王生云，呂榮平，范洪海，陳金勇，鐘軍，朱泉龍

（1.中核地礦科技集團(tuán)有限公司，北京 100013；2.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029）

龍首山鈾成礦帶是我國(guó)祁連-秦嶺鈾成礦省的組成部分［1-2］，是我國(guó)西北一條重要的鈾多金屬成礦帶。目前，帶內(nèi)已查明四種類型共5個(gè)鈾礦床及大量的礦（化）點(diǎn)和放射性異常點(diǎn)帶。這條鈾成礦帶以發(fā)育偉晶狀白崗巖型與鈉交代型鈾礦化為特色［3-4］，其中，位于龍首山鈾成礦帶西段的紅石泉鈾礦床是我國(guó)最早發(fā)現(xiàn)的偉晶狀白崗巖型鈾礦床，也是迄今我國(guó)發(fā)現(xiàn)的最古老鈾礦床之一［5-8］；芨嶺和新水井鈾礦床位于龍首山成礦帶中段，是我國(guó)北方鈉交代型鈾礦床的典型代表［9］。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，該成礦帶鈾成礦地質(zhì)特征及礦床成因一直是鈾礦地質(zhì)工作者研究的熱點(diǎn)［10-20］，并取得了大量的成果，為鈾成礦規(guī)律的總結(jié)與礦床成因研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著找礦工作的推進(jìn)，隱伏礦和深部盲礦的找尋已經(jīng)成為龍首山鈾成礦帶的主要找礦方向。本文基于野外工作實(shí)踐，充分收集、整理了龍首山鈾成礦帶典型礦床最新勘查進(jìn)展和研究成果，系統(tǒng)梳理和分析該成礦帶鈾礦化特征、成礦地質(zhì)條件及主要控礦因素，以期從研究龍首山成礦帶的鈾成礦規(guī)律和成礦模式中得到經(jīng)驗(yàn)與規(guī)律性認(rèn)識(shí)，為該成礦帶典型礦床深部和外圍的進(jìn)一步勘查以及在該區(qū)找尋同類型礦床提供依據(jù)，對(duì)擴(kuò)大該成礦帶鈾成礦遠(yuǎn)景乃至在祁連山-龍首山地區(qū)新發(fā)現(xiàn)同類型礦床起到啟迪指導(dǎo)作用。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

龍首山成礦帶在大地構(gòu)造上位于阿拉善地塊西南緣（圖1a），為祁連山地塊與阿拉善地塊碰撞造山形成的隆起帶［21-22］，屬于祁連-秦嶺成礦省，龍首-祁連成礦帶的龍首山成礦亞帶［1-2］，帶寬10～20 km，全長(zhǎng)約180 km（圖1b）。該成礦帶出露的地層包含古元古界龍首山巖群［23-24］、中元古界墩子溝群［25］、新元古界韓母山群［26］及少量古生界砂巖、含礫砂巖［27］。區(qū)內(nèi)巖漿構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，斷裂構(gòu)造具多期多組特征，以北西西向?yàn)橹?，近東西向和近南北向?yàn)檩o。侵入體的分布明顯受北西西向構(gòu)造控制，形成北西西向的構(gòu)造巖漿帶。該成礦帶主要發(fā)育巖漿巖有古元古代石英閃長(zhǎng)巖-斜長(zhǎng)花崗巖、白崗巖［28］，新元古代鎂鐵-超鎂鐵巖［29］，加里東期中粗?；◢弾r［30］、似斑狀花崗巖［20］、閃長(zhǎng)巖［31］、堿性巖、鈉長(zhǎng)巖脈［15］及少量基性巖脈［32］；龍首山長(zhǎng)期的復(fù)雜演化過(guò)程，形成了我國(guó)內(nèi)陸一條重要的鈾多金屬（Th、Cu、Ni、PGE、Pb、Zn、Au、Ag、Fe等）成礦帶。

圖1 龍首山成礦帶大地構(gòu)造位置（a）及地質(zhì)略圖（b）（據(jù)參考文獻(xiàn)［19］修改）Fig.1 Teonic location（a）and geologic sketch（b）of the Longshoushan metallogenic belt（Modified after reference［19］）

2 鈾礦化類型

龍首山成礦帶已發(fā)現(xiàn)5個(gè)鈾礦床，四十多個(gè)礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)和兩千多個(gè)放射性異常點(diǎn)帶。根據(jù)成因可將鈾礦化主要?jiǎng)澐譃閹r漿型、熱液型和表生淋積型三種，其中，紅石泉礦床為巖漿型大類中的偉晶巖型，芨嶺和新水井礦床屬于熱液型大類中的花崗巖內(nèi)帶鈉交代型，革命溝礦床屬于熱液型大類中的花崗巖外帶硅質(zhì)脈型，金邊寺礦床屬于表生淋積型。

2.1 鈉交代型鈾礦化

鈉交代型鈾礦化主要發(fā)育于龍首山成礦帶中段，是該成礦帶中重要的工業(yè)鈾礦化類型，典型的鈾礦床（點(diǎn)）有新水井礦床、芨嶺鈾礦床以及墩子溝礦點(diǎn)、20號(hào)礦點(diǎn)及26號(hào)礦點(diǎn)等（圖1 b）。該類鈾礦化所有礦體均賦存于鈉交代蝕變巖之中，礦體呈透鏡狀、似透鏡狀、扁豆?fàn)詈筒灰?guī)則狀（圖2）。該類鈾礦化中赤鐵礦化、鈉長(zhǎng)石化、碳酸鹽化、綠泥石化、高嶺土化等蝕變發(fā)育［16-17，33-35］。礦石常有微粒膠結(jié)、碎裂-碎斑和破碎角礫狀等結(jié)構(gòu)，主要為浸染狀、微細(xì)脈狀和網(wǎng)脈狀構(gòu)造。鈾主要以獨(dú)立鈾礦物形式存在，少量以吸附鈾及含鈾副礦物形式存在。鈾礦物有瀝青鈾礦、鈾黑、鈾石、次生鈾礦物及晶質(zhì)鈾礦。

圖2 芨嶺鈉交代型鈾礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖（a）及勘探線剖面圖（b）［16］Fig.2 Geological sketch（a）and exploration sections（b）of Jiling sodium metasomatic deposit［16］

鈉交代型礦床、礦體產(chǎn)出與定位主要受鈉交代巖、巖性界面和斷裂“三位一體”聯(lián)合控制。NWW向的馬路溝斷裂帶整體控制了鈉交代型礦床、礦（化）點(diǎn)產(chǎn)出與分布，為控礦構(gòu)造。單個(gè)礦體呈EW向產(chǎn)出，它嚴(yán)格地受EW向的壓扭性構(gòu)造所控制，EW向構(gòu)造與成礦最為密切，為賦礦構(gòu)造（圖3）。巖性接觸面是構(gòu)造薄弱面，有利于后期構(gòu)造的發(fā)育及成礦熱液的運(yùn)移，同時(shí)，巖性接觸面兩側(cè)較大的巖性差異造成巖石物理化學(xué)條件的改變，利于成礦熱液中鈾的沉淀、富集與保存（圖4）。鈉交代蝕變巖控制了龍首山成礦帶中段鈉交代型鈾礦的形成和分布（圖5），因此，鈉交代巖既是主要控礦因素，也是重要的找礦標(biāo)志。

圖3 芨嶺地區(qū)斷裂構(gòu)造示意圖［31］Fig.3 Schematic diagram of fracture structure in Jiling area［31］

圖4 芨嶺鈉交代型鈾礦床礦體與巖性界面關(guān)系圖［31］Fig.4 Relationship between ore body and lithologic interface in Jiling sodium metasomatic uranium deposit［31］

圖5 芨嶺礦床礦體層位對(duì)比（據(jù)參考文獻(xiàn)［31］修改）Fig.5 Ore body horizons in Jiling uranium deposit（Modified after reference［31］）

2.2 偉晶狀白崗巖型鈾礦化

紅石泉鈾礦床是該類鈾礦化的典型代表，此外還有青井子、石灰窯和石東等鈾礦點(diǎn)。該類型鈾礦化最主要特征為“全巖體低品位鈾礦化”，即65%以上偉晶花崗巖巖體鈾含量大于0.01%，且礦體多呈脈狀、似脈狀或不規(guī)則狀產(chǎn)出，礦體產(chǎn)狀與偉晶狀白崗巖體基本一致（圖6、7）。鈾的存在形式多樣，以晶質(zhì)鈾礦為主（占全巖鈾的68%～81%），其次為瀝青鈾礦、殘余鈾黑、鈣鈾云母、板菱鈾礦；紅石泉礦床中黃鐵礦、輝鉬礦與晶質(zhì)鈾礦緊密共生［5，28，36］。

這類礦床絕大多數(shù)工業(yè)礦體均產(chǎn)在偉晶狀白崗巖中，只有偉晶狀白崗巖存在才能成礦，可見巖體本身就是一個(gè)富鈾地質(zhì)體，是礦床形成的前提和物質(zhì)基礎(chǔ)。紅石泉地區(qū)發(fā)育的多條NEE向斷裂近于平行，形成構(gòu)造破碎帶，為偉晶狀白崗巖的侵入提供了良好空間，控制了礦體的產(chǎn)出與分布（圖8）。此外，有些礦化產(chǎn)于偉晶狀白崗巖與黑云母斜長(zhǎng)片巖或變粒巖的接觸部位。綜上所述，偉晶狀白崗巖型鈾礦化主要受偉晶狀白崗巖、構(gòu)造和黑云母斜長(zhǎng)變粒巖、片巖控制（圖9）。

圖8 紅石泉鈾礦床2 287 m中段平面地質(zhì)簡(jiǎn)圖［37］Fig.8 Geological sketch of level 2 287 m at Hongshiquan uranium deposit［37］

圖9 紅石泉礦床礦體與圍巖關(guān)系示意圖［37］Fig.9 Relationship between orebody and hosting rock［37］

圖7 紅石泉礦床12勘探線（a）和18勘探線（b）剖面圖［28］Fig.7 Exploration section No.12（a）and No.18（b）of Hongshiquan deposit［28］

2.3 硅質(zhì)脈型鈾礦化

此類鈾礦化主要發(fā)育在硅質(zhì)大理巖、硅質(zhì)角礫巖、蝕變角閃巖和花崗巖中。礦體通常成群出現(xiàn)，都沿革命溝斷裂及NW向的次級(jí)斷裂展布，形態(tài)比較復(fù)雜。典型礦床有革命溝礦床（圖10）以及102、5181和尖山溝等礦化點(diǎn)。

圖10 革命溝礦床含礦組劃分及礦體分布示意圖［38］Fig.10 Spatial division and distribution of the ore bodies in Geminggou deposit［38］

革命溝地區(qū)圍巖蝕變種類多樣，因革命溝斷裂兩側(cè)巖石類型不同，故兩側(cè)有不對(duì)稱的水平蝕變分帶。上盤花崗巖中的蝕變有絹云母化、高嶺土化、硅化及葉綠泥石化；下盤大理巖中僅發(fā)育有不同程度的黃鐵礦化和硅化；蝕變角閃巖外圍主要發(fā)育綠泥石化和高嶺土化，中心為碳酸鹽化和硅化，礦化主要發(fā)育在蝕變角閃巖中心帶中。礦石常具有不規(guī)則粒狀、膠狀和蠕蟲狀結(jié)構(gòu)，浸染狀、脈狀-浸染狀、脈狀和網(wǎng)脈狀-角礫狀構(gòu)造。鈾礦物以瀝青鈾礦為主，少量以次生鈾礦物和吸附態(tài)形式存在。瀝青鈾礦與膠黃鐵礦細(xì)脈和黑色硅質(zhì)細(xì)脈有密切關(guān)系，并見有瀝青鈾礦交代黃鐵礦的現(xiàn)象。

革命溝花崗巖外帶硅質(zhì)脈型鈾礦床礦體主要賦存于芨嶺巖體的北部邊緣及外接觸帶，嚴(yán)格受構(gòu)造控制，且多賦存于次級(jí)構(gòu)造的張性擴(kuò)容部位。主要工業(yè)礦體分布在該巖體外接觸帶250 m范圍內(nèi)，再遠(yuǎn)尚未發(fā)現(xiàn)好的礦化，礦化與巖體在成因和空間上關(guān)系密切。區(qū)域構(gòu)造控制了礦床定位。平面上，次級(jí)構(gòu)造中的礦體與主構(gòu)造中的礦體有小的交角，礦體產(chǎn)出受“入”字形構(gòu)造控制；主構(gòu)造淺部變異部位出現(xiàn)富大的主礦體，分枝次級(jí)構(gòu)造控制次級(jí)礦體，無(wú)論主礦體或次級(jí)礦體都隨構(gòu)造組合展布而有規(guī)律地產(chǎn)出（圖11）。剖面上，礦體往往成“多”字形斜列分布（圖12 a），并以65°傾角向南西方向傾伏（圖12 b）。

圖11 革命溝礦床2 227 m中段平面示意圖［39］Fig.11 Schematic diagram of level 2 227 m in Geminggou deposit［39］

圖12 革命溝礦床剖面示意圖（a）及礦體產(chǎn)狀示意圖（b）［38］Fig.12 Geology section（a）and ore body occurrence（b）of Geminggou deposit［38］

2.4 表生淋積型鈾礦化

淋積型鈾礦化主要發(fā)育在龍首山東段，主要分布在青山堡巖體西南緣，以金邊寺礦床為典型代表，另外有4118、4350等礦化點(diǎn)及大量異常點(diǎn)。

龍首山東段金邊寺地區(qū)鈾礦化主要受兩組斷裂帶控制，較老的一組呈東西走向，較新的一組走向?yàn)楸蔽飨?。北西向主干斷裂F1、F3在區(qū)內(nèi)構(gòu)成一個(gè)向北收斂（圖13），向南東撒開的“入”字形構(gòu)造，形成構(gòu)造碎裂巖帶（夾持區(qū)），巖（礦）石中綠泥石化、高嶺土化、碳酸鹽化、赤鐵礦化等發(fā)育。礦石主要為中粒或細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)、碎裂變晶結(jié)構(gòu)；塊狀構(gòu)造，部分有片理化構(gòu)造。單個(gè)礦體形態(tài)復(fù)雜多樣，形態(tài)不一，常呈規(guī)模很小的扁豆體狀，巢狀，斷續(xù)重疊分布、常呈魚群狀。鈾礦物以“無(wú)序鈦鈾礦”為主，為淺黃、深黃色，呈長(zhǎng)柱狀、針狀，主要存在于造巖礦物之間或礦物裂隙、孔洞中；少量吸附狀態(tài)鈾主要被綠簾石、綠泥石、褐鐵礦等所吸附。

圖13 金邊寺礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖［37］Fig.13 Geological sketch map of Jinbiansi deposit［37］

青山堡巖體是龍首山地區(qū)第一大雜巖體。該巖體多期次（早古生代—晚古生代）的分異演化及后期熱液蝕變?yōu)殁櫾氐幕罨?、遷移創(chuàng)造有利條件。金邊寺礦床的F1、F3斷裂就是南緣深大斷裂的次級(jí)斷裂，斷裂帶內(nèi)形成與其銳角相交的礦體群（圖14），礦體的形成與多期次的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)緊密相關(guān)。中新生代斷塊、斷裂活動(dòng)加劇，為以后淋積作用奠定了構(gòu)造條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。該區(qū)分異演化充分、高度重熔的酸性巖漿巖和構(gòu)造蝕變帶為礦床的形成創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件，后期潛水氧化作用的改造、疊加是形成該礦床淋積型工業(yè)鈾礦體的關(guān)鍵。

圖14 金邊寺礦床斷裂構(gòu)造與礦體關(guān)系平面投影圖［37］Fig.14 Horizontal projection map of faults and ore bodies in Jinbiansi deposit［37］

3 鈾成礦規(guī)律

龍首山鈾成礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了一批鈉交代型、偉晶狀白崗巖型、硅質(zhì)脈型及淋積型鈾礦床、礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)和異常點(diǎn)，還有一些巖漿型堿性雜巖中的礦化、沉積變質(zhì)型礦化、前寒武紀(jì)變質(zhì)熱液型和中新生代盆地中的礦化等（表1）。綜合區(qū)內(nèi)各主要礦化類型，龍首山成礦帶鈾礦化具有以下特點(diǎn)：

表1 龍首山成礦帶鈾礦床、礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)一覽表［40］Table 1 Uranium deposits and occurrences in Longshoushan metallogenic belt[40]

3.1 龍首山成礦帶鈾礦化的形成時(shí)間規(guī)律

龍首山成礦帶鈾成礦作用在時(shí)間演化上具有多期性，從元古宙直到中新生代均有鈾礦化顯示。龍首山成礦帶鈾礦化形成的時(shí)間與成礦物質(zhì)在地球演化階段的運(yùn)移規(guī)律一致。根據(jù)現(xiàn)有的成礦年齡數(shù)據(jù)和構(gòu)造發(fā)展演化歷史的分析，可以將龍首山成礦帶的鈾成礦作用分為中新生代成礦期、古生代成礦期（加里東期到海西期）和前寒武紀(jì)成礦期（中條期）三個(gè)大的成礦期（表2）。

表2 龍首山成礦帶鈾礦化時(shí)間演化表［40］Table 2 Evolution of uranium mineralization in Longshoushan metallogenic belt[40]

元古宙是世界上最重要的鈾成礦期。約1 850 Ma華北板塊區(qū)域變質(zhì)作用和混合巖化作用廣泛發(fā)育，同期形成了我國(guó)最早的鈾礦化（鈾礦化同位素年齡為1 832～1 834 Ma）［41］。龍首山成礦帶保存最早的鈾礦化是古元古代晚期形成的偉晶狀白崗巖型鈾礦化。2.3～2.2 Ga大氣中的氧含量達(dá)到現(xiàn)今水平，游離氧的出現(xiàn)導(dǎo)致晶質(zhì)鈾礦中的四價(jià)鈾被氧化成六價(jià)鈾，在水中形成高度可溶的鈾酰離子從而形成“富鈾”的陸源碎屑巖（如龍首山群）。伴隨著Columbia超大陸解裂，導(dǎo)致早期沉積的碎屑巖（主要為龍首山群）發(fā)生重熔形成中粗粒-偉晶狀白崗巖，同時(shí)形成紅石泉偉晶狀白崗巖型鈾礦床。

隨著地殼的進(jìn)一步分異演化，龍首山地區(qū)形成大量鈾含量較高的中酸性巖漿巖，為該區(qū)后期的鈾成礦作用提供了豐富的鈾源。隨著北祁連洋的閉合，祁連-龍首山造山帶進(jìn)入后碰撞構(gòu)造階段后，由于構(gòu)造應(yīng)力（環(huán)境）的轉(zhuǎn)換（壓縮→拉升）、地殼拆沉等作用的影響使得下部地殼物質(zhì)熔融形成大量花崗質(zhì)巖漿。加里東-海西成礦期是該區(qū)最主要的熱液鈾成礦期，首先形成了鈉交代型鈾礦化，隨后演變?yōu)楣栀|(zhì)脈型鈾礦化。

芨嶺巖體巖漿演化的晚期階段產(chǎn)生了堿性巖、鈉長(zhǎng)巖，區(qū)域鈉交代型鈾礦產(chǎn)出的熱液條件是同期分異的富鈉富揮發(fā)分熱液。富鈉富揮發(fā)分熱液含較高的鈾，在熱液運(yùn)移中進(jìn)一步萃取了圍巖中的鈾，形成了鈉交代型鈾礦的富鈉富揮發(fā)分富鈾熱液。其運(yùn)移至適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)環(huán)境時(shí)便會(huì)卸載成礦物質(zhì)形成鈾礦化，鈉交代蝕變及伴生的綠泥石化、赤鐵礦化、碳酸鹽化等圍巖蝕變發(fā)育。堿性熱液在運(yùn)移過(guò)程中溶蝕圍巖中的石英進(jìn)入溶液，逐漸演化出富硅的酸性含鈾熱液，它運(yùn)移至外接觸帶破碎空間時(shí)，使得外接觸帶發(fā)育強(qiáng)烈的硅化及與酸性熱液相伴生的高嶺土化、水云母化、螢石化等礦化蝕變，成礦物質(zhì)在富含還原物質(zhì)的部位富集成礦，形成工業(yè)礦體。后來(lái)，晚古生代和中生代的熱液作用對(duì)鈾成礦作用有一定的疊加富集。

進(jìn)入新生代以后，龍首山成礦帶受喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)的影響，形成一些小的斷陷及拉分盆地接受沉積，同時(shí)也產(chǎn)生大量的脆性斷裂破碎帶，為地表水的淋濾改造創(chuàng)造了條件。原生偉晶狀白崗巖型鈾礦、鈉交代型鈾礦和硅質(zhì)脈型鈾礦等受到剝蝕，在地表含氧水的作用下鈾被溶解進(jìn)入地表水，向下運(yùn)移至富含還原物質(zhì)的部位，形成了淋積型鈾礦或使下部原生鈾礦品位更富。

3.2 龍首山成礦帶鈾礦化的空間分布規(guī)律

龍首山成礦帶鈾礦化在空間上的分布特點(diǎn)是：與花崗巖類巖石關(guān)系密切，主要分布在花崗巖體內(nèi)或接觸帶附近；沿區(qū)域性大斷裂呈帶狀分布；多產(chǎn)出在構(gòu)造變異部位。就全區(qū)來(lái)說(shuō)，龍首山成礦帶鈾礦化有分區(qū)、分帶的特征：

①龍首山成礦帶中主要分布于花崗巖體內(nèi)部及外接觸帶幾百米范圍內(nèi)的鈾礦化具有工業(yè)意義。芨嶺巖體集中了這條成礦帶60%以上的鈾礦化，其次是紅石泉巖體和青山堡巖體。

②龍首山成礦帶鈾礦化具有分區(qū)性：一是不同類型鈾礦化有分區(qū)性，東段主要是淋積型鈾礦化，中段是中低溫?zé)嵋衡櫟V化，西段以偉晶狀白崗巖型鈾礦化為主；二是鈾、釷分區(qū)，在芨嶺巖體堿性雜巖帶及自家嘴組、麒麟溝組混合巖化發(fā)育的地層中為釷礦化分布，其他地段為鈾礦化。

③龍首山成礦帶鈾礦化具分帶性。芨嶺巖體及附近的礦化可分為三個(gè)帶：北帶是硅質(zhì)脈型鈾礦化，沿革命溝斷裂帶分布；南帶是堿交代型鈾礦化，沿馬路溝斷裂和中部斷裂帶分布；中帶是與堿性雜巖有關(guān)的巖漿型鈾釷礦化。

④鈾礦化在空間分布上明顯受構(gòu)造控制。首先龍首山成礦帶鈾礦化沿NW向區(qū)域性斷裂成帶狀分布，較好的礦化多分布在構(gòu)造變異部位，如構(gòu)造在剖面上的產(chǎn)狀變化部位；構(gòu)造的膨脹部位；構(gòu)造交叉或不同構(gòu)造形式的復(fù)合部位，這種部位巖石破碎強(qiáng)烈，微裂隙發(fā)育，蝕變發(fā)育，有利于成礦熱液的運(yùn)移。

3.3 龍首山成礦帶含礦巖石具有多樣性

龍首山成礦帶含礦巖石具有多樣性，但不同類型鈾礦化的含礦主巖又有明顯的選擇性。具有工業(yè)意義的主要礦化巖石分別為混染偉晶狀白崗巖、硅化石英巖、煌斑巖（巖漿熱液疊加的復(fù)成因類型），鈉長(zhǎng)石化中粗粒斑狀花崗巖、鈉長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖（鈉長(zhǎng)石化）、硅化角礫巖和蝕變角礫巖（硅質(zhì)脈型）。含礦主巖的共同特征是其均具有碎裂結(jié)構(gòu)，碎裂程度都較高，多可達(dá)碎裂巖、碎斑巖或角礫巖。

3.4 龍首山成礦帶鈾成礦具有多階段復(fù)成因的特征

多階段成礦作用在龍首山地區(qū)表現(xiàn)比較明顯，除了表現(xiàn)為區(qū)域上有三個(gè)大的成礦期，每個(gè)成礦期又有多個(gè)成礦階段以外，還表現(xiàn)在同一礦床也經(jīng)歷了多階段成礦；成因方面，從表2中可見本區(qū)鈾礦化類型多而復(fù)雜，不少礦化往往是復(fù)成因，而不是單一成礦作用的產(chǎn)物。

綜上表明龍首山成礦帶鈾礦化有兩個(gè)成礦系列，一種是與中條期混合巖化、巖漿活動(dòng)相關(guān)的多階段、復(fù)成因成礦系列；另一種是與加里東晚期花崗巖成巖、演化相關(guān)的成礦系列。

在長(zhǎng)期的地質(zhì)發(fā)展過(guò)程中，區(qū)域變質(zhì)作用、混合巖化作用以及重熔巖漿而形成的富鈾地質(zhì)體是鈾礦化形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，鈾釷元素在構(gòu)造作用、地化條件改變等因素影響下產(chǎn)生活化運(yùn)移，是鈾礦化形成的必要條件，隨著熱液演化、多次成礦期的熱液疊加以及地下、地表水作用，在構(gòu)圍巖條件有利的地段產(chǎn)生了疊加富集是鈾礦化形成的重要步驟；而上述作用的全過(guò)程中，構(gòu)造活動(dòng)應(yīng)為鈾礦成的決定性因素。

4 鈾礦化主要控制因素

通過(guò)區(qū)域鈾成礦條件分析、鈾礦時(shí)空分布特征等綜合研究，總結(jié)龍首山地區(qū)鈾成礦主要控制因素有構(gòu)造、地層、巖體、后期改造等。

4.1 構(gòu)造控制

龍首山地區(qū)鈾礦化受構(gòu)造控制十分明顯，已知礦床均位于龍首山南緣深斷裂北側(cè)的次級(jí)斷裂及其派生構(gòu)造中。龍首山成礦帶鈾礦化和異常主要沿NWW向區(qū)域性斷裂呈帶狀分布，較好的礦化多分布在構(gòu)造變異部位，尤其以次級(jí)背斜的軸部礦化比較集中，成礦部位都有一定的構(gòu)造組合形式，如白石頭溝背斜有馬路溝斷裂，其兩側(cè)形成一些“入”字形次級(jí)斷裂，綠草溝-七個(gè)井背斜核部有革命溝斷裂。這些斷裂控制著成礦熱液的運(yùn)移，在成礦中起到了極其重要的作用，鈾礦床、礦點(diǎn)均沿其分布。另外，鈉交代型鈾礦床產(chǎn)于馬路溝斷裂與旁側(cè)次級(jí)斷裂夾持部位，剖面上呈“Y”形，這種構(gòu)造組合往往形成“面型”鈉交代體。革命溝硅質(zhì)脈型礦床產(chǎn)出于革命溝斷裂與下盤次級(jí)“入”字形斷裂的夾持部位，次級(jí)斷裂呈斜列式排列在剖面上，多形成“多”字形礦體。因此巖漿斷裂帶中，區(qū)域性斷裂與旁側(cè)次級(jí)斷裂破碎帶發(fā)育部位，主斷裂與次級(jí)斷裂平面呈“入”字形，剖面上呈“Y”形即為控制礦床定位的構(gòu)造。

4.2 地層控制

含礦主巖與區(qū)內(nèi)以龍首山群為主的元古宇地層及區(qū)內(nèi)的酸性巖漿巖關(guān)系密切。龍首山長(zhǎng)期復(fù)雜的演化為鈾元素的多次活化、轉(zhuǎn)移、富集創(chuàng)造了十分有利的條件，如古元古界龍首山群鈾含量為（3.6～5.5）×10-6，而新元古界韓母山群含炭千枚巖-含磷砂巖建造鈾含量平均可達(dá)10.6×10-6；通過(guò)研究花崗巖地質(zhì)特征、巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)，表明該區(qū)域花崗巖是由前寒武紀(jì)沉積巖改造而形成的，前寒武紀(jì)地層是花崗巖的重要物質(zhì)基礎(chǔ)；帶內(nèi)的絕大多數(shù)鈾礦化點(diǎn)（帶）均分布在前寒武紀(jì)地層發(fā)育的區(qū)域，尤其集中在龍首山群發(fā)育的地段；前寒武紀(jì)地層是龍首山地區(qū)鈾成礦物質(zhì)的初始來(lái)源，為龍首山成礦帶鈾礦化的形成提供了原始的成巖-成礦物質(zhì)基礎(chǔ)。

另外，芨嶺鈾礦床、革命溝鈾礦床和紅石泉鈾礦床礦區(qū)內(nèi)偏“基性”圍巖（變粒巖、片巖、黑云斜長(zhǎng)角閃片巖等）和大理巖廣泛發(fā)育，為酸性含鈾熱液中成礦物質(zhì)卸載提供了穩(wěn)定的地球化學(xué)障。

4.3 巖體控制

目前，龍首山成礦帶有工業(yè)價(jià)值的鈾礦床均屬花崗巖型，空間上分布在復(fù)式巖體內(nèi)、外帶，時(shí)間上與中條期、加里東—海西期巖體密切相關(guān)（紅石泉巖體、芨嶺巖體、青山堡巖體）。本區(qū)花崗巖鈾含量普遍較高，如青山堡巖體鈾平均含量4.10×10-6，紅石泉巖體鈾平均達(dá)11.9×10-6，芨嶺巖體鈾平均達(dá)7.5×10-6，特別是巖漿演化到晚期，鈾含量明顯增高。另外，主要賦礦巖石中粗粒似斑狀花崗巖侵入到加里東早期閃長(zhǎng)巖中，閃長(zhǎng)巖多以殘留體形式存在，在垂向上中粗粒似斑狀花崗巖與閃長(zhǎng)巖交替出現(xiàn)，花崗巖與閃長(zhǎng)巖的接觸帶為鈾成礦有利部位。因此，花崗巖是形成鈾礦化的先決條件，其中鈉交代型和偉晶狀白崗巖型礦床構(gòu)成了龍首山成礦帶最典型的鈾礦化類型。

4.4 后期改造作用控制

后期改造是指熱事件及同化混染帶形成等多種作用過(guò)程。熱事件包括巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用和熱液活動(dòng)，其中特別是熱液活動(dòng)，隨著其不同類型、演化程度以及其強(qiáng)度和廣度使得有用元素在某些特定空間形成了疊加富集。同化混染帶的形成，則常常為鈾礦化提供了有利的成礦空間和礦質(zhì)沉淀的有利物化條件。因而在宏觀上鈾礦化常產(chǎn)于兩種巖性的混染帶附近或邊緣。

5 區(qū)域鈾成礦模式

礦床的形成是地質(zhì)歷史時(shí)期多種地質(zhì)作用的結(jié)果，鈾礦床的產(chǎn)出也是在特定的構(gòu)造地質(zhì)背景下伴隨一定的地質(zhì)事件而成。在研究龍首山鈾成礦帶典型鈾礦床的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域鈾成礦地質(zhì)背景、區(qū)域鈾成礦條件、成礦規(guī)律和控礦因素等，建立了龍首山成礦帶區(qū)域鈾成礦模式（圖15），具體如下：

圖15 龍首山成礦帶區(qū)域鈾成礦模式圖Fig.15 Uranium metallogenic model of Longshoushan metallogenic belt

5.1 太古宙至古元古代中期富鈾基底形成（預(yù)富集）階段

華北克拉通地殼的變質(zhì)基底經(jīng)歷了多期復(fù)雜的構(gòu)造演化。一般認(rèn)為，華北古陸南緣（阿拉善地塊）在太古宙末期已有古陸核形成，華北克拉通古老巖石［興和巖群（3.6 Ga）、太華群（2.5 Ga）、迭布斯格巖群（3.2 Ga）］的同位素年齡數(shù)據(jù)以及高級(jí)變質(zhì)帶的存在說(shuō)明古陸核在太古宙已經(jīng)歷了明顯增生并最終在太古宙晚期形成花崗巖-綠巖地體。經(jīng)歷了新太古代晚期的構(gòu)造變形運(yùn)動(dòng)，古元古代早期在阿拉善地塊南緣形成了作為結(jié)晶基底的龍首山巖群。富鈾的龍首山群奠定了龍首山成礦帶鈾成礦的成巖、成礦基礎(chǔ)。

芨嶺巖體巖漿結(jié)晶分異晚期形成富含K+、Na+以及揮發(fā)分的流體，流體運(yùn)移過(guò)程中對(duì)流經(jīng)巖體產(chǎn)生鉀鈉混合交代作用，使蝕變巖石更加疏松、多孔，其機(jī)械強(qiáng)度降低從而更易形成構(gòu)造碎裂巖。巖漿熱液在運(yùn)移過(guò)程中萃取吸收流經(jīng)圍巖中鈾之后，逐步演變?yōu)楦烩c富揮發(fā)分含鈾熱液。運(yùn)移至構(gòu)造降壓部位的含鈾熱液，因?yàn)閴毫E降導(dǎo)致流體沸騰，致使熱液中的碳酸鈾酰絡(luò)合物（［UO2（CO3）2］4-）分解、沉淀、成礦；因?yàn)榱黧w沸騰導(dǎo)致Eh變化使部分U6+被還原為U4+從熱液中沉淀；另外，巖性接觸面兩側(cè)巖性差異較大，形成的地球化學(xué)障進(jìn)一步促使鈾的沉淀；同時(shí)，當(dāng)成礦熱液在運(yùn)移過(guò)程中與大氣降水混合，進(jìn)一步促進(jìn)了成礦物質(zhì)的卸載，形成品位較富的鈉交代型鈾礦體。

熱液與圍巖的反應(yīng)不斷進(jìn)行，溶蝕了花崗巖中大量的石英進(jìn)入熱液，使得溶液的性質(zhì)由堿性轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝浴Ｔ诨◢弾r內(nèi)部熱能的驅(qū)使下，酸性含鈾熱液向花崗巖的外接觸帶運(yùn)移，運(yùn)移過(guò)程中仍萃取了圍巖中的鈾。含鈾熱液運(yùn)移至外接觸帶時(shí)，革命溝斷裂控制的硅化破碎帶為成礦熱液的運(yùn)移和存儲(chǔ)提供了空間；外接觸帶中的變質(zhì)巖與成礦熱液形成了較大的地球化學(xué)反差，圍巖中斜長(zhǎng)角閃巖、斜長(zhǎng)角閃片巖、黑云母變粒巖、黑云母片巖等變質(zhì)巖含大量角閃石、黑云母等，富含F(xiàn)e2+等陽(yáng)離子，對(duì)熱液中的U6+起到了還原作用，有利于鈾礦物沉淀、富集成礦；此外，大理巖本身化學(xué)成分與礦液成分相差很大，二者相遇時(shí)，由于CO2等礦化劑的不斷增加（特別是含礦溶液遇到碳酸巖石）而使鈾硅酸鹽絡(luò)合物分解，沉淀形成瀝青鈾礦和圍巖的硅化與碳酸鹽化；大理巖中黃鐵礦的S2-、H2S等促使瀝青鈾礦的形成。此外，泥盆紀(jì)（380～410 Ma）、石炭紀(jì)（342～296 Ma）和白堊紀(jì)早期（99～124 Ma）巖漿構(gòu)造熱時(shí)間導(dǎo)致了鈾成礦作用的疊加。

5.2 新生代鈾礦體剝蝕淋積富集階段

龍首山成礦帶受新生代喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)的影響，小型斷陷及拉分盆地發(fā)育，同時(shí)產(chǎn)生了大量的脆性斷裂破碎帶，為地質(zhì)體剝蝕物的沉積及地表水的淋濾改造創(chuàng)造了條件。原生鈾礦受到剝蝕，在地表含氧水的作用下被溶解進(jìn)入地表水，向下運(yùn)移至富含還原物質(zhì)的部位，形成了淋積型鈾礦或是使下部原生鈾礦品位更富。

6 結(jié)論

1）龍首山成礦帶鈾礦化按其成因可主要?jiǎng)澐譃?，巖漿型（紅石泉礦床）、熱液型（芨嶺、新水井和革命溝礦床）和表生淋積型（金邊寺礦床）。

2）龍首山成礦帶鈾礦化在時(shí)間演化上具有多期性，在空間分布上與花崗巖關(guān)系密切，具有分區(qū)、分帶的特征，在成因上大多具有多階段復(fù)成因的特點(diǎn)。

3）龍首山NWW向斷裂整體控制了礦床、礦（化）點(diǎn)產(chǎn)出與分布；前寒武紀(jì)地層為鈾礦化的形成提供了原始的成巖、成礦物質(zhì)基礎(chǔ)；花崗巖體的存在是形成鈾礦化的先決條件；后期改造為鈾礦化提供了有利的成礦空間和礦質(zhì)沉淀的有利物化條件。

4）龍首山成礦帶鈾成礦作用共經(jīng)歷了太古宙至古元古代中期富鈾基底形成（預(yù)富集）階段、古元古代晚期偉晶狀白崗巖型鈾礦形成階段、加里東期-海西期熱液型鈾礦形成階段和新生代鈾礦體剝蝕淋積富集階段四個(gè)階段。