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1、资源勘查工程 新疆白杨河铀-铍矿田成矿规律及预测_毕业论文 东华理工大学长江学院毕 业 论 文 题目 新疆白杨河铀-铍矿田成矿规律及预测英文题目 Xinjiang Poplar River uranium beryllium ore field metallogenic regularity and prediction of 学生姓名 学 号07353120 专 业 资源勘查工程 系 别资源勘查工程系 指导教师 职 称 讲师二零一二年六月摘 要 雪米斯坦火山岩带是新疆规模最大的铀-稀有金属成矿带之一,成矿带长约120km,由白杨河铀-铍矿田及雪米斯坦工区、七一工区、十月工区、阿尔肯特矿点和一
2、批异常点组成,区域上主干大断裂控制了矿床、矿点、矿化点的分布,次级断裂及岩体界面、熔岩层面是具体矿化的赋存部位,成矿特征具一定的相似性,而其中的白杨河铀-铍矿田是铀-铍矿化最集中的地区,研究其成矿规律,对区域找矿具一定的借鉴意义。白杨河矿田主要铀、铍矿体受次火山岩体顶、底界面控制,呈似层状,与铀矿化有关的蚀变主要为赤铁矿化、紫黑色萤石化和锰矿化,与铍矿化有关的蚀变主要为萤石化、碳酸盐化和硅化,成矿期至少经历了铀矿化、铀-铍矿化、铍矿化三个阶段。通过成矿规律研究,认为白杨河铀-铍矿田寻找800m以上深部矿体的主攻地区为四号工地东部,白杨河以东地区找矿要从地表受裂隙控制的次要矿体入手,重点寻找深部
3、受熔岩控制的层状矿体。 关键字:雪米斯坦火山岩带; 白杨河铀-铍矿田; 成矿预测ABSTRACT Snow millsstein volcano rock band Xinjiang is the largest uranium metallogenic belt is one of the rare metal mineralization belt, the length of about 120km, by the river of uranium a alteration mainly fluoritization, carbonation and silicification, me
4、tallogenic period nd beryllium ore field and snow millsstein area, the seven one work area, October work area, the Kent area in the mine and a number of abnormal points, regional trunk fracture control ore deposits, ore, mineralization points distribution, secondary fracture and rock interface, the
5、lava level is specific mineralization occurring position, ore characteristics have a certain similarity, and the Poplar River uranium mineralization of uranium and beryllium beryllium ore field is the most concentrated area, study the metallogenic law, for the regional prospecting has certain refere
6、nce significance. Poplar River field main uranium, beryllium ore body is controlled by a volcano rock top, bottom interface control, stratoid, related to uranium mineralization alteration mainly hematitization, violet black fluoritization and manganese mineralization, and beryllium mineralization re
7、lated through at least uranium mineralization of uranium mineralization, beryllium, beryllium mineralization in three stages. Through the study of metallogenic regularity,that Poplar River uranium beryllium ore field for more than 800m deep ore body the main area for four sites in eastern, Poplar Ri
8、ver east area prospecting from the surface by fissure control with secondary orebody, key to seek the deep control of layered Key words:Snow millsstein volcanic belt; Seven uranium-beryllium ore fields;Metallogenic prediction目 录绪论11. 矿区交通位置和经济地理概况21.1 矿区交通位置21.2 经济地理概况22. 区域地质42.1 大地构造位置42.2 地层42.3
9、构造72.3.1 褶皱72.3.2 断裂构造72.3.3 构造盆地82.4 区域变质作用92.5 区域矿产资源概况102.5.1 区域铍、铀矿产102.5.2 其它矿产103. 矿区地质123.1 地质构造位置123.2 地层123.3 构造143.3.1 褶皱构造143.3.2 断层构造143.4 围岩蚀变153.4.1 矿体围岩153.4.2 围岩蚀变154. 成矿规律及预测184.1 铀、铍矿体空间分布特征184.2 铀、铍矿体成矿期次184.3 铀、铍矿体成矿规律184.4 铀、铍矿体找矿方向预测20结 论21致 谢22参考文献23 绪论 新疆白杨河地区铀矿地质工作始于上世纪五十年代,
10、鼎盛于1955-1964年,七十年代以来基本处于停滞阶段。前人通过约10年的工作,在白杨河地区杨庄次火山岩体边缘落实了两个小型铀矿床,9个铀矿点,共同组成了白杨河铀矿田。前人在开展铀矿工作的过程中,顺便在局部地段进行了铍、钼、铅等伴生元素的光谱半定量分析,在部分地段发现了铍矿化,并将铍异常作为找铀的标志。笔者在核工业二一六大队实习期间,积极参与对铍成矿及其与铀矿化的关系的研究,在该区开展了针对铀-铍及稀有金属的综合找矿,取得了较好的找矿成果,总结该区的矿化特征及成矿规律,对区内下一步找矿具有十分重要的现实意义,同时,对整个雪米斯坦火山岩带今后的找矿亦具有借鉴和指导作用。 1. 矿区交通位置和经
11、济地理概况 1.1 矿区交通位置 白杨河矿区属和布克赛尔县管辖,与外界交通条件较好,塔城市-和丰县的318省道从工作区南侧通过,与克拉玛依市有217国道相通;矿区与318省道之间有约10km的简易公路相通;矿区至塔城市约130km,至和丰县城约70km,至克拉玛依市约160km(图1-1),交通方便。 矿区位于和布克赛尔县城西南,直线距离约50km,矿区中心点坐标为:东经845531.62,北纬463336.39。 1.首府所在地;2.主要城市;3.一般城镇;4.河流;5.铁路;6.国界;7.省级公路;8.工作区图1-1工作区交通位置示意图 1.2 经济地理概况 白杨河矿区属山前丘陵地带,一般
12、海拔12001300m,地形高差不大。区内属大陆性气候,干旱少雨,冬暖夏凉,热量不足,无霜期短,降水量偏少,年降水量130mm,多集中于6月8月,常形成阵雨,积雪不稳定,有明显的冬季逆温带,寒冷期长,春秋多偏西大风,常受风灾之害,夏季易发生雷击之害。区内居民以牧业为主,工业以煤、盐等矿业为主,经济不发达。区内水系不发育,大的径流主要为白杨河,位于工作区西南约10km,全长140km,流经矿区西端,洪水期流量达64m3/s,枯水期仅1m3/s;工作区东南约2.5km处,有泉水出露,其中一号泉流量最大,流量为11.9m3/s25.2m3/s。区内植物十分稀少,除沿河的某些地段有杨树成林外,在山区、
13、戈壁中仅有稀疏的骆驼刺、芨芨草分布。境内居民以蒙古族、哈萨克族为主。工农业极不发达,主要是牧业。区内煤炭资源丰富。 2. 区域地质 2.1 大地构造位置 白杨河矿区位于雪米斯坦火山岩带西段,大地构造上处于准噶尔板块北缘古生代陆缘活动带内晚古生代成熟岛弧之上。该火山岩带是新疆西北部三条重要的火山岩带之一(图2-1),自西向东呈带状分布,火山岩厚度大,岩性复杂,岩浆演化系列完全,从基性到酸性的各类火山碎屑岩和熔岩均很发育,是火山岩型铀矿化及其它金属成矿的有利构造环境。1.二叠纪火山岩;2.石炭纪火山岩;3.泥盆纪火山岩;4.奥陶-志留系;5.火山岩带界线;-萨吾尔山火山岩带;-雪米斯坦火山岩带;-
14、加依尔火山岩带图2-1 西准噶尔晚古生代火山岩地质略图 2.2 地层 矿区属西准噶尔分区沙布尔提山小区,地层分区见表2-1。雪米斯坦火山岩带出露最老的地层为奥陶系,在雪米斯坦山中西部主要有泥盆系、下石炭统的海相海陆交互相的沉积碎屑岩、中基性、中酸性火山岩及火山碎屑岩,下二叠统的陆相中酸一酸性火山岩及火山碎屑岩(图2-2)。 (1)奥陶系、志留系:出露在和什托洛盖以北的和布克赛尔洼地的隆起带,岩性为砂岩、页岩,属笔石页岩建造。 (2)泥盆系:在雪米斯坦火山岩带广泛出露,划分为上、中、下三统,区内主要为中、上泥盆统。 下泥盆统马拉苏组(D1ml)和孟布位克组(D1mb):两者均为滨、浅相火山碎屑岩
15、建造,下部为中基性火山岩,分布在雪米斯坦山西段,厚达5519m以上。 中泥盆统呼吉尔斯特组(D2h):以陆相为主的中酸性火山岩及火山碎屑岩建造,厚4381851m。而在雪米斯坦山西部出露的相当层位为萨吾尔山组,为海相中性火山岩及火山碎屑岩建造。 上泥盆统塔尔巴哈台组(D3t):为陆相?海陆交互相中酸性火山岩及火山碎屑岩建造,在白杨河一带地层厚6131165m。表2-1 西准噶尔分区地层表系统代号萨吾尔山小区沙布尔提山小区玛依勒小区侏罗系中下统J西山窑组 八道湾组三叠系T未命名(T1)二叠系上统P2未 命 名未命名下统P1P12卡拉岗组卡拉岗组卡拉岗组P11哈尔加乌组哈尔加乌组哈尔加乌组石炭系上
16、统C3未 命 名中统C2恰其海组石浅滩组石浅滩组下统C13萨尔布拉克组巴塔玛依内山组萨尔布拉克组C12南明水组南明水组南明水组C11黑山头组黑山头组黑山头组和布克河组和布克河组泥盆系上统D3塔尔巴哈台组北部东部铁列克提组塔尔巴哈台组朱鲁木特组中统D2萨吾尔山组西部东部巴尔雷克组萨吾尔山组呼吉尔斯特组库鲁木迪组上统Dl下伏层孟布拉克组和布克赛尔群马拉苏组志留系下统S3下志留统中、下志留统(S1+S2)奥陶系上统O3上奥陶统(O3)布龙果尔组 泥盆系铀钍含量都高于区域背景值(表2-2),钍铀比值低于背景值,具富铀、含铀地层特征。表2-2 雪米斯坦火山岩带主要地层铀含量统计表地 层代号UThTh/U
17、平均值(ppm)变化系数(%)平均值(ppm)变化系数(%)平均值(ppm)变化系数(%)第四系Q3.42410.4293.231新近系N4.22610.8222.928古近系E3.82610.2252.730侏罗系J3.3249.6292.934上三叠统白砾山组T3b4.012.03.0下二叠统哈尔加乌组P1h4.52013.6103.020下石炭统黑山头组C1h3.26.92.6下石炭统和布克河组C1hb3.2258.8362.737上泥盆统塔尔巴哈台组D3t5.22014.9242.938中泥盆统呼吉尔斯特组D2h5.63616.8393.037志留系S2.87.82.9奥陶系O2.92
18、15.5331.822背景值4.012.63.3 1.第四系;2.新近系;3.古近系、4.侏罗系;5.三叠系;6.二叠系;7.石炭系;8.泥盆系;9.志留系;10.奥陶系11.花岗斑岩;12.碱长花岗岩;13.花岗岩;14.超基性岩;15.闪长岩;16.辉绿岩;17.次花岗斑岩 ;18.霏细斑岩、钠长斑岩;19.断裂、隐伏断裂。图2-2 雪米斯坦火山岩带区域地质略图 (3)石炭系:出露主要是下石炭统,南部有中石炭统。 下石炭统:和布克河组(C1hb)分布在白杨矿床至七一工区之间,呈狭长带状,为海相沉积碎屑岩夹安山玢岩等。黑山头组(C1h)为浅海相、海陆交互相中基性火山岩、中酸性火山岩及火山碎屑
19、岩建造,厚4453110m,分布在白杨河以西和什托洛盖附近。 中石炭统石钱滩组(C2s):为陆相砾岩、砂岩、炭质泥质粉砂岩,出露在白杨河以西的乌拉苏河源头。 石炭系铀钍含量都低于区域背景值,为铀钍含量都比较低的层位。 (4)二叠系:出露下二叠统哈尔加乌组(P1h),为陆相中酸性火山岩及火山碎屑岩,在雪米斯坦西部最厚达2153m,铀钍含量都高于区域背景值,钍铀比值低于背景值,说明其铀含量相对于钍偏高具富铀含铀特征。该地层是区内火山岩型铀矿床、矿点的含矿层位。 (5)三叠系:在南部零星出露上三叠统白砾山组(T3b),为硅质砾岩、砂砾岩。 (6)侏罗系:分布在立项区南部的和什托洛盖盆地,岩性为砾岩、
20、砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层,铀钍含量变化幅度大,说明局部有增高富集可能。该地层发育煤岩型铀矿化。 (7)古近系、新近系:分布于山间盆地,岩性为黄红色砂质粘土层。其铀含量接近于背景值,钍含量及钍铀比值低于背景值,说明属含铀性地层。 (8)第四系:为松散的冲积、坡积砂砾石、粘土及戈壁砾石。 2.3 构造 雪米斯坦火山岩带内构造以断裂构造为主,主构造线呈近东西向,其南北均发育中新生代构造盆地,其中南面和什托洛盖构造盆地的褶皱构造比较发育。 2.3.1 褶皱 雪米斯坦火山岩带内褶皱构造主要表现为复式背斜和复式向斜。以线型褶皱为主,局部地段由于岩体或断裂的影响,也可形成小型短轴褶皱。这些复背斜或复向斜,常
21、常被大断裂及侵入岩体破坏,变得支离破碎,在各个断块中形成互不联系的单斜和挠曲构造,但可将它们有机地联系到一起考虑,仍可看出调查区的构造总貌。大型的比较完整的褶皱则主要发育于和什托洛盖构造盆地(图2-3)。 2.3.2 断裂构造 雪米斯坦火山岩带断裂构造十分发育,并且规律性较强。按成因和展布规模可分为一、二、三级序次构造。前人对断裂统计的结果表明,东西向、北东东向(6070)及北东向(4045)三组断裂最发育,其中一级断裂多为东西向,构造应力以南北向挤压为主,反映了区域东西向构造起作主导作用。1.第四系松散堆积;2.第三系碎屑沉积;3.侏罗系碎屑沉积;4.二叠系中酸性喷发夹火山碎屑沉积;5.石炭
22、系碎屑沉积夹喷发沉积;6.泥盆系中酸性喷发夹碎屑沉积;7.志留系海相沉积;8.华力西晚期第一次侵入-超基性岩;9.华力西晚期第二、三次侵入-花岗岩、碱长花岗岩、闪长岩;10.华力西晚期第四次侵入-花岗斑岩;11.次火山岩;12.霏细斑岩、钠长斑岩;13.基性浅成岩;14.深大断裂;15.二?断裂;16.三?断裂;17.背斜褶曲;18.向斜褶曲;19.主要褶皱编号图2-3 雪米斯坦火山岩带地质构造略图 (1)东西向断裂是雪米斯坦火山岩带内的主干断裂,一般规模较大,发育时间较早,多期活动,早期为压性,后期火山岩强烈活动时局部显示张性,因而有的地段为逆断层,有的地段又为正断层,第三纪以来显示右行压扭
23、性,但总体看来,仍以压性特征为主。断裂控制了区域地层和火山岩带的分布,顺断裂带常有岩浆侵入,对区内矿产分布也有重要的控制作用。其典型代表是铁列克德断裂和查干陶勒盖-巴音布拉克大断裂(其西段称为杨庄断裂)。 (2)北东东向断裂十分发育,一般规模较大,具左行压扭性质,控制并切割了华力西晚期花岗岩体,石炭纪末和二叠纪时为主要活动时期,此外还控制了山地与平原的边界,说明第四纪以来仍有一定的活动性。其中规模最大的孟布拉克大断裂为一级断裂,其它多为二级断裂。 (3)北东向断裂在雪米斯坦火山岩带西部比较发育,一般规模都较小,而且主要见于花岗岩体内部,形成时间较晚,多为三级断裂,具有左行扭性。 2.3.3 构
24、造盆地 雪米斯坦火山岩带南北分别发育和什托洛盖及和布克赛尔中新生代构造盆地,它们是近东西向构造带中很特殊的构造形态,自中生代初期以来,一直为相对沉降的拗陷区。其构造形态、空间分布,及其内部的地质构造特征与近东西向构造带密切相关。 2.4 区域变质作用 雪米斯坦火山岩带晚古生代的泥盆、石炭纪地层均受到轻微的变质作用影响,产生了重结晶或部分重结晶的极浅变质岩石。一般不具片状构造,基本保持原岩外貌,常常出现绿泥石、绿帘石、葡萄石等变质矿物。带内古生代各时代地层的变质程度都很近似,都属葡萄石一绿纤石相,无法再进一步作相带划分。除了埋深变质作用之外,还存在着规模不大的区域动力变质、接触变质和碎裂变质作用
25、,这些变质作用产生的变质岩石分布都很局限。 (1)埋深变质作用 埋深变质作用是高压低温下的区域变质作用。雪米斯坦火山岩带内古生代各个时代的地层中均发现了葡萄石,葡萄石是典型的埋深变质产物,根据区调资料,将古生代地层出露地区均划为亚绿片岩相组葡萄石绿纤石相。 (2)域动力变质作用 雪米斯坦火山岩带区域动力变质作用不强,仅在挤压和剪切构造较强烈的西南部有所表现,片理化、劈理化比较发育,片理劈理产状与主干大断裂的产状基本一致,一般为北东东走向,向北北西倾斜,倾角70左右。 (3)触变质作用 伴随着华力西晚期的花岗岩质岩浆的侵入而发生的接触变质作用分布比较局限,变质时代较晚,是发生在埋深变质作用和区域
26、动力变质作用之后,叠加在埋深变质和区域动力变质作用之上的又一期变质作用。雪米斯坦火山岩带内侵入岩十分发育,在较大的中酸性侵入岩体的外接触带,围岩受到岩浆带来的高温影响,产生吸热化学反应及重结晶,形成新的矿物组合和组构,产生热接触变质的角岩。接触交代变质作用不发育,仅在局部地区的岩体内外接触带见到岩石混染现象。一般岩体外围接触变质带的宽度在12km之间,大型花岗岩基接触变质带的宽度较大,可达35km。库鲁木苏岩体变质最强,紧贴岩体的围岩和顶盖残留体变质最深的岩石为黑云母堇青石角岩,变质相属角闪角岩相。 (4)碎裂变质作用 碎裂变质是由于强烈错动而产生的机械破碎作用,岩石主要以碎裂为基本特征。雪米
27、斯坦火山岩带内碎裂变质作用一般发生在较大的断裂两侧,一般只有数米至数十米宽,以碎裂岩为主,少数可出现糜棱岩。带内碎裂变质作用不只发生了一期,部分碎裂变质岩石经历了多次碎裂变质作用。最明显的例证是沿着早期碎裂作用造成的破碎带贯入的石英脉,又遭到第二次碎裂变质作用,形成碎裂岩化石英脉。2.5 区域矿产资源概况 2.5.1 区域铍、铀矿产 铍、铀矿为雪米斯坦火山岩带的主要矿产,自西向东己发现白杨河铍矿床和雪米斯坦工区、七一工区、十月工区、阿尔肯特铍、铀矿点及大量的异常点,共同构成了长约120km的雪米斯坦铍-铀成矿带。白杨河矿床为受次火山岩体控制的铀-铍矿床,雪米斯坦工区、七一工区、十月工区、阿尔肯
28、特矿点均为受裂隙控制的产于火山熔岩中的铀矿化,部分地段含铍,其中以十月工区矿点远景最大。此外在火山岩带东南的侏罗系地层中还发现了含铀煤型的火烟山矿点和煤窑沟矿化点,均不具工业价值。 2.5.2 其它矿产 其它己发现的矿产主要有煤、砂金、铜、菱铁矿、膨润土、石英砂、沥青矿等,主要分布于火山岩带东南的和什托洛盖构造盆地中(图2-4)。 1.第四系;2.新近系;3.古近系、4.侏罗系;5.三叠系;6.二叠系;7.石炭系;8.泥盆系;9.志留系;10.奥陶系;11.花岗斑岩;12.碱长花岗岩;13.花岗岩;14.超基性岩;15.闪长岩;16.辉绿岩;17.次花岗斑岩;18.霏细斑岩、钠长斑岩;19.断
29、裂、隐伏断裂;20.火山岩型铀矿床、矿点;21.含铀煤型铀矿点、矿化点。图2-4 雪米斯坦火山岩带铍-铀矿床、矿点分布示意图 3. 矿区地质 3.1 地质构造位置 矿区位于巴尔雷克-沙尔布尔提褶皱带内、吾尔喀什尔山复背斜-赛米斯台背斜与白杨河复向斜-巴哈力单斜之间。白杨河复向斜呈三角形嵌入吾尔喀什尔山复背斜之中,二者几乎位于同一东西向的轴线上。北北东向的孟克拉克大断裂与东西向的德格列底提大断裂分居矿区两侧,近东西向的杨庄大断裂贯穿全区(图3-1)。地质构造比较复杂,不同方向的褶皱、断裂较为发育。晚古生代以来,火山活动,岩浆侵入作用都十分强烈,区内岩石以酸性火山岩建造为主,其间夹中-基性火山岩建
30、造。1.第四纪松散沉积物;2.第三纪红色碎屑岩建造;3.酸性火山岩建造;4.中酸性火山岩建造;5.中基性火山岩建造;6.花岗岩;7.花岗闪长岩;8.矿区范围;图3-1 新疆和布克赛尔县白杨河矿区构造略图 3.2 地层 矿区属西准噶尔分区沙布尔提山小区,区内出露泥盆系、石炭系、二叠系、第三系及第四系部分地层,现由老至新叙述如下: (1)泥盆系(D) 矿区仅出露上统塔尔巴哈台组(D3t),主要分布于杨庄岩体(P1)北侧及矿区西南、西北角,总体呈近东西向条带状展布。构造位置地处塞米斯台背斜南翼,为陆相中酸性火山岩及火山碎屑岩建造夹正常碎屑岩。岩层倾向160190,倾角约在4060之间。岩性组合以酸性
31、一中酸性火山岩、火山碎屑岩为主,主要岩性为霏细斑岩、安山岩、安山质角砾熔岩,夹玄武岩、粗玄岩、熔结凝灰岩及玻屑晶屑凝灰岩等。从剖面上发育具假流纹构造的熔结凝灰岩、以及灰紫色炭质泥岩这一特征分析,应属陆相喷溢环境。 (2)石炭系(C) 矿区出露地层为下统和布克河组(C1hb)及黑山头组(C1h),主要分布于矿区南部,北邻杨庄岩体(P1)。整体呈近东西走向的条带状延伸,与北侧岩体间以杨庄大断裂为界,东南侧局部为下第三系覆盖。构造环境位于被断裂破坏的白杨河复向斜北翼-巴哈力单斜。现分别叙述如下: a.和布克河组(C1hb)主要为正常沉积的海陆交互相或浅海相,根据岩性可分为上、下两个亚组C1hba和C
32、1hbb,分述如下:下亚组(C1hba):地表出露宽度在320420m左右,依据岩性又划分为7个小分层C1hba1、C1hba2、C1hba3、C1hba4、C1hba5、C1hba6、C1hba7,主要分布在杨庄岩体(P1)西北方位。C1hba岩性组合为页岩、灰岩、硅质板岩、粉砂岩、砂岩及砾岩等,底部夹火山岩透镜体。沉积岩石多为钙质胶结。岩性稳定,变化不大,粒级变化下粗上细,具有海浸地层特点。上亚组(C1hbb):主要分布在杨庄岩体(P1)南侧,地表出露宽度约150m左右,平面呈近东西向条带状延伸,靠近岩体部位受杨庄大断裂破坏,发育一条宽度约40m左右的破碎带。岩石整体为陆相喷发-正常沉积的
33、含煤地层。受构造影响产状较乱,总体倾向南,局部倾向北。倾角在3080之间。岩性较为复杂,沿走向相变较大,下部为砂岩、页岩夹劣煤,钙质、硅质、泥质胶结,局部相变为细砾岩和粗砂岩。劣煤地表可见8层,厚度在0.42m,泥质含量高,局部见轻微石墨化。中部为灰绿色安山岩,厚度变化大,延伸不稳定,局部相变为杏仁状玄武岩及英安岩。上部为灰色凝灰岩、硅质岩。 b.黑山头组(C1h)主要分布于杨庄岩体(P1)西南、南侧。前人资料显示与北侧下伏地层和布克河组呈断层接触,其南侧局部为第三系覆盖。为浅海相、海陆交互相中基性火山岩、中酸性火山岩及火山碎屑岩建造,厚4453110m,总体倾向南东,倾角约50左右。依据岩性
34、特征将该组划分为3个亚组:C1h1、C1h2、C1h3,由下至上叙述如下:下亚组(C1h1):岩性以褐黄色、灰绿色安山岩、含角砾熔结凝灰岩为主,中部夹浅褐色流纹岩,上部见数层15m厚浅黄色凝灰熔岩。中亚组(C1h2):岩性为绿色、灰绿色凝灰角砾岩与凝灰质砂岩互层。岩石层理构造明显,整体粒级变化下粗上细,沿走向延伸较稳定。上亚组(C1h3):岩性以灰绿色沉凝灰岩为主,局部夹灰绿色晶屑凝灰岩、粉砂质泥岩、绿色厚层状凝灰角砾岩、褐红色流纹岩。该亚组延伸不稳定,相变较大。 (3)二叠系(P) 矿区出露下统哈尔加乌组(P1h),分布于杨庄岩体(P1)北侧及东侧,为陆相中酸性火山岩及火山碎屑岩夹火山碎屑沉
35、积岩。 (4)古近系(E) 分布于矿区南部及东北角,岩性为黄色砂质粘土,不整合于所有老地层之上。 (5)第四系(Q) 大面积分布于矿区东部,冲积、堆积物。底部为薄层戈壁砾岩。不整合于所有老地层之上。 3.3 构造 矿区位于巴尔雷克-沙尔布尔提褶皱带内、吾尔喀什尔山复背斜-赛米斯台背斜与白杨河复向斜-巴哈力单斜之间。区内构造比较复杂,断裂构造发育,褶皱构造只在西部形迹明显,且局部为断层、侵入岩所破坏。 3.3.1 褶皱构造 主要见于矿区内杨庄岩体西南以及西部(图3-2),为平缓的单斜构造,160,倾角约在2840之间。夹于2与2号断层之间,常为次级断裂所切割。似这种类型的褶皱在中心工地P1h组地
36、层中也能见到,其轴部为次花岗斑岩侵入体所破坏。1.第四系冲积、坡积砂砾石;2.老第三系褐色砂质粘土岩;3.下二叠统哈尔加乌组;4.下石炭统黑山头组;5.下石炭统和布克河组;6.上泥盆统塔尔巴哈台组;7.辉绿岩及侵入阶段编号;8.辉石闪长岩及侵入阶段编号;9.闪长斑岩及侵入阶段编号;10.次花岗岩及侵入阶段编号;11.白岗岩及侵入阶段编号;12侵入接触界线;13.角度不整合界线;14.地质体产状;15.倒转背斜轴;16.倒转向斜轴;17.向斜轴部;18.背斜轴部;19推测断层及编号;20性质不明断层及编号;21正断层及编号;22.逆断层及编号;23.平移断层及编号;24.平移逆断层;25.铀矿点
37、及编号;26.铀矿床及编号;27.矿区范围图3-2 新疆和布克赛尔县白杨河地区构造纲要图 3.3.2 断层构造 本区断裂构造发育,形态各异、类型复杂、规模不一。总体上看,走向以东西向为主,且多次复活。次之是北东、北西及南北向。对断裂构造的详细划分现在仍缺乏充分的资料。矿区内各矿点含矿地段的产矿构造,其规模、性质均不相同,从时间上来看主要还是岩体后期的构造,但亦有岩体原生构造含矿,只是次要而非控制构造。 3.4 围岩蚀变 矿区内出露的地层由老至新为上泥盆统塔尔巴哈台组(D3t)、下石炭统和布克河组(C1hb)、黑山头组(C1h)、上二叠统哈尔加乌组(P1h)。侵入岩主要为早二叠世次花岗斑岩(P1
38、),其内穿插辉绿岩脉。 3.4.1 矿体围岩 对矿区内各工地、矿(化)点的成矿规律、控矿因素等条件综合分析后认为,位于次花岗斑岩体接触带附近,多类岩石均可沿产矿构造形成矿化蚀变成为赋矿岩石。因此本矿区矿体(铀、铍)围岩种类较多。岩性主要为次花岗斑岩、晶屑玻屑凝灰岩、凝灰质砂岩、炭质泥岩、砂岩、泥岩及辉绿岩,现叙述如下: (1)次花岗斑岩:矿区内主要的含矿围岩,各工地、矿点均发育。具微晶斑状结构、隐晶斑状结构。斑晶粒径一般0.52mm,主要为下列矿物,长石类矿物约占75%,石英占20%以上,均具有明显的熔蚀和自碎现象。长石斑晶大部分为条纹长石,个别为钠长石和微斜长石,粒径不一,边部一般较细,呈斑
39、晶者因熔蚀成园形或港湾状,个别也出现自形晶的六方双锥体。黑云母约占0.9%,一般颗粒直径0.05mm,呈他形微鳞片状。副矿物约占0.6%,为磁铁矿及少量的错英石、独居石、磷灰石。粒径一般0.010.03mm,个别达至0.08mm。基质具显微霏细结构、显微嵌晶结构、微球粒结构和显微花岗结构。基质一般为酸性斜长石和钾长石。 (2)晶屑玻屑凝灰岩:中心工地主要的含矿围岩,其次为晶屑凝灰岩,岩石呈灰黄色、灰绿色,风化面多呈浅褐色。晶屑玻屑凝灰结构,晶屑成分为条纹长石和石英,其熔蚀、破裂等结构明显,棱角状,粒径在0.32mm之间,含量在20%44%之间,其余为玻屑及火山灰,二者均匀混合在一起,发生较强的
40、脱玻化蚀变,由霏细状长英质与绢云母等组成,裂隙发育,裂隙中充填铁质(已氧化)及绢云母。 (3)灰色互层状含凝灰质粉砂质泥岩:岩体北接触带以下主要含矿围岩,岩石具含凝灰质粉砂质泥状结构,主要组分为泥质,混有(夹有)少量白钛石、钛铁矿和少许炭质组分。粉砂质主要为高岭土化的钾长石和少量石英。凝灰质组分可能包括铁质组分及玻屑、火山灰尘等。 3.4.2 围岩蚀变 矿区围岩蚀变发育,种类多样,特别是含矿的次花岗斑岩、石英斑岩,蚀变现象明显。各钟蚀变强度、范围不一,在矿体中的近矿围岩蚀变常见而又比较普遍者为赤铁矿化,锰矿化,碳酸盐化,其次为绿泥石化,绢云母化,高岭土化,钠长石化等。上述蚀变的发育程度和种类取
41、决于围岩成分及性质,当矿体产于内接触带者多生成赤铁矿、锰矿、紫黑色萤石,绿泥石,绢云母次之。产于外接触带者为绿泥石、赤铁矿、紫黑色萤石,锰矿化少见。与矿化关系密切的有赤铁矿化、萤石化、锰矿化,分布范围大体与矿体一致或稍大。一般形成25m宽的蚀变带。现将其蚀变特征分别描述如下: (1)赤铁矿化:多分布在铀矿体两侧,为近矿蚀变,将矿石和近矿围岩染成褐红色或在含矿萤石脉两侧形成红褐色,特别是在次花岗斑岩体中常与矿体分布一致,在含矿裂隙两侧呈浸染状产出。此外还有与矿化无关的赤铁矿化,在岩体边缘沿接触带50cm范围内呈现红色,是由于岩体本身冷却与围岩作用的结果。另一种产于辉绿岩,闪长岩墙边部的红化,宽5
42、20cm局限于与岩体按接触部位的岩体内,色发暗,可能为岩墙浸入时部分铁质被带出所至,略带黑色。 (2)萤石化:为中-低温热液阶段形成的萤石,与铍矿体有关的常为紫黑色、深紫色,呈细脉状、细粒状产出,部分为浸染状赋存于白色、灰白色碳酸盐细脉内,在所有化学分析铍品位较高的岩石样品中,均可见到这种萤石。此外与矿无关或分析铍品位较低样品中的萤石则为浅蓝色、淡紫色或白色,多产于岩墙及岩体的构造断裂部分以及中性岩石裂隙内,与矿化关系不大(图3-3 图3-4)。 图3-3粉砂质泥岩中紫色萤石图3-4 强蚀变矿化晶屑玻屑凝灰岩及赤铁矿沿裂隙充填 中紫色萤石化(Atn)正交 单偏光,放大倍数30 偏光 4.04.
43、0倍 (3)锰矿化:由水锰矿、软锰矿组成。与矿化有关者呈浸染状,脉状及块状等,分布在矿体的外侧,在六号工地则构成矿体边界,在中心工地则在矿体的上部尖灭端出现。当矿体产于内接触带时这种蚀变关系明显。此外在岩体中的节理或裂隙亦有锰化,一般呈点状、树枝状及膜状产出,属成矿后由淋虑作用形成的锰染,与成矿无关(图3-5 图3-6)。 (4)碳酸盐化:主要为方解石,多与萤石紧密共生,以细脉或团块出现,并切穿了绿泥石及萤石脉。与矿有关的大部分被染成暗红色,例如在二号工地、九号工地岩体内的矿体中,红色碳酸盐呈条带状或与锰矿、萤石、铀矿物共同组成条带。无矿者多为灰色或灰白色,呈细脉或薄膜状产出,发育于辉绿岩墙中
44、。 图3-5 ZK5618孔中的脉状锰矿化图3-6 矿区较普遍的树枝状次生锰矿化 (5)绢云母化:常交代长石斑晶及岩石的基质而呈细小鳞片状,或与硅化形成共同的细脉,一般在花岗斑岩中出现。 (6)绿泥石化:主要是交代深色矿物,一般是黑云母,个别为长石或岩石的基质。呈星点状及鳞片状组成的放射状集合体或细脉,这种细脉切穿前期的绿泥石和萤石,蚀变强烈地段可变成污绿色的绿泥石化岩石,这种现象一般见于石英斑岩中。 (7)硅化:主要呈细粒状石英集合体或细脉,有时则与绢云母、绿泥石、赤铁矿化等组成网脉,硅化见有多期现象。 4. 成矿规律及预测 4.1 铀、铍矿体空间分布特征 空间上,铀-铍矿化分布于次花岗斑岩
45、与下二叠统哈尔加乌组(P1h)的接触界面附近,主要铀矿体位于次花岗斑岩顶、底界面,并以底界面为主,仅东部的4号工地揭露到顶界面的矿体。铍矿体分布范围较铀矿体广泛,垂向上,除部分铍矿体与铀矿体共存外,部分铍矿体位于接触界面之下的哈尔加乌组之中。平面上铍矿体分布范围亦较铀矿体大。目前铍矿体的探索深度达400m,而铀矿体的探索深度为320m,铀-铍矿体均倾向南,倾角2835。目前控制铍矿体长约500m,宽100m,最大宽度150m以上;控制铀矿体长约300m,宽50100m。 4.2 铀、铍矿体成矿期次 根据铀、铍矿物形成及主要蚀变,白杨河铀-铍成矿阶段主要分成矿前、成矿期、成矿后三个阶段。 成矿前
46、期为强蚀变作用阶段,主要产出矿物为石英、绿泥石、水云母及部分赤铁矿、锰矿和萤石,该阶段形成的萤石多呈浅绿、浅紫或无色,结晶较大且完整,该期蚀变主要是含矿热液沿裂隙运移时与围岩相互作用的产物。 成矿期可分为三个阶段,第一阶段为铀矿物析出阶段,与之相应的蚀变主要为赤铁矿化,第二阶段为铀、铍矿物析出阶段,与之相应的蚀变主要为紫黑色粉末状萤石化、锰矿化及赤铁矿化,第三阶段为铍矿物析出阶段,相应的蚀变为紫色萤石化、碳酸盐化、硅化,萤石多呈脉状,部分结晶较好。 成矿后期蚀变较弱,主要为黄铁矿化、方铅矿化。此外,次生氧化作用在该区亦较强,形成的主要矿物为褐铁矿、锰矿及次生铀矿物,氧化带深度从目前探测的深度看,可达200m。 4.3 铀、铍矿体成矿规律 (1)区域大断裂控制了次火山岩体的产出,同时控制了区域铍矿床、矿点的分布。 近东西向的查干陶勒盖-巴音布拉克
