07不整合面型鈾礦床

1、一、概述 第七章不整合面型鈾礦床二、不整合面型鈾礦床產(chǎn)出的地質條件及礦化特征三、澳大利亞不整合面型鈾礦床四、加拿大不整合面型鈾礦床1一、概述1、定義：不整合面型鈾礦的定義：“礦床在空間上與主要不整合面關系密切，這類不整合面上部蓋層大多形成于1800-800Ma的克拉通盆地內。 典型的實例為加拿大北薩斯喀徹溫阿薩巴斯卡盆地克拉夫湖（Cluff Lake）、凱湖（Key Lake）、拉比特（Rabbit Lake）湖礦床，以及分布在澳大利亞北部阿利蓋特河地區(qū)的諸礦床”。 主要不整合面是指中元古代-古元古代早期克拉通盆地內的沉積物與下伏變質地層之間的不整合面。所以這類礦床通稱為元古宙不整合面型鈾礦床

2、。2Distribution of known types of uranium deposits3 鈾礦床以“富、大” 著稱，是世界上最為重要的鈾礦床類型。元古宙不整合面型鈾礦生產(chǎn)在2005年占全球總量的53%。 主要分布在加拿大北薩斯喀徹溫鈾礦省和澳大利亞北部派因克里克鈾礦省。 2、礦床特點及分布4 其他地區(qū)有：加拿大西北地區(qū)塞?。═helon）盆地的基加維克（Kiggavik）礦區(qū)； 西澳大利亞州：拉克（Rudall）變質雜巖帶附近金都赫（Kintyre）礦田； 圭亞那-委內瑞拉交界處：羅萊瑪?shù)貐^(qū)（Roraima Region）； 俄羅斯：西北利亞陸塊的阿爾丹地盾和東歐陸塊的波羅的海地盾

3、區(qū)也有此類礦化發(fā)育； 中國：華北地塊的南緣晉南-豫西地區(qū)也進行進一定的勘查工作和探索，但未獲得突破。2、礦床特點及分布5一、概述 不整合面型鈾礦床二、不整合面型鈾礦床產(chǎn)出的地質條件及礦化特征三、澳大利亞不整合面型鈾礦床四、加拿大不整合面型鈾礦床6二、不整合面型鈾礦床產(chǎn)出的地質條件及礦化特征1、區(qū)域地質背景 2、含礦層位及成礦時代3、巖性條件4、構造條件5、區(qū)域不整合面及古風化殼條件6、中基性巖漿活動和其他火山巖條件7、礦化特征7 1）鈾礦產(chǎn)于太古代花崗巖片麻巖穹窿邊緣古元古代冒地槽凹陷帶中。太古代的花崗巖-片麻巖穹窿構成太古界結晶基底，古元古代末期地槽封閉，之后轉入地臺發(fā)育階段。1、區(qū)域地質背

4、景 8 加拿大阿薩巴斯卡（Athabasca）盆地是加拿大地盾丘吉爾構造省的一部分，基底為太古代的花崗巖和綠巖帶； 澳大利亞派因克里克地槽的基底為太古代的各種變質雜巖，巖性有石英二長石巖、花崗巖、混合巖、片麻巖、偉晶巖、閃長巖及條帶狀含鐵建造等。1、區(qū)域地質背景 9 2）古元古代為冒地槽沉積，形成一套碳硅泥巖建造，富含有機質，并夾鐵鎂質火山巖。巖系的鈾含量較高。成巖后經(jīng)受了后期各種地質作用的改造，如變質作用、巖漿活動、構造活動、風化剝蝕等。1、區(qū)域地質背景 10 3）蓋層中元古代底部發(fā)育風化剝蝕層，上覆陸相紅色碎屑巖系，時夾貫層侵入的鐵鎂質火山巖，中、晚期發(fā)生切割基底和蓋層的輝綠巖或粗玄巖墻的

5、侵位充填和構造流體活動。 4）區(qū)域上存在“三套構造層”，即由太古代結晶基底（花崗雜巖帶組成）古元古代的冒地槽建造中元古代的陸相紅色碎屑建造所構成。1、區(qū)域地質背景 11 澳大利亞北部地區(qū)的“三套構造層”表現(xiàn)為： 中元古代科姆波爾吉建造（紅層）古元古代努爾蘭吉片巖和卡希爾建造太古代納納姆布花崗雜巖、變質巖等。 1、區(qū)域地質背景 12 加拿大阿薩巴斯卡（Athabasca）地區(qū)的“三套構造層”表現(xiàn)為： 中元古代阿薩巴斯卡（Athabasca）建造（紅層）古元古代阿菲比亞系類復理石建造太古代塔秦群變質沉積巖、花崗巖和片麻巖。 兩地的“三套構造層”的形式基本相同，中元古代均為地臺蓋層覆蓋，具有良好保礦

6、條件，故可形成一系列“富、大”鈾礦床。1、區(qū)域地質背景 13二、不整合面型鈾礦床產(chǎn)出的地質條件及礦化特征1、區(qū)域地質背景 2、含礦層位及成礦時代3、巖性條件4、構造條件5、區(qū)域不整合面及古風化殼條件6、中基性巖漿活動和其他火山巖條件7、礦化特征14 1）含礦層位 礦化產(chǎn)于不整合面上、下的古、中元古代地層中，以不整合面之下的古元古代地層為主。 加拿大該類鈾礦床的層位為古元古代的阿菲比亞系和太古代基底以及中元古代阿薩巴斯卡（Athabasca）群； 澳大利亞該類礦床其礦化層位為古元古代的卡希爾建造。2、含礦層位及成礦時代15 礦化與古、中元古代之間的不整合面密切相關。 礦化與不整合面的空間關系是：

7、 拉比特（Rabbit Lake）礦床礦化在不整合面之下150m； 凱湖（Key Lake）加特曼礦床的礦化在不整合面之下30m；凱湖臺爾曼礦床的礦化在不整合面之下80m； 克拉夫湖（Cluff Lake）的“D”礦體在不整合面之下20m及之上20m；克拉夫湖 “N”礦體在不整合面之下50150m；克拉夫湖 “C”礦體在不整合面之下90m。16 澳大利亞的賈比盧卡（Jabiluka）礦床礦化在不整合面之下100m； 蘭杰（Ranger）礦床礦化在不整合面之下150m； 庫恩加拉（Koongarra）礦床礦化在不整合面之下150m； 納巴勒克（Nabarlek）礦床礦化在不整合面之下45m。2、

8、含礦層位及成礦時代17 2）成礦時代 該類礦床的成礦時代與成巖時代存在較大的時差，且成礦具多時代特點，時間延伸范圍較大，有兩個主要成礦期： （1）與不整合面的發(fā)育期； （2）與主要造陸期及斷塊運動期相接近。 加拿大鈾礦化通常集中在14001200Ma。澳大利亞鈾礦化集中在1900Ma1700Ma。 2、含礦層位及成礦時代18二、不整合面型鈾礦床產(chǎn)出的地質條件及礦化特征1、區(qū)域地質背景 2、含礦層位及成礦時代3、巖性條件4、構造條件5、區(qū)域不整合面及古風化殼條件6、中基性巖漿活動和其他火山巖條件7、礦化特征19 礦化的原巖為下元古界冒地槽類復理石建造中的碳酸鹽巖、硅巖、泥巖系，富含炭質、泥質和黃

9、鐵礦，變質后形成一套富含黃鐵礦的綠泥石石墨片巖、綠泥石片巖、石英綠泥石角礫巖及燧石等。有些礦化產(chǎn)于白云質大理巖類綠泥石片巖或產(chǎn)于白云巖或產(chǎn)于鈣硅質巖中。 巖性對礦化的作用在于其具較高的含鈾性和大量的還原組分，如炭質、黃鐵礦和綠泥石等，為鈾的成礦提供了物質來源和還原富集的條件。3、巖性條件20 賈比盧卡礦床的四個含礦層位中最利于成礦的巖性是石墨片巖，綠泥石、石墨片巖及其角礫巖。 蘭杰（Ranger）礦床礦化主要賦存于綠泥石片巖、塊狀白云巖的溶洞塌陷構造中。3、巖性條件21二、不整合面型鈾礦床產(chǎn)出的地質條件及礦化特征1、區(qū)域地質背景 2、含礦層位及成礦時代3、巖性條件4、構造條件5、區(qū)域不整合面及

10、古風化殼條件6、中基性巖漿活動和其他火山巖條件7、礦化特征22 斷裂構造是其主要的控礦構造，它可分為貫通基底切層斷裂和順層斷裂。切層斷裂切穿不同的巖性層位，形成復雜的礦體形態(tài)，但以脈狀為主；順層斷裂沿層間發(fā)育，或沿不整合的界面發(fā)育，受其控制的礦體產(chǎn)狀較穩(wěn)定，一般呈層狀、似層狀產(chǎn)出，礦體規(guī)模較大。礦化的賦存大都在斷裂的上下盤巖石內，多組斷裂交匯處是成礦的有利地段。 在碳酸鹽發(fā)育的地區(qū)，由于溶蝕作用形成的塌陷角礫巖帶也是該類礦化產(chǎn)出的有利構造部位，如蘭杰礦床中的部分鈾礦化即受其控制。 4、構造條件23二、不整合面型鈾礦床產(chǎn)出的地質條件及礦化特征1、區(qū)域地質背景 2、含礦層位及成礦時代3、巖性條件4

11、、構造條件5、區(qū)域不整合面及古風化殼條件6、中基性巖漿活動和其他火山巖條件7、礦化特征24 不整合面型鈾礦床的最大特點是嚴格受特定的區(qū)域不整合面所控制。澳大利亞和加拿大的不整合面型鈾礦床都具有這一明顯的特點，礦化多產(chǎn)于中、下元古界的不整合面型附近。 區(qū)域不整合面是鈾活化、遷移、聚集成礦特別有利的場所。 5、區(qū)域不整合面及古風化殼條件25Some key issuesAre large unconformity U systems confined to Palaeoproterozoic-Archaean basement under largely undeformed Palaeo-Pro

12、terozoic sandstones?Are Athabasca Basin in Canada and Pine Creek in Australia only examples?Unconformity related U systemsEmphasis of recent research on aquifers/U sources in cover sandstones Historic research mainly on stratigraphy, reducing rocks, structural traps in Pine Creek basementPalaeoweath

13、ering zone26Unconformity-related deposit modelMineralisation In Australia is not known above unconformity. It occurs at a favourable stratigraphic position below unconformity -in brecciated graphitic-chloritic schist immediately above dolomite unit (now largely magnesite). Faults present.27（1）區(qū)域不整合面

14、是風化剝蝕和沉積間斷面。沿不整合面往往發(fā)育有高滲透性的古風化殼，沿不整合面流動的地下水可以將在風化剝蝕過程中活化轉移出來的鈾匯聚起來。（2）區(qū)域不整合面代表不同巖性的接觸面，是構造的脆弱面。沿不整合面、或平行不整合面是氧化還原的界面，順層構造發(fā)育，構造既是鈾成礦溶液的運移通道，也是鈾聚集的有利空間。5、區(qū)域不整合面及古風化殼條件28 （3）區(qū)域不整合面是一個地球化學變化帶。該面之下的變質巖系為含石墨的片巖，或強烈黃鐵礦化、綠泥石化巖石，為還原障巖石，而該面之上為中元古代紅色碎屑巖建造，形成反差明顯的氧化還原界面，故是促使鈾沉淀的化學界面。 （4）區(qū)域不整合面是一個水動力條件轉制面。不整面以上是

15、高滲透性的阿薩巴斯卡群砂巖，不整合面以下是滲透性差的變質巖及有斷裂溝通的熱液循環(huán)構造系，于是區(qū)域不整合面就成了不同水動力條件的轉制面。5、區(qū)域不整合面及古風化殼條件29二、不整合面型鈾礦床產(chǎn)出的地質條件及礦化特征1、區(qū)域地質背景 2、含礦層位及成礦時代3、巖性條件4、構造條件5、區(qū)域不整合面及古風化殼條件6、中基性巖漿活動和其他火山巖條件7、礦化特征30 在成礦前后區(qū)域上存在有明顯的火山活動和基性脈巖侵入事件，具體表現(xiàn)在地層中出現(xiàn)的火山巖及各種脈巖體的產(chǎn)出。 巖漿活動及伴隨的熱流體活動對鈾礦化的形成及富集具有極為重要的意義。6、中基性巖漿活動和其他火山巖條件31二、不整合面型鈾礦床產(chǎn)出的地質條

16、件及礦化特征1、區(qū)域地質背景 2、含礦層位及成礦時代3、巖性條件4、構造條件5、區(qū)域不整合面及古風化殼條件6、中基性巖漿活動和其他火山巖條件7、礦化特征32 （1）礦體形態(tài)與賦礦構造有關，一般呈似層狀、透鏡狀、盆狀、鍥狀、脈狀、浸染狀產(chǎn)出，其中定位于不整合面上的礦體呈似層狀和透鏡狀，在上覆巖層和下伏巖層中的礦體則以脈狀為主。 （2）近礦圍巖蝕變發(fā)育，綠泥石化是最常見的熱液蝕變，其次為赤鐵礦化、粘土化、碳酸鹽化、硅化等中低溫蝕變。7、礦化特征33（3）礦石物質成分比較復雜。 礦石礦物主要為瀝青鈾礦以及少量晶質鈾礦、鈦鈾礦、鈾石、鈦鈾碳氫礦，次生鈾礦物有硅酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽等； 伴生的金屬礦物多

17、為金屬硫化物、砷化物、硒化物及部分自然金、銅、銀，但大多數(shù)礦床仍以單鈾為主，脈石礦物大多為蝕變礦物，如綠泥石、石英、高嶺石、方解石、白云石等。 7、礦化特征34 礦石以單鈾型為多，存在有綜合型礦石，如Au-U型、Cu-U型、Cu-Pb-Co-Ni-U型等。 礦石中伴生元素因不同的礦床而異，伴生的元素有：As、Se、Nb、Mo、Pb、Li、Co、Cu、Au、Ag、Ni、Tc等。7、礦化特征35一、概述 第七章 不整合面型鈾礦床二、不整合面型鈾礦床產(chǎn)出的地質條件及礦化特征三、澳大利亞不整合面型鈾礦床四、加拿大不整合面型鈾礦床36 澳大利亞不整合面型鈾礦床集中在澳北區(qū)的北部，產(chǎn)于派因克里克地槽中（圖

18、）。 代表性礦床賈比盧卡（Jabiluka）礦床及蘭杰（Ranger）礦床。三、澳大利亞不整合面型鈾礦床（一）地質概況37Unconformity related uranium deposits, Northern Territory38派因克里克鈾礦省地質示意圖39No significant Quartz pebble conglomerate type U-Au deposits knownAustralias Uranium resources by type of deposit40 按FJDahlkamp的劃分，其大類為準不整合后生變質鈾礦床，亞類為無鈉長石化的變沉積巖中的準不整

19、合后生變質鈾礦床。 礦體位于不整合面下方，產(chǎn)于由泥巖、碳酸鹽巖和含炭巖石變質形成的特定巖系內。礦體與地層產(chǎn)狀呈準整合關系，向深部延伸離不整合面的距離不超過300500m，主要礦石礦物為瀝青鈾礦。（一）地質概況41Several ages of unconformity related U mineralisation in Pine Creek Inlier1620-1740 Ma1620 Ma780 Ma1620 Ma Approx U mineralisation age42 派因克里克地槽由古元古代中至晚期的沉積變質巖和少量的變質火山巖所組成，它們受區(qū)域變質作用部分出現(xiàn)混合巖化。 基底地

20、層東西部構成不同。 西部基底由太古代古元古代的李奇菲爾德雜巖、拉姆詹格爾和沃特豪斯花崗雜巖組成； 東南部基底由納納姆布雜巖組成。 1、區(qū)域地質背景43 地質演化階段劃分： 古中元古代（1800Ma）：發(fā)生廣泛的變質作用，在地槽區(qū)不同地段有較大的差異，在阿利蓋特河地區(qū)和西部的李奇菲爾德地區(qū)的沉積巖變質程度較高，達角閃巖相麻粒巖相，而地槽中間部分較低僅達綠片巖相。1、區(qū)域地質背景44 古元古代晚期：造山運動。使本地區(qū)出現(xiàn)巖漿活動，形成花崗巖類的深成巖體及火山巖的巖墻和巖床。 中元古代：形成的紅層（科姆波爾吉組），在東部地區(qū)同時還出現(xiàn)酸性火山巖直接覆蓋于結晶基底之上?？颇凡柤M之下，結晶基底的頂部

21、在某種程度上已變成風化層，在賈比盧卡地區(qū)風化層的厚度達12m。 45 巖性組成： 太古界基底：巖性為粗中粒斑狀石英二長巖，二云母花崗巖、混合巖、片麻巖、片巖、偉晶巖、閃長巖以及條帶狀含鐵建造； 下元古界：為一巨厚的冒地槽沉積，由努爾蘭吉、卡卡都群、卡希爾建造組成。 2、地層及巖性46卡卡都群：不整合覆蓋在納納姆布雜巖之上，由片麻狀石英巖、雜色片麻巖幾片巖組成。 卡希爾建造（Cahill）：與下伏卡卡都群整合接觸，分上下兩段，下段厚300600m，為主要含礦層、巖性為含鐵礦，炭質條帶的云母片巖、綠泥石化長石石英巖、石英片巖和鈣硅質巖石，局部夾石墨片巖，含厚達250m的塊狀白云巖透鏡體：上段厚25

22、00m為一套片巖。 2、地層及巖性47 努爾蘭吉(Noarlangie)片巖：與下伏卡希爾（Cahill）建造和卡卡都(Kakada)群整合接觸，廣泛出現(xiàn)在納納姆布雜巖東南地區(qū)。由石英云母片巖、云母石英片巖及少量石英巖組成。 中元古界：為一套干燥條件下形成的紅層，呈角度不整合覆蓋在古元古代地層之上，由中下部的奧恩佩利粗玄巖和上部科姆波爾吉建造組成。 科姆波爾吉建造：為中粗粒砂巖夾少量粉砂巖、礫巖，下部夾中酸性火山巖，上部夾中基性火山巖，厚500m。 2、地層及巖性48 主要鈾礦化層位： 馬遜組（南阿利蓋特河地區(qū)）； 下卡希爾組和卡卡都群（東阿利蓋特河地區(qū)）中，在科姆波爾吉組和伊迪思河火山巖中偶

23、爾也有礦化。 主要鈾礦床：賈比盧卡（Jabiluka）礦床，庫恩加拉（Koongarra）礦床、蘭杰（Ranger）礦床和納巴勒克（Nabarlek）礦床。 2、地層及巖性49 賈比盧卡（Jabiluka）鈾礦床：由兩個礦段組成，是世界超大型鈾礦床之一。 1971年底鉆探工作中發(fā)現(xiàn)了賈比盧卡1礦段的工業(yè)鈾礦化，1973年根據(jù)1礦段的地質解釋在賈比盧卡1礦段之東500m處又發(fā)現(xiàn)了賈比盧卡2礦段。共獲得約2.1104tU3O8的工業(yè)儲量及4104t U3O8的遠景儲量。其中1礦段為3484t U3O8，品位0.256，2礦段為20400t U3O8，品位0.39，金儲量8.1t，品位為15.3gt

24、Au (圖)。（二）礦床實例50Jabiluka Lease and Ranger Project AreaJABILUKA51Jabiluka鈾礦床地質略圖1金礦化體在地表的投影；2鈾礦化在地表的投影；3科姆波爾吉組砂巖；4偉晶巖；5卡希爾組；6納納姆布雜巖中的片麻巖；7斷裂構造；8古元古界和中元古界之間的不整合界線。西部近南北向斷裂稱朗特里斷層，東部近南北向斷裂稱赫格斷層1252 主含礦巖層：巖性為石墨片巖、白云母綠泥石片巖、石英綠泥石片巖及含薄層石墨的角礫巖、含薄層菱鎂礦白云巖的角礫巖； 下第一含礦層：巖性為石英綠泥石片巖、含石墨薄層的角礫巖、石英黑云母長石片巖； 下第二含礦層：巖性為石

25、英綠泥石片巖、長石綠泥石片巖及含石墨薄層的角礫巖，含菱鎂礦白云石的角礫巖、石英綠泥石白云母片巖及石英黑云母長石片巖。 含礦巖系為卡希爾組下部，主要礦化巖性為：53 各含礦層的巖性復雜，為不同物理化學性質的巖性成互層，含鈾量均達（3040）10-6，為爾后成礦提供了鈾源條件。 主含礦巖層中占有礦床67的鈾儲量； 下第一含礦層占11； 下第二含礦層占16的鈾儲量(圖3)。 54Jabiluka 1 and 2 OrebodiesUraninite-gold mineralisation is stratabound55 含石墨1030，富含黃鐵礦高達10，石英、綠泥石片巖廣泛發(fā)育； 隱晶質的硅質角

26、礫巖或硅質角巖、石英石墨片巖和石英綠泥石片巖的角礫，棱角明顯，角礫粒徑達1.5cm，由綠泥石膠結的角礫巖特別發(fā)育； 礦化地段及礦體內沒有菱鎂礦白云石的巖層分布； 含礦巖系及礦化剖面的巖性特點：56 鎂交代作用強烈發(fā)育，硅質巖層厚度急劇變??； 卡希爾組最底部巖石被強烈綠泥石蝕變； 在綠泥石化蝕變之前，原巖為進變質作用的鐵鋁榴石閃石相，即發(fā)生過退化變質作用的疊加。 含礦巖系及礦化剖面的巖性特點：57 礦體形態(tài)多呈準整合的透鏡狀和準整合網(wǎng)脈狀，在古元古代卡希爾組內產(chǎn)出，礦體傾向延伸可達數(shù)百米，最大達500m，礦體傾角變化大，有較平緩的，也有5060，甚至陡立。礦體厚度為數(shù)米至數(shù)十米，最大達60m。

27、礦體特征及近礦圍巖蝕變：58 礦體埋深小，礦體最大埋深達600m(2礦段) 。2礦段含礦巖系4個含礦層累計總厚度約250m，均被中元古界科姆波爾吉組砂巖覆蓋。 鈾礦化平均鈾品位為0.39U3O8。金品位15.3g/t，金礦化面積遠遠小于鈾礦化面積。U3O8儲量20.38萬t，金儲量8.1t。1礦段鈾礦體埋藏淺，大致在30l00m范圍分布，礦體最大厚度達50m，走向延伸達250m，礦化面積和鈾儲量遠小于2礦段，其U3O8儲量為3484t。礦體特征及近礦圍巖蝕變：59 近礦圍巖蝕變作用發(fā)育。 常見的有綠泥石化、硅化、絹云母化和赤鐵礦化。最大特征是綠泥石化特別發(fā)育，且呈隱晶質至鱗片狀產(chǎn)出，并交代了黑

28、云母、石榴子石、閃石、堇青石等礦物，有時呈石榴子石和閃石的假晶產(chǎn)出。 礦體特征及近礦圍巖蝕變：60（5）礦石構造及礦石物質成分 礦石結構構造類型，常見的有3種，即細脈狀、角礫狀和星散狀構造的礦石。 礦石結構構造類型，常見的有3種，即細脈狀、角礫狀和星散狀構造的礦石。 礦石物質成分比較簡單。主要鈾礦物是瀝青鈾礦，還有少量的晶質鈾礦、碳鈾釷礦、鈦鈾礦和鈾石等。與鈾礦物共生的金屬礦物有方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、鈦鐵礦、赤鐵礦及自然金。在富礦石中常有Sc、Y、REE、Cu、Mo、As、Ag、Sn、Li、B、Bi、Sb、Ga、Co、Ti、Hg等元素的富集。 礦石構造及礦石物質成分：61 礦石中鈾與金共生。 金和鈾同產(chǎn)于一個礦化層位和同一個礦化斷裂構造帶內，很少見于鈾礦化范圍之外。自然金中含銀小于1，還有Pb、Ni、Bi的碲礦物組合，即碲鉛礦、碲鎳礦和碲鉍礦等。 據(jù)UPb同位素測定，金礦化年齡約在640600Ma范圍內。 礦石構造及礦石物質成分：62Ranger mine: Early Proterozoi