Question

　累积叠增的塔式成矿模式

Answer 1

前已多次论及，一个多因复成铀矿床常常是多种铀源、多大地构造阶段或多期次成矿作用、多种成因的成矿作用，前后累积叠加所成，而且具内外生成矿特征齐聚一堂的独特色彩。产在不同岩石建造内的多因复成铀矿床，虽有其独自的成矿模式，各地区和各具体的每个多因复成铀矿床，也有各自的自我成矿模式。我们仍然可以从它们各种不同的具体模式中，找到共同的反映多因复成铀矿床普遍规律的综合成矿模式，我们称之为累积叠增的塔式成矿模式。

建立累积叠增的塔式成矿模式的依据，可归纳下列5个方面：首先是多因复成铀矿床具有5多5主的成因特点，即多种成矿铀源和主成矿铀源，多个大地构造阶段成矿和主大地构造阶段成矿，多种成因成矿和主成因成矿，多期次成矿和主期次成矿，多控矿因素成矿和主控矿因素成矿；其次是铀矿床的矿石年龄常具有多值性特点，它们反映不同大地构造阶段内不同成因的成矿标志。富大铀矿床的形成和定位，常与当地地壳最晚阶段或期次的构造－岩浆活动有时空联系，并略滞后的特点。矿床经历的大地构造阶段越多，表明地壳的成熟度越高，铀的分异程度也越高，有利形成多因复成铀矿床；第三，矿床的形成往往与某一铀源层（体）或岩石建造有关，有的反映了层控成矿特点。铀源层体既有利于铀原生沉积或成岩期铀富集，又有利于铀的后生叠加成矿富集。铀源层一般富含碳质、有机质和黄铁矿，铀源层体受构造应力作用后，裂隙构造发育，岩性破碎，有利于铀吸附沉淀和富集。铀矿石年龄常常是晚于含矿层位或岩体时代，有明显的矿岩时差，反映出后生成矿的特征。只有石英卵石砾岩层内的铀砂矿化除外，砂矿中碎屑状晶质铀矿和含铀副矿物年龄，早于砂矿层位年龄；第四，铀矿床定位受着各种大中小构造的联合制约，地洼构造区构造－岩浆活化、区域性深大断裂和不整面构造、断块断裂发育和线型断裂结点、环状断裂和层间断裂、以及小褶皱构造等等，是铀矿体定位的有利场所；第五，铀矿石同时具有内生和外生成矿特点，以内生和后生成矿特点为主。矿石中有内生深源，甚至幔源的矿物和元素组合，如F、K、Na、Hg、Sb，又有C_有机、P₂O₅、Al₂0₃和V等。矿石中铀的存在形式，既有星散状的铀矿化，又有脉状或细脉的集合体，有时还见分散吸附状的铀分布；第六，前人的研究成果，从不同角度说明了矿化特征和分布规律，甚至有类似的模式提出。杜乐天、王玉明（1984）研究华南铀成矿机理的统一性后，提出了多级塔式定向累积增量模式。F.J.Dahlkamp（1978）详细研究了加拿大凯湖矿床成因演化，划分出从沉积期铀富集至构造－岩浆活化重结晶的5个成矿富集期。陈国达（1979）发表的多因复成矿床并从地壳演化规律看其形成机理，为我们建立塔式成矿模式奠定了理论基础。王学增、姚振凯（1985）及姚振凯等（1987、1989）先后提出了累积叠增塔式成矿模式。

该综合成矿模式（图9-2）中，纵坐标表示铀含量，分放射层、贫矿化、工业矿化和富矿化等不同品级层次，塔的层数和各层塔的高度，反映矿床形成经历过的大地构造演化阶段及各阶段和期次中不同成因成矿作用铀的相对富集含量。塔层的宽度，表示铀成矿作用的相对面积或范围，以横坐标示意。从图8-2看出，多因复成铀矿床的工业铀成矿富集，以地洼阶段的热液或热水的改造或再造成矿为最常见和最重要。鉴于沉积岩和变质岩中的多因复成铀矿床，同火山岩及侵入岩中的矿床，在许多特征和成矿演化过程方面有某些差别，可在各塔层内容中表白不同成因成矿的本意。

图9-2　累积叠增塔式成矿模式图

纵坐标表示铀含量，U%；其中A.为放射层品级，低于0.03%;B.贫铀矿化，约为0.03%～0.05%，或未达工业吨位；C.工业铀矿化，约0.05%～0.1%，或工业规模的吨位；D.富铀矿化，约≥0.1%。横坐标S表示铀矿化相对面积。Ⅰ.前地槽阶段形成原始铀源体（层）；Ⅱ，地槽（或地台）阶段沉积期铀富集；Ⅲ.地槽阶段回返期变质作用所形成铀的预富集；Ⅳ，地台阶段局部表生铀富集；Ⅴ.地洼阶段激烈期后构造－岩浆活化热液或热水改造或再造成工业铀矿化；Ⅵ.地洼阶段余动期再次活化改造或再造成富铀矿化；Ⅶ.地洼阶段末期局部表生淋积叠加成富铀矿化

对于具体某些含矿主岩亚型或具体某一个矿床的成矿模式，与综合的含矿主岩类型的模式可存在一些差别，如成因成矿的种数即塔的层数可以减少或增多，各种成因成矿的具体内容可以更为具体，或作些变动。如石英卵石砾岩亚型的多因复成铀矿床，只见两种明显的不同成矿作用，即沉积砂矿的原始富集和热液改造成矿的工业富集。又如纳米比亚罗辛白岗岩亚型矿床，主要有同熔作用期白岗岩的原始铀富集和淋积成矿期的工业铀富集叠加作用。

对具体某单个多因复成铀矿床，其成矿模式中还可较详细反映其有关大地构造阶段的成矿作用。下面从最古老的太古宙前地槽阶段形成的铀源层体开始加以论述。一些太古宙隆起的前地槽阶段变质杂岩、混合岩、片麻状花岗岩和火山岩等，其铀丰度值远高于地壳平均克拉克值，有时高出3～8倍。有时见晶质铀矿，作为副矿物产出。岩石年龄多在2500Ma以上。由于地槽阶段沉积期铀富集及现今的铀矿床产地，环绕太古宙隆起的结晶基底分布，并以明显的不整合形式覆盖于结晶基底之上，故把太古宙的铀源层（体），称之为原始铀源层（体）。澳北纳纳姆布杂岩和加拿大邱吉尔省太古宙杂岩是其例。

地槽阶段沉积期铀富集，铀来自前地槽阶段的含铀杂岩。地槽沉积以元古宙和古生代为多，属滨浅海沉积环境，岩层富含碳质和黄铁矿等，与铀一起富集的还有Au、Cu、Pb、Zn、Co等元素。铀含量为数十克/吨至百余克/吨，其中铀主要来自前地槽阶段的杂岩，也可能有部分来自地壳深处由火山作用带入。澳大利亚北部古元古代派因—克里克地槽沉积形成的卡希尔建造及加拿大阿萨巴斯卡地区古元古代伍拉斯顿地槽沉积形成的伍拉斯顿群属此例。在我国地槽阶段沉积期形成的铀富集层，其时代以新元古代—早古生代为主。特别是震旦—寒武纪加里东地槽形成的碳质页岩，含量高达100～200g/t，分布面积广，总厚大，成为地槽沉积后改造和再造成矿的铀源层。

地槽阶段回返期变质作用所形成铀的预富集，是地槽褶皱造山作用和伴随强烈的侵入体形成。使地槽沉积期形成的铀源层发生不同程度的区域变质作用，岩层中的先成铀（包括前地槽阶段形成的原始铀源体内的铀）产生活化转移，形成以晶质铀矿为副矿物的星散状贫铀矿化，局部可能有沥青铀矿的细脉状矿化。但矿化吨位未达到工业铀矿体的规模。如澳北古元古代派因—克里克地槽区域变质作用，形成的贫铀矿化吨位指标值，铀矿化年龄为1700Ma，同地槽造山作用年龄1740Ma吻合。在加拿大阿萨巴斯卡地区，地槽造山的赫德森运动时代为1762Ma，与此有关的铀矿化年龄为1740Ma。我国桂北、湘西和赣西北震旦—寒武纪加里东地槽造山期，形成的铀矿化品位局部可达0.03%～0.05%，铀矿化年龄为468Ma。

地台阶段局部表生铀富集，矿化规模和强度不大，是因此阶段的构造－岩浆活动较弱，地壳处于相对稳定状态，铀的活化转移和再富集作用弱。此阶段的表生淋积铀成矿作用，对形成多因复成铀矿床，据现有资料无举足轻重意义（可地浸的砂岩型矿床除外）。但对地台阶段海相沉积期，可形成量大面广的铀源层，如我国泥盆—石炭纪碳酸盐岩中有部分铀源层形成。

地洼阶段激烈期后构造－岩浆活化热液或热水改造或再造成工业铀矿化，是多因复成铀矿床形成的最重要成矿阶段和成矿期。成矿铀源丰富而充足，既可来自地槽回返期形成的贫铀矿化体，也可来自前地槽阶段原始铀源层体经地洼阶段的深熔或重熔作用分离带出铀，还有来自地台阶段形成的铀源层。从铀矿体赋存于地槽阶段形成的铀源层内，以及靠近古元古代花岗岩之间的接触带的空间关系分析，矿源层沉积期铀富集及变质期铀的进一步富集，是成矿作用就地就近取材的重要铀源。地表水和地下水吸取其他岩层中的铀，经地下水构造－岩浆加热作用，进入和参与成矿，作为成矿的补充铀源。地壳深处岩浆作用，包括前地槽构造层内原始富铀层体的重熔作用，也带来部分铀源。总之，成矿铀源可以是不同大地构造阶段形成的富铀层体，还有同一成矿阶段赋矿围岩上部、深处及含矿围岩层本身的不同铀来源。成矿热动力源是地洼阶段的构造－岩浆活化作用（包括岩浆岩体的侵入和火山岩喷发以及各种构造作用），不仅使先成的各种铀产生活化转移，而且又是铀成矿的热源和动力源，还为铀成矿的良好导矿渠道及储矿场所。铀矿床的定位，常与地洼构造界面密切相关。铀矿体直接产于地洼构造活化和改造了的大地构造层之间的大不整合面、区域性构造不整合面和层间的顺层破碎带，及地洼阶段活化改造了的或新形成的各种方向的切层断裂的复合交汇部位。目前发现的大型和超大型的多因复成铀矿床，如澳北、加拿大阿萨巴斯卡、德国、捷克、俄罗斯、乌克兰及我国的许多铀矿床均属此例。

地洼阶段余动期再次活化改造或再造成富铀矿化，是继承和叠加在前一期成矿地段之上。前后两期活化成矿有许多共同特点，均与地洼阶段的构造－岩浆活化作用有密切的时空和成因联系。不同之点在于地洼余动期构造－岩浆活化程度，明显比前一期弱。岩浆活动以小型脉体为主，如花岗斑岩脉、煌斑岩等基性岩脉。构造活动以脆性断块拉张断裂为主。在矿石年龄测定上，有两个明显的年龄间隔值，其值分别同先后两期活化时代合拍。矿石组分及蚀变特征，也有显著差别。如澳北兰杰1号铀矿床，地洼激烈期末形成的铀矿化，工业铀矿化成矿年龄为900Ma，以沥青铀矿、绿泥石组分为主，成矿作用与强烈的绿泥石化相共生。地洼余动期形成的铀矿化，年龄为500Ma，常伴有金和汞矿化。我国铲子坪铀矿床，地洼激烈期末形成的铀矿化，矿石年龄为72Ma±10Ma，矿石组分以沥青铀矿和绿泥石为主，成矿作用同绿泥石化发育密切相关。地洼余动期形成的铀矿化，年龄为43Ma士7Ma，铀成矿作用与萤石化密切相关。当前后两期成矿作用叠加时，往往形成较富的铀矿石，或形成富大铀矿床。

地洼阶段末期局部表生淋积叠加成富铀矿化，是发生在地壳壳体的构造－岩浆活动微弱阶段，活动铀沿先成的构造空间，如层间构造氧化带或断裂构造破碎带，在氧化－还原过渡带的有利地球化学条件下沉淀富集，并叠加在先成矿体上部，形成富矿段。但这种淋积成矿的储量，同前两期热液（热水）成矿的储量相比，显得占较小的比重。这种淋积叠加成矿作用，在我国铲子坪铀矿床及澳大利亚北部的兰杰等矿床内均有明显反映。

应当指出，这种多大地构造阶段，多次成矿作用，多种成矿铀源，多种成因作用和多控矿因素作用形成多因复成铀矿床类型的模式，对产在花岗岩、火山岩及砂岩等岩石中的铀矿床，有一定的类比作用。近十年来在研究花岗岩中引进和吸取研究层控矿床的一些原理和方法，获得了良好的效果，是有力的事实证据，并值得进一步作对比研究。

表9-3　多因复成铀矿床类型的找矿模型

根据上述多因复成铀矿床类型综合的累积叠增塔式成矿模式，可以用于指导找矿和进行区域评价，以及成矿预测工作，还可建立起找矿模型（表9-3）。该找矿模型的拟定，是根据多因复成铀矿床的成矿模式特征导出，并吸取了我们研究湖南符竹溪多因复成金矿床的经验。本找矿模型的特点，是将地质（含遥感地质）、地球物理、地球化学的成矿标志系列，同其相应的找矿方法系列有机地结合和应用，并与找矿评价阶段的工作程序密切相联系。在参照使用此模型时，需根据各地矿床的成矿特征、成矿模式及已有仪器设备情况，加以选择和补充，使之成为适用于本地区本矿床的找矿模型。