辽宁省太古宙花岗-绿岩带铀成矿作用及其找矿前景

群组
南 细芬 河组 群 钓鱼
台组
里 尔 峪 辽组 河 群 浪 子 山 组
鞍茨 山沟 群组
段
二段
一段
二段 一段 五段 四段 三段 二段
一段
四段 三段 二段
一段
厚度 (m) 76
140
2118 204 103 276 114 143
43
198 232 145
13
表 2 鞍本绿岩带前寒武系地层岩组表
岩石组合
AFM 及 SiO2-FeO*/MgO 图解，华北地台上太古宙绿岩体多数落在拉斑玄武岩区，部分介于拉 斑玄武岩与钙碱性玄武岩之间。结合稀土模式的地质研究结果认为，绿岩带原岩的形成构造环境为
类似于现代岛弧的大陆边缘活动带。
294
辽东鞍山-本溪太古宙花岗-绿岩带（图 3）之绿岩体形成于地球早期的大洋裂谷环境。绿岩带中 发现代表裂谷带所特有的双峰式火山岩组合及碱性玄武岩，其中某些钙碱性系列的岩石可能是超基 性一基性火山岩群在裂谷深处有水区产生的部分熔融所致。因此，笔者认为辽东太古宙花岗-绿岩带 是在太古代特有的绿岩一裂谷带基础上孕育、成生、发育、成熟的。
292
地质单元。“太古宙花岗岩－绿岩带”由带状的“花岗岩”、“片麻岩”（花岗岩、花岗混合岩、混合 花岗岩、花岗片麻岩、片麻状花岗岩、片麻岩等）类及其裹夹着的以不规则向形构造形态存在的， 基本是反映火山一沉积盆地残留体的，以变镁铁质火山岩为主的变火山一沉积岩系组成的“绿岩” 即“花岗岩带”和“绿岩带”两部分“骨肉”相连的带状地质体构成。其中，“绿岩”存在明显的、 不同规模的地层旋回性，且表现在每个旋回中的层序自下而上大致可以分为三个部分：
辽东是前寒武纪广泛发育的地区之一。其中，太古宙花岗-绿岩带主要由太古代鞍山群包括变镁 铁质—超镁铁质火山岩、变安山质—长英质火山岩、变碎屑沉积岩以及少量变质化学沉积岩的变火 山—沉积岩系组成的变质表壳岩与太古代混合质花岗岩、TTG 质片麻岩类一体构成。呈带状、不规 则条带状，分布在华北地台区。
“太古宙绿岩”是由已变质的，原岩为基性、超基性—中酸性火山岩为主的火山岩-沉积岩系列 组成的表壳岩（图 1）。它成分复杂，厚度巨大，变质较深，变性强烈，矿产丰富。太古宙绿岩有关 的矿产较多，以铁矿最为重要可，其它为铀矿、金矿、镍矿、锰矿以及石墨、云母等。
花岗岩化学成分（表 1）反映了岩石化学成分相对稳定，变化范围小。SiO2 为 74.41％～75.45%， Al2O3 为 12.84％～13.21%，MgO 为 0.07％～0.23%，CaO 为 0.09％～0.50%，K2O 和 Na2O 平均含量 分别为 5.24%和 3.23%，Na2O/K2O=0.63。铁质氧化系数较高，Fe2O3/(Fe2O+FeO)=0.65。说明岩体上 侵地壳较深部位。
岩石呈微红色-灰白色，中粗粒花岗结构，局部有似斑状结构，微片麻状构造、块状构造。主要 矿物成分为微斜长石（36％～42%）、斜长石（20％～24%）、石英（＞30%）及少量黑云母、白云母； 副矿物有锆石、磷灰石和磁铁矿等。微斜长石为它形、半自形粒状或不规则状，普遍存在格子状双 晶；斜长石聚片双晶发育，双晶纹细而密，并被白云母改造，斜长石号码 An=5～8，石英多为它形 粒状，紧密相嵌、聚集成团。 1.1.2 岩石化学特征
陆源碎屑 岩建造
火山岩 建造
2 太古宙花岗-岩带铀成矿作用的主期性及其成矿模式
太古宙花岗-绿岩带铀成矿作用具有明显的主期性，即前寒武纪铀成矿作用。 太古宙花岗-绿岩带前寒武纪铀成矿作用的地质内涵主要体现在初期的太古代铁矿与铀矿的同 时沉积。铀矿体赋藏在鞍山群铁矿层和云母石英片岩层内；一套韧、脆岩石组合构成容矿空间；碱 交代作用促使铀矿的富集。鞍山群内铁矿层是古老的含铀层位，是形成铀矿体的物质基础，铁矿层 内的 FeO、Fe2O3 可以作为铀沉淀的还原剂。铁铀型矿床广泛发育赤铁矿化和不同程度钠长石化、绿 泥石化、绿帘石化以及阳起石化的事实也充分证明了“碱交代”作用促使太古宙花岗-绿岩带内的构造 -交代蚀变岩作为铁铀型铀矿成矿围岩的特殊性。 以辽东高家沟铁铀型铀矿为例：辽东太古宙花岗-绿岩带铁铀型铀矿床位于鞍山东部的弓长岭地 区（图 4）。 2.1 铀矿体明显受“碱交代”过的太古宙绿岩控制 弓长岭铀矿床是太古宙绿岩层赋藏的铁铀型隐伏矿床之一。矿床位于碱交代岩即钾质花岗岩与 鞍山群硅铁岩接触带部位。钻探证实：鞍山群以残留体的形式存在。钻孔岩心上部为钾质花岗岩， 下部是鞍山群。 铀矿明显受“碱交代”过的太古宙绿岩残留体内的构造-交代“蚀变岩”控制。容铀层位以碱交代 为主的赤铁磁铁石英岩层为主，95%的铀矿体赋存在其内。石英云母片岩和角闪岩层也有铀矿化（表 3）。
岩体是经深熔作用后，在太古代末期就位的，属造山作用后期岩浆型花岗岩。岩体中 U、Th 与 K2O 的演化趋势的一致性较强，Rb、Sr、Ba 含量相对稳定，变化范围小，Sr＜2000×10-6、Sr/Ba＜ 0.5，均与国外岩浆成因的太古代钾质花岗岩一致。
图 2 K2O-SiO2 相关图解
图 3 U、Th-K2O 变异图
2009 年 11 月
辽宁省太古宙花岗-绿岩带铀成矿作用及其找矿前景
赵忠华，于宝山，田万文
（核工业二四〇研究所，辽宁 沈阳 110032）
摘要：本文结合太古宙绿岩带弓长岭铁-铀型矿床地质特征的阐述，提出了太古宙绿岩带铀成矿作用具有明显的前寒 武纪成矿的主期性，讨论了太古代弓长岭—连山关富铀钾质花岗岩内太古宇鞍山群残留体构造应力集中部位与热液交代作用有关的“碱交代岩”、“韧性剪切带”、“基底凸起-凹陷”等三位一体的构造空间定位铀矿床；铁-铀型铀矿围 岩蚀变清楚，铀成矿谱系反映为初贫后富—叠加再造成矿的矿物组合；以太古宙绿岩带构造环境中的铀矿聚集区为 例，探讨了太古宙绿岩带铀成矿作用的多期性。并认为太古宙绿岩带铁-铀型铀矿矿体埋藏深，隐伏性强，盲矿体多， 潜在的找矿前景相当可观。只要开拓找矿思路，立足于找新矿、找大矿和老矿山的攻深找盲，一定会取得铀矿找矿 的新突破。 关键词：绿岩带；铀成矿；铁铀型；潜力大
岩、下部石英岩夹云母片岩 上部二云片岩、黑云变粒岩、斜长角闪岩、石英岩； 中部变粒岩、斜长角闪岩、绿泥片岩、云母石英片 岩、磁铁石英岩；下部细粒角闪岩、黑云二长变粒
岩、二云片岩、阳起石片岩
变质相
绿 片 岩 相 ～ 低 角 闪 岩 相
角 闪 岩 相
原岩 建造 海相粘土 岩建造 陆源碎屑 岩建造
火山沉积 岩建造
本文结合太古宙绿岩带弓长岭铁铀型矿床地质特征的阐述提出了太古宙绿岩带铀成矿作用具有明显的前寒武纪成矿的主期性讨论了太古代弓长岭连山关富铀钾质花岗岩内太古宇鞍山群残留体构造应力集中部位与热液交代作用有关的碱交代岩韧性剪切带基底凸起凹陷等三位一体的构造空间定位铀矿床
铀矿地质分卷
中国核科学技术进展报告（第一卷） Progress Report on China Nuclear Science & Technology （Vol.1）
0.12 0.27 3.23 5.24 0.05 8.42 46.6
在 SiO2-K2O 相关图解上投影点均落到大陆花岗岩区（图 2）。在 U、Th-K2O 变异图上（图 3），
293
K2O-U、K2O-Th 呈线性关系，斜率较小，这种关系与正长花岗岩 U、Th 地球化学演化趋势一致。 岩体内铅丰度值为：206Pb=33.7％～48.1%、207Pb=15.1％～18.8%、208Pb=37.7％～47.5%、将其投影 到 R·C·Canan 的同位素演化图解上,投影点呈直线展布。同位素组成，属铀铅型异常，说明岩体富含 铀。由于 206Pb 是 238U 的衰变产物，而岩体中 206Pb 含量较高，说明岩体古铀可能丢失过，这种迁出 的铀在有利条件下可能富集成矿。
图 1 太古宙绿岩
“太古宙绿岩带”是早期地壳演化的产物，是“花岗岩－绿岩组合”、“高级变质岩组合”和“克 拉通盆地组合”等地壳最古老的——太古宙地体三种基本岩石组合类型中最值得地质学家们关注的 组合类型即“太古宙花岗岩－绿岩”组合构件之一，也是组成“太古宙花岗岩－绿岩带”最重要的
作者简介：于宝山（1949—），男，辽宁沈阳人，研究员级高工，铀矿地质勘查专业 基金项目：中国核工业地质局科研项目
岩体在太古代形成后，在吕梁构造运动期间遭受了“底劈“构造重就位的改造活化，沿岩体边
缘韧性剪切带和深部构造裂隙密集带发生了碱性热液交代作用，反映为钠长石化、硅化、绢云母化、
黄铁矿化及沥青铀矿化等。
1.2 辽东太古宙绿岩带变质表壳岩鞍山群残留体
辽东太古宙花岗—绿岩带变质表壳岩绿岩体呈大小不等的残体，断续分布在弓长岭—连山关太 古界花岗质岩石内外，并一体构成太古宙花岗岩-绿岩带。出露面积约 900km2，其中绿岩体约占总 面积的 25％。绿岩带内，鞍山群上亚岩群的茨沟组、大峪沟组和樱桃园组已见铁铀型铀矿，其中的 茨沟组地层（表 2）为主要含铀岩石化学成分表
样号
SiO2
TiO2
Al2O3
Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5
U
Th
76
74.93 0.03 12.93
0.96
0.72 0.03
0.11 0.45 3.55 5.15 0.04 1.70 34.8
77
74.76 0.05 13.11
绿岩带中部，变镁铁质火山岩以斜长角闪岩为主，其常量元素含量特点介于拉斑玄武岩系列和
钙碱性火山岩系列之间，稀土元素分布型式类似于康迪（Condie，1981）的 TH2，∑REE= 62.76， (La/Yb)N=4.5，Eu/Eu*=0.97。
绿岩带上部，斜长角闪岩的 Sm-Nd 等时线年龄为 2751Ma；侵入含铁岩系统的花岗质岩石的 Sm-Nd 等时线年龄为 2520Ma；弓长岭铀矿年龄（U-Pb）有 20 世纪 80 年代研究并被“怀疑”的数 据[1]：2500（±）Ma；鞍山群基底铁架山灰色片麻岩 Rb-Sr、Pb-Pb 等时线年龄为 2880Ma。
下部为超镁铁质和镁铁质火山岩，以火山熔岩为主； 中部为安山质和长英质火山岩，而且火山碎屑岩的数量多于熔岩； 上部则广泛发育浊积岩和条带状铁建造（BIF）、燧石等。 绿岩带变质程度为角闪岩相。上部属硅铝质岩建造；下部属铁镁质岩建造。岩石化学成分和稀 土元素模式与拉斑玄武岩相当。火山作用具有多旋回特点，自下而上由基性火山岩逐步过渡到钙碱 性火山岩，并且陆源碎屑沉积岩逐渐增多。经受了 2900Ma 和 2600Ma 两期变质作用的改造。 包括辽东在内的华北地台太古宙花岗-绿岩带除 Au、Cr、Ni、Cu，Zn、Fe、Mn 等矿产外，还 有希望找到埋藏深、品位高、储量大的铀矿床。 太古宙花岗岩-绿岩带在辽宁省有三条亚带，大致分布在抚顺—清原、鞍山—本溪、朝阳——北 票等地，呈带状分布。本文以反映辽东太古宙火山—沉积盆地残留体的辽东鞍山—本溪地区的太古 宙花岗-绿岩带（简称：鞍-本花岗-绿岩带）为重点剖析对象，探讨太古宙花岗-绿岩带的铀成矿作用。
泥灰岩夹薄层钙质页岩
紫红色粉砂岩
浅红色含砾长石石英砂岩 白色厚层状石英砂岩
中厚层大理岩、长英质大理岩、矽线石黑榴石片麻岩 钠长浅粒岩、二长变粒岩、浅粒岩 白云质大理岩夹透闪变粒岩 灰白云钠长浅粒岩夹二长浅粒岩
灰—灰白色透闪大理岩
含黑云母片岩、十字石二云片岩、千枚岩 白色薄层状透闪大理岩、白云大理岩
上部硅质析离体云母片岩、下部石榴二云母片岩 上部石英片岩夹薄层石英岩、中部白色石英云母片
1.26
0.78 0.03
0.14 0.50 3.30 5.70 0.08 17.6 56.8
78
74.33 0.13 13.21
1.55
0.77 0.04
0.07 0.14 3.50 5.10 0.05 10.8 47.6
79
74.41 0.25 13.10
1.83
1.20 0.04
0.23 0.09 2.09 4.93 0.05 2.98 42.2
另外，绿岩带相关的弓长岭—连山关弧形隆起带的翼部，发育一套冒地槽相浅海陆源碎屑岩— 火山岩—含碳粘土—碳酸盐—粘土岩沉积变质岩系，其中浪子山组、里尔峪组地层岩石组合也是主 要含铀岩石（表 2）。
绿岩带下部，变质超镁铁质岩主要呈薄层或透镜体状，岩石类型有角闪石岩、辉石角闪石岩、 蛇纹透闪岩、阳起—透闪蛇纹岩和钙质绿泥片岩。岩石化学成分，SiO2为43.41％～49.7％，MgO为 14.17％～27.84％，FeO为8.54％～11.6％，TiO2为0.21％～0.93％，K2O为0.12％～0.8％。
1 辽东太古宙花岗-绿岩带岩石、地球化学特征及其分布
1.1 辽东弓长岭—连山关太古代钾质花岗岩 1.1.1 岩石学特征
岩体由红色钾质花岗岩和白色钠质花岗岩组成，前者构成了岩体的主体，后者仅在岩体边缘或 构造应力集中的局部地段出现。二者之间呈渐变过渡关系，矿物成分基本相同。岩体内红色钾质花 岗岩锆石 U-Pb 一致线年龄为 2570Ma 和 2540Ma。
80
75.84 0.08 12.85
1.60
0.47 0.02
0.16 0.23 3.05 5.33 0.05 9.80 50.6
81
75.45 0.10 12.84
1.24
0.54 0.03
0.18 3.10 5.23 0.05 7.65 47.9
均值 74.79 0.10 13.00
1.41
0.75 0.03