甘肃红石泉伟晶岩型铀矿床地质、地球化学特征及成因探讨

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.02.03

摘要/Abstract

摘要：

红石泉矿床位于龙首山铀成矿带的西段,是我国发现的最为典型的伟晶岩型铀矿床,具有岩体型矿化的特点,铀矿化发育于伟晶岩体内部和接触混染带内。通过对含矿主岩伟晶岩进行系统研究表明,红石泉矿床中铀以晶质铀矿、沥青铀矿和铀黑形式存在。在中条造山运动晚期(1 735±67) Ma形成初始铀矿化,并在海西期(356±46) Ma部分矿石发生了热液叠加改造。早期岩浆成矿阶段主要形成晶质铀矿,晚期热液叠加改造阶段主要形成沥青铀矿,并发育了与芨岭钠交代型铀矿床相似的“四位一体”蚀变组合,热液改造过程是一个去K、增Na的过程。

关键词: 伟晶岩型铀矿床, 铀存在形式, 晶质铀矿U-Pb年龄, 热液叠加改造, 甘肃红石泉

Abstract:

Hongshiquan uranium deposit is in the western part of Longshoushan Mountain uranium metallogenic belt in Gansu Province. It is the most typical pegmatite type uranium deposit discovered in China. It has the characteristics of rock mass type mineralization. Uranium mineralization is strictly developed in the interior of pegmatite body and in contact-contaminated zone. A systematic study of the pegmatite of the main ore-bearing rock shows that uranium exists in the form of crystalline uranium ore, pitchblende and uranium black in the Hongshiquan deposit. Initial uranium mineralization was formed in the late stage of Zhongtiaoian (1,735±67) Ma, and part of ore underwent hydrothermal superimposition during Hercynian (356±46) Ma. Crystalline uranium deposits were mainly formed in the early magmatic metallogenic stage, and pitchblende was formed in the late hydrothermal superimposed transformation stage. A “four-in-one” alteration association similar to the Jiling sodium metasomatic uranium deposit was developed, the hydrothermal transformation process is a process of K removal and Na addition.

Key words: pegmatite-type uranium deposit, uranium form, U-Pb age of crystalline uranium deposit, hydrothermal superimposition and transformation, Hongshiquan in Gansu Province

中图分类号:

P619.14

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WANG Wei, WANG Shengyun, LIU Tao, LI Tianshi, CHEN Yunjie, MA Li, ZHAO Ruyi, SONG Zhentao. Geological,Geochemical Characteristics and Genesis of the Pegmatite Type Uranium Deposit in Hongshiquan, Gansu Province[J]. Geoscience, 2020, 34(02): 244-253.

图/表 12

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样品编号	SiO₂	Al₂O₃	P₂O₅	CaO	FeO	MnO	PbO	La₂O₃	Ce₂O₃	TiO₂	UO₂	ThO₂	总量	铀矿物
ZKH16-2-11	0.07	0	0	0	0.03	0	4.72	0	0.05	0	89.14	3.29	97.31	晶质铀矿
	0.08	0	0	0	0.02	0.08	4.77	0	0.12	0	87.08	4.07	96.21	晶质铀矿
	0	0	0	0	0.06	0.06	4.75	0.08	0.16	0	89.44	2.95	97.47	晶质铀矿
	0	0	0	0	0.16	0.01	4.60	0	0.09	0	87.00	3.95	95.80	晶质铀矿
ZKH16-1-49	3.31	0.98	0.10	0.19	0.86	0	3.10	0	0	0	60.63	2.83	71.99	铀黑
	0.04	0	0	0.22	0.08	0	4.55	0	0.06	0	86.67	3.7	95.33	晶质铀矿
	0.02	0	0.41	0.03	0	0	4.52	0.11	0.12	0	85.82	3.55	94.58	晶质铀矿
	0.13	0	0.03	0	0.08	0	4.52	0	0.25	0	85.09	3.86	93.94	晶质铀矿
	0.76	0	0.65	0.50	0.13	0.01	4.09	0.06	0.07	0	73.50	7.90	87.65	铀黑
	0.04	0	0	0.12	0.06	0	4.63	0	0.07	0	87.66	3.07	95.64	晶质铀矿
	1.84	0	0.09	1.29	0.44	0.02	2.27	0.02	0.13	0.45	78.56	3.08	88.18	晶质铀矿
	0.03	0	0	0.09	0	0	4.66	0	0.14	0	89.10	2.62	96.65	沥青铀矿
	0.04	0	0.04	0.01	0.09	0	4.39	0	0.06	0	84.99	4.11	93.72	晶质铀矿
	0.22	0	0	0.56	0.23	0	5.36	0.04	0.16	0	83.22	4.50	94.30	晶质铀矿
	0.81	0	0.62	2.05	0.23	0.03	1.58	0.01	0.60	0.12	72.12	5.66	83.82	铀黑
ZKH16-2-66	0.13	0	0	0.02	0.01	0	8.34	0	0	0	82.47	3.01	93.97	晶质铀矿
	0	0	0.36	0.23	0.04	0	4.44	0	0.19	0	86.69	3.01	94.95	晶质铀矿
	0.02	0	0	0.27	0.06	0.11	6.27	0.19	0.10	0	85.93	3.00	95.95	晶质铀矿
	0.72	0	0.09	2.74	0.78	0.09	2.01	0.03	0.32	0.03	83.22	3.96	93.99	晶质铀矿
	0.27	0	0	0.22	0.36	0.04	6.34	0	0.12	0	84.10	4.44	95.89	晶质铀矿

样品编号	SiO₂	Al₂O₃	P₂O₅	CaO	FeO	MnO	PbO	La₂O₃	Ce₂O₃	TiO₂	UO₂	ThO₂	总量	铀矿物
ZKH16-2-11	0.07	0	0	0	0.03	0	4.72	0	0.05	0	89.14	3.29	97.31	晶质铀矿
	0.08	0	0	0	0.02	0.08	4.77	0	0.12	0	87.08	4.07	96.21	晶质铀矿
	0	0	0	0	0.06	0.06	4.75	0.08	0.16	0	89.44	2.95	97.47	晶质铀矿
	0	0	0	0	0.16	0.01	4.60	0	0.09	0	87.00	3.95	95.80	晶质铀矿
ZKH16-1-49	3.31	0.98	0.10	0.19	0.86	0	3.10	0	0	0	60.63	2.83	71.99	铀黑
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	1.84	0	0.09	1.29	0.44	0.02	2.27	0.02	0.13	0.45	78.56	3.08	88.18	晶质铀矿
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	0.81	0	0.62	2.05	0.23	0.03	1.58	0.01	0.60	0.12	72.12	5.66	83.82	铀黑
ZKH16-2-66	0.13	0	0	0.02	0.01	0	8.34	0	0	0	82.47	3.01	93.97	晶质铀矿
	0	0	0.36	0.23	0.04	0	4.44	0	0.19	0	86.69	3.01	94.95	晶质铀矿
	0.02	0	0	0.27	0.06	0.11	6.27	0.19	0.10	0	85.93	3.00	95.95	晶质铀矿
	0.72	0	0.09	2.74	0.78	0.09	2.01	0.03	0.32	0.03	83.22	3.96	93.99	晶质铀矿
	0.27	0	0	0.22	0.36	0.04	6.34	0	0.12	0	84.10	4.44	95.89	晶质铀矿

样号	岩性	U/ 10^-6	Th/ 10^-6	SiO₂	Al₂O₃	FeO	Fe₂O₃	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	MnO	TiO₂	烧失量	总量	K₂O+ Na₂O	K₂O/ Na₂O
ZKH16-2-48	伟晶岩	28.90	4.53	67.38	14.42	3.49	0.50	1.52	0.37	2.32	6.33	0.06	0.09	0.59	1.84	98.91	8.65	2.73
ZKH16-2-15		31.60	17.33	58.27	17.76	5.04	1.14	3.63	0.53	3.45	3.46	0.07	0.14	0.84	4.35	98.68	6.91	1.00
ZKH16-2-75		41.20	10.78	55.06	13.78	7.66	1.33	2.82	0.69	0.70	3.12	0.22	0.15	2.22	8.83	96.58	3.82	4.46
ZKH16-2-30		41.50	3.95	73.47	12.02	1.75	0.14	0.54	0.53	2.49	6.94	0.06	0.06	0.12	0.81	98.93	9.43	2.79
平均值		35.80	9.15	63.55	14.50	4.49	0.78	2.13	0.53	2.24	4.96	0.10	0.11	0.94	3.96	98.27	7.20	2.74
ZKH16-2-13	矿化伟晶岩	136.00	23.78	69.27	12.81	1.07	0.36	0.97	1.25	1.68	8.34	0.03	0.06	0.11	2.69	98.64	8.37	4.96
ZKH16-1-45		142.00	6.24	68.14	15.23	1.83	0.30	1.00	0.52	2.39	6.42	0.05	0.05	0.41	3.05	99.39	6.47	2.69
ZKH16-1-37		155.00	11.13	66.04	15.41	3.25	0.73	2.61	0.28	2.24	3.89	0.02	0.08	0.92	3.97	99.44	2.26	1.74
ZKH16-1-3		173.00	44.09	69.79	12.56	1.37	0.67	1.17	0.79	1.29	7.27	0.04	0.06	0.16	3.50	98.67	7.31	5.64
平均值		151.50	21.31	68.31	14.00	1.88	0.52	1.44	0.71	2.31	6.07	0.04	0.06	0.40	3.30	99.04	6.10	3.76
ZKH16-1-23	矿石	650.00	27.80	73.85	12.48	0.61	0.32	0.63	0.81	2.78	5.57	0.02	0.03	0.08	2.12	99.30	8.35	2.00
ZKH16-2-19		790.00	84.50	68.95	15.29	1.42	0.31	0.67	0.42	4.30	5.58	0.05	0.04	0.21	2.13	99.37	9.88	1.30
ZKH16-2-22		840.00	51.38	72.53	13.93	1.63	0.45	0.74	0.62	6.04	1.25	0.02	0.04	0.23	1.47	98.95	7.29	0.21
ZKH16-1-28		935.00	71.24	82.27	8.82	0.62	0.51	0.47	0.41	3.22	0.97	0.02	0.02	0.07	1.94	99.34	4.19	0.30
ZKH16-1-31		990.00	52.48	72.67	12.83	1.16	0.40	0.92	0.45	2.56	6.15	0.02	0.05	0.23	1.68	99.12	8.71	2.40
ZKH16-1-44		1 050.00	54.18	70.50	12.86	2.34	0.47	1.21	0.61	2.90	4.36	0.03	0.06	0.40	3.40	99.14	7.26	1.50
ZKH8-1-14		1 430.00	140.50	72.83	11.28	0.98	1.30	0.80	0.90	1.38	6.27	0.06	0.05	0.24	2.25	98.34	7.65	4.54
ZKH16-1-49		2 700.00	118.71	67.45	14.71	2.50	1.06	1.65	0.62	3.37	3.12	0.03	0.06	0.68	3.89	99.14	6.49	0.93
平均值		1 173.13	75.10	72.63	12.78	1.41	0.60	0.89	0.61	3.32	4.16	0.03	0.04	0.27	2.36	99.09	7.48	1.65

样号	岩性	U/ 10^-6	Th/ 10^-6	SiO₂	Al₂O₃	FeO	Fe₂O₃	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	MnO	TiO₂	烧失量	总量	K₂O+ Na₂O	K₂O/ Na₂O
ZKH16-2-48	伟晶岩	28.90	4.53	67.38	14.42	3.49	0.50	1.52	0.37	2.32	6.33	0.06	0.09	0.59	1.84	98.91	8.65	2.73
ZKH16-2-15		31.60	17.33	58.27	17.76	5.04	1.14	3.63	0.53	3.45	3.46	0.07	0.14	0.84	4.35	98.68	6.91	1.00
ZKH16-2-75		41.20	10.78	55.06	13.78	7.66	1.33	2.82	0.69	0.70	3.12	0.22	0.15	2.22	8.83	96.58	3.82	4.46
ZKH16-2-30		41.50	3.95	73.47	12.02	1.75	0.14	0.54	0.53	2.49	6.94	0.06	0.06	0.12	0.81	98.93	9.43	2.79
平均值		35.80	9.15	63.55	14.50	4.49	0.78	2.13	0.53	2.24	4.96	0.10	0.11	0.94	3.96	98.27	7.20	2.74
ZKH16-2-13	矿化伟晶岩	136.00	23.78	69.27	12.81	1.07	0.36	0.97	1.25	1.68	8.34	0.03	0.06	0.11	2.69	98.64	8.37	4.96
ZKH16-1-45		142.00	6.24	68.14	15.23	1.83	0.30	1.00	0.52	2.39	6.42	0.05	0.05	0.41	3.05	99.39	6.47	2.69
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平均值		151.50	21.31	68.31	14.00	1.88	0.52	1.44	0.71	2.31	6.07	0.04	0.06	0.40	3.30	99.04	6.10	3.76
ZKH16-1-23	矿石	650.00	27.80	73.85	12.48	0.61	0.32	0.63	0.81	2.78	5.57	0.02	0.03	0.08	2.12	99.30	8.35	2.00
ZKH16-2-19		790.00	84.50	68.95	15.29	1.42	0.31	0.67	0.42	4.30	5.58	0.05	0.04	0.21	2.13	99.37	9.88	1.30
ZKH16-2-22		840.00	51.38	72.53	13.93	1.63	0.45	0.74	0.62	6.04	1.25	0.02	0.04	0.23	1.47	98.95	7.29	0.21
ZKH16-1-28		935.00	71.24	82.27	8.82	0.62	0.51	0.47	0.41	3.22	0.97	0.02	0.02	0.07	1.94	99.34	4.19	0.30
ZKH16-1-31		990.00	52.48	72.67	12.83	1.16	0.40	0.92	0.45	2.56	6.15	0.02	0.05	0.23	1.68	99.12	8.71	2.40
ZKH16-1-44		1 050.00	54.18	70.50	12.86	2.34	0.47	1.21	0.61	2.90	4.36	0.03	0.06	0.40	3.40	99.14	7.26	1.50
ZKH8-1-14		1 430.00	140.50	72.83	11.28	0.98	1.30	0.80	0.90	1.38	6.27	0.06	0.05	0.24	2.25	98.34	7.65	4.54
ZKH16-1-49		2 700.00	118.71	67.45	14.71	2.50	1.06	1.65	0.62	3.37	3.12	0.03	0.06	0.68	3.89	99.14	6.49	0.93
平均值		1 173.13	75.10	72.63	12.78	1.41	0.60	0.89	0.61	3.32	4.16	0.03	0.04	0.27	2.36	99.09	7.48	1.65

样号	岩性	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er
ZKH16-2-48	伟晶岩	13.60	23.60	2.44	8.11	1.52	1.05	1.63	0.22	1.24	0.29	0.80
ZKH16-2-15		53.00	113.00	13.10	45.60	7.42	1.13	6.72	0.78	3.70	0.72	2.01
ZKH16-2-75		24.50	54.00	6.75	26.40	5.84	1.34	5.41	0.88	5.71	1.33	3.98
ZKH16-2-30		15.40	22.80	2.33	6.96	1.42	0.61	1.60	0.26	1.63	0.35	0.99
平均值		26.63	53.35	6.16	21.77	4.05	1.03	3.84	0.54	3.07	0.67	1.95
ZKH16-2-13	矿化伟晶岩	28.20	54.10	6.31	21.10	4.42	1.16	3.98	0.68	3.87	0.94	2.65
ZKH16-1-45		12.60	22.30	2.60	8.82	1.88	0.69	1.73	0.30	1.80	0.40	1.15
ZKH16-1-37		15.00	30.10	3.80	14.50	3.84	0.77	3.93	0.86	5.32	1.40	3.92
ZKH16-1-3		46.80	93.00	11.60	41.60	9.94	1.56	9.73	2.06	13.30	3.53	9.78
平均值		25.65	49.88	6.08	21.51	5.02	1.05	4.84	0.98	6.07	1.57	4.38
ZKH16-1-23	矿石	8.13	14.90	1.81	6.79	2.21	1.08	2.50	0.68	4.68	1.22	3.48
ZKH16-2-19		64.20	132.00	16.40	56.00	15.70	1.13	15.00	3.28	20.10	4.85	13.40
ZKH16-2-22		23.80	44.30	5.33	19.40	5.58	0.78	5.59	1.38	8.75	2.16	5.96
ZKH16-1-28		10.30	20.40	2.58	10.40	4.20	0.62	5.69	1.78	13.10	3.69	10.70
ZKH16-1-31		11.90	27.50	3.81	15.80	5.32	1.56	5.46	1.31	8.46	2.02	5.41
ZKH16-1-44		25.30	51.50	6.51	23.10	6.18	0.74	5.81	1.25	7.81	1.82	4.92
ZKH8-1-14		115.10	238.70	30.20	111.00	29.10	1.30	27.30	5.62	34.20	8.44	22.40
ZKH16-1-49		15.60	34.40	4.59	18.10	6.95	1.04	6.90	1.94	12.80	3.04	8.01
平均值		34.29	70.46	8.90	32.57	9.41	1.03	9.28	2.16	13.74	3.41	9.29
样号	岩性	Tm	Yb	Lu	Y	ΣREE	LREE	HREE	LREE/HREE		(La/Yb)_N	δEu
ZKH16-2-48	伟晶岩	0.16	1.29	0.26	8.36	56.21	50.32	5.89	8.54		7.56	2.04
ZKH16-2-15		0.34	2.17	0.42	21.30	249.91	233.05	16.86	13.82		17.52	0.49
ZKH16-2-75		0.81	6.11	1.06	37.80	144.12	118.83	25.29	4.70		2.88	0.73
ZKH16-2-30		0.20	1.34	0.22	10.40	56.11	49.52	6.59	7.51		8.24	1.24
平均值		0.38	2.73	0.49	19.47	126.59	112.93	13.66	8.64		9.05	1.13
ZKH16-2-13	矿化伟晶岩	0.40	2.68	0.37	26.60	130.86	115.29	15.57	7.40		7.55	0.85
ZKH16-1-45		0.22	1.50	0.26	11.70	56.25	48.89	7.36	6.64		6.03	1.17
ZKH16-1-37		0.72	4.86	0.86	39.90	89.88	68.01	21.87	3.11		2.21	0.61
ZKH16-1-3		1.63	10.30	1.48	101.00	256.31	204.50	51.81	3.95		3.26	0.48
平均值		0.74	4.84	0.74	44.80	133.33	109.17	24.15	5.28		4.76	0.78
ZKH16-1-23	矿石	0.62	3.95	0.58	34.50	52.63	34.92	17.71	1.97		1.48	1.40
ZKH16-2-19		2.39	15.50	2.27	137.00	362.22	285.43	76.79	3.72		2.97	0.23
ZKH16-2-22		1.06	6.69	1.03	53.40	131.81	99.19	32.62	3.04		2.55	0.43
ZKH16-1-28		1.94	12.20	1.85	99.30	99.45	48.50	50.95	0.95		0.61	0.39
ZKH16-1-31		0.86	5.22	0.77	52.90	95.40	65.89	29.51	2.23		1.64	0.88
ZKH16-1-44		0.82	5.11	0.74	44.60	141.61	113.33	28.28	4.01		3.55	0.38
ZKH8-1-14		3.63	21.30	2.99	228.00	651.28	525.40	125.88	4.17		3.88	0.14
ZKH16-1-49		1.38	8.58	1.20	60.60	124.53	80.68	43.85	1.84		1.30	0.46
平均值		1.59	9.82	1.43	88.79	207.37	156.67	50.70	2.74		2.25	0.54