相山铀矿田邹家山矿床碱交代型矿石地球化学特征及其成矿意义

邹家山铀矿床碱交代蚀变广泛发育,与铀成矿作用关系极为密切。笔者通过野外宏观地质调查和室内岩相学、电子探针分析、常量及微量元素化学分析等方法,初步查明该矿床碱交代型矿石的矿物交代蚀变顺序为钠交代、钾交代、硅质交代。碱性成矿热液先是富Na,而后富K,且两者成分相似,但富K热液更利于铀成矿。与正常碎斑熔岩相比,碱交代型矿石SiO2含量减少,K2O或Na2O、Al2O3、Fe2O3、MgO、P2O5、CaO和U、Th、Zr、Hf、Sm、Ti及REE含量明显增高。与钾交代型矿石相比,钠交代型矿石Rb和REE含量较少,稀土分异强。碱交代作用有利于副矿物蚀变并释放铀,有利于对地层中铀的萃取,有利于铀的稳定迁移。     

相山矿田邹家山铀矿床成矿热事件的锆石裂变径迹年龄响应

文章以相山矿田邹家山铀矿床为研究对象,探索应用锆石裂变径迹法限定铀成矿热事件时代的可行性。通过对铀矿化蚀变碎斑流纹岩开展锆石裂变径迹峰值年龄拟合解析,获得邹家山矿床碱交代型铀成矿热事件时代为118.8~113Ma,酸交代型铀成矿热事件时代为103.2~99.4Ma,均与两期沥青铀矿U-Pb等时线年龄基本一致。认为热液型铀矿锆石裂变径迹年龄(或峰值年龄)可以限定铀成矿时代。     

沽源-红山子铀成矿带核桃坝铀矿床矿相学和成矿年代学研究

核桃坝矿床是著名的沽源-红山子铀成矿带上新近勘查突破的重要铀矿床之一。为恢复成矿过程、划分成矿阶段和探讨矿床成因,本文开展了系统的矿相学和成矿年代学研究,以期为区内铀矿勘查和找矿突破提供理论支持。矿相学研究表明,矿床矿石矿物以铀石为主,成矿作用可划分为早期钠长石化交代阶段、早期热液成矿阶段、晚期热液成矿阶段和成矿后阶段四个阶段。核桃坝矿床属于碱交代型(钠交代)热液铀矿床。沥青铀矿U-Pb同位素表观年龄、电子探针化学年龄以及等时线年龄综合研究显示,矿床形成时代应在99. 1Ma左右,是晚白垩世成矿作用的产物。核桃坝矿床可能是富铀岩体在碱交代作用后形成流体(富铀含硅酸成矿流体)在外部条件改变的情况下沉淀成矿。因此,矿体的定位与富铀岩体关系密切,富铀岩体附近的开放空间(断裂构造、层间破碎带等)是重要的找矿方向。     

甘肃龙首山成矿带新水井铀(钍)矿床元素迁移规律及成矿作用过程研究

新水井铀(钍)矿床位于甘肃省龙首山成矿带,是碱交代型铀矿床的典型代表,其矿体完全产于钠交代蚀变花岗岩中,成矿过程可划分为钠交代蚀变、铀钍矿化和成矿后3个主要阶段。文章对该矿床花岗岩原岩、蚀变岩及矿石开展了系统主微量元素分析,采用Grant等浓度线法探讨了钠交代蚀变和铀钍矿化阶段的元素迁移规律,结果表明:钠交代蚀变阶段为富含Na、Ca、过渡族元素(Sc、V、Cr、Co、Ni)、U、Th及CO2、H2O等挥发分的复杂流体,钠交代过程中原岩中的大离子亲石元素(Rb、Ba)和部分轻稀土元素(LREE)不同程度带出;而铀钍成矿阶段成矿流体则富集重稀土元素(HREE)、U、Th、PO43-等成分,CO2等挥发分大量逸出。结合前人研究,认为新水井矿床成矿流体可能来自地幔流体和大气降水热液的混合;等挥发分CO2的逸出是新水井矿床最重要的矿质沉淀机制,导致了铀钍矿物和磷酸盐矿物(磷灰石)的共沉淀,而磷灰石的沉淀又促进了以磷酸盐形式搬运的Th元素的沉淀。     

竹山下铀矿床碱交代岩特征与铀成矿关系

围岩与热液所发生的的置换作用称为交代作用,顾名思义碱交代作用就是钾、钠碱金属性化学物质参与交代作用。碱金属(钾、钠)带进热液蚀变岩称为碱交代岩。所以碱交代作用主要是以热液作用为主体,对金属元素成矿物质的迁移和富集成矿起到了很重要的作用。诠释了热液作用是成矿物质富集的驱动力。碱交代岩是竹山下铀矿床主要的蚀变类型之一。通过对竹山下碱交代型铀矿床的钻孔20-1碱交代岩进行野外踏勘采集样品、室内岩相学分析和电子探针成分分析研究,确定了竹山下地区碱交代作用对铀矿床的实质为钾交代作用,碱交代作用使得富铀岩石中的惰性铀成为活性铀,从而被活化迁移,富集成矿。     

粤北诸广矿区碱交代岩岩石化学和矿物化学特征及其与铀成矿关系

诸广矿区与铀矿化关系密切的碱交代作用广泛发育,碱交代岩与围岩(正常花岗岩)对比,Na2O、K2O明显增高,Al2O3、Fe2O3也增高;SiO2明显降低,FeO、MgO、CaO也降低,表明K2O和Na2O被带入。矿物化学成分分析得出诸广碱交代岩的长石主要为钠长石与钾长石;绿泥石主要属铁镁绿泥石和蠕绿泥石;黄铁矿有的含铀量较高,据Fe/S值属硫亏损型,据S/Se值属岩浆热液矿床范畴;云母属白云母及少量铁白云母;铀矿物和含铀矿物的UO2含量以沥青铀矿较高,钍石较低,铀矿石的蚀变矿物和造岩矿物有的也含微量铀。碱交代作用既释放矿质又为矿质沉淀创造空间,碱交代岩既提供铀源又是一种有利的成矿围岩。     

325、326矿床钠交代与铀成矿的关系

325、326矿床是典型的钠交代型铀矿床。该矿与钠交代有着十分密切的关系,矿体几乎都在钠交代岩内。钠交代增大了花岗岩有效孔隙度,降低了抗压强度,成为同步构造活动的薄弱环节。钠交代形成的“海绵体”为铀的沉淀富集提供了极其有利的空间。钠交代促使原岩中铀的赋存状态发生改变,使铀发生活化转移。钠交代还为铀成矿提供了物质基础。     

相山铀矿田钾玄质岩石与铀成矿

岩石学、元素地球化学研究表明,相山铀矿田的英安斑岩属于板内型钾玄质岩类,为钾玄质英安斑岩。其主要地球化学特征是:SiO2含量变化小(66.73%～69.88%),高碱(K2O+Na2O=6.06%～8.41%),高K2O/Na2O比值(1.53～3.49),高Al2O3(13.24%～15.96%),强烈富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),P、Sr、Ti显著负异常,无明显的Nb和Ta负异常,Th/Yb>5,U和Th异常偏高。相山钾玄质英安斑岩的形成是源于地幔玄武岩浆的底侵作用,其中较基性的包体应为地幔岩浆残留产物。相山铀矿化在时空上与钾玄质英安斑岩关系密切,其形成应该与钾玄质岩有关,幔源流体在铀成矿过程中扮演了重要角色。     

北祁连中段北缘铀成矿带钠交代与铀成矿关系探讨

北祁连中段北缘冷龙岭铀矿带处于祁连-龙首山NW向海西碱交代热液型铀成矿带,是典型的钠交代型铀矿带。铀成矿与钠交代有着十分密切的关系,矿体几乎都产在钠交代岩内。矿床内钠交代岩矿物组成上的最大特点是原岩矿物大多消失,代之以红色的钠长石。钠交代使岩石有效孔隙度增大,并且降低了抗压强度,从而成为构造活动的薄弱环节。钠交代促使原岩中铀的赋存状态发生改变,使铀发生活化转移。在钠质交代过程中,许多铀元素的载体矿物被钠长石交代,也是使铀发生活化转移的重要因素。以上事实充分说明,钠交代不仅为铀沉淀提供了良好的空间,而且为铀成矿奠定了物质基础。     

相山矿田邹家山铀矿床围岩蚀变地球化学特征

在邹家山地表、-170 m中段和-210 m中段各选取了一个典型剖面,采用穿过矿体的方式系统采样,对蚀变岩及矿石分别做了常量、微量和稀土元素的化学分析测试,研究结果显示邹家山铀矿床围岩蚀变分带现象明显,从围岩至矿化中心,随着U含量的增高,SiO2,CaO明显降低,而TiO2,U,S,P2O5,Al2O3,MgO及烧失量明显增高,K2O与Na2O的含量大致呈负相关关系,且地表矿石K2O含量较低,而Na2O含量较高,与井下矿石正好相反。Rb,Nd,Zr,Tb,Er,Yb,Lu等元素明显富集,而Nb,Ta,P,Ti等元素相对亏损。从横向上来看,围岩到矿石ΣREE,LREE和HREE均有明显增高,(La/Yb)N、LREE/HREE降低,蚀变岩和矿石均有较明显的铕负异常。从纵向上来看,越往深部ΣREE、LREE、(La/Yb)N、LREE/HREE含量降低,HREE富集。     

相山铀矿田矿石有用共生组分研究

相山铀矿田是我国目前规模最大的火山岩型热液铀矿田,其发育碱交代型铀矿化和酸交代型铀矿化两种矿床类型。笔者通过对该矿田主要酸交代型铀矿床的物质组分研究,发现其矿石中富含Th、Mo、HREE、Y等多种有用组分,且含量普遍可达综合利用品位;有用组分主要以独立矿物、类质同像形式存在,主要赋存于铀矿体的矿化中心带富矿石中,与铀为同空间富集。因此认为,相山铀矿田酸交代型矿床的矿石中,Th、Mo、HREE、Y与铀密切相关,矿物具有共生关系;应重视Th、Mo、HREE、Y等有用组分的综合利用评价。     

华南诸广山复式岩体中段花岗岩的碱交代蚀变

诸广山复式花岗岩体中段某大型铀矿田中的部分花岗岩广泛发育碱交代蚀变作用。据对３１３个碱交代蚀变花岗岩样品的岩石化学分析资料及岩相学研究结果表明,该地碱交代蚀变是以钠长石化为主的多阶段钾、钠叠加交代（即混合交代）,蚀变强度大多较弱,局部可较强并生成二长石岩、钠长石岩等交代蚀变岩。测得该碱交代蚀变岩石的Ｒｂ－Ｓｒ等时线年龄为１３２．１±５．８Ｍａ,在时序上它与主体侵入的似斑状黑云母花岗岩（Ｒｂ－Ｓｒ等时线成岩年龄为２１５．２±６．３Ｍａ）、补体侵入的细粒少斑黑云母花岗岩（测得Ｒｂ－Ｓｒ等时线成岩年龄为１５５．２±５．４５Ｍａ）构成一连续演化序列,推测碱质可能源自该产铀花岗岩岩浆演化钠转折分异阶段的产物;该蚀变岩属铀成矿前已遭剥蚀的钨、锡矿化矿根相,成为随后工业铀矿化（Ｕ－Ｐｂ法测得成矿年龄为１０３．２±０．６Ｍａ）的有利围岩。     

相山北部次火山岩与铀成矿的关系

相山次火山岩的侵位主要发生于燕山晚期,也即两期火山喷发旋回的末阶段。次火山岩体以不规则的条带状、半环状围绕火山盆缘出露。侵位于北部的3个次火山岩体大致呈半环带状分布,明显受断裂构造和火山构造的共同制约,其平面形态为长条带状、半环状,呈岩墙、岩枝、岩床和岩盖等形式产出。次火山岩的主要岩性为斑状花岗岩和花岗斑岩,成因类型上归属于S型花岗岩。岩石化学成分研究表明,其SiO2、P2O5、Na2O、MgO、MnO、Al2O3含量较低,TiO2、FeO、Fe2O3、CaO、K2O含量较高。铀矿化与次火山岩无论是空间、时间上,还是成因上都有很密切的联系,经陆壳改造而形成的火山岩浆携带着大量成矿溶液由地壳深部向浅部上升运移,在火山喷发旋回末期形成火山岩;而成矿流体则继续沿火山机构、断裂构造迁移、萃取,发生扩散、交代作用等,使铀元素富集成矿。     

江西相山铀矿田成矿物质来源的Nd、Sr、Rb同位素证据

对相山大型火山岩型铀矿田中邹家山和沙洲铀矿床及其赋矿围岩（碎斑熔岩及次花岗闪长斑岩）进行了Nd、Sr、Pb同位素研究。结果表明：成矿期萤石的εNd(t)值（－6．7～-8．3）和初始^87Sr/^86Sr比值（0．7145－0．7207）与赋矿围岩的εNd(t) 值（－6．2～－9．4）和初始^87Sr/^86Sr比值（0．7121－0．7192）相似。在εNd(t)-tl图上，成矿期萤石数据点的投影域与赋矿围岩的基本吻合，均落在相山元古宙基底演化域范围内。成矿期黄铁矿的铅组成在^206Rb/^204Pb-^207Pb/^204Pb关系图上呈线性分布，而火山岩的铅同位素组成位于此相关线低值一端。利用异常铅线的斜率及成矿年龄计算出富铀体质体的形成年龄为144Ma，这与赋矿围岩的成岩年龄（135－140Ma)接近。因此，相山铀矿田成矿物质主要来自富铀的火山－侵入杂岩,而火山－侵入杂岩则是由类似于地表出露的元古宙基底变质岩部分熔融形成的。由引可见，相山铀矿田的成矿物质主要来源于地壳。     

江西临川地区相山铀矿田构造应力场分析

相山铀矿田是中国最大的、与火成岩有关的中低温热液型矿床,断裂构造控矿特征明显。目前该矿床的后备资源出现危机,因此开展矿田构造研究,为深部及其外围找矿提供科学指导迫在眉睫。在野外观测分析和节理、擦痕实地测量的基础上,利用构造解析法、共轭剪节理分析法、断层擦痕反演模拟法及X光岩组法等,通过吴氏网投图分析和计算机的反演计算,确定了相山铀矿田多期次构造活动的变形特征及其主应力方向;并根据构造变形叠加关系及其成岩时代的确定,推断了应力作用的期次和时代。为此,将相山铀矿田的构造应力场划分为3期6个阶段,包括：成矿前的基底变形和早期火山活动阶段,早期矿化蚀变和第一、第二主成矿阶段,及其成矿期后阶段,矿体局部被错断;并深入分析了不同阶段构造活动及其铀成矿特征,探讨了区域构造应力场的演变与铀成矿作用关系,认为两者具有一致性特征,进而指出了区域富大矿体产出的有利构造部位。     

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。     

内蒙古核桃坝地区流纹斑岩的地球化学特征及与铀富集的关系

内蒙古核桃坝地区流纹斑岩体与该区铀成矿有着密切关系,为了寻求找矿突破,通过地球化学和岩浆与构造演化等方法,着重讨论流纹斑岩和构造与铀富集的关系。该流纹斑岩体位于多伦火山盆地榛子山破火山口南部,岩石富硅(w(SiO2)= 7015%~7858%),富碱(w(Na2O+K2O)=749%~1082%),属钾质(w(K2O)=528%~930%);A/CNK的值在084~128之间,在火山岩TAS分类图解中全部样品均落入亚碱性流纹岩范围内,属于亚碱性系列流纹岩类;稀土总量高(∑REE=25447×10-6~49999×10-6),其中轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,轻重稀土分馏程度强;亲石元素Rb、Th相对富集,特别是U含量(666×10-6~96600×10-6)异常富集,部分数据极高,而Sr和Eu明显亏损。岩石岩浆物质来源于下地壳的部分熔融,侵位于后碰撞构造环境,属于A2型花岗岩类型。伸展构造背景下的富铀流纹斑岩侵位、后期促进铀运移富集的成矿构造及富铀热液随构造上移并进一步萃取等多种事件共同作用,最终促成了核桃坝铀矿床的形成。