(yùn)動（如克諾蘭運(yùn)動2 400～2 600Ma以及赫德森運(yùn)動1 640～1 860Ma）有重大影響或干擾。

若地球地殼歷史的早期，地殼外部部分或完全熔化，且有較多的揮發(fā)元素向地表遷移，鈾有可能在前寒武紀(jì)最早時期地表濃集，優(yōu)先產(chǎn)于最古老的前寒武紀(jì)巖石中。同時也可推測，并不是全部前寒武紀(jì)早期的巖石都有鈾礦床產(chǎn)出［6］。

斯蒂夫等對科羅拉多鈾礦床的礦石礦物年齡測定研究表明，鈾在最初沉積作用后接著發(fā)生了運(yùn)動，測到新鮮晶質(zhì)鈾礦年齡為65 Ma，致使在侏羅紀(jì)建造以外地區(qū)又發(fā)現(xiàn)大量鈾礦。實際上礦化作用可能主要有兩個時期，分別為210 Ma和110 Ma，使科羅拉多高原礦化不斷發(fā)生改造，一直持續(xù)到最近的20Ma以前［7］。

鉛的不同同位素的豐度可能提供早期大規(guī)模地殼均質(zhì)作用的進(jìn)一步證據(jù)，因為這些鉛同位素均是同一來源。前寒武紀(jì)早期的巖石可能是這種來源［5］。已知大約90%的礦石儲量產(chǎn)于前寒武紀(jì)早期地質(zhì)體近地表的巖石區(qū)域環(huán)境中，這是尋找鈾礦的首選地；伴隨造山運(yùn)動，花崗巖質(zhì)巖類的形成、變質(zhì)作用、花崗巖化和混合巖化的顯生宙地槽也可能有鈾成礦和礦床出現(xiàn)，這是找鈾次選地。

3 非洲、北美洲鈾資源及鈾礦床特征綜述

北美洲3個國家301個礦床，占世界鈾礦床的29.54%；非洲20個國家140個礦床，占世界鈾礦床的13.74%［8］。

在北美加拿大發(fā)現(xiàn)命名為元古宙不整合面型鈾礦床，成因上均與赫利基亞時期（中元古代）阿薩巴斯卡組陸相正石英巖的沉積作用之前或在沉積作用時的風(fēng)化間隔有關(guān)［3］。筆者認(rèn)為雖鈾礦床在不整合面上、下分布，但類似于層狀夾在上、下巖系之間，故可歸類于準(zhǔn)整合型礦床。

表4 5萬t級以上不同類型鈾礦床及其區(qū)域分布［8］Table 4 Distribution of uranium deposits over 50 000 tU in theworld［8］

表4中非洲有1處侵入巖中的礦床，即納米比亞的羅辛礦床，實際是偉晶狀花崗巖－白崗巖－或偉晶巖型鈾礦床，是達(dá)馬臘優(yōu)地槽活動帶經(jīng)強(qiáng)烈褶皺回返，受深變質(zhì)-超變質(zhì)-深熔作用擠入和（或）交代，位移不大，或原地形成的白崗巖、花崗巖的產(chǎn)物。對晶質(zhì)鈾礦、鈾鈦磁鐵礦和黑云母的年齡測定表明，這些變質(zhì)和褶皺（亦從偉晶巖歷史推斷）是在一個比較短的時間范圍內(nèi)產(chǎn)生的，即（510±40）Ma。羅辛鈾礦床是世界第2個最大型鈾礦床（僅次于澳大利亞的奧林匹克壩鈾礦床，成因奇特），產(chǎn)于太古宙克拉通邊緣陸棚的地臺蓋層的復(fù)礦砂礫質(zhì)巖，伴有 Cu、Au、Ag，成礦時代為中元古代，俗稱雜巖角礫鈾礦床。實際上在加拿大地盾有廣泛分布的花崗偉晶巖相和偉晶巖體中都有鈾礦產(chǎn)出，最著名為班克羅夫特地區(qū)，按加拿大礦床分類為火成巖和變質(zhì)巖中的浸染型礦床和脈型礦床，筆者認(rèn)為即屬表4中侵入巖類型（把羅辛礦床劃為侵入巖不甚合適）。只是北美鈾礦床儲量較小（未達(dá) 5×104tU），若降低到1×104～2×104tU或再小一些，表4即有此類礦床，這是因為分類不同所致。

加拿大產(chǎn)于火成巖和變質(zhì)巖中的浸染型礦床如雷克斯帕爾礦床，分布在晚古生代粗面凝灰?guī)r、角礫巖和巖流中，礦化帶中含有細(xì)粒晶質(zhì)鈾礦，局部有螢石，綠色片巖相發(fā)生區(qū)域變質(zhì)。安大略省尼皮辛湖地區(qū)可見鈾鈮共生。

整個加拿大地盾的花崗偉晶巖相和偉晶巖體中都有鈾礦化，區(qū)域變質(zhì)巖及受格倫維爾造山運(yùn)動（950 Ma）強(qiáng)烈作用是鈾成礦的重要因素。

此外，加拿大的脈型鈾礦，其礦物組合復(fù)雜，構(gòu)造斷裂橫切了晚阿非比亞期或早赫利基期的變質(zhì)沉積巖和火山巖層。據(jù)推斷該火山巖層是與具有特殊鈾礦價值的大熊湖巖基的噴發(fā)巖同位層，代表性礦床有雷羅克鈾礦床。

上述鈾礦類型圍巖有火山巖、熔巖、沉積變質(zhì)巖、綠片巖、片麻巖和花崗巖類等，在有利構(gòu)造-斷裂裂隙作用下，鈾和其他元素經(jīng)活化位移濃集成礦。從這一觀點來看，類似于元古宙不整合面型鈾礦，筆者稱之為準(zhǔn)整合型，南澳大利亞奧林匹克壩鈾礦床也可歸入此類［3］。

元古宙不整合面型鈾礦床，分布在加拿大拉比特湖、克拉夫湖、凱湖、 科林斯灣、中西湖和莫里斯灣等地，全部分布在薩斯喀徹溫省。這些礦床具有某些共同的特征，在成因上均與赫利基亞時期（中元古代）阿薩巴斯卡組陸相正石英巖的沉積作用之前或在沉積作用時的風(fēng)化間隔有關(guān)。最初在陸棚環(huán)境下沉積于太古宙結(jié)晶基底之上。這類巖石被河積砂巖和卵石礫巖組成的阿薩巴斯卡組覆蓋。主要礦石礦物為膠狀瀝青鈾礦，含釷很少，覆蓋層有時也見到鈾礦化，鈾礦床形成受剪切和斷層作用影響是很值得注意的特征。在拉比特湖， 礦化年齡 “最老”是1 240 Ma， “最年輕”是190 Ma；在克拉夫的鈾礦帶，鈾 礦 的 原 生 沉 積 在1 000～1 400 Ma之間，但也有較老和較年輕的年齡，大部分礦床礦物趨于單一，主要為瀝青鈾礦，另含少量黃鐵礦、黃銅礦及方鉛礦等［3］。

非洲的礦床和鈾礦點眾多（圖5）。典型的例子是含鈾石英卵石礫巖產(chǎn)于南非的威特沃特斯蘭和多米尼安—里夫巖系，鈾作為采金的副產(chǎn)品回收，其鈾在世界鈾產(chǎn)量中占相當(dāng)大的比重。砂巖型鈾礦在加蓬和尼日爾等地也相當(dāng)引世人重視。羅辛的偉晶花崗巖-白崗巖型浸染狀鈾礦可與加拿大的偉晶巖型鈾礦對比，兩者十分類似［3］。加拿大的含鈾-金石英卵石礫巖型礦床的儲量也非?？捎^，與南非的含鈾-金石英卵石礫巖十分類似。砂巖型鈾礦在北美洲美國與非洲砂巖鈾礦的成礦機(jī)理也很類似，盡管成礦時代和地層有差異，但都是屬于美國本部諸州型鈾成礦模式。

圖5 非洲鈾礦床和礦點［3］Fig.5 Uranium deposits and ore occurrences in A frica［3］

含鈾石英卵石礫巖為沉積在前寒武紀(jì)古陸內(nèi)部盆地中的陸緣沉積。古陸殼早期存在是形成這種礦床的有利條件。加拿大埃利奧特湖—布蘭德河礫巖年齡估計為2 100～2 500 Ma；南非維特瓦特斯蘭德礫巖晚于3 100 Ma，早于2 300 Ma。

南非多米尼昂—里夫—霍里安的晶質(zhì)鈾礦為3 100 Ma，維特瓦特斯蘭德主要礦化年齡為2 080 Ma以前。這似乎支持沉積礦物再造或者當(dāng)時晶質(zhì)鈾礦是從溶液中沉淀的觀點［6］。晶質(zhì)鈾礦最晚形成于100 Ma以前。

加拿大埃利奧特湖—布蘭德河礦區(qū)的鋯石和獨(dú)居石公認(rèn)為沉積的礦物，其年齡為2 500Ma，比晶質(zhì)鈾礦的年齡要老，后者最老的為1 700～2 500 Ma，最新的約為600 Ma。不同期結(jié)晶或重結(jié)晶的晶質(zhì)鈾礦的年齡看來在某些方面與主要造山活動有關(guān)［3］。

加拿大的主要鈾礦資源都產(chǎn)于石英-卵石礫巖中，賦存在地臺型休倫統(tǒng)（古元古界）基底150m范圍之內(nèi)。休倫統(tǒng)是在海退海蝕旋回情況下沉積的，每一后成旋回又進(jìn)一步海侵到主要為花崗巖地區(qū)的蝕源區(qū)，這個花崗巖蝕源區(qū)即是鈾、釷及金等的來源。這些礦床通常被認(rèn)為是原生共成砂礦，因為沉積環(huán)境的還原條件可以解析碎屑鈾礦物的存留情況［3-4］。

（待續(xù)）

Introduction to uranium metallization in Africa and North America

WANG Muqing
（Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China）

Precambrian crystalline basement has been well developed in Africa and North America and the uranium source rocks are widely distributed which are favorable for uranium metallization. Significant uranium mineralization is very similar in the two continents of longmineralization time and various types of uranium deposits.

Diwa；tectonic activation；uranium metallization；uranium source rocks

P611；P619.14

A

1672-0636（2015）01-0001-08

10.3969/j.issn.1672-0636.2015.01.001

2014-02-18

王木清 （1933—），男，廣東興寧人，高級工程師 （研究員級），主要從事鈾、金成礦規(guī)律研究。E-mail：muqingwang@sina.com