铀矿地质7

一、概述第七章不整合面型铀矿床二、不整合面型铀矿床产出的地质条件及矿化特征三、澳大利亚不整合面型铀矿床四、加拿大不整合面型铀矿床一、概述1、定义：“矿床在空间上与主要不整合面关系密切，这类不整合面上部盖层大多形成于1800-800Ma的克拉通盆地内。典型的实例为加拿大北萨斯喀彻温阿萨巴斯卡盆地克拉夫湖（CluffLake）、凯湖（KeyLake）、拉比特（RabbitLake）湖矿床，以及分布在澳大利亚北部阿利盖特河地区的诸矿床”。主要不整合面是指中元古代-古元古代早期克拉通盆地内的沉积物与下伏变质地层之间的不整合面。所以这类矿床通称为元古宙不整合面型铀矿床。Distributionofknowntypesofuraniumdeposits铀矿床以“富、大”著称，是世界上最为重要的铀矿床类型。元古宙不整合面型铀矿生产在2005年占全球总量的53%。主要分布在加拿大北萨斯喀彻温铀矿省和澳大利亚北部派因•克里克铀矿省。2、矿床特点及分布其他地区有：加拿大西北地区塞隆（Thelon）盆地的基加维克（Kiggavik）矿区；西澳大利亚州：拉克（Rudall）变质杂岩带附近金都赫（Kintyre）矿田；圭亚那-委内瑞拉交界处：罗莱玛地区（RoraimaRegion）；俄罗斯：西北利亚陆块的阿尔丹地盾和东欧陆块的波罗的海地盾区也有此类矿化发育；中国：华北地块的南缘晋南-豫西地区也进行进一定的勘查工作和探索，但未获得突破。2、矿床特点及分布一、概述不整合面型铀矿床二、不整合面型铀矿床产出的地质条件及矿化特征三、澳大利亚不整合面型铀矿床四、加拿大不整合面型铀矿床二、不整合面型铀矿床产出的地质条件及矿化特征1、区域地质背景2、含矿层位及成矿时代3、岩性条件4、构造条件5、区域不整合面及古风化壳条件6、中基性岩浆活动和其他火山岩条件7、矿化特征1）铀矿产于太古代花岗岩－片麻岩穹窿边缘古元古代冒地槽凹陷带中。太古代的花岗岩-片麻岩穹窿构成太古界结晶基底，古元古代末期地槽封闭，之后转入地台发育阶段。1、区域地质背景加拿大阿萨巴斯卡（Athabasca）盆地是加拿大地盾丘吉尔构造省的一部分，基底为太古代的花岗岩和绿岩带；澳大利亚派因克里克地槽的基底为太古代的各种变质杂岩，岩性有石英二长石岩、花岗岩、混合岩、片麻岩、伟晶岩、闪长岩及条带状含铁建造等。1、区域地质背景2）古元古代为冒地槽沉积，形成一套碳硅泥岩建造，富含有机质，并夹铁镁质火山岩。岩系的铀含量较高。成岩后经受了后期各种地质作用的改造，如变质作用、岩浆活动、构造活动、风化剥蚀等。1、区域地质背景3）盖层中元古代底部发育风化剥蚀层，上覆陆相红色碎屑岩系，时夹贯层侵入的铁镁质火山岩，中、晚期发生切割基底和盖层的辉绿岩或粗玄岩墙的侵位充填和构造－流体活动。4）区域上存在“三套构造层”，即由太古代结晶基底（花岗杂岩带组成）－古元古代的冒地槽建造－中元古代的陆相红色碎屑建造所构成。1、区域地质背景澳大利亚北部地区的“三套构造层”表现为：中元古代科姆波尔吉建造（红层）→古元古代努尔兰吉片岩和卡希尔建造→太古代纳纳姆布花岗杂岩、变质岩等。1、区域地质背景加拿大阿萨巴斯卡（Athabasca）地区的“三套构造层”表现为：中元古代阿萨巴斯卡（Athabasca）建造（红层）→古元古代阿菲比亚系类复理石建造→太古代塔秦群变质沉积岩、花岗岩和片麻岩。两地的“三套构造层”的形式基本相同，中元古代均为地台盖层覆盖，具有良好保矿条件，故可形成一系列“富、大”铀矿床。1、区域地质背景二、不整合面型铀矿床产出的地质条件及矿化特征1、区域地质背景2、含矿层位及成矿时代3、岩性条件4、构造条件5、区域不整合面及古风化壳条件6、中基性岩浆活动和其他火山岩条件7、矿化特征1）含矿层位矿化产于不整合面上、下的古、中元古代地层中，以不整合面之下的古元古代地层为主。加拿大该类铀矿床的层位为古元古代的阿菲比亚系和太古代基底以及中元古代阿萨巴斯卡（Athabasca）群；澳大利亚该类矿床其矿化层位为古元古代的卡希尔建造。2、含矿层位及成矿时代矿化与古、中元古代之间的不整合面密切相关。矿化与不整合面的空间关系是：拉比特（RabbitLake）矿床矿化在不整合面之下150m；凯湖（KeyLake）加特曼矿床的矿化在不整合面之下30m；凯湖台尔曼矿床的矿化在不整合面之下80m；克拉夫湖（CluffLake）的“D”矿体在不整合面之下20m及之上20m；克拉夫湖“N”矿体在不整合面之下50－150m；克拉夫湖“C”矿体在不整合面之下90m。澳大利亚的贾比卢卡（Jabiluka）矿床矿化在不整合面之下100m；兰杰（Ranger）矿床矿化在不整合面之下150m；库恩加拉（Koongarra）矿床矿化在不整合面之下150m；纳巴勒克（Nabarlek）矿床矿化在不整合面之下45m。2、含矿层位及成矿时代2）成矿时代该类矿床的成矿时代与成岩时代存在较大的时差，且成矿具多时代特点，时间延伸范围较大，有两个主要成矿期：（1）与不整合面的发育期；（2）与主要造陆期及断块运动期相接近。加拿大铀矿化通常集中在1400－1200Ma。澳大利亚铀矿化集中在1900Ma－1700Ma。2、含矿层位及成矿时代二、不整合面型铀矿床产出的地质条件及矿化特征1、区域地质背景2、含矿层位及成矿时代3、岩性条件4、构造条件5、区域不整合面及古风化壳条件6、中基性岩浆活动和其他火山岩条件7、矿化特征矿化的原岩为下元古界冒地槽类复理石建造中的碳酸盐岩、硅岩、泥岩系，富含炭质、泥质和黄铁矿，变质后形成一套富含黄铁矿的绿泥石石墨片岩、绿泥石片岩、石英绿泥石角砾岩及燧石等。有些矿化产于白云质大理岩类绿泥石片岩或产于白云岩或产于钙硅质岩中。岩性对矿化的作用在于其具较高的含铀性和大量的还原组分，如炭质、黄铁矿和绿泥石等，为铀的成矿提供了物质来源和还原富集的条件。3、岩性条件贾比卢卡矿床的四个含矿层位中最利于成矿的岩性是石墨片岩，绿泥石、石墨片岩及其角砾岩。兰杰（Ranger）矿床矿化主要赋存于绿泥石片岩、块状白云岩的溶洞塌陷构造中。3、岩性条件二、不整合面型铀矿床产出的地质条件及矿化特征1、区域地质背景2、含矿层位及成矿时代3、岩性条件4、构造条件5、区域不整合面及古风化壳条件6、中基性岩浆活动和其他火山岩条件7、矿化特征断裂构造是其主要的控矿构造，它可分为贯通基底切层断裂和顺层断裂。切层断裂切穿不同的岩性层位，形成复杂的矿体形态，但以脉状为主；顺层断裂沿层间发育，或沿不整合的界面发育，受其控制的矿体产状较稳定，一般呈层状、似层状产出，矿体规模较大。矿化的赋存大都在断裂的上下盘岩石内，多组断裂交汇处是成矿的有利地段。在碳酸盐发育的地区，由于溶蚀作用形成的塌陷角砾岩带也是该类矿化产出的有利构造部位，如兰杰矿床中的部分铀矿化即受其控制。4、构造条件二、不整合面型铀矿床产出的地质条件及矿化特征1、区域地质背景2、含矿层位及成矿时代3、岩性条件4、构造条件5、区域不整合面及古风化壳条件6、中基性岩浆活动和其他火山岩条件7、矿化特征不整合面型铀矿床的最大特点是严格受特定的区域不整合面所控制。澳大利亚和加拿大的不整合面型铀矿床都具有这一明显的特点，矿化多产于中、下元古界的不整合面型附近。区域不整合面是铀活化、迁移、聚集成矿特别有利的场所。5、区域不整合面及古风化壳条件Somekeyissues•ArelargeunconformityUsystemsconfinedtoPalaeoproterozoic-ArchaeanbasementunderlargelyundeformedPalaeo-Proterozoicsandstones?•AreAthabascaBasininCanadaandPineCreekinAustraliaonlyexamples?UnconformityrelatedUsystemsEmphasisofrecentresearchonaquifers/UsourcesincoversandstonesHistoricresearchmainlyonstratigraphy,reducingrocks,structuraltrapsinPineCreekbasementPalaeoweatheringzoneUnconformity-relateddepositmodelMineralisationInAustraliaisnotknownaboveunconformity.Itoccursatafavourablestratigraphicpositionbelowunconformity-inbrecciatedgraphitic-chloriticschistimmediatelyabovedolomiteunit(nowlargelymagnesite).Faultspresent.（1）区域不整合面是风化剥蚀和沉积间断面。沿不整合面往往发育有高渗透性的古风化壳，沿不整合面流动的地下水可以将在风化剥蚀过程中活化转移出来的铀汇聚起来。（2）区域不整合面代表不同岩性的接触面，是构造的脆弱面。沿不整合面、或平行不整合面是氧化－还原的界面，顺层构造发育，构造既是铀成矿溶液的运移通道，也是铀聚集的有利空间。5、区域不整合面及古风化壳条件（3）区域不整合面是一个地球化学变化带。该面之下的变质岩系为含石墨的片岩，或强烈黄铁矿化、绿泥石化岩石，为还原障岩石，而该面之上为中元古代红色碎屑岩建造，形成反差明显的氧化－还原界面，故是促使铀沉淀的化学界面。（4）区域不整合面是一个水动力条件转制面。不整面以上是高渗透性的阿萨巴斯卡群砂岩，不整合面以下是渗透性差的变质岩及有断裂沟通的热液循环构造系，于是区域不整合面就成了不同水动力条件的转制面。5、区域不整合面及古风化壳条件二、不整合面型铀矿床产出的地质条件及矿化特征1、区域地质背景2、含矿层位及成矿时代3、岩性条件4、构造条件5、区域不整合面及古风化壳条件6、中基性岩浆活动和其他火山岩条件7、矿化特征在成矿前后区域上存在有明显的火山活动和基性脉岩侵入事件，具体表现在地层中出现的火山岩及各种脉岩体的产出。岩浆活动及伴随的热流体活动对铀矿化的形成及富集具有极为重要的意义。6、中基性岩浆活动和其他火山岩条件二、不整合面型铀矿床产出的地质条件及矿化特征1、区域地质背景2、含矿层位及成矿时代3、岩性条件4、构造条件5、区域不整合面及古风化壳条件6、中基性岩浆活动和其他火山岩条件7、矿化特征（1）矿体形态与赋矿构造有关，一般呈似层状、透镜状、盆状、锲状、脉状、浸染状产出，其中定位于不整合面上的矿体呈似层状和透镜状，在上覆岩层和下伏岩层中的矿体则以脉状为主。（2）近矿围岩蚀变发育，绿泥石化是最常见的热液蚀变，其次为赤铁矿化、粘土化、碳酸盐化、硅化等中低温蚀变。7、矿化特征（3）矿石物质成分比较复杂。矿石矿物主要为沥青铀矿以及少量晶质铀矿、钛铀矿、铀石、钛铀碳氢矿，次生铀矿物有硅酸盐、磷酸盐、碳酸盐等；伴生的金属矿物多为金属硫化物、砷化物、硒化物及部分自然金、铜、银，但大多数矿床仍以单铀为主，脉石矿物大多为蚀变矿物，如绿泥石、石英、高岭石、方解石、白云石等。7、矿化特征矿石以单铀型为多，存在有综合型矿石，如Au-U型、Cu-U型、Cu-Pb-Co-Ni-U型等。矿石中伴生元素因不同的矿床而异，伴生的元素有：As、Se、Nb、Mo、Pb、Li、Co、Cu、Au、Ag、Ni、Tc等。7、矿化特征一、概述第七章不整合面型铀矿床二、不整合面型铀矿床产出的地质条件及矿化特征三、澳大利亚不整合面型铀矿床四、加拿大不整合面型铀矿床澳大利亚不整合面型铀矿床集中在澳北区的北部，产于派因·克里克地槽中（图）。代表性矿床贾比卢卡（Jabiluka）矿床及兰杰（Ranger）矿床。三、澳大利亚不整合面型铀矿床（一）地质概况Unconformityrelateduraniumdeposits,NorthernTerritory派因·克里克铀矿省地质示意图Nosignifican