德国-捷克花岗岩体外接触带热液铀矿区
发布网友
发布时间：2022-04-26 16:04
共1个回答
热心网友
时间：2023-10-13 09:49
此大矿区中有大中小型铀矿床18个，组成巨大的铀矿区（图2-35），矿化类型齐全：①沉积变质岩系基底（主要是相当于中国*下古生界的富铀碳硅泥岩系，是铀源层），其中有碳硅泥岩型铀矿（图2-35中图例13、14岩系，储量25.6×104t U3O8）②花岗岩体内弱铀矿化③花岗岩体外接触变质带型铀矿，储量23×104t U3O8④上覆盆地中砂岩型铀矿（储量26.4×104t U3O8）。所有此4类型铀矿分布均受北西向构造控制，总储量高达75×104t（U3O8）。
图2-35 波希米亚地块地质和铀矿分布图
波希米亚地块是欧洲海西期褶皱带中的中间地块，面积8万km2，地跨德国、捷克。此区花岗岩体和我华南不同，是偏中性花岗岩体（δγ、Qδ等）。岩性不利，这是所以花岗岩体内不成矿的重要原因之一。另外是其形状浑圆不易发育贯穿岩体断裂，在区域构造中发生旋扭断裂集中于外带，故矿床多在岩体之外。此等岩体年龄340～350Ma，铀矿化年龄270～275Ma。
1.碳硅泥岩型铀矿（以德国Ronneburg为例）
此矿田位于德国东部邻近捷克，范围400km2，其中4个矿床露采，共25个矿井，开采深度最大1040m，容矿岩层是O3—D，普遍含碳和黄铁矿，C含量7%，V平均＞13×10-6，富含V，Mo，Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Ti、REE等。按中国分类属于典型的碳硅泥岩系地层，这等地层在中国相当发育，并有多年研究。
矿床由网状细脉组成，单条裂隙很小（1mm～1cm）矿体一般U品位0.075～0.15%，局部0.2～0.5%。其矿床剖面见图2-36，2-37。
图2-36 位于强烈褶皱部位的矿床剖面
成矿矿物有两期组合：①绿泥石+方解石+赤铁矿+沥青铀矿+钛铀矿，年龄为266±42Ma，此期为早期残留矿化②白云石+沥青铀矿+铀石+硫化物。沥青铀矿110±5Ma。上述两期铀矿化都有强烈广泛的绢云母+绿泥石+石英+碳酸盐（按中国经验正是绢英岩化类型）。
此区成矿时代主要还是270～275Ma，又被110Ma热液活动叠加，吞蚀。成矿过程：辉绿岩墙贯入，产生钾交代（故有红化），接着绢英岩化成矿。
从图2-36，2-37可明显看出矿体紧紧围绕在辉绿岩墙定位。这对矿床成因最为关键，却被长期忽略。
图2-37 矿床剖面图，显示矿化受深断裂控制
2.德国Niederchlema-Alberode矿区
现以此矿区中最大的Шлема-Альберода铀矿床为例，重新解剖如下。此矿床处于花岗岩体外接触带，面积16km2，工业矿体分布垂向幅度很大，约2km。从1946年到1991年停产，共采出80000t铀，坑道施工高达数百万米，钻孔300多个。研究得相当详细。成矿时代275～270Ma。
不过，当时（指1993年）对成因机制的认识只限于含矿裂隙规模的统计，液体包裹体温度、压力、成分，Co、Ni、As、Se与U的共生，最后结论是岩浆分异热液，铀来自深部花岗岩-变质岩层。
但根据中国铀矿床研究，发现还存在另外的成矿规律：
1）基性岩墙在矿体分布和定位的关键作用同样被忽略了。在该矿床-540m坑道平面图中可以明显看出矿体脉群的分布严格地受云斜煌岩墙群夹持地段的控制，产生强烈的钠长石化，见图2-38。
2）云斜煌岩墙贯入于成矿之前，在地层中先产生广泛的幔汁碱交代蚀变（钠长石化、黑云母的绿泥石化，图例6和7云斜煌岩墙，有的受到K化黑云母化，有的受到Na化绿泥石化）。图例3是很好的证据，表明在两大条岩墙夹持部位片岩大面积被钠长石化和绿泥石化，矿脉集中分布此中。铀矿脉群是石英-方解石-沥青铀矿。沥青铀矿年龄是275～270Ma。成矿时构造形式有变动，不再是前期岩墙的北东向和北东东向而是转为北西向。钠长石化之后绢云母+石英热液蚀变（二者合称即为绢英岩化）成矿。成矿不是在早期Na化阶段而是在其后的黄铁绢英岩化阶段。矿床内共发现50条左右的铀矿脉（单条厚度＞20cm），在平面和剖面上可延长到数百米到数千米。另外有细矿脉数千条，坑道中可见众多富矿柱。U矿脉中Ni、Co、As、Se可能来自碳硅泥岩系以及煌斑岩墙。
图2-38 矿床最富块段之一-540m坑道平面图
3）此地区把岩体外带的沉积变质岩系描述分类太细（图2-35中图例分类太多），反而模糊了*。根据中国研究经验看，这就是含铀的碳硅泥岩系。“碳”是指碳酸岩层及碳（C）（故多为黑色）；“硅”指硅岩层，如变质则成石英岩层；“泥”指泥岩、板岩、片岩。此三类岩层总是紧密混生于同一层位之中，大从组、段，小到薄片，三种成分总混杂共存（但含量可有变动）。此等岩系从晚震旦世经寒武纪—奥陶纪—志留纪—泥盆纪—石炭纪—二叠纪各时代广泛发育于世界各地，是重大的显生宙大铀库（另外，元古宇含铀碳硅泥岩系的铀库更大，见本书有关章节）。总之碳硅泥岩系是此区的主要铀源。该区详细的研究发现，矿床所在的地层铀少了30%，这表明提供了铀源。关于深部花岗岩体可能是另一个铀源。但埋藏太深，其中矿化也有，但很弱，故多年未曾研究。过去所谓的Ni、Co、Ag、As、Se等知名的五元素建造，实质上五元素是来自碳硅泥岩系。
过去有研究者曾察觉煌斑岩之类的基性岩墙就在矿体之旁（Суражский，1960）而且也注意在矿床图中标出，不过未曾进一步阐明此基性岩墙对铀成矿有何作用。U是亲氧元素，基性岩不可能供给铀源；另外此等岩墙虽然成群，但规模很小，单条只有几米宽，当时可能认为不可能形成大范围强烈热液蚀变。所以多年只想到U只能和花岗岩岩浆分异有关，造成几十年的成因理论困惑。现在有了富碱幔汁上涌和碱交代作用地球化学概念，对这一谜团终于破解。基性岩墙总是拉张环境下的张开，再加玄武岩浆贯入冷却成岩后会产生收缩裂隙，故成为幔汁理想的上涌通道。
图2-39 该矿床6-6剖面
4）在此大铀矿区（包括后面下述的捷克亚希莫夫铀矿田）为何总是发育在花岗岩体外带，这方面*同行早已深刻地揭示其原因：
a.该区铀矿脉大中小共数千条，而且都是平行的张开裂隙脉充填。这是由于深部花岗岩体的向上侵入顶拱张裂，而不是一般总是归于构造应力破裂，这是一条创见。
b.花岗岩体上隆在碳硅泥岩系围岩中形成强烈的接触变质（角岩化和斑点板岩）。把原来的柔性地层变脆，极大地利于大范围破裂。所以充填的铀矿脉群集中发育在距岩体最近的几百米接触变质强烈带范围内，再远矿化明显变弱。
c.*同行强调碳硅泥岩系是薄层频繁互层，介质的岩性、成分、力学性质往往反差变化大，有利于截留矿质产生选择性富集。这都是高水平的见地。
这里需要做些补充，根据中国研究经验，发现接触变质有利于成矿另外还有一个重要原因：使地层中被泥质、磷质、炭质等吸附很难萃取的分散铀在温压增大中，变成易于萃取的微粒晶质铀矿，有利于在热液蚀变中被萃取提供铀源。另外，如果岩体是圆柱体易产生旋扭，不易产生贯穿岩体内部发生断裂，应力集中于岩体之外发生众多断裂成矿。这在中国都有实例。
值得强调，此区除大面积中性花岗岩体外，还有第二期（305～300Ma）二云母小花岗岩体，和铀矿化间的成因联系颇堪注目，可惜过去未加研究。
3.捷克大型铀矿床Pribram（图2-35中铀矿床11）
此矿床也是花岗岩体外接触带，很明显的也是先有众多辉绿岩墙带路，幔汁沿此通道上涌在外带地层中造成大范围的绢英岩化成矿，见图2-40。成矿年龄275～278Ma，前后三期矿化：①Cu、Pb、Zn菱铁矿脉②晶质铀矿方解石脉③含硫化物硒化物方解石脉。43年的开采，采出铀4万多吨（储量U3O86.8×104t）。此中还产出很多含U地沥青，实际上是石油残体。近年在华南热液铀矿床中普遍发现石油和烷烃天然气（欧光习，2013），δ13C同位素证明来自晚元古代地层。
图2-40 Pribram矿床南部地下坑道平面图
4.捷克Jachymov矿床，见图2-41
此矿床位置在图2-35中的矿床编号6。铀矿脉也集中分布于花岗岩体外接触带，在45km2的矿区中有200多条矿脉，有1000m竖井，储量达10000t（U3O8），是U-Ag-Co-Ni-Bi五元素建造。
图中有一个很值得注意的特点矿化是扩散型的，并不局限于矿脉本身，而且突出的是铀矿化全部只产出在两条花岗斑岩墙的夹持区内，而且斑岩墙也受到矿化。
在中国热液铀矿床中有个规律，总是发育紧密共生的两种岩墙：①暗色岩墙（辉绿岩、煌斑岩、辉长岩、闪长玢岩等）。它们是玄武岩浆的贯入体②中酸性岩墙（闪长玢岩、花岗斑岩、石英斑岩、正长斑岩等，是地壳物质混染的玄武岩）。我们称上述两种共生岩墙为玄武岩浆衍生的双峰岩。酸性岩墙只不过是地壳物质混杂强烈。二者都是幔汁上涌的导体。热液铀矿总是分布它们之旁。
图2-41 Jáchymov矿区Abertamy脉群的A2纵剖面图（垂直投影）
5.捷克砂岩型U-Zr型矿田（Harm矿床）
此类型矿床在此矿田*8个（分布面积160km2），总储量为23.6×104t U3O8。成矿时代100±40Ma，过去有的认为是砂岩淋积成因；有的说热液成因，但又找不出热液源出处。现在看，此矿床和前述捷克、德国外接触带铀矿成因相同，区别只不过是成矿时代晚，地质环境换成花岗岩体基底之上的断陷砂岩盆地的顺层平卧式矿体，见图2-42。
在重新认识Harrn铀-锆共生型矿床成因时应当考虑以下被前人多年忽略的关键问题：
1）Harm矿床和前述捷克、德国外带型铀矿都是波希米亚地块大铀区中的组员，都定位于Soxony复背斜（图2-35中Ⅲ）之中，其深部都有隐伏的巨大花岗岩体或碳硅泥岩系基底（铀源体）；
2）都受北西向断裂带控制其分布和定位；
3）都有玄武岩墙贯入（在此矿床有早期60Ma，晚期36～17Ma），而且矿体就在其旁产出。Harm矿床的特点是可以沿渗透性良好的盆地底部底砾岩层向两侧顺层扩散成为水平矿体。
4）砂岩地下水淋积形成U矿尚可，但极少能形成锆（Zr）矿。U-Zr共生正好是碱交代成矿的典型实例，不是简单的淋积成因。
