納米比亞白崗巖型鈾礦成礦地質(zhì)特征及控礦因素

納米比亞白崗巖型鈾礦成礦地質(zhì)特征及控礦因素

湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三0二大隊(duì)夏臘生

2012年《建材發(fā)展導(dǎo)向》10月

合同號(hào)：YY1117328摘要：通過對(duì)搜集到的納米比亞達(dá)馬拉造山帶相關(guān)地質(zhì)資料綜合分析，結(jié)合野外實(shí)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(duì)納米比亞白崗巖型鈾礦成礦特征、規(guī)律進(jìn)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(jié)論。關(guān)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(nèi)鈾資源豐富，白崗巖型和鈣結(jié)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(guó)鈾資源量的80%左右。納米比亞最重要的產(chǎn)鈾地質(zhì)構(gòu)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(nèi)。一、區(qū)域地質(zhì)背景達(dá)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(gè)主要構(gòu)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(shí)代相近的贊比亞一扎伊爾的Lufilian帶相接。達(dá)馬拉造山帶的沉積作用、構(gòu)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(gòu)造中，伴有碎屑沉積作用和局部的長(zhǎng)英質(zhì)火山活動(dòng)，接著是細(xì)碎屑巖、碳酸鹽巖、陸棚沉積巖和濁積巖的沉積。巖石的變質(zhì)作用達(dá)中高變質(zhì)的角閃巖相。在沉積作用之后的主要火成活動(dòng)包括花崗巖的侵入，自早期約650Ma的同構(gòu)造、片麻狀花崗巖類型到500Ma左右時(shí)的構(gòu)造期后如白崗巖類型。達(dá)馬拉造山作用后，該區(qū)基本處于較穩(wěn)定的構(gòu)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(dá)馬拉期后侵入活動(dòng)較弱，見有一些粗玄巖和細(xì)晶巖沿?cái)嗔逊植?。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(shí)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(zhǎng)巖、流霞正長(zhǎng)巖、流紋巖、閃長(zhǎng)巖、苦橄巖、凝灰?guī)r、輝長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)英質(zhì)火山巖、碎屑巖）；Barby組（鐵鎂質(zhì)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(guān)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?；▽鶐r（Gamsbery巖系，Sonntay,Nubib和其它花岡巖；Honmoed花岡閃長(zhǎng)巖及其組合巖石。NAMAQUA變質(zhì)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(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖、超鐵鎂片巖、片麻巖、正角閃巖；Piksteel花岡閃長(zhǎng)石、混雜有Weener石英閃長(zhǎng)巖；Alberta雜巖及相關(guān)侵入巖［正角閃巖、

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

Karibib1000大理巖、鈣硅質(zhì)巖、泥質(zhì)和半泥質(zhì)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(zhì)巖、含礫片巖、石英巖、含鐵石英巖、混合巖UgabRossing200大理巖、泥質(zhì)片巖和片麻巖、云母角閃片巖、混合巖、鈣硅質(zhì)巖、石英巖、變質(zhì)礫巖NosibAE舊ABIS雜巖Khan1100混合條帶斑點(diǎn)石英長(zhǎng)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(zhì)礫巖Etusis與體3000片麻狀花r片麻巖、/石英巖、變質(zhì)礫巖、泥質(zhì)和半泥質(zhì)片巖和片麻巖、混合巖、石英長(zhǎng)石輝石角閃片麻巖、鈣硅質(zhì)巖、變流紋巖崗巖、眼球狀片麻巖、石英長(zhǎng)石片麻巖、泥質(zhì)片巖和昆合巖、石英巖、大理巖、鈣硅質(zhì)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(dá)馬拉帶的變沉積巖中的花崗巖可劃分為5個(gè)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(zhǎng)巖、花崗巖、二長(zhǎng)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(gòu)造納米比亞白崗巖型鈾礦主要位于達(dá)馬拉帶次級(jí)構(gòu)造單元中央帶南部區(qū)和奧卡漢賈線形帶（OkahandjaLineament）內(nèi)，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(gòu)造線方向?yàn)楸睎|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(gòu)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(shí)別，最早期褶皺為北西向，后期的褶皺方向?yàn)楸睎|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(zhǎng)約4km,鉆探控制的礦化埋深超過1000m。圖1羅辛礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)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?jī)A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(rèn)的鈾礦化區(qū)，南北長(zhǎng)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(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀為主，在區(qū)域構(gòu)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(gòu)造活動(dòng)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(gòu)造控制，且該后期構(gòu)造以近直角切穿早期構(gòu)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(zhì)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(dá)馬拉期阿巴比斯組混合花崗巖或達(dá)馬拉期艾比西斯組變質(zhì)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(nèi)側(cè)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(guān)，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(guān)的白崗巖可劃分為A、B、C、D、E和F六個(gè)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(guān)，鈾礦化與含礦白崗巖脈幾乎呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，近極少量鈾礦化產(chǎn)在白崗巖脈旁側(cè)變質(zhì)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(gòu)造204.97.613.0D白色，不規(guī)則，中粗粒結(jié)構(gòu)，煙晶4.811.54.910.1C淺粉紅色，中等-偉晶結(jié)構(gòu)，兩種長(zhǎng)石，石英見有裂隙B白色，細(xì)粒-偉晶結(jié)構(gòu)，香腸構(gòu)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(xì)粒結(jié)構(gòu)，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(zhǎng)石與煙灰色石英各半。礦石成分多且復(fù)雜，鈾主要以晶質(zhì)鈾礦形式存在，少量為鈮鈦鈾礦和牡鈦鈾礦，它們呈微細(xì)顆粒產(chǎn)于造巖礦物石英和長(zhǎng)石的間隙中。副礦物有錯(cuò)石、磷灰石、獨(dú)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(duì)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(guān)系，認(rèn)為白崗巖是在角閃巖相變質(zhì)作用時(shí)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(zhì)作用減弱并有脆性變形的時(shí)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(guān)。結(jié)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(rèn)為這種侵入白崗巖巖漿與起著一個(gè)地球化學(xué)反應(yīng)障的羅辛組大理巖發(fā)生反應(yīng)。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(zhì)鈾礦是在巖漿期結(jié)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(zhì)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的高峰期間。由于白崗巖漿的密度比上部沉積變質(zhì)巖低得多并伴隨有高揮發(fā)性組分，它們可以在適當(dāng)?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(jié)晶出晶質(zhì)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(guān)，其侵位構(gòu)造為由塑性變形到脆性變形的過渡；同時(shí)，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?。话讔弾r在與該層位大理巖接觸，導(dǎo)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(jié)論結(jié)合野外觀察，綜合上述各種觀點(diǎn)及鈾礦物存在形式特征，認(rèn)為原始富鈾的沉積變質(zhì)巖和多期次的花崗巖化作用是白崗巖型鈾礦成礦的基礎(chǔ)，造山作用后期巖漿重熔作用過程中結(jié)晶的晶質(zhì)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(zhì)鈾礦或以晶質(zhì)鈾礦-螢石脈產(chǎn)出的鈾礦化，形成了鈾礦化預(yù)富集；巖漿