华南印支期不同产铀能力花岗岩元素地球化学特征对比及其指示意义

笔者选取了华南印支期大部分花岗岩体,通过比较不同类型花岗岩的元素地球化学特征来确定产铀花岗岩的指示性特征.对比结果显示,花岗岩的源区和成因类型不同,是导致其产铀能力不同的主要因素.华南印支期产铀花岗岩的主要特征是：成岩年龄为219～250Ma,成岩温度和氧逸度低,属于S型花岗岩,其经历同碰撞的构造背景,主要分布在华夏地块内.产铀花岗岩以二云母花岗岩和黑云母花岗岩为主,蚀变作用强,副矿物组合复杂.花岗岩中结晶分异作用强,SiO2、K2O和P2O5含量高,而Al2O3、TiO2、FeO、MgO和CaO含量低,Th/U值低.这些指示性标志是指导铀矿勘查的重要线索.     

湖南沩山花岗岩中锆石LA-ICPMS U-Pb定年: 成岩启示和意义

运用阴极发光技术, 对湖南沩山花岗岩中的锆石进行了细致的内部结构分析, 并在此基础上利用LA-ICPMS锆石U-Pb原位定年技术进行了同位素年龄测定. 结果表明, 沩山花岗岩体是一个印支晚期-燕山早期多次岩浆侵入的复式岩体, 其中印支期花岗岩(2个样品)形成时间为211.0±1.6和215.7±1.9 Ma; 燕山期花岗岩(2个样品)形成时间为187.4±3.5和184.5±5.1 Ma. 华南(尤其湖南)印支晚期花岗岩, 是秦岭-大别和松马两条印支期缝合带碰撞、挤压导致地壳叠置加厚后, 到了应力松弛阶段的产物; 而燕山早期花岗岩的形成与太平洋板块的俯冲物质无直接关系, 是伸展体制下板内中下地壳减压熔融的产物.     

粤北地区产铀岩体的铀矿化特征及其成矿机制探讨

粤北地区是中国花岗岩型铀矿最为重要的大型矿聚集区,其主要的产铀花岗岩体是诸广山岩体和贵东岩体,均为多期多阶段的复式岩体,主要以印支期和燕山期的花岗岩为主。粤北地区的铀矿床主要由诸广山的长江铀矿田、澜河铀矿田、鹿井铀矿田和贵东岩体的下庄铀矿田组成,根据铀的成矿特征可分为硅化带型、交点型和碱交代型。粤北地区的铀成矿流体主要来自于地幔,而不是以往认为的花岗岩浆期后热液,铀源主要是粤北产铀岩体的印支期花岗岩。因此在华南开展新一轮铀矿找矿时,跳出以往“沿带找矿”的老思路,聚焦于印支期岩浆作用与铀矿床的关系,并重点关注华南地区可能的地幔柱或热点区域。     

南岭东段龙源坝复式岩体La-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

龙源坝岩体是南岭花岗岩体群的一个重要组成部分,位于南岭东段,研究程度十分薄弱,至今未见可靠的同位素年龄报道。本文在运用阴极发光技术对岩体中的锆石进行细致的内部结构分析的基础上,利用La-ICP-MS锆石U-Pb原位定年方法进行了同位素年龄测定。结果表明,龙源坝岩体是一个印支期—燕山期多期次岩浆侵入形成的复式岩体,其中主体形成于印支期,尤其是印支早期。印支早期花岗岩的单颗粒锆石U-Pb年龄为241.0±5.9Ma和241.0±1.3Ma(两个样品),印支晚期花岗岩为210.9±3.8Ma,燕山期正长岩为149.4±1.2Ma。龙源坝岩体在时代和成因上不同于其东侧的陂头岩体,但相同于北侧的诸广山岩体有亲缘关系,因此在探讨该区的铀成矿前景时,应把诸广山与龙源坝两岩体整合起来考虑,并加强对龙源坝岩体的铀矿找矿工作。     

香草坪花岗岩体年代学和地球化学特征

香草坪岩体主要岩性为中粗粒斑状黑云母花岗岩,SHRIMP锆石U-Pb法年龄为211±2Ma,属于印支期岩浆作用产物。岩石地球化学特征研究表明,其ACNK,微量元素模式图曲线形态总体向右倾,以及轻稀土富集、Eu明显亏损的稀土配分模式曲线特征,与华南S型花岗岩的地球化学特征相似。该岩体高(87Sr/86Sr)i和低εNd(t)的特点,表明其可能是前寒武系中等成熟度的基底岩石经部分熔融形成的。该区基底岩石较高的铀含量,可为香草坪岩体提供充足的铀元素,形成铀元素的初始富集。     

江西省峡江铀矿床两期印支期花岗岩的年代学、岩石地球化学和岩石成因——对华南印支期构造背景和产铀花岗岩成因的指示

位于江西省的峡江铀矿床为华南一个典型的花岗岩型铀矿床,铀矿体产在金滩花岗岩体中。野外地质调查和锆石U-Pb同位素定年工作表明金滩花岗岩体主要由两期的印支期花岗岩组成,其中含矿的等粒状二云母花岗岩形成于239±1Ma,而主体的斑状黑云母花岗岩则形成于226±2Ma。二云母花岗岩具有较高的SiO₂含量（74.09%~74.53%）和明显低的TiO₂、CaO和MgO含量,铝饱和指数为1.20~1.46,含有白云母和石榴子石等过铝质矿物,属于典型的强过铝S型花岗岩。斑状黑云母花岗岩的地球化学特征略微不同于二云母花岗岩,相对富集高场强元素和稀土元素,具有明显更低的Rb/Sr比值以及更小的Eu负异常,铝饱和指数变化为1.05~1.13,属于弱过铝到强过铝花岗岩。同位素组成上,两者都具有较低的ε_Nd（t）值（二云母花岗岩：-9.0~-8.8;斑状黑云母二长花岗岩：-9.8~-9.4）和古元古代的模式年龄（二云母花岗岩：1.73~1.75Ga;斑状黑云母二长花岗岩：1.77~1.80Ga）。地球化学和同位素特征表明金滩岩体中的这两期印支期花岗岩应该都为S型花岗岩。较高的Rb/Sr比值和较低的CaO/Na₂O比值表明二云母花岗岩主要由富粘土的泥质沉积岩部分熔融而来,而斑状黑云母二长花岗岩则主要由贫粘土的碎屑沉积岩部分熔融而来。金滩岩体中的两期印支期花岗岩分别对应于华南印支期同碰撞挤压和碰撞后伸展期的岩浆作用。二云母花岗岩含有更高的U含量,矿物学以及地球化学特征与华南其他的典型产铀花岗岩类似。对比研究表明,华南印支期产铀花岗岩的形成应与同碰撞期挤压背景下的泥质沉积岩的部分熔融有关。     

相山铀矿田黄铁矿微量元素、硫同位素特征及其地质意义

相山铀矿田位于江西省境内的相山火山盆地中,是中国目前最大的火山岩型铀矿田。文章利用电子探针(EPMA)和激光剥蚀多接收电感耦合等离子质谱仪(LA-MC-ICP-MS)技术对矿田内几个典型铀矿床(居隆庵、河元背和沙洲矿床)中矿前期热液蚀变阶段形成的黄铁矿分别进行了微量元素及S同位素组成特征研究。研究结果表明,矿田内铀矿床中黄铁矿的Co/Ni比值主要介于2.00～6.00,支持其为热液成因。黄铁矿的δ34S值总体变化于+0.1‰～+16.2‰,但西部与北部铀矿床之间黄铁矿δ34S值存在显著差异:西部铀矿床(居隆庵、河元背)中黄铁矿δ34S值为+0.1‰～+8.4‰,介于矿田内新元古代基底变质沉积岩δ34S值(+7.9‰～+9.4‰)与壳源岩浆δ34S值(-5.0‰～+5.0‰)之间,暗示S可能来自基底变质沉积岩硫与围岩(流纹英安岩和碎斑熔岩)中硫化物的硫的混合;北部沙洲铀矿床中黄铁矿的δ34S值为+7.5‰～+16.2‰,与蒸发硫酸盐δ34S值相接近,表明硫的来源可能主要与矿田西北侧红盆内硫酸盐的热化学还原(TSR)相关,围岩(花岗斑岩)中的Fe2+在还原过程中发挥了重要作用。同时,热化学还原产生的H2S与围岩中的Fe2+进一步结合形成黄铁矿。铀成矿期含铀热液中的六价U(Ⅵ)与铀成矿前期形成的上述黄铁矿发生氧化还原反应,导致铀沉淀成矿。     

相山铀矿田成矿流体特征:来自微量、稀土元素地球化学证据

相山铀矿田的成矿流体性质和来源存在争议,为进一步探讨相山铀矿田成矿流体的性质和来源,本文对相山铀矿田西部的居隆庵铀矿床和北部的沙洲铀矿床中的新鲜围岩、蚀变围岩及矿石的微量、稀土元素含量及其变化进行了研究。结果显示:在含较多热液成因萤石的居隆庵铀矿床中,从新鲜围岩到蚀变围岩到矿石,Zr、Hf含量先降低再升高;而在含少量热液萤石的沙洲铀矿床中,新鲜围岩、蚀变围岩和矿石的Zr、Hf含量基本一致。鉴于富F流体易汲取岩石中的Zr、Hf,因此,这两个矿床中不同类型样品Zr、Hf含量的不同变化趋势,可能与居隆庵铀矿床的成矿流体富F、而沙洲铀矿床的成矿流体相对贫F有关。这两个铀矿床中矿石的稀土配分曲线与其各自的新鲜及蚀变围岩的稀土配分曲线形态相似但又存在差异,说明每个矿床的新鲜围岩、蚀变围岩和矿石之间的稀土元素既具有继承性、又受到不同性质的流体的影响。居隆庵铀矿床中矿石显示Eu负异常,可能主要是继承了围岩的Eu负异常;沙洲铀矿床中矿石Eu显示弱负异常至弱正异常的特征,可能与围岩中斜长石因热液蚀变作用而释放出的Eu的进入流体有关。基于新鲜围岩、蚀变围岩及矿石的U和REE研究,推断居隆庵铀矿床成矿流体中U和REE均以F的络合物形式迁移;但沙洲铀矿床中铀矿石品位较低,可能是与流体中相对贫F有关。     

江西相山铀矿田燕山期岩浆活动的多阶段性及其意义

相山铀矿田是我国最大的火山岩型铀矿田,区域内主要出露有碎斑熔岩、流纹英安岩、花岗斑岩等火山岩—潜火山岩。前人对这三种岩浆岩进行了较为详尽的年代学研究。近年来随着相山西部深部钻探的开展,发现钻孔中由上至下出现‘碎斑熔岩—流纹英安岩—碎斑熔岩’的现象,现有的年代学结果还不能给予合理的解释。为此,我们对相山西部典型钻孔中的上下两层碎斑熔岩及其间的流纹英安岩,以及相山北部和西部钻孔中的三个花岗斑岩样品进行了详细的年代学研究,结果显示,流纹英安岩的锆石206Pb/238 U加权平均年龄为139.7±1.0Ma,碎斑熔岩（上层）的加权平均年龄为135.3±0.9Ma,碎斑熔岩（下层）的加权平均年龄为129.9±0.9Ma,不同地点的三个花岗斑岩样品的加权平均年龄分别为125.4±1.0Ma, 134.4±1.3Ma,148.8±2.3Ma,结合上下两层碎斑熔岩的镜下特征,认为下层碎斑熔岩是在上层碎斑熔岩形成后沿流纹英安岩之下的凝灰岩接触面超浅层侵入形成,从而在剖面上显示出“上老下新”的特征。这些结果表明相山燕山期岩浆活动持续时间较长（长达约24Ma）,为成矿有利因素,而不是前人认为的相山燕山期岩浆活动是一次短暂而集中的活动。对相山火山—侵入杂岩锆石的Hf同位素研究表明,各岩石样品的锆石εHf(t)值相近,分布在-10.6~-4.9之间,锆石的Hf模式年龄TDM2介于1478~1844Ma之间,本研究认为相山火山—侵入杂岩体可能起源于相山深部中元古代岩地壳所衍生的基底副变质岩部分熔融。     

桂东北苗儿山花岗岩黑云母矿物学特征对比及铀成矿意义

香草坪岩体和豆乍山岩体同为苗儿山矿田中部的印支期花岗岩,它们空间关系密切,但香草坪岩体为非产铀花岗岩,而豆乍山岩体为产铀花岗岩,矿化特征显著差异。通过黑云母的矿物学特征对比,豆乍山产铀花岗岩黑云母蚀变程度强,化学成分富铝、铁,贫镁、钛,挥发性组分F质量分数较高,并且花岗岩成岩温度和氧逸度较低,有利于铀在花岗岩体富集和富铀矿物的析出,从而为晚期铀成矿提供成矿物质。这就是豆乍山岩体周边有大量铀矿床,而香草坪岩体不成矿,同为印支期花岗岩铀成矿能力却不同的主要原因。