2020, Vol. 29
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2. 核工业243大队, 内蒙古 赤峰 024006
2. No. 243 Geological Party, CNNC, Chifeng 024006, Inner Mongolia, China
内蒙古东沟营盆地位于大兴安岭火山岩带中东段，中生代火山喷发活动强烈，多期次构造发育，铀成矿地质条件优越.其处于滨太平洋成矿域大兴安岭成矿省扎兰屯铀成矿远景带北段❶，分布有多处铀矿点、异常点和大量多金属矿床[1-3]，显示出优越的热液型矿产成矿潜力.以往铀矿勘查工作多集中在20世纪50~80年代❷❸❹，受林区分布广、覆盖厚、交通条件差等因素制约，基础地质薄弱、铀矿工作程度低、勘查工作不系统、形成资料零散，且多源找矿信息利用不充分，铀矿找矿进展缓慢.
❶罗毅，等.扎兰屯预测工作区火山岩型铀矿资源潜力评价. 2010.
❷郝端祥，等. 1981年地质工作总结报告. 1981.
❸田龙赫，等. 1983年地质工作总结报告. 1983.
❹庄廷新，等.大兴安岭火山岩带富大型铀矿成矿地质条件研究. 1996.
近年来，随着中大比例尺地质、物化探、遥感等基础工作的开展❺❻，为新一轮的找矿预测提供了资料支撑.在区域铀成矿地质背景分析的基础上，对典型铀矿点铀成矿特征及控矿因素进行剖析，分析和提取航空放射性、地球化学、遥感等异常信息，构建地、物、化、遥综合找矿模型，类比邻区典型铀矿床，开展远景分析，圈定铀成矿远景区段，以期推动后续找矿勘查进展.
❺张恩，等.大兴安岭铀成矿带及周缘铀矿地质调查选区成果总结报告. 2018.
❻王青，等.内蒙古林西-乌兰浩特地区铀矿远景调查报告. 2016.
1 铀成矿地质背景东沟营盆地处于天山-兴蒙造山系大兴安岭弧盆系之扎兰屯-多宝山岛弧[4]（图 1A）.中生代受太平洋板块朝北西方向运移、俯冲或碰撞，形成了规模巨大的大兴安岭火山活动带.区域中生代构造活动以断裂和火山构造为主，形成一系列相间排列的地垒和地堑，以致大兴安岭形成多个被基底相隔、边界条件各不相同的串珠状火山盆地[5-6].
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图 1 研究区地质简图 Fig.1 Geological sketch map of the study area 1-第四系（Quaternary）；2-梅勒图组（Meiletu fm.）；3-龙江组（Longjiang fm.）；4-白音高老组（Baiyingaolao fm.）；5-玛尼吐组（Manitu fm.）；6-满克头鄂博组（Manketou’ebo fm.）；7-林西组（Linxi fm.）；8-大民山组（Daminshan fm.）；9-奥陶系（Ordovician）；10-兴华渡口岩群（Xinghuadukou group complex）；11-晚白垩世花岗斑岩（Late Cretaceous granite porphyry）；12-早白垩世正长斑岩（Early Cretaceous syenite porphyry）；13-早白垩世石英二长斑岩（Early Cretaceous quartz monzoporphyry）；14-早白垩世花岗闪长岩（Early Cretaceous granodiorite）；15-晚侏罗世黑云母二长花岗岩（Late Jurassic biotite monzogranite）；16-中二叠世二长花岗岩（Middle Permian monzogranite）；17-晚石炭世花岗岩（Late Carboniferous granite）；18-晚石炭世黑云母二长花岗岩（Late Carboniferous biotite monzogranite）；19-晚石炭世白岗质花岗岩（Late Carboniferous alaskitic granite）；20-中元古代多斑状英云闪长岩（Mesoproterozoic porphyritic tonalite）；21-白音高老期潜流纹岩（Baiyingaolao latent rhyolite）；22-花岗岩脉（granite dike）；23-正长斑岩脉（syenite porphyry dike）；24-石英正长斑岩脉（quartz syenite porphyry dike）；25-地质界线（geological boundary）；26-喷发不整合界线（eruptive unconformity）；27-角度不整合界线（angular unconformity）；28-实测及推断断层（surveyed and inferred fault）；29-火山口（crater）；30-小型铀矿、铀矿点、铀矿化点、铀异常点（small uranium deposit/ uranium occurrence/ uranium mineralized spot/ uranium anomaly）；31-火山盆地边界（volcanic basin boundary）；32-Ⅲ级、Ⅱ级构造分区界线及分区代号（Ⅲ-and Ⅱ-order tectonic division boundary and number）；33-研究区（study area）；Ⅰ-1-大兴安岭弧盆系（Daxinganling arc basin system）；Ⅰ-1-4-扎兰屯-多宝山岛弧（Zhalantun-Duobaoshan island arc）；Ⅰ-1-5-二连-贺根山蛇绿岩混杂岩带（Erlian-Hegenshan ophiolite melange belt）；Ⅰ-1-6-锡林浩特岩浆弧（Xilinhot magmatic arc）；Ⅰ-2-松辽地块（Songliao massif）；Ⅰ-8-包尔汉图-温都尔庙弧盆系（Baoerhantu-Ondor Sum arc basin system）；Ⅰ-8-2-温都尔庙俯冲增生杂岩带（Ondor Sum subduction accretion complex） |
东沟营盆地前中生代基底主要由前寒武纪古陆壳块体、古生界浅变质岩夹酸性火山岩及华力西期花岗岩所构成，经历多期次构造岩浆活动改造，成熟度高，铀含量较高，一般为4.0×10-6~6.1×10-6 [1-2]，有利于富铀层位的产生.中新生代盖层主要为侏罗纪中酸性火山岩及白垩纪中基性火山岩夹碎屑岩.以上侏罗统中酸性火山岩分布最为广泛且与铀成矿关系最为密切.中生代侵入岩较为发育，主要为燕山期侵入岩，多为浅成-超浅成岩体，岩性主要为潜流纹岩、花岗斑岩、石英正长斑岩、正长斑岩，多沿断裂、火山机构周缘展布，与区内铀成矿关系密切.区域断裂以北东向为主，奠定了区域主体构造格架，北西、近南北或近东西向断裂与之配套，构成了网格状断裂构造格局.研究区处于北东向板房沟防火站-哈玛尔断裂、北西向哈拉托海-大石门林场断裂及近东西向纽纽德古古塔-阿木牛林场断裂3条区域断裂夹持部位，次级断裂发育，断裂交切复合部位发育火山机构.其中以北东向板房沟防火站-哈玛尔断裂为区域主要控矿断裂，沿线铀矿点、矿化异常点分布众多.研究区处于铀及多金属密集分布区域，区域产出众多大中型有色金属矿床[7-9]，产出1处小型铀矿床（701矿床）及百余处铀矿化异常点（图 1B），铀矿化类型主要为火山岩型，铀成矿时代为中生代中晚期[1-2, 10-11].
2 典型铀矿点矿化特征及控矿因素 2.1 主要铀矿点矿化特征区内产出1处铀矿点、5处铀异常点，成矿类型为火山岩型，典型铀矿点矿化产出特征如下.
ⅥA4铀矿点位于盆地东北缘，发育在北东向板房沟防火站-哈玛尔区域深大断裂与北西向治泥山-卧牛河镇区域深大断裂交汇部位，次级断裂构造发育，北东向断裂沿线发育多条满克头鄂博期正长斑岩脉体（图 2）.铀矿化产于中奥陶统多宝山组安山质晶屑凝灰岩与潜火山岩脉体石英正长斑岩接触破碎带内，受北东向断裂次级裂隙带控制，产状为120°∠87°.该矿点发育2条构造破碎带，可见大量构造角砾岩，两者相距约130 m. Ⅰ号破碎带长200 m，宽5~7 m，其间铀矿化带长约40 m，宽3~6 m；Ⅱ号破碎带长度大于300 m，宽8~12 m，其间铀矿化带长约33 m，宽2~3 m，矿体铀含量一般为0.162%~0.270%.破碎带内有多条正长斑岩、石英正长斑岩脉顺层穿插.通过物探剖面测量，安山质凝灰岩与石英正长斑岩脉交界部位地面伽玛能谱测量铀含量最高达1004.8×10-6. 210Po土壤剖面测量出现2个峰值，分别为399.05 Bq/kg、318.10 Bq/kg❺；热液蚀变以硅化为主，其次为黄铁矿化、褐铁矿化、绿泥石化、绿帘石化和萤石化等，以硅化、黄铁矿化与铀矿化关系密切，见钙铀云母、硅钙铀矿等次生铀矿物.铀矿化伴生U、Pb、Zn、Mo、Au、Ag等化探异常，Pb、Zn达到边界品位.
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图 2 VIA4铀矿点地质简图 Fig.2 Geological sketch map of VIA4 uranium ore occurrence 1-奥陶系多宝山组（Ordovician Duobaoshan fm.）；2-石英正长斑岩（quartz syenite porphyry）；3-安山质晶屑凝灰岩（andesitic crystal tuff）；4-石英正长斑岩（quartz syenite porphyry）；5-构造破碎带（structural fracture zone）；6-铀矿化体及编号（uranium mineralized body and number）；7-探槽（trench）；8-坑道（tunnel） |
（1）铀矿化与燕山晚期浅成-超浅成酸性岩体关系密切，主要为潜流纹岩、花岗斑岩、石英正长斑岩、正长斑岩.
（2）铀异常点多位于上侏罗统中酸性火山岩，其具有分布广、厚度大、韵律多、岩性结构复杂等特征，切层和顺层结构面发育，易于形成赋矿空间.
（3）铀矿化异常点多位于北东向断裂与其他断裂交切复合部位，多赋存于低次序裂隙带、层间破碎带及岩体内外接触带.
（4）与火山机构形成相伴随的火山构造，是控制火山岩浆活动晚期潜火山岩侵位以及成矿热水活动的重要通道和汇聚场所，利于含矿流体迁移、析出成矿.区内铀矿点、异常点多位于火山机构及断裂交切复合部位.
（5）铀矿化多伴生硅化、黄铁矿化、萤石化、褐铁矿化、绿泥石化、绿帘石化等蚀变，伴生矿物有Pb、Zn、Mo、Au、Ag等.
3 铀矿多源信息分析及综合找矿模型构建 3.1 区域铀矿多源信息分析区域铀成矿主要受北东向区域断裂、火山机构、酸性火山岩、潜火山岩、低序级断裂和密集裂隙带等因素复合控制，近矿围岩蚀变主要为硅化、赤铁矿化、钾长石化、绢云母化、水云母化、萤石化[1-3].铀矿化多伴生U、Mo、Pb、Zn、Ag、Cu等化探异常，发育放射性单元素或元素组合异常，铀矿床（点）多位于或邻近遥感蚀变异常[1-3]（表 1）.
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表 1 区域铀矿多源信息统计表 Table 1 Multi-source information statistics of regional uranium deposits/occurrences |
航放数据包含钾、铀、钍3个放射性核素信息.不同地球化学环境下，铀、钾、钍活动性强弱表现不一[12-14].铀矿化部位热液作用强烈，伴随着压力、温度、pH及Eh值等物理-化学条件的变化，铀、钍、钾元素重新分配，形成规律性分布的扩散晕.理论上，成因类型相似的矿床具有相似的表征成矿环境的放射性特征[10-17].本次基于钾、铀、钍元素之间的地球化学特征差异，结合区域典型铀矿床（点）航放异常特征（表 1），选取了多种航放参数模型，突显与铀成矿相关的异常信息.经试验对比分析，航放铀增量参数（ΔU）、U/Th参数和U/K参数更能突显与铀矿化相关的信息（图 3A、B、C）.
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图 3 马圈地段综合异常图 Fig.3 Comprehensive anomaly map of Majuan area A-航放铀增量含量等值线平面图（uranium incremental content contour by airborne radioactivity survey）；B-航放U/ Th含量等值线平面图（U/ Th content contour by airborne radioactivity survey）；C-航放U/K含量等值线平面图（U/K content contour by airborne radioactivity survey）；D-化探U含量等值线平面图（geochemical U content contour）；E-遥感解译构造图（RS-interpreted structural map）；F-遥感蚀变异常分布图（alteration anomaly distribution by RS）；1-遥感解译区域断裂、一般断裂（RS-interpreted regional and general faults）；2-遥感解译弧环形构造（RS-interpreted arc-ring structure）；3-铀矿点、异常点（uranium occurrence/anomaly）；4-遥感羟基异常（hydroxyl anomaly by RS） |
（1）航放铀增量高值晕：航放铀增量（ΔU）含量为测点U含量值与测点所在地质单元U含量平均值之差，旨在消除、压制岩性背景值因素影响，突显与成矿相关的富集异常.铀增量高值晕总体呈北东向及近东西向展布，主要位于紫沟、三七林场、古营河、小光顶山地带（图 3A、图 4），主要沿断裂、潜火山岩及华力西期侵入岩接触带展布.如紫沟一带铀增量高值晕总体呈北东向展布，局部呈近东西向展布，与正长斑岩、石英正长斑岩脉空间展布相一致，异常规模大且异常值突出.铀矿点、异常点多位于或邻近航放铀增量高值晕（＞0.3×10-6）.
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图 4 研究区铀成矿远景预测图 Fig.4 Prospect prediction of uranium mineralization in the study area 1-铀矿点、异常点（uranium occurrence/anomaly）；2-遥感解译区域断裂（RS-interpreted regional fault）；3-遥感铁染异常（ferric contamination anomaly by RS）；4-遥感羟基异常（hydroxyl anomaly by RS）；5-遥感解译弧环形构造（RS-interpreted arc-ring structure）；6-航放铀增量高值晕（uranium incremental high value halo by airborne radioactivity survey）；7-航放U/Th高值晕（U/Th high value halo by airborne radioactivity survey）；8-航放U/K高值晕（U/K high value halo by airborne radioactivity survey）；9-1: 20万化探U异常（U anomaly by 1: 200000 geochemical exploration）；10-成矿远景区及编号（metallogenic prospect and number） |
（2）航放U/Th高值晕：主要用于研究U、Th放射性元素在成矿作用过程中动态平衡破坏状况.航放U/Th高值晕总体呈北东向展布，局部呈北西向、近东西向展布（图 3B、图 4），主要分布于紫沟、三七林场、古营河、小光顶山北、苏联屯东地带，总体与断裂、火山机构、潜火山岩内外接触带空间展布相一致.铀矿点、异常点多位于或邻近航放U/Th高值晕（＞0.33）.
（3）航放U/K高值晕：主要用于研究U、K放射性元素在成矿作用过程中动态平衡破坏状况.航放U/K高值晕总体呈北东向展布，局部呈近东西向展布（图 3C、图 4），主要分布于紫沟、三七林场、小光顶山北、苏联屯东地带，总体与断裂、火山机构、潜火山岩内外接触带空间展布相一致.铀矿点、异常点多位于或邻近航放U/K高值晕（＞1.8×10-4）.
3.2.2 地球化学异常信息U元素化探异常是探寻铀矿最直接有效的地学信息，1 : 20万铀地球化学图显示（图 3D、图 4），U化探高值区总体呈北东向，局部呈近南北向及近东西向展布，紫沟、三七林场等地带高值区规模较大且高值较为突出，主要与断裂、潜火山岩体内外接触带空间展布相一致.铀矿点、异常点多位于U含量高值区（＞2.5×10-6）.
3.2.3 遥感信息研究区发育线性构造120余条，多呈北东、北西及近东西向展布，其相互交切，形成网格状断裂系统，控制着地层、岩体、物化探及矿化异常的展布.弧环构造发育50余处，紫沟、三七林场、小光顶山-苏联屯区域分布集中，直径多为2~4 km，环形形态较为完整，呈现弧环相交切，其多处于不同方向次级断裂交汇部位（图 3E、图 4），多为火山机构、潜火山岩体、侵入岩体的反映.铀矿点、异常点多处于弧环构造边缘与线性构造交汇部位.
本次采用ETM遥感数据提取了羟基、铁染蚀变信息（图 3F、图 4），异常总体呈北东向展布，局部呈近东西向、北西向展布，总体与断裂、火山机构、潜火山岩体接触带空间展布相一致.铁染蚀变发育微弱，零星分布于古营河、三七林场等地带.羟基蚀变发育较强，主要分布于紫沟-巴林、小光顶山-三七林场、古营河西等地带，铀矿点、异常点多位于或邻近遥感羟基蚀变异常.
3.3 铀矿综合找矿模型构建基于研究区铀成矿地质特征、控矿因素，结合航放、化探、遥感信息，建立了火山岩型铀矿综合找矿模型（表 2）.
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表 2 研究区火山岩型铀矿综合找矿模型 Table 2 Integrated prospecting model for volcanicvtype uranium deposits in the study area |
东沟营盆地为一发育于前寒武纪变质岩、古生界浅变质岩及花岗岩基底之上的中生代火山-沉积盆地，基底历经多期次强烈改造、成熟度高、富铀，中生代盖层具多旋回、多期次、岩相复杂多变、铀含量普遍较高等特征，中生代以来强烈伸展拉张构造环境下形成以北东向断裂为主的网状构造格架，与中蒙俄交界斯特列里措夫、多尔脑德等铀矿床所处盆地铀成矿地质背景相似[18-22]（表 3）.研究区次级断裂相互交汇贯通，火山岩层间岩性不均一、层间破碎带发育，浅成-超浅成岩体内外接触带次级裂隙发育，均能为铀成矿提供有利的赋存空间.研究区已发现多处铀矿点、铀异常点，铀矿化受断裂、浅成-超浅成岩体及火山岩岩性控制，同时分布多处航放、化探、遥感蚀变、弧环构造等找矿有利线索，具备较好的找矿前景.依据火山岩型铀矿综合找矿模型，类比邻区典型火山岩型铀矿床（表 3），结合研究区地质、物化遥综合找矿信息，综合分析认为4处地区具备较好的找矿前景（图 4）.
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表 3 邻区典型火山岩型铀矿床成矿地质特征一览表 Table 3 Metallogenic characteristics of typical volcanic-type uranium deposits in adjacent areas |
Ⅰ区：处于北东向及北西向区域断裂夹持部位，次级断裂极为发育，上侏罗统满克头鄂博组、玛尼吐组分布较广.燕山晚期花岗斑岩、正长斑岩、石英正长斑岩发育，总体呈北东向展布.发育6处航放铀增量高值晕（最高值为2.72×10-6）、11处航放U/ Th高值晕（最高值为0.56）、10处航放U/K高值晕（最高值为10.1×10-4）、3处U化探异常（最高值为6.6×10-6），异常规模大、异常值较突出且套合程度较高.发育15处弧环断裂.遥感羟基异常蚀变极为发育，总体沿断裂及脉岩接触带展布.存在1处铀矿点、4处铀异常点，铀找矿潜力优越.
Ⅱ区：西邻北西向区域断裂，次级断裂发育，上侏罗统满克头鄂博组分布较广.燕山晚期花岗斑岩、石英二长斑岩、正长斑岩等脉岩发育.分布2处航放铀增量高值晕（最高值为0.75×10-6）、5处航放U/Th高值晕（最高值为0.37）、4处航放U/K高值晕（最高值为9.2×10-4），中西部异常套合程度较好.发育5处弧环断裂.遥感羟基异常，总体沿断裂及脉岩接触带展布.该区尚未发现铀矿床（点），具备较好的找矿潜力.
Ⅲ区：处于北东、北西及近东西向区域断裂夹持部位，次级断裂发育，上侏罗统满克头鄂博组、玛尼吐组分布较广，燕山晚期正长斑岩、石英二长斑岩较为发育.分布3处航放铀增量高值晕（最高值为0.78×10-6）、6处航放U/ Th高值晕（最高值为0.39）、6处航放U/K高值晕（最高值为14.62×10-4），中部异常套合程度较好.发育8处弧环断裂.遥感羟基异常星散发育.该区尚未发现铀矿床（点），具备较好的找矿潜力.
Ⅳ区：处于北东、北西及近东西向区域断裂夹持部位，次级断裂发育，上侏罗统满克头鄂博组分布较广，白音高老期潜流纹岩发育.发育6处航放铀增量高值晕（最高值为1.55×10-6）、6处航放U/Th高值晕（最高值为0.41）、10处航放U/K高值晕（最高值为3.8×10-4）、3处U化探异常（最高值为5.6×10-6），异常多呈团块状展布，在中部白音高老期潜流纹岩及其周边异常规模较大，套合程度相对较好.发育8处弧环断裂.遥感羟基异常星散发育，总体与断裂展布相一致.该区北部发育1处铀异常点，具备较好的找矿潜力.
5 结论（1）在典型铀矿点成矿地质特征分析的基础上，对控矿因素进行了总结.区内火山岩型铀成矿主要受北东向区域断裂、燕山晚期浅成-超浅成岩体、上侏罗统中酸性火山岩、低序级断裂和密集裂隙带等复合控制.
（2）基于铀成矿地质特征及控矿因素，结合航放、化探、遥感铀成矿异常信息，构建了火山岩型铀矿综合找矿模型.铀矿点、异常点多位于线性断裂与弧环构造交汇部位，多处于航放U/K参数高值晕（＞1.8×10-4）、U/Th参数高值晕（＞0.33）、航放铀增量高值晕（＞0.3×10-6）、化探U高值区（＞2.5×10-6）及遥感羟基蚀变发育部位.
（3）类比邻区国外典型火山岩型铀矿床，开展找矿远景分析，认为研究区具备较好的找矿前景.依据火山岩型铀矿综合找矿模型，结合地质、航放、化探及遥感信息，圈定4处成矿有利区段.其中Ⅱ~Ⅳ区为新预测远景区，成矿地质条件优越，综合异常信息丰富，具备较好的找矿潜力.
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