王永軍， 盧輝雄,2， 馮 博 ，張 恩,2， 董雙發(fā) ，楊彥超曹秋義， 張春雷 ，汪 冰

(1.核工業(yè)航測(cè)遙感中心，石家莊 050002；2.東華理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，南昌 330013)

0 引言

奮斗地區(qū)位于黑龍江省蘿北縣，20世紀(jì)60年代以來，該區(qū)開展了鈾礦地質(zhì)研究工作，發(fā)現(xiàn)了延軍山鈾礦點(diǎn)和多個(gè)異常點(diǎn)(圖1)，但一直未取得找礦突破，且對(duì)區(qū)內(nèi)鈾礦化異常的控制因素研究較少，對(duì)區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖型鈾成礦條件未開展系統(tǒng)評(píng)價(jià)[1-4]。通過對(duì)區(qū)內(nèi)鈾成礦條件的研究，明確了鈾礦化的控制因素，為該區(qū)鈾礦找礦突破提供了新的思路。

1 區(qū)域地質(zhì)特征概述

研究區(qū)處于興凱湖—布列亞山地塊區(qū)(I級(jí))老爺嶺地塊中。

研究區(qū)內(nèi)地層主要為古元古界興東巖群(Pt1xd)、東風(fēng)山巖群(Pt1d)基底變質(zhì)巖，南部小面積出露下白堊統(tǒng)東山組(K1ds)中基性火山碎屑—沉積巖、猴石溝組(K1h)陸相含煤沉積建造、淘淇河組(K1t)陸相碎屑巖；北東部小面積出露下白堊統(tǒng)城子河組(K1c)陸相含煤沉積建造(圖1)。

研究區(qū)構(gòu)造受近南北向區(qū)域性牡丹江斷裂影響，構(gòu)造主體為近南北向及近東西向，其次為北東向及北西向構(gòu)造。其中北西向斷裂具壓扭性特點(diǎn)，并且有多期次活動(dòng)特點(diǎn)，對(duì)早期構(gòu)造，特別是北東向、南北向構(gòu)造具有較大的改造作用。區(qū)內(nèi)鈾礦化與北西向構(gòu)造關(guān)系密切。

研究區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造發(fā)育，有四方山林場(chǎng)復(fù)式背斜、七馬架復(fù)式背斜、尖山子復(fù)式向斜，均表現(xiàn)為大規(guī)模復(fù)式褶皺，主要發(fā)育于下元古界地層中，多被后期構(gòu)造破壞而保留不完整，褶皺軸亦發(fā)生彎曲和錯(cuò)移。

研究區(qū)內(nèi)侵入巖分布面積廣，侵入期次多，主要有中元古代片麻狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖(Pt2ηγ)、晚奧陶世二長(zhǎng)花崗巖(O3ηγ)、晚石炭世二長(zhǎng)花崗巖(C2ηγ)、早白堊世花崗斑巖(K1γπ)及花崗偉晶巖脈(ρ)?；◢弬ゾr脈分布較多，呈條帶狀、脈狀分布。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the study area

2 典型鈾礦化特征

研究區(qū)內(nèi)典型鈾礦化出現(xiàn)在延軍山，通過槽探揭露，在地表圈定出鈾礦體；礦體呈透鏡狀，北西向展布，長(zhǎng)約34 m，寬為5.8 m。

礦體定位于石墨片巖內(nèi)北西向構(gòu)造破碎帶中，控礦的北西向破碎帶走向約340°，傾向約69°～72°，傾角約65°～70°；破碎帶內(nèi)巖石較為碎裂，呈松散土狀、碎塊狀，原巖主要為石墨片巖，巖石發(fā)育粘土化、褐鐵礦化蝕變；蝕變呈浸染狀分布，局部見鈣鈾云母等次生鈾礦物呈星點(diǎn)狀產(chǎn)出。鈾礦化主要賦存于破碎帶中的碎裂二云母石墨片巖中，破碎帶中部鈾含量最高，向兩側(cè)降低，破碎帶旁側(cè)花崗偉晶巖脈較為發(fā)育，與破碎帶走向基本一致(圖2)。

圖2 延軍鈾礦點(diǎn)礦體分布圖Fig.2 Yanjun uranium ore distribution

礦體圍巖主要為石墨片巖、花崗偉晶巖。石墨片巖呈大面積產(chǎn)出，構(gòu)成礦體頂、底板；花崗偉晶巖位于賦礦破碎帶旁側(cè)，呈脈狀產(chǎn)出，存在鈾異?，F(xiàn)象。

圖3 延軍鈾礦點(diǎn)TC02探槽地質(zhì)編錄圖及鈾含量直方圖Fig.3 Yanjun uranium geological record TC02 trench maps and uranium content histograms

圖4 石墨片巖鏡下照片(5×10)Fig.4 Graphite schist microscopic photograph (5×10)(a)單偏光；(b)正交偏光

礦石礦物為變銅鈾云母，翠綠色、黃綠色、黃色粉末狀，少部分呈片狀集合體，以細(xì)脈狀或放射狀分布于石墨片巖的底部。脈石礦物為石英、長(zhǎng)石、石墨、絹云母、白云母及角閃石等，礦石呈細(xì)脈狀構(gòu)造和團(tuán)塊狀構(gòu)造。經(jīng)探槽取樣分析，鈾含量最高品位為0.079%，最低品位為0.036%，平均品位為0.051 4%，鈾含量最高部位位于碎裂石墨片巖帶中(圖3)。

通過對(duì)延軍山鈾礦體分析，鈾礦化主要受石墨片巖、北西向斷裂和偉晶巖共同控制。石墨片巖巖性層對(duì)成礦具有明顯的控制作用，控制區(qū)內(nèi)早期鈾礦化產(chǎn)出；北西向斷裂的多期次活動(dòng)為偉晶巖侵入和含鈾熱液的運(yùn)移提供了通道，為晚期鈾礦化富集提供了條件，延軍山鈾礦體即定位于早期鈾礦化與晚期鈾礦化的復(fù)合部位。

3 成礦條件和控礦因素分析

3.1 賦礦巖石

研究區(qū)內(nèi)東風(fēng)山巖群石墨片巖分布面積較為廣泛，大面積分布在延軍農(nóng)場(chǎng)至七馬架和二十里河林場(chǎng)北部一帶。

石墨片巖鏡下鑒定為花崗變晶結(jié)構(gòu)，片理構(gòu)造，主要礦物為石英、石墨、云母。其中石英，長(zhǎng)粒狀，0.09 mm×0.03 mm，有拉長(zhǎng)現(xiàn)象，定向排列，干涉色Ⅰ級(jí)灰白色，含量約占70%；石墨，長(zhǎng)短條狀不等，0.15 mm×0.03 mm，小的只有粒狀，黑色不透明，含量約占25%；黑云母、白云母，片狀，0.45 mm×0.06 mm，白云母片大，有鮮艷干涉色，均沿片理分布，含量約占5%；薄片中見有硅化石英脈(圖4)。

石墨片巖和蝕變石墨片巖中鈾平均值較高(表1)，均大于10×10-6，約為全區(qū)平均值的2.4倍～4.4倍，為區(qū)內(nèi)重要的賦礦巖層，研究區(qū)內(nèi)鈾礦點(diǎn)、鈾異常點(diǎn)主要位于該類巖性層中。

表1 研究區(qū)巖石鉀、鈾、釷統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Statistical table of rock potassium, uranium and thorium in the study area

表中為地面伽瑪能譜測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量?jī)x器為RS230。

3.2 構(gòu)造

構(gòu)造對(duì)研究區(qū)偉晶巖的侵入和礦床的空間展布起著主導(dǎo)性作用，為巖漿侵入和礦液的運(yùn)移沉淀提供通道與空間。

研究區(qū)北西向斷裂具有多期次活動(dòng)特點(diǎn)，沿線發(fā)育大量的偉晶巖脈，與其呈平行和交錯(cuò)產(chǎn)出；沿北西向斷裂熱液活動(dòng)較為強(qiáng)烈，發(fā)育粘土化、褐鐵礦化、絹云母化、綠泥石化等蝕變。區(qū)內(nèi)北東向、北北東向及南北向構(gòu)造亦較發(fā)育，但該類構(gòu)造沿線蝕變不發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)鈾礦化異常。

北西向斷裂控制鈾礦體的展布，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的延軍山鈾礦體和多個(gè)鈾異常點(diǎn)均位于北西向斷裂帶內(nèi)。

3.3 偉晶巖脈

研究區(qū)內(nèi)侵入巖較為發(fā)育，其中與鈾礦化異常關(guān)系較為密切的為偉晶巖脈。

偉晶巖多沿北西向斷裂帶分布，呈透鏡狀，不規(guī)則條帶狀展布，脈寬20 m～50 m。其中的鈾含量高于其他背景巖石，平均值達(dá)到4.7×10-6，提供了有利的鈾源條件。

偉晶巖脈中，蝕變較為發(fā)育，以高嶺土化、褐鐵礦化為主，多發(fā)育在巖石表面及裂隙面，呈面狀展布；在局部地段發(fā)育少量硅化、鉀長(zhǎng)石化等熱液蝕變。相比未蝕變偉晶巖，蝕變偉晶巖鈾含量較高，平均值為7.5×10-6，最高值可達(dá)9.5×10-6，表明熱液蝕變活動(dòng)促成了研究區(qū)鈾的再次富集，是鈾成礦的重要條件之一。

3.4 物探異常

3.4.1 航空放射性異常

該區(qū)鈾含量分布不均勻，鈾含量背景場(chǎng)呈兩側(cè)低中部高的特征，鈾含量高值區(qū)呈北東向帶狀分布于區(qū)內(nèi)中部、西部。根據(jù)航空伽瑪能譜測(cè)量異常和高場(chǎng)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，以同一巖性統(tǒng)計(jì)的背景平均值(C)及其均方差(σ)進(jìn)行衡量。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，測(cè)區(qū)鈾含量(A)偏高場(chǎng)、高場(chǎng)和異常的劃分標(biāo)準(zhǔn)為：① 當(dāng)3.26×10-6≥A>2.74×10-6時(shí)為偏高場(chǎng)；② 當(dāng)3.78×10-6≥A>3.26×10-6時(shí)為高場(chǎng)；③ 當(dāng)A≥3.78×10-6時(shí)為異常。根據(jù)該劃分標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)內(nèi)分布有3片航放鈾高場(chǎng)(圖5)，編號(hào)分別為HG-01、HG-02、HG-03。

圖5 研究區(qū)航放鈾含量等值線平面圖Fig.5 The contour line map of airborne uranium content in the study area

1)西部航放鈾高場(chǎng)(HG-01)，斷續(xù)長(zhǎng)約17.7 km，寬約0.9 km～2.1 km，總體呈北北東向展布。該地段航放鈾含量背景值一般為2×10-6～2.25×10-6，平均值為3.35×10-6，最高值可達(dá)4.72×10-6。HF03號(hào)航放鈾異常點(diǎn)位于本高場(chǎng)的南部(圖5)。本航放鈾高場(chǎng)主體處于古元古代花崗質(zhì)片麻巖中，局部位于興東巖群變質(zhì)巖及晚石炭世二長(zhǎng)花崗巖中。

2)中部航放鈾高場(chǎng)(HG-02)，規(guī)模較大，斷續(xù)長(zhǎng)約12.5 km，寬約0.9 km～1.8 km，總體呈近南北向展布。該地段航放鈾含量背景值一般為2×10-6～2.25×10-6，平均值為3.39×10-6，最高值可達(dá)4.34×10-6。HF02號(hào)航放鈾異常點(diǎn)位于本高場(chǎng)的南部(圖5)。本航放鈾高場(chǎng)受近南北向斷裂構(gòu)造控制，所處巖性主要為古元古代花崗質(zhì)片麻巖及東風(fēng)山巖群變質(zhì)巖，位于構(gòu)造及后期花崗偉晶巖脈交切復(fù)合部位，具有變質(zhì)巖(構(gòu)造破碎帶)型鈾礦成礦潛力。

3)東部航放鈾高場(chǎng)(HG-03)，規(guī)模最大，斷續(xù)長(zhǎng)大于25.8 km(向南、向北均未封閉)，寬約0.8 km～1.4 km，總體呈北北西向條帶狀展布。該地段航放鈾含量背景值一般為2.25×10-6～2.50×10-6，平均值為3.52×10-6，最高值可達(dá)4.83×10-6。HF01號(hào)航放鈾異常位于本高場(chǎng)的北部。航放鈾高場(chǎng)區(qū)位于北西向斷裂構(gòu)造發(fā)育區(qū)，區(qū)內(nèi)石墨片巖、偉晶巖脈較發(fā)育，蝕變類型相對(duì)較多，高場(chǎng)主體多受北西向構(gòu)造、偉晶巖脈、石墨片巖共同控制。該鈾高場(chǎng)相對(duì)于HG-01、HG-02，成礦潛力最大。

3.4.2 地面伽瑪能譜異常查證成果

地面伽瑪能譜面積性測(cè)量在延軍一帶進(jìn)行，測(cè)網(wǎng)為100 m×20 m。結(jié)果圈定出3處地面伽瑪能譜鈾異常(圖6)。

1)UY-1鈾異常在測(cè)區(qū)內(nèi)規(guī)模最大，北西向紡錘狀產(chǎn)出，長(zhǎng)約190 m，北西寬闊(約75 m)、南東收窄(約25 m)；異常值一般為20×10-6～35×10-6，最高為1 147.9×10-6，釷含量為37.1×10-6，屬純鈾異常。異常帶的南西部為已知的延軍山鈾礦點(diǎn)，異常受北西向斷裂和石墨片巖共同控制。根據(jù)測(cè)區(qū)鈾礦化控制因素和異常展布特征，推測(cè)在異常中心北東部應(yīng)該存在與已知礦化體平行的鈾礦化體，具有較大的鈾成礦潛力。

圖6 延軍地區(qū)地面伽瑪能譜鈾異常分布圖Fig.6 The abnormal distribution map of the ground gamma ray spectrum in the area of Yanjun

圖7 研究區(qū)ZPF12線地質(zhì)-土壤測(cè)量綜合剖面圖Fig.7 Geological study area ZPF12 line- Integrated soil survey sectional view

2)UY-2鈾異常，呈近橢圓狀，北西向展布，長(zhǎng)約26 m，寬度一般為21 m，鈾含量最高為26.7×10-6，釷含量為17.80×10-6，異常處于石墨片巖與偉晶巖復(fù)合部位。從異常相態(tài)分析，這里存在著控制異常產(chǎn)出的隱伏北西向斷裂，具有一定的鈾成礦潛力。

3)UY-3鈾異常，鈾含量為24.1×10-6，釷含量為21.1×10-6，異常處于偉晶巖中，異常明顯受偉晶巖控制。

3.5 化探異常

研究區(qū)土壤剖面地球化學(xué)試點(diǎn)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)兩處多元素組合異常(圖7中Hs-1和Hs-2)。

1)Hs-1異常主元素為U，伴生組合元素為Mo、Cu、W、Zn。異常中U元素的峰值為23.21×10-6，Mo、Cu、W、Zn元素最高值分別為16.68×10-6、60.5×10-6、8.63×10-6、484×10-6。異常位于石墨片巖之中，發(fā)育褐鐵礦化蝕變，具有較好的鈾成礦潛力。

2)Hs-2異常元素組合為Mo、Zn、Cu、W。各元素峰值分別為16.69×10-6、568×10-6、81.81×10-6、9.69×10-6。顯示出多金屬礦化異常組合特征，是尋找多金屬礦化的有利地段。

4 找礦方向預(yù)測(cè)

4.1 找礦標(biāo)志

根據(jù)對(duì)研究區(qū)成礦條件、控礦因素分析，結(jié)合典型鈾礦化特征研究，總結(jié)出區(qū)內(nèi)鈾礦化找礦標(biāo)志為：

圖8 研究區(qū)找礦預(yù)測(cè)圖Fig.8 Prediction map of the study area

1)東風(fēng)山巖群石墨片巖。石墨片巖對(duì)礦化有明顯的控制作用，控制區(qū)內(nèi)早期鈾礦化。

2)北西向斷裂。北西向斷裂為晚期鈾成礦提供了熱液來源和富集場(chǎng)所，并控制礦體的展布。

3)偉晶巖脈。偉晶巖為區(qū)內(nèi)晚期鈾成礦提供了有利鈾源條件，進(jìn)一步促進(jìn)了鈾富集。

4)航空和地面U異常。鈾礦化體都產(chǎn)在鈾異常地段。

5)土壤U、Mo、Zn、Cu、W組合異常。

4.2 找礦方向

從研究區(qū)成礦條件、控礦因素分析，研究區(qū)內(nèi)礦化異常主要定位為東風(fēng)山巖群中，受石墨片巖、北西向斷裂、偉晶巖復(fù)合控制。進(jìn)一步找礦方向主要以區(qū)內(nèi)石墨片巖為找礦目標(biāo)層位，找礦標(biāo)志為“石墨片巖+北西向斷裂+偉晶巖+異?！?。據(jù)此，預(yù)測(cè)了兩片找礦靶區(qū)，分別為延軍鈾礦找礦靶區(qū)和云山鈾礦找礦靶區(qū)(圖8)。

1)延軍鈾礦找礦靶區(qū)內(nèi)東風(fēng)山巖群石墨片巖分布面積較廣，鈾背景值較高，為區(qū)內(nèi)重要的富鈾地質(zhì)體，能為鈾成礦提供物源；區(qū)內(nèi)北西向斷裂及偉晶巖脈均較發(fā)育，沿北西向斷裂發(fā)育粘土化、褐鐵礦化等蝕變；區(qū)內(nèi)延軍鈾礦點(diǎn)通過槽探揭露，圈出鈾礦體一條，同時(shí)區(qū)內(nèi)存在多條地面伽瑪能譜鈾異常帶、航放鈾高場(chǎng)，找礦線索較為豐富，找礦目標(biāo)較為明確，鈾礦找礦潛力較大。

2)云山鈾礦找礦靶區(qū)成礦地質(zhì)背景與延軍鈾礦找礦靶區(qū)較為相似，存在成礦有利的石墨片巖，北西向斷裂及偉晶巖脈均較發(fā)育，成礦地質(zhì)條件較為有利，靶區(qū)已發(fā)現(xiàn)航放鈾異常點(diǎn)1處，同時(shí)存在多處航放鈾高場(chǎng)。找礦重點(diǎn)地段應(yīng)在斷裂(NE向)、已知鈾異常、東風(fēng)山巖群石墨片巖、偉晶巖脈復(fù)合部位。

5 結(jié)論

通過對(duì)研究區(qū)內(nèi)延軍山變質(zhì)巖型鈾礦點(diǎn)成礦條件和控礦因素進(jìn)行分析，獲得了以下結(jié)論：

1)研究區(qū)內(nèi)鈾礦化異常定位于東風(fēng)山巖群石墨片巖中，北西向斷裂和偉晶巖的出現(xiàn)是鈾二次富集成礦的最重要因素，三者復(fù)合控制測(cè)區(qū)鈾礦化體的產(chǎn)出。

2)研究區(qū)主要找礦標(biāo)志為“石墨片巖+北西向斷裂+偉晶巖+異常”，今后找礦突破的方向應(yīng)聚焦在延軍和云山兩片鈾礦找礦靶區(qū)內(nèi)。