纳米比亚达马拉造山带地质、构造演化特征与铀成矿作用.pdf

DOI：10.12401/j.nwg.2023076纳米比亚达马拉造山带地质、构造演化特征与铀成矿作用孙宏伟1,2,3，任军平2,3，*，唐文龙2,3，许康康2,3，吴兴源2,3，曾威2,3，王佳营2,3，贺福清2,3（1.中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京100083；2.中国地质调查局天津地质调查中心，天津300170；3.中国地质调查局南部非洲矿业研究所，天津300170）摘要：纳米比亚达马拉造山带是新元古代早古生代泛非造山活动在西南非洲的体现，笔者系统梳理达马拉造山带内地质单元、岩浆作用、变质活动、构造动力学机制和铀矿成矿作用特征。该造山带主要由北部地体、北带边缘、北部带、中央带、南部带、南带边缘及南部前陆 7 个地质单元组成。依据板块运动特征，将其构造演化划分为板内裂谷期（750 Ma）、持续扩张期（730600Ma）、洋陆俯冲期（580560 Ma）、俯冲碰撞期（550540 Ma）及碰撞晚期（530460 Ma）5 个阶段。造山带内赋存大量的铀矿资源，主要形成于 510490 Ma，其成因与碰撞晚期构造及岩浆活动密切相关，成矿专属性特征明显。根据对现有资料的分析及总结，笔者认为富 U 的前达马拉基底是白岗岩型铀矿成矿物质的主要来源，成矿母岩浆是同化混染与分离结晶共同作用的结果，构造活动为富 U 岩浆的侵位及富集沉淀提供有利场所。关键词：达马拉造山带；构造演化；铀矿；纳米比亚中图分类号：P541；P619.14文献标志码：A文章编号：1009-6248（2023）05-0035-14Geological,Tectonic Evolution Characteristics and Uranium Mineralization ofthe Damara Orogenic Belt in NamibiaSUN Hongwei1,2,3，REN Junping2,3，*，TANG Wenlong2,3，XU Kangkang2,3，WU Xingyuan2,3，ZENG Wei2,3，WANG Jiaying2,3，HE Fuqing2,3（1.School of Earth Science and Resources,China University of Geosciences(Beijing),Beijing 100083,China；2.Tianjin Centerof China Geological Survey,Tianjin 300170,China；3.Southern African Mining Research Institute,China Geological Survey,Tianjin 300170,China）Abstract：The Damara orogeny in Namibia is part of the Neoproterozoic to early Paleozoic PanAfrican oroge-ny in Southwest Africa.This paper systematically combs the characteristics of geological units,magmatism,metamorphism,tectonic dynamics mechanism and uranium mineralization in the Damara orogenic belt.The oro-genic belt is mainly composed of seven geological units:the northern terrane,the northern margin,the northern 收稿日期：2023-03-15；修回日期：2023-04-26；责任编辑：吕鹏瑞基金项目：商务部技术援外项目援赞比亚东北地区航空物探与地质地球化学填图（2015352），中国地质调查局项目“南部非洲国际合作地质调查”（DD20221801、DD20230125）联合资助。作者简介：孙宏伟（1986），男，高级工程师，主要从事地质矿产勘查研究工作。Email：。*通讯作者：任军平（1980），男，正高级工程师，从事地质矿产勘查与研究工作。Email：。第 56 卷 第 5 期西 北 地 质Vol.56No.52023 年（总 231 期）NORTHWESTERN GEOLOGY2023（Sum231）zone,the central zone,the southern zone,the southern margin,and the southern foreland.Based on the charac-teristics of plate movement,the tectonic evolution of this orogenic belt has been divided into five stages,mainlyincluding intraplate rift(750 Ma),continuous expansion(730600 Ma),oceancontinent subduction(580560Ma),subduction collision(550540 Ma)and late collision(530460 Ma).This orogenic belt is endowed withplenty of uranium resources,mainly formed at 510490 Ma,closely related to tectonic and magmatic activitiesin origin,with a peculiar metallogenic specialization.According to the analysis and summary of existing data,this article believes that the preDamara basement,which is rich in uranium,is the main source of oreformingmaterials of the alaskaite type uranium deposit.The parent magma related to mineralization is the result of com-bined action of assimilation,contamination and fractional crystallization.The tectonic activity provides a favor-able site for the emplacement,enrichment and precipitation of the uraniumrich magma.Keywords：Damara orogenic belt；tectonic evolution；uranium ore；Namibia 铀矿作为战略性矿产资源，广泛应用于工业、国防、核电及医学等领域（Cuney et al.，2008；蔡煜琦等，2015；吴涛涛等，2018；耿涛等，2023）。全球铀矿资源分布不均，供需失衡较为严重，特别是中国铀矿资源禀赋较差。尽管中国铀矿的找矿潜力巨大，但短期内难以满足快速增长的工业需求，也使得中国铀矿对外依存度不断攀升（张金带等，2012；蔡煜琦等，2015；唐超等，2017；陈军强等，2021）。非洲铀矿资源丰富，储量约占世界铀矿总储量的20%，其中纳米比亚是非洲最大的铀资源生产国，约占全球天然铀产量的 10%（宋继叶等，2022；张晓等，2023；朱清等，2023）。与此同时，纳米比亚也是中国最大的海外铀资源来源地之一。近年来，国内外众多学者从矿床类型（Nex et al.，2001；Kinnaird et al.，2007；高阳等，2012；陈金勇等，2013，2017；顾大钊等，2016）、成矿时代（Nex，1997；Longridge et al.，2008；Freemantle,2010；王生云，2013；陈金勇等,2014）、铀矿物质来源（Nex et al.，2002；陈金勇等，2014；范洪海等，2015；黄冉笑等，2021，2022）等不同角度对纳米比亚铀矿进行研究，提出地层、构造及岩体控矿等多种成矿模式及找矿模型，在成矿规律和矿产分布方面取得诸多进展。然而，达马拉（Damara Belt）造山带演化过程与铀成矿作用尚未被系统分析，其区域铀成矿作用研究仍显不足。笔者通过对达马拉造山带的物质组成、岩浆作用、变质变形、区域构造演化及典型矿床等方面内容进行梳理总结，进一步总结归纳达马拉造山带构造演化与铀成矿作用的关系，以期为中国地勘单位开展铀矿勘查提供基础地质资料与技术支持，服务于国际矿业产能合作及“一带一路”倡议。1达马拉带的物质组成及内部构造单元泛非造山作用（820500 Ma）是地球演化史中的重要构造事件，大量板块和地体经聚合及增生作用形成了一系列大陆造山带（Coward，1983；Unrug，1992；Chakraborty et al.，2023），是冈瓦纳（Gondwana）大陆重要的组成部分之一。泛非（PanAfrican）造山带横贯非洲大陆，自东向西主要包括莫桑比克带（Mozam-bique Belt）、赞比西带（Zambezi Belt）、卢弗里安弧形构造带（Lufilian Belt）和达马拉带等（Grantham et al.，2003，2019；Oriolo et al.，2017；孙宏伟等，2019，2021；Sun et al.，2021；许康康等，2021）。达马拉造山带位于非洲西南端，形成于新元古代早古生代（650460Ma），是北部刚果（Congo）克拉通与南部喀拉哈里（Kalahari）克拉通碰撞的产物（图 1a）（Coward，1983；宁福俊等，2018；Goscombe et al.，2018）。达马拉造山带主要是由陆内分支、Gariep 带和 Kaoko 带 3 部分组成，其中 Kaoko 带向北延伸至安哥拉境内（Prave，1996；Poli et al.，2001）。在纳米比亚境内，达马拉造山带主要有 2 个分支，正北方向的海岸线分支和北东向的陆内分支（Kinnaird et al.，2007；Fan et al.，2017），文中主要介绍其陆内分支部分。达马拉造山带（陆内分支）南北宽约为 400 km。依据地层、断裂及主要线性构造、变质程度、岩浆活动、地质年代和航磁异常等特征的不同，该造山带自北向南划分为北部地体、北带边缘、北部带、中央带、南部带、南带边缘及南部前陆 7 个部分（图 1b）（Mar-tin et al.，1977；Corner，1983；Goscombe et al.，2005）。中央带以 Omaruru 断裂为界又分为北中央带和南中央带 2 部分，位于 Omaruru 断裂和 Okahandja 断裂之间36西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2023 年的南中央带是纳米比亚铀矿床的主要分布区，包括Husab 铀矿、Rssing 铀矿及 Valencia 铀矿等大型铀矿床均处于该构造区块（宁福俊等，2018；Shanyengana etal.，2020；黄冉笑等，2022）。北部地体主要以厚层碳酸盐岩和磨拉石建造构成；北带边缘和北部带被一逆断层分开，北带边缘岩性与北部地体相似，以碎屑沉积岩建造为主；北部带内发育较多的花岗质碱性岩浆岩（Henry et al.，1990）。中央带是整个构造带内岩浆活动最为发育的区域，以大量发育花岗质侵入岩和穹盆构造为显著特征（Stanistreet et al.，1991）。其中，北中央带主要以碎屑沉积岩、片岩、石英岩、片麻岩及花岗侵入岩为主，而南中央带则由高温低压变质沉积岩类、广泛发育的花岗岩及伟晶岩侵入体、基底杂岩和北东向北北东向穹窿组成（Downing et al.，1981；Miller，1983a）。南部带是指 Okahandja 断裂与 Gomab 断裂之间的区域，主要由新元古代的 Nosib 群和 Swakop 群碎屑岩及变质岩组成，局部发育少量火山岩、蒸发岩，并伴有少量铁镁质火山活动（Kukla et al.，1991）。南部边缘带是由航磁测量解译出的断裂或由线性构造带推测而来，主要发育一套硅质岩及碳酸盐岩（Corner，1983）。南部前陆由 Naukluft 推覆杂岩体以及上覆于喀拉哈里克拉通基底杂岩之上的碎屑沉积岩组成（Corner，1983）。2区域地层区 域 内 地 层 主 要 由 早 期的 Nosib 群 和 晚 期 非 洲喀拉哈里克拉通刚果克拉通达马拉造山带0100 km第四系覆盖物后构造花岗岩同构造正长花岗岩同构造二长花岗岩同构造闪长岩Swakop基底杂岩线性构造南带前陆南带边缘南部带南中央带北中央带北部带北带边缘北部地体大西洋abN图 1纳米比亚达马拉造山带地质特征图（据 Miller，1983b；Osterhus et al.，2014 修改）Fig.1Geological map of the Damara orogeny in Namibia第 5 期孙宏伟等：纳米比亚达马拉造山带地质、构造演化特征与铀成矿作用37 Swakop 群组成，Nosib 群不整合于 Abbabis 基底杂岩体之上（Nash et al.，1971；Coward，1983；Longridge et al.，2008；高阳等，2012）。Nosib 群为裂谷填充序列，由下部的 Etusis 组和上部的 Khan 组构成，Etusis 组主要岩性为石英岩、长石砂岩及少量砾岩；Khan 组主要由泥岩、钙质泥岩及碳酸盐岩组成。Swakop 群主要为一套深水沉积序列，底部为 Rssing 组，岩性变化较大，包括大理岩、砂砾岩、石英岩、泥质片岩和董青片麻岩等均有出现（Coward，1983；Longridge et al.，2008）；其上为 Chuos 组，由 Sturtian 期冰碛岩和条带状铁质建造共同组成（Hoffmann et al.，1996）；Chuos 组之上为 Karibib 组，由大理岩、钙质泥岩及少量泥质片岩组成；顶部为 Kuiseb 组，岩性以泥岩、泥质片岩为主（Hoffmann et al.，2004）。3达马拉带的岩浆作用达马拉造山带内岩浆活动十分发育，整体出露面积约为 75 000 km2，主要以发育大量中酸性侵入岩及少量基性岩脉为特征，其中 90%以上为花岗岩，其余为花岗闪长岩类、钙碱性辉长岩及少量基性岩脉（Haack et al.，1982；Miller，1983a；Kisters et al.，2004）。根据成岩时代及岩体特征，前人将达马拉造山带内岩体划分为 5 个侵入序列（赵希刚等，2015；刘晨阳，2016）。Trakkopje 序列（60179 Ma），由花岗闪长岩、花岗岩、石英二长岩等组成的岩套，花岗岩体常以岩基形式产出，岩石多呈斑状结构，片麻理十分发育。Hakskeen 序列（51623 Ma），主要由红色花岗岩组成，多分布在 Rssing 穹隆北部，以小岩体、岩脉和层状侵入体产出，岩石以等粒结构和红色为特征。Gawib 序列（500490 Ma），主要由花岗岩、浅色花岗岩和伟晶岩组成，分布在 Rssing 穹隆以东地区，岩石多具斑状结构且黑云母含量较多，叶理构造较为发育。Donkerhuk 序 列（45825 Ma），主 要 分 布 在Rssing 穹隆以东地区，岩性包括灰白色中粒黑云二长花岗岩和棕褐色含斑钾长花岗岩，常以大型岩基形式出现。Rssing 序列（542468 Ma），主要以花岗岩、淡色花岗岩及花岗伟晶岩为主，岩石多具中粗粒结构或伟晶状花岗结构，地球化学特征显示其碱含量高，淡色花岗岩主要产出于背斜及穹隆构造附近，脉状侵入体则主要分布于 Rssing 穹隆区。由于区内淡色花岗岩（又称白岗岩）中赋存大量铀矿资源，前人对其开展了大量研究，根据成岩时代、结构构造、矿物成分和矿化特征划分为至少 6 类（Nex，1997;Longridge et al.，2008；Freemantle，2010；王生云，2013；陈金勇，2014）。A 型：浅灰白色、淡粉色，细中粒结构，以白色长石为主，副矿物很少，主要侵入于 Khan 组，LAICPMS 锆石 UPb 数据显示其成岩年龄为（547.43.6）Ma（王生云，2013）。B 型：白色，中粗粒结构或伟晶结构，含有石榴子石、电气石，以石榴子石为标志矿物，主要产出于 Chuos组和 Karibib 组，LAICPMS 锆石 UPb 数据显示其成岩年龄为（537.84.3）Ma（王生云，2013）。C 型：白色、浅红色，中粗粒结构或伟晶结构，以含电气石和磁铁矿为标志，主要产出于 Khan 组和Etusis 组，LAICPMS 锆石 UPb 数据显示其成岩年龄为（525.42.6）Ma（王生云，2013）。D 型：白色，中粗粒结构或伟晶结构，烟灰色石英十分发育，富铀矿物大量出现，分布最为广泛，主要侵入于 Rssing 组、Khan 组、Karibib 组和 Kuiseb 组，成岩年龄为（5082）Ma（SHRIMP 锆石 UPb）（Briqueu etal.，1980；Longridge et al.，2008）（4975.5）Ma（LA ICPMS 锆石 UPb）（王生云，2013）。E 型：淡红色，细粒至伟晶状结构，可见烟灰色石英，以发育氧化晕圈为标志，圈外为粉红色，圈内为灰白色，主要产出于 Khan 组和 Rssing 组，其成岩年龄为（50010）（4948）Ma（SHRIMP 锆石 UPb）（Jacobet al.，2000）。F 型：红色，粗粒至伟晶状结构，以发育红色巨晶钾长石、乳白色石英为主要特征，副矿物为磁铁矿，主要侵入于 Etusis 组和 Khan 组。对于其成岩时代存在不同认识，Jacob 等（2000）认为其与 E 型花岗岩成岩时代基本一致，但陈金勇等（2014）获得的 LAICPMS 锆石 UPb 数据显示其成岩年龄为（511.44.3）Ma，早于 D 型花岗岩。达马拉期后岩浆侵入活动较弱，仅见一些粗玄岩和细晶岩沿断裂分布。此外，中生代冈瓦纳大陆的裂解和地幔柱活动期间达马拉带内发育少量基性岩脉，多切穿早期形成的白岗岩体，成岩时代与 D 型白岗岩受到后期热液改造作用的时间相近（陈金勇等，2014），加之基性岩浆在部分伟晶质岩浆演化过程中对铀矿化的富集作用（黄冉笑等，2022）。因此，认为基性岩浆的活动与 D 型白岗岩铀矿化富集有着密切的关系（范洪海等，2015；陈金勇等，2017；黄冉笑等，2022）。38西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2023 年 4达马拉带的变质变形过程达马拉造山带内岩石经历的变质作用程度不同，主要以高温低压变质活动为主，变质作用从西向东呈逐渐变低的趋势，一般为角闪岩相，在靠近大西洋沿岸的地区可以达到麻粒岩相（Hartmann et al.，1983;Masberg et al.，1992；Goscombe et al.，2004；Miller et al.，2008）。达马拉造山带内发育多期次的褶皱、断裂、韧性剪切带以及穹窿构造，并且这些构造作用相互叠加，共同组成了现今较为复杂的构造面貌。对于区内的构造期次，目前争论较多，包括 2 期、3 期和 4 期等不同划分（Jacob et al.，1974；Coward，1983；Miller，1983b；Oliver et al.，1994；Anderson et al.，1997；Poli et al.，2001；Kisters et al.，2004；Johnson et al.，2005；Ward，2009）。综合前人研究，笔者认为主要包括 3 期（D1、D2、D3）变形过程，并伴随大量的岩浆侵入活动（D2 和 D3 构造变形事件对白岗岩的侵位机制具有重要的影响）。D1 期主要集中于 580560 Ma，以发育平行于层理的叶理和断裂构造、层内南东向的平卧褶皱及低角度逆断层为主要特征，部分黑云母和石英呈定向排列，石榴石和堇青石等矿物出现（Kasch，1983a，1983b；Miller，1983b，2008；Steven，1993；Poli et al.，2001；Kisters et al.，2004）；D2 期主要集中于 550540 Ma，以发育北北东向的直立紧闭褶皱、平卧褶皱及低角度逆断层为主要特征，矽线石和堇青石出现，花岗质岩浆活动十分发育（Steven，1993；Poli et al.，2001；Miller，2008）；D3 期主要集中于 535500 Ma，以发育大规模开阔褶皱和大型南东向直立褶皱、北东走向穹隆、高角度逆断层和逆冲断层为主要特征，尖晶石和堇青石出现，并伴随大量花岗质伟晶岩的形成（Kasch，1983a，1983b；Kisters et al.，2004）。由于区内覆盖严重且构造叠加活动强烈，很难在地表观测到线性构造断裂现象（主要依靠航空物探资料解译识别），但穹窿构造十分发育，也是达马拉造山带内的典型构造特征。关于穹窿构造的形成机制，存在多种解释，包括褶皱作用（Smith et al.，1961；Smith，1965；Coward，1983）、花岗质基底的底劈作用（Rams-berg，1972）及塑性地层的滑脱作用（Oliver，1994）等多种说法。尽管对于穹隆构造的形成机制认识不同，但均认为穹窿构造在富铀岩浆的运移和就位过程中发挥 了 重 要 作 用（Jacob，1974；Coward，1983；Kasch，1983a，1983b；Miller，1983a；Oliver，1994；Anderson etal.，1997；Poli et al.，2001；Kisters et al.，2004；Johnson，2005；Ward，2009）。5达马拉带的区域构造演化史达马拉造山带整个过程形成时代约为 750460Ma（Miller，2008），经历前造山期（以陆内裂谷和扩张作用为主）、造山期（以俯冲和陆陆碰撞作用为主）及造山后期，以喀拉哈里克拉通和刚果克拉通的碰撞而告终。前人对其演化过程进行研究（Martin et al.，1977；Martin，1983；Miller，2008；Anthonissen，2009），认为其主要经历了以下 5 个阶段（图 2）。早期（840750Ma）由于地幔柱活动导致板块处于伸展环境，逐渐形成多个裂谷系统（图 2a），同期形成早期的裂谷火山沉积岩系，包括碎屑沉积岩、双峰式火山岩及碱性侵入岩等。随着拉张作用的进行（730600 Ma），软流圈物质上涌，地壳底部发生部分熔融作用，上地壳大规模拗陷，接受巨厚的碎屑沉积，并伴有拉斑玄武岩的形成（图 2b）。580560 Ma，岩石圈破裂后由于重力影响，洋壳下沉，开始发生由南向北的 A 型俯冲作用（图 2c），下地壳发生部分熔融，并伴随早期的花岗质岩浆侵入活动（D1）。随着俯冲作用的不断进行（550540 Ma），喀拉哈里克拉通与刚果克拉通发生陆陆碰撞（图 2d），在地表形成大量褶皱、断裂及逆冲推覆构造，导致早期岩石发生变质作用，同时有新的花岗质岩浆侵入（D2）。530460 Ma（图 2e），进一步的挤压作用导致地壳加厚，达马拉构造带开始隆升，热效应增强，变质变形活动再次覆盖早期岩石并发育大量花岗质岩浆活动（D3）。与此同时，在结晶分异和同化混染作用的共同影响下，淡色花岗岩及花岗伟晶岩中发育大量富 U 矿物，并在有利部位形成了多处铀矿床。6达马拉带内部铀矿化特征达马拉造山带内主要有白岗岩型和钙结岩型 2种类型的铀矿床，前者是达马拉造山期后的富 U 岩浆和热液在有利的部位叠加富集成矿，以 Rssing 铀矿、Husab 铀矿等为代表（高阳等，2012；左立波等，2017；Shanyengana et al.，2020）；后者是富铀岩石在长期的干第 5 期孙宏伟等：纳米比亚达马拉造山带地质、构造演化特征与铀成矿作用39 板内裂谷期持续拉张期洋陆俯冲期俯冲碰撞期碰撞晚期与后期洋中脊玄武岩洋壳洋壳洋壳Outjo 洋Khomas 洋730600 Ma750 Ma580560 Ma550540 Ma530460 Ma北部地体北部地体北部地体北部地体北部地体北带边缘北带边缘北带边缘北带边缘北带边缘北部带北部带北部带北部带北部带北中央带北中央带北中央带北中央带北中央带南中央带南中央带南中央带南中央带南中央带南部带南部带南部带南部带南带边缘南带边缘南带边缘南带边缘南带边缘南部前陆南部前陆南部前陆南部前陆南部前陆Omaruru断裂带Omaruru断裂带Omaruru断裂带Omaruru断裂带Omaruru断裂带Okahandja断裂带Okahandja断裂带Okahandja断裂带Okahandja断裂带Okahandja断裂带Gomab断裂带Gomab断裂带Gomab断裂带Gomab断裂带abcde喀拉哈里克拉通刚果克拉通喀拉哈里克拉通喀拉哈里克拉通刚果克拉通刚果克拉通Nosib 群NNNNNSSSSSKuiseb 组Karibib 组Chuos 组Rossing 组洋中脊玄武岩+洋壳D1 期花岗质侵入岩D2 期花岗质侵入岩D3 期花岗质侵入岩基底杂岩喀拉哈里克拉通刚果克拉通图 2达马拉造山带形成过程示意图（据 Miller，2008；Anthonissen，2009 修改）Fig.2The formation process of Damara orogenic belt40西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2023 年旱气候条件下，经过风化剥蚀所形成，其分布也与白岗 岩 型 铀 矿 密 切 相 关，以 Langer Heinrich 铀 矿、Trekkopje 铀矿为代表（顾大钊等，2016；陈秀法等，2021）。区内铀矿床以规模大、品位低、露天开采闻名于世。达马拉造山带内白岗岩型铀矿的控矿因素较多且特征十分明显，其中构造、岩浆岩和地层为主要的控矿要素，后期热液活动导致的热液叠加作用，对其成矿作用影响也十分显著（高阳等，2012；王生云，2013；陈金勇等，2014；范洪海等，2015；左立波等，2017；Shanyengana et al.，2020；黄冉笑等，2021）。6.1控矿要素达马拉造山带内的铀矿床主要分布于穹窿构造边缘及北东南西断裂的两侧，构造活动与铀矿化分布密切相关。构造运动中形成的断裂破碎带、构造转向处、剪切拖曳带、地层薄弱处、脆性韧性剪切带及穹窿构造等区域为岩浆迁移和花岗岩侵位提供了重要通道，尤其是晚期构造运动中，对早期构造变质变形进行叠加，是最为有利的控矿构造（Miller，1983a；Oliver，1994；Anderson et al.，1997；Poli et al.，2001；Kisters et al.，2004；Ward，2009）。达马拉造山带内的铀矿化与白岗岩密切相关，成矿期主要集中在造山运动晚期及后期。因此，碰撞造山期后（D3）产生的 D、E 型白岗岩对铀矿化具有直接指示意义，而其他白岗岩，尤其是俯冲碰撞期以前的花岗岩则未发生铀矿化，可见铀矿化岩体具有一定专属性（表 1）（陈金勇，2014）。表 1 达马拉造山带内主要铀矿产出层位特征表Tab.1Characteristics of main uranium mineralization horizons in Damara orogenic belt铀矿床矿化白岗岩产出层位白岗岩类型矿化白岗岩类型RssingKhan组与Rssing组接触带及其组内CEDHusabKhan组与Rssing组接触带及Rssing组内部，少量分布于Chuos组内部AFD、EEtangoEtusis组与Khan组及Khan组与Rssing组接触带AFD、EHildenhofKhan组与Chuos组及Khan组与Rssing组接触带；Khan组及Rssing组内部CFD、EIda DomeKhan组与Rssing组接触带及其各自组内AED、EHollands DomeKhan组与Rssing组接触带，Khan组内部CED、EValenciaKhan组与Rssing组及Karibib组与Kuiseb组接触带AFD、EGoanikontesEtusis组与Khan组，Khan组与Rssing组接触带，Khan组内部BFD、E 达马拉造山带内的铀矿床中赋矿白岗岩主要侵入于 Khan 组与 Rssing 组或 Khan 组与 Chuos 组的接触带（表 1）（Nex，1997；Freemantle，2010；陈金勇等，2014，2017；黄冉笑等，2021），铀矿化受到地层控制特征明显。这主要是由于地层接触部位为构造薄弱处，利于岩体侵位及就位，同时富碳酸盐岩及大理岩地层可能在岩浆烘烤下发生脱碳效应，促进 U 元素的富集沉淀（陈金勇等，2017）并最终成矿。6.2流体特征流体包裹体研究显示，达马拉造山带内白岗岩中主要存在 2 期成矿流体，早期为高温低盐度热液，温度大多为 470530，盐度 为 3.559.60 wt%NaCl（均值为 6.14 wt%NaCl），属岩浆晚期（主成矿期）热液。晚期为中低温低盐度热液，温度集中于 150220，盐度 为 4.6519.05 wt%NaCl（均值为 11.5 wt%Na-Cl），为后期（叠加改造期）的热液（陈金勇，2014；范洪海等，2015）。6.3成矿物质来源对于达马拉造山带内铀矿化的成矿物质来源存在较大争议，早期认为其成矿源岩为变沉积岩，即富U 沉积岩在变质改造过程中导致 U 富集沉淀成矿（Smith，1965；Barnes et al.，1978）。后期随着研究的深入，对白岗岩为成矿源岩逐步达成共识（Marlow，1981；Brynard et al.，1988；Nex et al.，2001），但对于白岗岩的成因仍存在一定争议。Brynard 等（1988）认为矿化白岗岩是红色花岗岩熔融的产物，是早期未发生熔体抽离的富 U 基底在深部重熔而形成的。Nex 等（2001）和陈金勇等（2014）则认为富 U 的前达马拉基底是白岗岩型铀矿主成矿期的成矿物质来源。黄冉笑等（2021）通过对 E 型伟晶岩矿物组成和化学性质演化规律的研究认为成矿花岗伟晶岩是同化混染与分离结晶共同作用的结果，并推测岩浆演化过程中基性组分（FeO、MgO、TiO2）的混入直接影响到相关 U 元素的沉淀富集。陈金勇等（2017）初步判断后期热液中第 5 期孙宏伟等：纳米比亚达马拉造山带地质、构造演化特征与铀成矿作用41 U 主要来源于原生铀矿物的再分配。6.4成矿模式基于对 Rssing 铀矿、Husab 铀矿及 Valencia 铀矿等典型铀矿床的研究，前人依据控矿因素的不同提出多种达马拉造山带铀矿的成矿模式，早期主要包括3 种。地层成因说，依据铀矿化主要分布在 Rssing组与 Khan 组或 Khan 组与 Chuos 组接触界线附近（Ja-cob，1974；Marlow，1981）。构造成因说，依据铀矿化主要产于断裂构造两侧、穹隆构造边缘或穹隆的转折部位等（Kinnaird et al.，2007；高阳等，2012；陈金勇等，2013）。岩浆成因说，依据铀矿主要产出于白岗岩体附近或白岗岩体即为矿体（Berning et al.，1976；Nexet al.，2001；陈金勇，2013）。由于不同矿床所体现出的主要控矿特征不尽相同，其成因模式亦存在较大差异，但综合来看达马拉造山带内铀矿的形成更可能是岩浆构造地层等多重因素共同耦合的结果（高阳等，2012；陈金勇等，2013；Corvino et al.，2013；黄冉笑等，2022），前达马拉变质基底提供铀物质来源；地层与构造多因素控矿，多期次构造事件形成的断裂和穹窿分别为含 U 岩浆的运移和结晶沉淀创造了通道和空间，变沉积层内不同地层间氧化/还原属性的转变为岩浆内 U 元素的结晶沉淀和富集提供有利条件；后期热液作用导致早期铀矿体发生活化运移，在断裂破碎带重新富集成矿（图 3）。FeSFeSFeSFeSFeSKuiseb 组Karibib 组Chuos 组/Rossing 组Khan 组Etusis 组富 FeS 片岩矽卡岩铀矿体淡色花岗岩含片岩捕掳体的淡色花岗岩图 3达马拉造山带铀矿成因模式图（据 Corvino et al.，2013 修改）Fig.3Genetic model of uranium deposits in the Damara orogenic belt 基于以上认识，前人进一步细化其成因模式（Corvino et al.，2013；陈金勇等，2014；范洪海等，2015；孙宏伟等，2020；黄冉笑等，2022），即在达马拉碰撞造山过程中由前达马拉基底和达马拉变沉积岩发生部分熔融首先形成斑状花岗岩、黑云母花岗岩和 A、B、C、F 型白岗岩（550540 Ma）。随着软流圈的上涌（510500 Ma），由前达马拉富 U 基底重熔形成的岩浆（也受分离结晶作用影响），沿断裂向上运移，侵入并就位于 Rssing 组与 Khan 组或 Khan 组与 Chuos 组接触部位（D、E 型富 U 白岗岩），这些富含还原物质和大理岩的地层形成有效的氧化/还原障，导致 U 元素的富集沉淀，也是区内铀矿化的主要时期。约 150Ma，由于热液活动导致部分 U 发生活化运移，在断裂破碎带等有利部位富集形成沥青铀矿、脉状铀石等铀矿物。对于钙结岩型铀矿，则主要是由于新生代以来地壳抬升，富 U 地层和白岗岩体遭受风化剥蚀，并受地表水淋滤，沉淀固结形成硅钙铀矿、钒钾铀矿等次生铀矿物。7典型矿床 7.1Huseb 铀矿Husab 铀矿位于纳米比亚共和国中西部 Eron-go 行政区 Swakopmund 市东约 50 km 处，为中广核集团控股的海外大型铀矿床，铀资源量可达 30 万 t（以U3O8计）（荣建锋等，2016；张怀峰等，2018）。矿区内地层主要为 Nosib 群 Khan 组，Swakop 群Rssing 组、Chuos 组、Karibib 组和 Kuiseb 组（图 4）。42西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2023 年矿区内侵入岩主要以白岗岩为主，主要发育 B、C、D、E 和 F 型白岗岩（Nex，1997）。矿化岩体主要侵入Khan 组 与 Rssing 组 不 整 合 接 触 带 及 其 上 部 的Rssing 组内，少量侵入 Chuos 组内。矿体主要产出于 D 和 E 型白岗岩内部，锆石 UPb 数据显示其成岩成矿时代为（4964.1）Ma（Cross et al.，2009）。01 000 mAbbabis基底杂岩Etusis 组Khan 组Chuos 组Karibib 组Kuiseb 组未矿化白岗岩体第四系覆盖物铀矿体断层Rssing 组E图 4Husab 铀矿号矿体剖面示意图（据荣建锋等，2016 修改）Fig.4Geological section of Zone 1 in Huseb uranium deposit 矿体主要赋存于背斜转折端，呈似层状、脉状或透镜状，延伸方向大致与地层的走向或层理平行，没有明显的变形特征（荣建锋等，2016；张怀峰等，2018）。矿化蚀变主要包括高岭土化、蛇纹石化、绢云母化和绿泥石化等（刘晨阳，2016）。Husab 铀矿中铀主要呈独立铀矿物形式存在，铀矿物形式为铀的氧化物、铀钛氧化物及铀硅酸盐等，少量以类质同象的形式存在于钍矿物内。矿区内主要原生矿石矿物为晶质铀矿，其次为少量的钍铀矿、钛铀矿和铌钛铀矿，后期热液