辽宁连山关地区铀成矿地质条件及找矿方向
摘要：连山关地区铀成矿研究已形成大量的文献，笔者从基础地质研究入手，综合前人的矿床学研究成果，认为该区主要铀矿类型为与脆～韧性剪切带相关联的热液脉型铀矿化—以连山关铀矿床为典型代表。脆—韧性剪切作用的存在是形成铀矿化的重要因素，赋存围岩为断层构造岩，其成矿热液来自于深成变质水、构造热液及部分深源岩浆水。在总结了该区的找矿标志的基础上，提出了三个远景区段。
关键词：铀成矿地质条件和类型脆～韧性剪切带断层构造岩连山关地区的连山关铀矿床以其形成时代老,矿石品位高而驰名中外,众多学者先后提出了多种成因假说,近年来发现,其赋存围岩均出现程度不等的破碎以至发生了糜棱岩化,此类岩石表明了该区脆～韧性剪切作用的存在,据此,笔者着重对该区的赋存围岩和构造进行了工作,以期对该区的铀成矿地质条件有更深入的认识。
1 区域地质概况
根据杨振升等人对辽东前寒武纪构造单元的划分,该区处于太古宙卵形片麻岩构造区的南缘,称为太古宙边缘活动带和早元古宙冒地槽活动带[1]。
区内以广泛出露太古宙～早元古宙变质杂岩和花岗质杂岩所组成的地台基底岩系为特征,仅在局部地段发育晚元古宙的地台盖层(见
图1)。
鞍山群、辽河群和细河群之间均为不整合接触,代表着三个构造阶段、不同时代、不同地质环境的产物,有着各自的岩石组合类型。
该区经历了多期构造运动、变质作用及岩浆活动。所谓太古宙边缘活动带是指花岗质岩浆活动带。岩浆活动形成了铁架山、弓长岭和连山关花岗杂岩体。该区的花岗岩浆具有由I型向S型演化的特点[2]。从铁架山～弓长岭～连山关,构成了重熔型岩浆完整的连续的演化序列,同属于一个花岗超单元组合[3]。
2 铀成矿类型
根据铀成矿的主要控制因素和产出地质特征分析,区内铀成矿类型可分为两类:沉积变质型及与脆～韧性剪切带相关联的热液脉型(见表1),后者为本区的主要成矿类型。
3 铀成矿地质条件
该区铀矿化的分布具较强的规律性,铀矿主要赋存于花岗杂岩体与辽河群或鞍山群地层的接触带附近,这与其具有良好的成矿地质条件有关。
3.1 构造条件
构造作用是铀成矿的关键因素。
(1)花岗杂岩体与地层的接触带控制了该区矿床、矿点和矿化点的分布,这些地方正是构造活动带、高应度带,如连山关铀矿床所处位置的接触带是一脆～韧性剪切带,脆～韧性剪切带的发生和发展为铀矿化的发生和发展奠定了基础。
脆～韧性剪切带存在的依据有:
该地段岩石表现了强烈的塑性变形,形成了花岗质糜棱岩带,其为脆～韧性剪切带存在的重要标志(照片1);
该地段岩石具强烈的片理化带,形成了石英岩底部的白云母片岩和局部的花岗质片糜岩(照片2)。
(2)脆～韧性剪切作用引起上伏地层产生了广泛的层滑构造,其进一步发育的结果形成了一系列规模不等的背斜型褶曲,同时下伏的花岗质岩石形成了小隆起并发生强度不等的脆～韧性变形及后期脆性断裂,这个过程中岩石被改造成断层构造岩。
背斜型褶曲为铀的富集提供了良好的场所。
脆～韧性剪切作用的结果使下伏花岗质岩石发生脆～韧性变形,为铀成矿创造了良好的围岩条件。
由深部层次的脆～韧性剪切作用转化为较浅层次的脆性剪切作用时,产生了大量的脆性断裂及脆性为主的脆～韧性断裂,为含铀热液的迁移和沉淀提供了通道和场所,如连山关铀矿床,沥青铀矿脉赋存于脆～韧性剪切带内北东东向断裂中,在平面上矿体呈迭瓦式由南东方向以矿尾压矿尖的形式多字型排列,在剖面上背斜褶曲的两翼上矿体向相反方向倾斜,呈雁行式斜列展布,而褶曲轴部矿体近于直立,转折端矿体倾向南西。总体上矿体顶部收敛,下部撕开,在剖面上呈个字形(图2)。
3.2 岩性条件
铀矿化受岩性控制,即铀矿化岩性有一定的选择性。含矿围岩主要为花岗质糜棱岩、花岗质片麻岩,其次为碎裂花岗岩、辽河群浪子山组石英岩、云母石英片岩和鞍山群厚层条带状磁铁石英岩,现仅就断层构造岩的岩石特征作一阐述。
3.2.1 岩石类型
(1)碎裂花岗岩:分布不稳定,呈灰白色,具碎裂结构,单晶～多晶石英条带结构、长石压扁拉长结构等,块状构造,局部为眼球状片麻状构造。岩石的矿物种类及化学成分与连山关花岗杂岩体岩石无明显差别,主要表现在斜长石颗粒的晶内滑动,部分颗粒见膝折,石英具波状消光,局部应力较强时,可形成单晶或多晶石英条带,碎基含量增加(从5%左右增加到35%以上),碎基为新鲜、洁净的长英质物及绢云母等,此特征
表明,其经历了应力释放后的静态重结晶过程(照片3)。
(2)糜棱岩化花岗岩和花岗质糜棱岩:分布在连山关铀矿床地段小型背斜核部,系较强的韧性剪切作用所致,以往的定名为“混合质石英岩”,此岩石出露不稳定,多呈透镜状产出,岩石呈灰白色,具残碎斑状变晶结构,单晶～多晶石英条带结构、糜棱结构等,块状构造及含斑糜棱状构造,按碎基含量小于或大于10%,将其划分为糜棱质花岗岩和花岗质糜棱岩。(照片1、4)。
(3)花岗质片糜岩:主要分布于脆～韧性构造的旁侧,呈条带状断续分布,与花岗质糜棱岩的主要差别在于其后期的变化。(照片5)。
3.2.2 结构构造特征
连山关花岗杂岩体具有多变的岩貌,过去的认识主要将其归于混合岩化之特殊成岩过程,从原岩成分的多样性和交代作用的复杂性给予解释,我们不否定交代作用的存在,但其主要是受吕梁旋回变形、变质作用的改造的结果,岩石的结构构造有所改变。
(1)断层构造岩的结构
①单晶～多晶石英条带结构:石英条带一般0.1～0.6mm宽,长1～8mm,在条带内,石英粒径一般为0.1～0.2mm,个别达0.4mm,其颗粒单列或多列组成条带(照片1)。
②再生环边结构:原称其为交代净边结构,现多数学者认为其是在
岩浆结晶后处于新的热力条件下再结晶,处于低温变质环境下形成的,主要表现为斜长石周围有钠长石拟生长亮边,环边钠长石不具双晶,牌号下降。
③长石压扁拉长结构及残碎斑糜棱结构:岩石受轻微改造时,伴随石英条带结构变化,长石开始扁平化且相邻颗粒均拉长定向,没有明显的颗粒消失。当改造进一步增强时,大颗粒长石逐渐消失,变为细粒基质,而扁平化的长石呈残碎斑晶产出(照片2)。
④核幔结构:核为受变形的岩浆结晶阶段的旧颗粒,颗粒较粗,呈椭球状残斑,核内有明显的变形特征,如波状消光、双晶弯曲、发育有微裂隙等,其通常为长石类矿物(照片6)。
(2)断层构造岩的构造
由于剪应力作用,岩石中的矿物颗粒发生晶内滑动(位错蠕变),显示了压扁和拉长为主的变形,同时在颗粒边缘亚颗粒化,经边缘重结晶,沿旧颗粒的界面发育和生长少量新颗粒,岩石由块状构造演化为眼球状片麻状构造;在局部剪切应力集中带上,残斑基本消失,细密的细粒长石、黑云母和石英集中成条带与条带石英相间,呈明显的糜棱构造。
3.3 围岩蚀变条件
围岩蚀变是热液与围岩间进行物质交换的结果。正是这种交换才直接或间接地导致了铀矿化作用的发生和发展。
