德国施莱马矿床
该矿床位于中欧波希米亚地块西北部(图5-15)，位于德国奇姆尼茨西南约30km处，距德法边境20km以上。该矿床发现于1945，铀矿开采活动结束于1991年初。矿区已探明铀储量65438+万吨以上，已开采U3O8万吨，平均矿石品位0.4%，为超大型铀多金属矿床。
已发表的文献对该矿床介绍不多。俄罗斯地质学家ви Vilic Jin专门撰文介绍该矿床的地质及矿化特征，俄罗斯专家сффффффффффффффффф1中国学者胡绍康、赵、黄、郑大羽、刘翔等。在1993实地查看了矿床，并提交了调查报告。刘湘(1996)应用地洼学说的历史-动力演化观点，分析了本区成矿的历史-动力大地构造背景，认为成矿的大地构造背景应为地洼区。因此，矿床的大地构造位置被划分为欧洲地壳波希米亚地洼区撒克逊穹窿系统的Erzge-birge穹窿(图5-15)。
2.矿床地质特征及其多因基础。
1)开采地层及含矿围岩
矿区出露的地层包括新元古代至寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系和石炭系至二叠纪(图5-16)。新元古代至寒武纪主要为黑云母片岩、含石墨石英岩、变质杂砂岩和变质辉绿岩，局部为含石墨片麻岩，区内总厚度超过4000米。奥陶系为泥质岩，上奥陶统至志留系为一套富含有机质和黄铁矿的黑色岩系，岩性变化较大，为本区主要含矿岩性和层位。泥盆纪主要是变质火山岩。该岩系在岩体接触带附近遭受了区域性绿片岩相变质和热变质作用，形成的热变质带宽度可达1000 ~ 1400 m，中、下奥陶统主要为千枚岩，厚度约800m；上奥陶统为碳质云母片岩，厚度100 ~ 150m；志留系为碳质硅质和碳质钙质片岩夹白云岩，不同程度遭受大理岩化和矽卡岩化，其中炭质岩含65，438+02%有机碳，志留系厚约50 ~ 80m。
上奥陶统至志留系厚约150 ~ 230 m，是一套由富铀和还原剂(碳质页岩、黄铁矿)组成的化学-力学-物理性质差异很大的黑色岩系。它不仅可以作为成矿的铀源层，还可以为叠加富集矿提供良好的富集条件。
图5-15波希米亚地洼区铀矿分布图
1.地洼构造层；2.前地槽结构层；3.深断裂带；4.地洼阶段的花岗岩；5.大型铀矿床；6.超大型铀矿床
2)矿床的构造形态和成矿构造
矿床所在的Erzgebirge地区经历了多期次、多阶段的构造-岩浆活动，形成了复杂的北东向构造变质带(图5-17)。地质上，该矿床位于相对脆性的隆起地块和相对柔性的沉降地块的交界处，区域NE向深大断裂和NW向深大断裂的交汇处(附图5-15和17)。
褶皱构造在这个地区非常发育。有一座形成于海西期的矿石山——皮赫坨沃格尔斯背斜。其轴向为NE向，被NW向深大断裂带划分为三个次级构造块体(东、中、西块体，图5-17)。西部地块构造运动最为发育，奥陶纪经历了一次中度坳陷，海西期花岗岩和火山岩广泛发育。施莱马矿床位于西块和中块交界处一个向东北倾斜的闭合向斜的转折处，向斜末端构造复杂，由两个次级向斜和夹在它们之间的一个背斜组成(图5-18)。向斜两翼近平行，形成向斜的O3-D岩系强烈透镜化和塑性变形，透镜体和片岩交替产生，产状与轴面基本一致。这套岩石呈楔形，上大下小，向东变大变深。
矿区内断裂构造十分发育，主要有以下五组:①70° ~ 90°/NW∠45° ~ 50°；②310 ~ 320/SW∠50 ~ 70；③20 /290 ∠90 ;④330 ~ 340/SW∠60 ~ 80；⑤40 ~ 60° NW∠50 ~ 80 .其中以NE向纵向断裂最为发育，形成广泛的透镜状、片状含矿地层，总断距数百米。北东向断裂活动主要发生在花岗岩侵入之前，之后又复活。北西向断裂也极为发育，控制着矿区各类矿床的产出，其中北西向诺伊金科-克里米亚深断裂带(F1)具有特殊意义(图5-17)。它追踪横贯矿山——皮赫坨沃格尔斯复背斜，断层宽度2 ~ 5公里，由主断层和与其斜交的大小断层组成。施莱马矿床受北西向和北东向Lesny-Zwernitzko断层(F2)形成的构造结控制。北西向的诺伊金克-克里米亚深大断裂具有长期活动的特点，特别是在铀矿化前多次开启，形成大量开敞的空洞后又多次开合，为铀溶液在其中循环沉淀创造了有利的空间。
图5-16 Erzgebirge地区地质示意图
1.元谷峪——寒武纪；2.脉状铀矿床；3.施莱马矿床；4.地洼阶段的花岗岩；5.骨折；6.捷克和德国边境
铀矿脉发育的规模和密度主要取决于走向280° ~ 340°的断裂强度。所有铀矿脉的固定产状为NW走向，这种NW向断裂与不同方向的断裂相交，在hornfel片岩带中形成强烈断裂的岩柱。这种岩柱延伸很深，在水平剖面上呈椭圆形，因此矿化可以延伸到2000米以上
3)矿区岩浆岩
大规模的海西期花岗岩侵入和随后的波希米亚地洼中酸性火山岩喷发是该区晚古生代以来最重要的构造事件，该区主要的稀有金属矿床和铀矿床都与这一时期的花岗岩密切相关。
波希米亚地洼西北部的德国Erzgebirge地区海西期花岗岩十分发育(图5-17)，岩体多沿北西向深断裂带分布(图5-15)，主要有Eibenstock岩体和Kirchberg岩体。著名的施莱马铀多金属矿床产于埃本斯托克岩外接触带的奥陶-志留系变质沉积岩中。
图5-17皮赫矿山-坨沃格尔斯背斜区块示意图
1.流纹岩建造根部的石英斑岩和花岗斑岩；2.流纹岩(C2-p 1)；3.台地阶段的志留系页岩、碳质碳酸盐岩、碳质硅质页岩和泥盆纪变质火山岩；4.台地阶段的奥陶系千枚岩-页岩-石英岩层；5 ~ 6.下里菲-寒武系地槽:5。寒武纪片岩；6.普遍的片麻岩和结晶片岩；7.地洼造山运动晚期的浅色花岗岩(p 1)；8.地洼造山早期(C2)黑云母花岗岩；9.地块之间的深大断裂带；10.大(a)、中(b)和小(c)脉状铀矿床:①石脉；②楚别斯；(3)约冈格奥尔格施塔特；(4)霍西尼·雅希财政部；⑤杰勒赫·伊泽尔；⑥施涅肯施塔特；⑦伊娃在切尔-希尔斯；8扎伊费巴赫；⑨施内贝格；⑩不做；(11)高捷兹比尔格；(12)尼采的立场格——贝林斯塔；(13)阿纳伯格；(14)玛丽安伯格:
Ⅰ-Ⅲ.次级构造块体:ⅰ。东；二。中心部分；三。西方
鄂尔多斯盆地海西期花岗岩岩石成分与湖南地槽型和湖南地洼型花岗岩平均成分的对比(表5-4)表明，鄂尔多斯盆地海西期花岗岩具有以下特征:高酸性，平均SiO2 _ 2大于73%；碱性，K2O+Na2O大于8%，而Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3+FeO、TiO2等成分含量较低，低于世界平均花岗岩，小于湖南地槽花岗岩。波希米亚地洼海西期花岗岩的上述特征与湖南地洼花岗岩非常一致(表5-4)，应是地洼阶段的产物。鄂尔多斯盆地海西期花岗岩类的微量元素含量与湖南省地槽和地洼花岗岩类的平均含量(表5-5)相比，具有低Co、Cr、Ni、V和高U、Sn、Li、Rb、Cs等特征。，而且与湖南地洼花岗岩类特征也非常相似(表5-5)，进一步支持了其属于地洼花岗岩类的结论。
在艾本斯托克岩体形成过程中，接触变质作用明显改变了围岩的坚固性。在岩体接触带附近，形成宽1000 ~ 1400 m的热变质带，岩石由千枚岩、千枚岩过渡到极脆的接触带角岩。与正常O-S地层相比，热变质带中角岩的最大特征是CO2含量从8% ~ 12%降低到0.1% ~ 1%。矿区铀矿化大部分产于花岗岩侵入体的外接触带，少数产于内接触带(图5-18)，接触变质岩外无铀矿床。
图5-18矿床平面和剖面示意图
(根据B.и维利奇国王，1994)
1.造山前黑云母花岗岩(C2)；2.应时云母片岩夹石英岩(o 1 ~ 2)；3.碳质硅质片岩，与含碳酸盐的应时云母片岩和变质辉绿岩互层(03-D)；4.大、中、小断层(从右到左)；5.铀矿脉
表5-4额尔兹格比格地区海西期花岗岩岩石化学组成(wB/%)
①1.为基尔希贝格岩体四个样品的平均值；2.它是Eibenstock岩体的六个样本的平均值，引自G.Tischendorf，1989；3.这是世界平均花岗岩，根据戴利，1993；4.湖南地槽花岗岩；5.它是湖南的一个地洼花岗岩，引自陈等著的《地洼学说讲义》，1985。
表5-5额尔兹格比格地区海西期花岗岩微量元素含量(wB/10-6)
注:数据来源与表5-4相同。
4)矿体形态和矿山附近围岩的变化
矿体主要为脉状和不规则透镜状。矿区内有数千条矿脉，其中50条矿脉沿走向和倾向长数百至数千米，厚0.2米以上。矿脉走向为NW和NWW方向，当它们在穿过和靠近纵向断层时经常分支时，规模增大。矿脉在空间上分布不均，西部密集，埋藏较深；东部稀疏，埋藏较深。大矿和富矿脉主要集中在东部，矿体最大延伸深度可达2000m·m，实际上所有铀矿体都集中在花岗岩附近1km范围内，矿化富集质量主要取决于有利岩性、断裂构造和热变质带的复合控制。
矿床附近围岩蚀变发育，主要有碳酸盐化、绿泥石化、赤铁矿化、硅化、氟化和水云母化。
5)成矿脉和矿石成分
矿床的热液活动具有阶段性。矿山早期有三条矿化矿脉，形成应时-电气石矿脉、应时-黑钨矿脉和应时白钨矿脉、应时-硫化物矿脉。前两条矿脉主要充填在NE向断层中，后一条矿脉主要充填在NW向和NWW向断层中。
控矿的北西向深大断裂具有多期活动的特点，与铀矿化有关的热液脉活动可分为三期:第一期为梳状应时-方解石-沥青铀矿(U/Pb法280Ma)组合，应时有斜长石，伴生有针铁矿、锂云母、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿和黄铁矿等金属矿物；第二阶段为碳酸镁-沥青铀矿(U/Pb法155ma)-)-紫色萤石组合，常以白云质细脉或透镜状出现或叠加在第一阶段的矿脉中，是最重要的成矿阶段。伴生矿物有铅、铜、银的硒化物、黄铜矿、方铅矿、斑铜矿和砷黝铜矿。第三期热液脉活动为五元建造，为Bi-Co-Ni-Ag-U组合，是中生代及其后续成矿热液活动的结果。根据U/Pb法结果，矿石可进一步划分为110 ~ 90 Ma和16 ~ 7 Ma两个亚期。第三阶段的静脉很少单独出现，往往叠加在老静脉上。铀矿物主要为沥青铀矿和铀矿，其他金属矿物为天然银、钴、镍、铁的天然铋和砷化合物，脉石矿物为重晶石、菱铁矿、白云石或铁白云石。该矿脉中的铀矿物具有残留和再沉淀的特征。
3.矿床形成条件
矿区及区域内奥陶系至志留系为一套富含有机质和黄铁矿的黑色岩系，厚度较大，一般为150 ~ 300 m，该岩系铀含量较高，平均超过1.3g/t，可为成矿提供丰富的铀源。同时，该岩系中碳质岩石的有机碳含量达到65438±0.2%，具有很强的还原性，有利于铀的还原沉淀。
根据围岩蚀变和各期矿脉的矿物生成组合，铁镁碳酸盐发育，铀与一些深部成矿元素生成，表明铀的成矿物质主要来自深部成矿流体，并与海西期和中生代的岩浆作用有关。
根据бл vlasov (1993)等人的研究，该矿床碳酸盐矿物的形成温度范围为100 ~ 200℃，主要集中在150 ~ 180℃。成矿溶液的成分除水外主要是CO2，最典型的阴离子是Cl-，S2含量小于0.011g/L，少得多。成矿溶液的成分决定了矿床中砷和自然元素的广泛发育，而硫化物较少。结合成矿期脉体的矿物组合，推测成矿流体为具有Mg2+-Fe2+和特殊成分的深源流体。
石莱马矿床各矿体的产状、分布和矿化强度取决于有利的岩性、构造、岩体和多期、多阶段热液活动的有机组合。富含有机碳、黄铁矿，岩石化学成分和力学物理性质差异较大的“产矿型”下奥陶统-志留系岩石，不仅提供了铀源，也为成矿提供了有利环境。长期活动的北西向深大断裂及其伴生的派生断裂与北东向深大断裂相交，形成由深至浅的复杂构造网络系统。深大断裂活动的不同阶段、不同部位、不同层次的构造可以分别起到导矿和储矿的作用，为成矿物质从地层、岩体和深部的运移和岩体热能的释放提供必要的通道。岩体不仅提供成矿物质，还为成矿提供热能，特别是岩体侵入过程中形成的宽接触变质带。当断层再次移动时，该带容易破碎，形成密集的破碎带，为矿化提供了良好的储存空间。矿区长期的构造变形活动导致北西向断裂多次复活，多期多阶段成矿热液活动叠加是提高成矿规模和品位的关键。可见，这种超大型铀多金属矿床的形成有其独特的地质条件，即有利的岩性、构造、岩体和多期热液活动的最佳组合。
4.铀矿化演化
1)构造演化
波希米亚地洼区是铀及多金属成矿域，其中铀资源总储量超过76万吨，有4个超大型和10大型铀矿床，是世界上最早、最著名的铀成矿域。波希米亚地洼区的地质研究历史悠久。按照传统观点，该区主要经历了元古宙-古生代地槽演化和中新生代地台演化两个阶段。这种传统的构造理论一直影响着当地的地质学家，但很难合理回答该区的一些成矿地质问题，特别是大型和超大型铀矿床以及钨、锡等多金属矿床为什么集中在晚古生代-中生代新生代。在1993、10 ~ 11期间，作者对波西米亚地块内的4个超大型铀矿床和2个大型铀矿床进行了野外考察，并结合收集到的资料，应用地洼学说重新分析了它们的构造演化历史。因此，首先简要介绍该地区的地质概况。
波希米亚地洼区宏观上是一个由一系列NW和NE深断裂控制的菱形地块(图515)，在德国北部大平原下向北平缓延伸，西面和南面以深断裂为界，东南面以喀尔巴阡山脉为界。
波希米亚地洼区最古老的部分是布拉格南部延伸到奥地利和德国的一大片地区，即著名的摩尔达努比地区，它是一套新太古代和古元古代的杂岩系统，由片麻岩、麻粒岩、角闪石和摩尔达努比花岗岩杂岩组成，厚度超过6000m..原生矿床是类似于前地槽的厚层活动矿床，伴随着广泛的基性火山喷发，可分为两个独特的层序，一个含有碳酸盐岩，另一个几乎全部是页岩。古元古代这里发生了强烈的褶皱、变质和混合岩化作用(即“Moldanubi”运动)。这次造山运动带回了布拉格以南广大地区的褶皱，强烈的区域变质作用，伴随着强烈的岩浆活动，形成了基性火山岩和同源花岗岩类，使这一地区成为整个地区的刚性核心。在新元古代，这个地区被抬升和侵蚀，在北部形成了一些坳陷带，如德国东南部的Erzgebirge地区。在这些活动海槽中，新元古代沉积物非常厚，主要为砂质和泥质复理石沉积，混有基性火山岩，经前寒武纪末期的“上升”运动转化为云母片岩和片麻岩，并伴有强烈的岩浆活动。
早古生代，波希米亚地洼大部分地区继续处于隆起状态，处于隆起附近的局部坳陷。寒武系底部的砾岩和砂岩呈明显的角度不整合，覆盖褶皱的前寒武系基底，向上过渡到富含完整三叶虫化石的页岩。奥陶系以碳质黑色笔石页岩和砂岩为主，从志留纪到泥盆系(S-D1)沉积了一套黑色岩系，由碳质泥质、硅质岩和白云质碳酸盐岩组成(厚度200-600米)，含少量基性火山岩。以上是矿区的台地沉积阶段。地洼区加里东运动不明显。仅在地洼西北缘和地洼东北缘的Erzgebirge地区，受邻区影响，志留纪末发生强烈褶皱、逆冲断层和区域变质作用。
晚泥盆世的海西运动使凹陷地块内的早-中古生代沉积物被挤压成褶皱。同时，刚性地块内发生大规模花岗岩侵位，可分为两期。第一期为黑云母花岗岩(310 ~ 330 Ma)，第二期为钾质花岗岩(290 ~ 305 Ma)。每一期侵入岩组合都伴随着一系列独立的基性和酸性岩壁。花岗岩浆两次大规模侵入后，伴随火山活动，形成大量酸性和中酸性火山岩。在构造岩浆活化阶段，花岗岩和火山岩共同形成了火山-深成杂岩。钾长石花岗岩中U、Li、Rb、Cs、Sn等元素的高含量与该区钾、锡、钨、铅、锌等重要成矿作用密切相关。由于大量花岗岩的侵位，隆起地块不断抬升，沿其边缘，早期断裂带被活化，形成新的断裂带。由于深断裂带的活动，形成了一个构造盆地。石炭-二叠纪含煤和杂色(砾岩、砂岩、粉砂岩和页岩)磨拉石建造和流纹岩建造在盆地中堆积，凹陷在早二叠世被陆源-火山红层充填。以上表明矿区地壳自晚泥盆世以来一直处于地洼阶段。
晚二叠世、三叠纪和侏罗纪，波希米亚地块大部分地区为隆起陆地，早白垩世深断裂开始再次活动，在布拉格以北大部分地区形成平行的刚性地块核边缘，为向西北方向延伸的海槽。白垩纪陆相和海相沉积叠加在前寒武纪角闪石片麻岩和花岗岩上，形成了厚达数百米的砾岩、砂岩和泥岩地层。
在新生代地洼隆起中，砂、粘土和泥岩仅沉积在东南部和南部的始新世构造洼地中。中新世早期，深大断裂再次活动，地块北部沉降区出现火山活动。火山岩主要为安山岩和粗面岩，部分为玄武岩。在主要断层的交叉处可见基性岩。在整个上新世和更新世，该地区都有间歇性的火山活动，这表明波希米亚地洼西北部有温泉发育，尤其是世界著名的马林斯克和卡罗维发利温泉。
作者应用地洼学说的历史-动力演化观点，对上述波希米亚地块的地质演化进行了综合分析。认为波希米亚地洼大部分地区的地壳演化可清晰地划分为四个主要发展阶段:第一阶段为块状结晶基底形成期(太古代至元古代)；第二阶段为新元古代中期至早古生代寒武纪，为地槽阶段；第三阶段是残余陆块稳定发展的地台阶段(早古生代)，在块内部分凹陷沉积了富铀黑色岩系；第四阶段，根据沉积建造、岩浆建造、地壳变化和构造活动分析，可明确划分为两个时期:晚泥盆世至早二叠世的地洼初始-强烈期，以大规模花岗岩侵入、中酸性火山岩喷发和红色磨拉石状建造出现为标志；晚二叠世至第四纪为地洼阶段的残留期，残留期内可划分为次生相对活动期(以第三纪玄武质岩脉侵入为代表)。总的来说，波希米亚地块经历了多次长期、复杂、强烈的构造运动，为本区多阶段、多成因的复合成矿演化提供了有利的成矿构造背景因素。
2)铀矿化的演化
施莱马多金属矿床的形成与波希米亚地洼区的大地构造密切相关。台地阶段残余稳定陆块发展阶段铀的原始富集集中在奥陶纪-志留纪，形成一套富含铀、有机质和黄铁矿的黑色岩系。与地洼期梳状应时和方解石有关的接触变质热液成矿作用形成于地洼期强烈阶段富铀和富稀有元素花岗岩类(190 ~ 305 Ma)的大量侵入之后，与岩浆晚期的热液活动有关。矿石年龄为280Ma和15 Ma。与地洼期白云石-氟化作用有关的热液叠加成矿作用主要形成于晚侏罗世矿区地壳强烈伸展的构造环境，矿石年龄为155Ma±5ma。这一阶段的铀矿化可能与深幔源的基性-碱性岩浆源有关。与地洼阶段五行构造有关的铀矿化形成，与地洼阶段残留期地壳的再次拉张有关。
总之，施莱马矿床是一个具有多种成矿物质来源的铀多金属矿床。它的形成经历了残余稳定大陆的地台阶段和地壳活动的地洼阶段。是两次构造发展的地壳物质运动的总和，后期发展阶段形成的多金属矿床是典型的多因复成铀矿床，属于沉积+接触交代+热液叠加富集的多因复成铀矿床。