非洲和北美洲铀成矿概述（续前）.pdf

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1、 第 2期 王木清 非洲和北美洲铀成矿概述 续前 6 5 可相 比对 一些 矿床的伴共 生成 矿 元 素 如 A u C u Mo V N b Y R e T h等 也基本 上相 同 砂岩型铀矿在美 国西部诸州型者 闻 名 于世 历 史 悠 久 在 世 界 找 矿 方 面 有 指 示 作用 在 非洲大陆也不断有新 发现 如尼 日 尔 加蓬 阿尔及利亚等最著名 其他一些 地 区 含马达加斯加 也具潜力 元古 宙不整 合 面型铀 矿是加拿大在二 十世纪七 八十年 代先后 突破 找到许多这种类 型的大 中型矿 床 为世 人注 目 非洲大 陆也具 此类矿床潜 能 其具有 如加 拿大 地盾 区的古 陆块

2、 出露 这是最基本 的条件 此外有断块运 动配合对 成矿 有利 加拿大 对火成 岩一 变质 岩 中浸 染 状 脉状和伟晶岩相和交代 型铀矿划分较 细 研 究 也 较 深 入 其 中伟 晶 岩 相 铀 矿 分 布 比较 广泛 但 以苏 必利尔和格伦维 尔成矿 省最集 中 在斯 拉夫一丘吉尔成矿 省也有分 布 经 济价值较大 这是 可与非洲纳米 比亚 的罗辛 铀矿床相 比对 的 但 后者储量 巨大 加 拿大 的铀 矿 床 以 中小 型 为 主 大 型 不 多 罗 辛 铀 矿产于伟 晶花 岗岩 伟 晶岩 白岗岩 微细 粒晶质铀矿散布于上述 岩石 中 且矿床周 围 次 生 富集 铀 也 占有 相 当

3、大 比重 外 围 表 生 含 铀钙 结岩也 不少 加拿 大伟 晶岩分 非带 状 带状 两 种 前者又分红色伟 晶岩 含铀钍矿 品质铀矿 钍石 褐帘石 曲晶石 白色伟 晶岩 含晶质铀矿 铀钍矿 铌钛铀矿 黑稀 金矿 褐帘石 后者主要为带 状 伟 晶岩 含 烧绿石 铌钛铀矿 褐帘石 铌铁矿 钽铁 矿 达 马拉上群 为优地槽沉 积相 可分 成诺 西布群和较年 轻的斯瓦科普群 前 者成 分主 要为砂屑 后者 由泥质和碳质组成 它们沉 积 在 花 岗片 麻 岩 片 岩 基 底 上 含 有 前 寒 武 系阿巴比斯组的残体 产有罗辛矿 床的达马拉上 群岩性和其 花 岗岩化同位层 的简要描述见表 6 l 3

4、达 马拉 上群岩石 已发 生高度褶皱 和区域 变质 广泛 的花 岗岩化 混合岩化 构造 同 期 晚 期 期 后 花 岗 岩 和 片 麻 岩 的许 多 相 已 被识别 红 色花岗片麻岩很重要 与矿 化伟 晶岩 白岗岩空间上密切 表 明有亲缘关系 变质程度 向活动带 中心 逐渐增加 包含许 多 表 6 罗辛矿床达马拉上群岩性和花 岗岩化 同位层 Ta b l e 6 Li t h o l o g y a n d g r a n i t i z a t i o n o f Da m a r a g r o u p i n Ri J s s i n g d e p o s i t 花岗岩化 群 岩 性

5、 同位岩 层 斯瓦科普泥质 和半 泥质 的石英一黑 云母 片 主 要是 萨勒 岩和片麻岩 含有各种变 种矿物姆 和唐 克 霍 集合体 混 合岩 钙质 花 岗霏 细克 花 岗 岩和 岩和硅酸盐岩 石英岩 砾岩 大片麻岩 理岩 和冰积岩在下部建造 诺西布 闪石一 黑 云母 片岩 和片 麻岩 带 红 色 花岗 状 和 杂 色石 英 一 钾 微斜 长石 一 辉岩一 片 麻岩 石一角闪 石片麻 岩 石英 岩 砾白 岗片 麻 岩 岩 石 英 长 石 质 片 麻岩 混 合和伟晶岩 岩 少量泥质片岩和大理岩 穹 隆和广泛花 岗岩化 深熔作用强烈 可塑 性 占优势 这些 现象很具特色 比加拿大 的 格伦维尔成矿

6、省 的构造运动 花 岗岩化强烈 得多 这些岩石在结 晶期 进行 分离 产生 了 富挥发份 和岩石组 份的富钾熔体 最后形成 白岗岩 伟晶花 岗岩和伟 晶岩呈非带状分布 它 们 都 含 铀 主 要 的 同生 含 铀 矿 物 是 晶质 铀 矿 在粒 间产 出 只有少量在石英 内 长石 内更少 铌钛铀 矿和钛铀矿罕见 少量副矿 物 为磷 灰石 锆石 独 居石 铌钇磁铁 矿 金 红石 黄铁矿 黄铜 矿 云母 辉 钼矿 榍石 绿泥石等 是一个 强变质深熔作用引 起 的低 品位 储量 巨大的铀 矿床 另在罗辛 南部 的原生矿床 和沙漠下钙结矿 亦赋 附加 铀 矿量 因为取 自地 表下 5 0 c m 深处

7、 样 品给 出 铀 地 化 异 常 广 泛 存 在 一 般 平 均 值少 于 2 0 1 0 从 中一 上 新 世 到 现 在 有 利 的构 造 缓 升 和气候变化 是造成铀次生富集 的有利条 件 非洲大部分铀资源赋存于南非 的石英一 卵 石 A u U砾岩 中 二十世纪七十年代后在尼 日 尔 加蓬 阿尔及利 亚陆续发现砂岩型铀矿 以及纳米 比亚罗辛 白岗岩型铀矿床 使铀 资 源快速增加 从 地质角度看 非洲大 陆有利 于所有类 型铀矿 产出 不整合面型铀矿有潜 在价值 北美洲铀资源 主要是两大类 石英一 卵石砾岩型和砂岩型 前者在加拿大 后者 在美 国 二十世 纪七 十年代加 拿大找到不整

8、6 6 世 界 核 地 质 科 学 第 3 2卷 合 面型铀矿并取得 相 当 巨大成功E 3 8 3 其他一 些类型的铀矿也有相 当的潜能 值得重视 非洲 和 北 美 洲 产 出 的铀 矿 床 地 质 特 征 的 某些 相似性 见表 7 表 7非洲和北美洲铀矿床地质特征的某些相似性 Ta b l e 7 S i mi l a r i t i e s o f g e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f u r a n i u m d e p o s i t i n Af r i c a a n d No r t h Am e r i

9、 c a 5 结束语 非洲 和北美洲大陆都具有相 当大面积 的 克拉通分布 有较多早前 寒武纪 的古陆块散 布其间 有 比较广泛强烈的碱性花 岗岩化 和 混合岩化 有多条花 岗岩一 绿岩带 并有较广 泛 的岩浆侵入 交代和喷发活动 这些特 征 因素导致两者 铀成 矿类型有 许多相 似之 处 比如石英一 卵石 A u U砾岩型 伟晶岩一 伟晶花 岗岩一 白岗岩型和砂岩型 的成矿作用过程 成 因 矿石矿物组 份等等都可相对照 而不整 合 面型发 现开发历史相对较短 加拿大 已首 先 突 破 并 已取 得 骄 人 成 果 从 成 矿 条 件 看 非 洲也具有此类矿的潜能 有待发现 全球 已知有 4个

10、地 区的古元古代含 A u和 或 U的石英一 卵石砾岩型矿床具有经济价值 第 2期 王木清 非洲和北美洲铀成矿概述 续前 6 7 其地层 覆 盖 在 早 前 寒 武 纪 的 克 拉通上或毗 邻 克 拉 通 地 区 如 南 非 兰德 地 区 2 5 0 0 2 8 0 0 Ma 多米尼安一里夫地区 3 0 0 0 Ma 加拿大休 伦 湖 区 2 4 0 0 2 6 0 0 Ma 巴西雅 科 比纳地区 2 3 0 0 2 4 0 0 Ma 和加拿大西北 地区亨尼克湖 2 4 0 0 Ma 其 中前两个地 区占 世界铀矿储量大约 6 0 可见此类型铀矿的重 要性 此类型矿床成 因相似 所含 的金 和

11、铀 主要 是碎 屑 成 因的 非洲铀矿各类 型随着纳米 比亚罗辛伟 晶 花岗岩一 白岗岩铀矿的发现 以及尼 日尔 加 蓬等 国砂岩铀矿 的异军 突起 所 占比例可能 有较大变动 但是南非砾岩 型铀矿 的领军地 位在 比较长的时间内难 以改变 美 国砂岩型铀矿 以美 国西部诸 州型为代 表 科 罗拉多高原地 区一直 是主要 的铀矿生 产区 储量约 占总储量 7 5 约有 1 0 储量大 致 等量地 分布 在平 原地 区和落基 山脉 地 区 铀矿 区盆地基 底岩石都是 由早前寒武 纪结晶 岩系组成 往往 与加拿大地盾 区南部 隐显相 连 3 7 加拿 大格伦维尔成矿省 主要产有伟 晶岩 铀矿床 班

12、 克罗夫特一 比弗 洛支一般 为碱 性 花 岗岩分布 区 其高温铀矿化有一种相似性 岩石 中富含钍 其碱性 成分 比一般 花岗岩高 一 倍多 在正长岩 中 其 钾钠 比值通 常大于 一 般花 岗岩 这种碱 性地质体所具铀资 源潜 力值得关注 加拿 大伟 晶岩铀矿有红 色和 白 色两种 可供生产 的含铀伟 晶岩呈红 色 红 色伟 晶岩含碱 比 白色伟晶岩多 这种现象 正 如罗辛矿床 中的伟 晶岩一 白岗岩一伟 晶白岗 岩含铀时多呈红色 并 且空间分布上与红 色 花 岗片麻岩有 紧密关 系 这种红色常与钾微 长石 条纹长石 的含量增 加有关 表 明格伦 维 尔 9 5 0 Ma 和 达 马 拉 6

13、 0 0 Ma 造 山 作 用 的 后期含钾熔融体贯入或侵入而形成含铀矿体 元 古宙不整合面 型铀矿床空 间上靠 近不 整合面 不整合 面形成于约 l 8 0 0 l 6 0 0 Ma 期 间发生 的世界范 围内的造 山运 动 二十世 纪八十年代起此类矿床才逐渐取得重大突破 以加拿大北 萨斯喀彻温省 的克拉勒夫 湖 凯 湖 拉 比特湖以及澳大利亚北部 阿利 盖特河 的一些矿床 为代表 加拿大三湖 的矿 床产于 沃拉斯 顿褶皱带岩石 中 属 于加拿大地盾 丘 吉尔构造省的一部分 岩石 由阿菲 比亚期 的 变质沉积物组成 最初在陆棚环境下沉 积于 太 古 宙 变 质 结 晶 杂 岩 基 底 之 上

14、 后 来 因哈 得 孙造 山运动而强烈变 形 这类 岩石在阿萨 巴 斯卡组沉积之前 由于长期 风化作用而受到蚀 变 铀 源 可 能 是 从 结 晶基 底 淋 蚀 而 来 后 被 河 积 砂 岩 和 卵 石 砾 岩 组 成 的 阿 萨 巴斯 卡 组 所 覆盖 主要矿石矿物 为胶状 沥青铀矿 矿石 含钍很 少或 不含 个别矿 床硫 化镍较普 遍 成 矿 期 后 构 造 运 动 产 生 剪 切 和 断层 作 用 影 响 矿化再迁移富集 是很值得注 意的特征 在 拉 比特 湖 矿化年 龄 最 老 是 l 2 4 0 Ma 最年轻 为 1 9 0 Ma 克拉勒夫湖铀矿原生沉 积是 在 1 0 0 0 1

15、 4 0 0 Ma 之 间 并 已取得 了较 老和较年轻的年龄 已知有最早 的后成 沥青 铀矿 其矿化年龄为 1 7 8 0 Ma 更 年轻 者延 续至 2 5 0 Ma E 加拿大此类矿有 4 0个 大于 1 0万 t U有 1 个 2 5 5万 t U有 1 4个 5 0 0 0 1 0 0 0 0 t U有 1 2个 小 于 5 0 0 0 t U有 1 3个 3 加拿 大的表 生铀矿主要 以原 生矿床 的冠 状盖层组成 一般 较薄 有一例外是在 比弗 洛支 的博尔格矿体顶部有 1 5 0 0 t U次生矿石 和 4 0 0 0 0 t U左 右原 生 的碳 酸 盐岩 矿 石 在 比 弗

16、洛 支 的次 生铀矿物产 于深达 3 0 4 8 0 I n处 实际例子 甘纳尔 矿山有 重要 的表生矿石在 开采 特伦布尔认为 在 比弗洛支地 区范围 大的表生矿床有待发现 进而可扩大到加拿大 地盾有利于 脉型 和浸染 型矿床产出的地方 3 需要着重说 明的是加拿大 的热液脉状和 浸染铀矿床大部分 如比弗洛支地 区铀矿 就 在包括上述 三湖地区元古宙不 整合 面 型铀 矿 床 分 布 区 的 范 围 内 产 于褶 皱 变 质 一结 晶 基底 中 受断裂 构造带控制 成矿年龄 1 7 5 0 2 1 2 0 Ma 以 1 8 0 0 Ma 为主 成 因上与古元 古代末赫 德森期 与我国吕梁期相当 热事件 有关 该 区铀矿床大小有二十几个 从 1 9 5 0 年 到 1 9 8 2年 6月 该 区 铀 矿 开 采 工 作 全 部 结 束 3 2年问共采 出 3 3 1 7 3 t U 0 可见这类铀 矿床还是有一定规模 也是值得重视的 二 十世纪八 十年代世界铀资源迅猛增长 在 澳大利亚 加 拿大 巴西 北非 西非等 下转第 1 0 6页 C o n t i n u e d o n p