李 斌

(东华理工大学 地球科学学院，江西 南昌 330013 )

1 引言

沽源-红山子铀成矿带受到我国众多地质学者的关注，为我国著名多金属成矿带。该成矿带整体呈45°展布，并沿南北方向横跨两个大地构造单元。成矿带北部基底主要为火山碎屑岩，盖层主要为火山岩，南部基底主要为变质岩，盖层主要为火山岩[1]。近年来，关于该成矿带的地质年代学研究卓有成效，各个铀矿床都获取了一批高精度的钻石U-Pb同位素年龄，综合近几年来自该区域典型矿床相关岩体的年代学研究数据进展，再从中选取具有代表性的岩体，综合研究并概括带内赋矿围岩的时空演化规律和岩石地球化学特征，对区内的矿岩时差、成因演化、空间分布规律及其成矿机理进一步进行归纳总结。

2 区域地质简介

沽源-红山子铀成矿带在地理空间上，整体呈45°展布，为我国著名铀多金属成矿带之一。在沽源-红山子铀成矿带成矿区内，沿西南方向至东北方向主要发育四大铀成矿区，依次为沽源铀成矿区、冀北大滩盆地铀成矿区、核桃坝铀成矿区和大兴安岭南部红山子盆地铀成矿区。

3 研究现状

3.1 赋矿围岩岩石类型与系列划分

据前人研究，沽源铀成矿区内赋矿围岩主要为流纹岩-碱性粗面岩[2]，大滩盆地铀成矿区赋矿围岩为花岗斑岩、流纹岩[3]，核桃坝铀成矿区赋矿围岩是花岗斑岩、流纹斑岩，红山子盆地铀矿赋矿围岩是火山岩、花岗斑岩[4]。

根据前人对这些岩石的地球化学数据的归纳结果，笔者重新进行TAS图解投图，判断其结果准确性，实验方法为：首先去掉影响因素的干扰，如 H2O，CO2，烧失量，然后将其余的主元素氧化物分析数据相加换算成 100%，进行投图分析，结果见图1、2。

图1 冀北沽源铀矿田赋矿粗面岩TAS图解&冀北沽源铀矿粗面岩Si2O2-K2O

图2 红山子盆地花岗斑岩TAS图解&红山子盆地花岗斑岩SI2O2-K2O图解

3.2 地质年代研究现状

3.2.1 赋矿围岩的地质年代研究现状

巫建华等对张麻井铀-钼矿床和红山子铀-钼矿床赋矿围岩：流纹岩、流纹斑岩和石英斑岩进行了SHRIMP锆石U-Pb定年研究，得出这两大铀成矿区的赋矿围岩的地质时代并不相同的结论，分别为早白垩世早期火山喷发和晚侏罗世早期火山喷发的产物。

张雅菲等[3]推断冀北大滩盆地铀成矿区的赋矿围岩为流纹岩和花岗班岩，其成岩时代为140.2±1.9 Ma和131.7±1.1 Ma。分析认为两者(尤其是花岗斑岩)是很好的铀矿成矿物质来源，暗示了大滩盆地具有良好的成矿前景。

薛伟等[1]研究发现核桃坝矿床铀成矿区属于碱交代型热液铀矿床。据其实验数据，核桃坝矿床赋矿围岩为花岗斑岩、流纹斑岩，形成时代约在99.1 Ma左右。

丁辉等[4]在大兴安岭南部红山子盆地铀成矿区中发现众多小型铀钼矿床，其赋矿围岩为火山岩，并伴随有花岗斑岩侵入。花岗斑岩形成时代为142～130 Ma，加权平均值为(134.79±0.92) Ma，火山岩的形成年龄为158～155 Ma,暗示红山子盆地内花岗斑岩以及火山岩形成于不同地质时期，并且两者物质来源也不同。

综上：沽源-红山子铀成矿带内的赋矿围岩在时空格局上形成了“北东老、西南新”的分布规律，其形成于不同的岩浆作用过程(表1)。

表1 赋矿围岩SHRIMP锆石U-Pb年龄数据

3.2.2 矿体的地质年代研究现状

460矿床位于沾源盆地北部次级火山盆地的北缘，赋矿围岩主要为流纹岩类，铀矿化类型表现为浸染状矿化和脉状矿化。浸染状矿化表现为黑色块状矿石(黑矿)，铝含量高，铀呈分散状存在，少见沥青铀矿。脉状矿化表现为硅质胶结的碎裂角砾岩矿石，角砾多为红化(钾长石化、赤铁矿化)的岩石或硅质脉，胶结物主要为呈红色或者黑色的硅质脉，沥青轴矿在形态上呈细脉或微脉状。矿化垂直分带明显，浸染状矿化分布于上部，脉状矿化分布于下部，两种矿化有一个叠加地段，常构成富矿体。

根据矿区浅部黑色矿石和深部红色矿石的U-Pb同位素分析，分别计算其U-Pb等时线年龄为88 Ma和81 Ma，二者基本一致。统一测定了12个样品，计算U-Pb定年年龄为83±10 Ma，证明深部和浅部铀矿石是同期形成的。

对沥青铀矿进行了U-Pb同位素年龄测定，在18个样品中，其中4个样品的表观年龄平均为82.1±19.4 Ma，与浸染状铀矿石形成时代相近。其余14个样品的形成时代平均为20.96±0.22 Ma，表明脉状沥青轴矿形成时间晚，与早期铀矿化时差约60～70 Ma。综上该矿床内，铀矿形成于不同的地质时期。

冀北沽源至丰宁森吉图地区是我国北方重要的铀矿集中区，其中沾源盆地内发育多个铀矿床，并且在大滩火山岩盆地内也发现了较好的铀矿。二者在空间上相距仅50 km，均赋存于张家口组火山岩中，构造特征相似，因此人们认为它们成因也相同。巫建华等测得沾源盆地流纹岩和流纹斑岩的年龄分别为138.6±1.4 Ma和140.2±1.6 Ma；张振强认为张麻井大型铀钼矿床矿石稀土配分模式与流纹岩和流纹斑岩相近，暗示矿床的形成与火山和次火山岩具有紧密的联系)。但是，学者关于铀矿的形成时代以及与流纹岩和花岗斑岩的关系仍存在争议[5]。

李耀格通过沥青铀矿U-Pb法测定了早期浸染状和晚期脉状矿石的形成时代，得到前者发生于88 Ma之前，后者年龄为24 Ma。张振强利用相同方法获得了三组年龄，分别为103.4 Ma，23.8 Ma，10 Ma。由于沥青铺矿在热液或表生作用下容易发生U-Pb体系的破坏甚至重置，通常采用最大的年龄来近似成矿年龄。测得矿山年龄为110±17 Ma，明显晚于花岗斑岩(132 Ma)和流纹岩(140 Ma)的形成时代。更重要的是，李耀格同样利用全岩Rb-Sr法，测得沾源地区张家口组流纹岩和花岗斑岩的年龄分别为138.1±6.0 Ma和125.7±6.7 Ma。值得注意的是，尽管花岗斑岩和流纹岩形成于不同时代，但是二者却能共同构成一条等时线，表明二者经历了一次共同的地质事件。在沽源铀成矿区，铀矿化伴随或者稍晚于泥化蚀变作用，因此，推测铀矿成矿时代很可能介于105～110 Ma[6]。

534矿床位于洁源火山断陷盆地东部蔡家营-大官场NE向次级火山断陷盆地东段北缘，矿区基底为强钾质混合岩化的上太古界红旗营子群变质岩。张家口组钾质流纹岩为矿床的含矿主岩。主矿带矿石可分为浸染状和脉状两类。从总体上看，该矿床与460矿床蚀变类型基本一致，但其强度相对较弱。7个矿石样品U-Pb等时线处理结果表明它们具良好的线性相关关系(R=0.992)，年龄为35±4 Ma，属始新世晚期[7，8]。

781铀矿点处于赤城-哈叭嘎SN向深断裂带与张北NE向深断裂带的交汇部位，宝昌火山断陷盆地东部石硼沟次级塌陷盆地南缘。该矿点受NE向盆缘断裂Fa的SN向次级断裂F2与次霏细岩体的复合控制。盆地基底为上太古界乌拉山群变质岩和晚期花岗岩，盖层为张家口组粗面岩和酸性火山岩类。含矿主岩为粗面岩，矿体呈不规则状或小型囊状，矿石具浸染状构造特征。对该铀矿点仅分析了少量铀矿石U-Pb同位素年龄，经U-Pb等时线处理，似乎为两组时代相近，而截距值不同的样品。一组等时年龄为69±21 Ma，截距值为18.80；另一组等时年龄为52±15 Ma，截距值为33.32。截距值的差异，可能揭示了晚期铀矿化继承了早期铀矿体，并将其作为铀源。铀矿化形成于70 Ma前后，属晚白垩世。

核桃坝铀矿物以铀石为主，并有少量的沥青铀矿。铀石粒径大小不一，为5～l00 μm，呈集合体、脉状产出。附存形式多种多样。沥青铀矿粒径较小，但赋存形式单一。沥青铀矿的U—Pb同位素测年结果显示，该矿床内单矿物成矿时间分别为80.6 Ma、99.1 Ma、102.5 Ma和103.4 Ma，反映出核桃坝铀矿床成矿时代约为99.1 Ma左右。

综上,从形成时代可以看出:矿化年龄明显小于成岩年龄，暗示成矿与成岩作用间不存在直接的成因关系，二者可能仅为空间上的关系(表2)。

表2 矿体年龄数据

4 结论

(1)沽源-红山子铀成矿带内的赋矿围岩在时空格局上形成了“北东老、西南新”的分布规律，其形成于不同的岩浆作用过程。

(2)从形成时代可以看出，矿化年龄明显小于成岩年龄，暗示成矿与成岩作用间不存在直接的成因关系，二者可能仅为空间上的关系。