锆石氧逸度对相山地区火山岩型铀矿床成矿母岩判别的指示意义

我国华南广泛分布火山-侵入杂岩体,其中个别岩体中伴有火山岩型铀矿床的产出,因此如何区分含铀矿与不含铀矿岩体成为矿床学界关注的重要课题。本文以相山地区含铀火山-侵入岩以及周边不含铀矿侵入岩为例,开展锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄和微量元素研究。结果显示含矿花岗斑岩的形成年龄为133.7±1.6 Ma(云际),含矿碎斑熔岩的形成年龄为132.8±1.5 Ma(邹家山),不含矿花岗斑岩的年龄为134.9±1.3 Ma(七琴)和133.3±1.3 Ma(桃溪),其在误差范围内基本一致。含矿与不含矿岩体的锆石Ce^(4+)/Ce^(3+)比值由高到低依次为:邹家山22.12~68.75(平均值为45.61),云际19.02~43.48(平均值为27.64),七琴7.99~22.03(平均值为15.63),桃溪9.70~22.40(平均值为16.19)。锆石Ti含量温度计结果显示含矿岩体锆石的结晶温度比不含矿岩体的锆石结晶温度相对更高。结合晶格应变模型和锆石Ti温度计,获得前者的绝对氧逸度亦高于后者。本研究发现相山地区含矿火山-侵入岩体中锆石的Ce^(4+)/Ce^(3+)比值普遍大于22,笔者提出锆石氧逸度可以作为判别火山-侵入岩体是否含矿的一个可能指标。此外,含矿与不含矿岩体中全岩铀含量的高低与氧逸度呈明显的正相关,我们推断含矿岩体具有较高的氧逸度可能指示了其岩体母岩浆相应地具有更高的铀含量。综合前人的研究资料,笔者发现含铀岩体的氧逸度明显低于斑岩型铜-钼矿,但与花岗岩型钨矿以及火山岩型银-铅-锌矿类似。因此,氧逸度的相对高低对铜-钼、钨-钼、铀及银-铅-锌赋矿岩体的差异性成矿有明显制约作用,可能还间接反映了地幔物质贡献比例的多少。

粤北下庄铀矿田基性岩脉Ar-Ar定年及其与铀成矿关系新认识

基性岩脉是岩石圈伸展作用的产物,对研究地幔性质和地球动力学演化具有十分重要的意义。粤北下庄铀矿田是我国最大的花岗岩型铀矿田之一,区内发育了大量与铀矿化作用密切相关的基性岩脉。前人从地球化学和年代学方面,对基性岩脉和铀矿床做了不同程度的研究,但有关铀矿床的成因及其与基性岩脉内在联系仍有不同认识。本研究新获得一批下庄铀矿田基性岩脉的角闪石40Ar-39Ar年代学数据,识别出一期形成于200~190Ma的基性岩脉,标志着华南地区在印支期碰撞造山作用结束后岩石圈伸展裂解作用可能至少在200~190Ma已经开始。结合前人已有的研究结果,粤北下庄至少发育三期基性岩脉:200~190Ma、~180Ma和145~140Ma,与华南地区在此期间广泛的岩石圈伸展作用相对应。结合成岩成矿作用的时差以及铀矿体与基性岩脉的空间关系,笔者认为准确的获得基性岩脉的侵位时代与铀的成矿作用的年龄,是探讨基性岩脉与铀成矿作用关系的前提。当基性岩脉与铀的成矿作用年龄接近或具有对应关系时,铀矿床中基性岩脉可能不仅可提供幔源流体(∑CO2矿化剂和He)参与铀的成矿作用,也可为铀的沉淀富集提供理想场所(还原障);当基性岩脉与铀的矿化作用在时间上存在较大的时差时,基性岩脉也可为后期铀的沉淀富集提供条件,且与基性岩脉相关的深大断裂可为幔源流体(∑CO2矿化剂)参与铀成矿过程提供运移通道。基于此,笔者认为无论基性岩脉的侵位与铀的矿化作用是否存在时差,基性岩脉均可以为后期铀的沉淀富集提供场所,进而促进铀的成矿作用。因此,本文深化了花岗岩型铀矿区内铀成矿作用与基性岩脉内在联系的认识,为该区下一步找矿勘查工作提供重要理论依据。

南秦岭晚三叠世胭脂坝岩体的地球化学特征及地质意义

本文对出露于佛坪穹窿东部宁陕地区的胭脂坝岩体进行了详细的岩石学、锆石U-Pb年代学和地球化学特征的研究,讨论了胭脂坝岩体的岩石成因、成岩物质来源及其地质意义。岩体主要由黑云母花岗岩组成。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明胭脂坝黑云母花岗岩的成岩年龄为200Ma±4Ma。该花岗岩的地球化学特征为富硅(70.09%～73.35%)、富碱(Na2O+K2O=7.49%～8.59%),A/CNK=1.01～1.08,里特曼指数(σ=2.07～2.62),钾大于钠(K2O/Na2O=1.12～1.39)和高CaO/Na2O值(>0.3),微量元素主要富集Rb、Th、U、K,亏损Nb、Ta、Sr、Ba、P和Ti,稀土总量129.98×10-6～189.97×10-6,轻稀土富集[LREE/HREE=8.00～10.73,(La/Yb)N=8.62～15.68],Eu亏损明显(δEu=0.41～0.50)。这些特征表明,胭脂坝岩体属于高钾钙碱性系列,为准铝—弱过铝质壳源S型花岗岩。结合对区域地质背景的全面分析表明,可能是印支运动晚期的造山作用造成本区地壳加厚,之后在伸展—减薄的背景下,中部地壳深度的变质砂屑质岩石,通过黑云母脱水发生部分熔融而形成的产物。

铀矿床定年研究进展评述

往往由于铀矿物(沥青铀矿)颗粒细小、易蚀变成铀的次生矿物及多期铀矿化作用相互叠加等在组成和结构上的固有特点,通常难以用挑选铀矿物(沥青铀矿)样品溶样的传统定年方法精确确定其形成年龄。随着分析技术的不断更新和发展,对铀矿床成矿年代学的研究也不断深入。但受铀矿床中铀矿物U-Pb定年方法本身的制约,以及以往对铀矿物U-Pb定年体系中铀矿物样品要求认识的不足,常常导致获得的年龄无实际地质意义或无法获得理想的等时线年龄。本文针对铀矿化定年方法的发展历程进行了系统梳理和分析,评述了铀矿物定年的五种主要方法:(1)铀矿物U-Th-totalPb化学年龄;(2)铀矿物模式年龄;(3)铀矿物传统等时线年龄;(4)铀矿物矿伴生矿物年龄;(5)原位微区铀矿物U-Pb年龄。在此基础上,深入探讨了铀矿化作用定年研究中存在的问题和对应方案,期望促进未来铀矿床成矿年代学的发展。

扬子板块西北缘碧口地块南一里花岗岩成因研究

本文对扬子板块西北缘南一里岩体进行了系统的地球化学研究,探讨了该岩体的岩石成因、成岩物质来源及其地质意义。该岩体具有高SiO2(70.27%～71.21%)、Al2O3(14.97%～16.19%)、K2O(3.11%～3.83%)含量,A/CNK=1.04～1.08,以低Y(<10.01×10-6)和HREE(e.g.Yb<0.70×10-6)为特征,富集Rb、Th、U、K、Sr,亏损Ba、Nb、Ta、P和Ti,稀土总量73.55×10-6～93.86×10-6。Eu异常不明显(0.67～0.83)。具有较高的Sr/Y(33.01～50.53)和(La/Yb)N(15.30～23.04)比值及强分异的稀土元素组成。结合岩体产出的时空位置,表明南一里岩体形成于典型的后碰撞构造环境,可能是三叠纪华北和扬子板块的碰撞作用导致该区地壳明显增厚,在伸展-减薄的构造体制下,地壳中变玄武质和泥质岩石通过角闪岩脱水发生部分熔融形成。

碧口地块王坝楚花岗岩成因及其地质意义

目的探讨扬子板块西北缘碧口地区王坝楚岩体的岩石成因、成岩物质来源及其构造环境。方法对该岩体进行详细的野外地质、岩相学及全岩地球化学分析。结果该岩石具有高的SiO2（71.55%~72.04%）、Al2O3（14.96%~15.19%）含量,高场强元素（Ta,Nb,Ti,P等）明显负异常,大离子亲石元素（Rb,Ba,Sr等）正异常,有弱的Eu负异常;具有高的Sr/Y比值（20.75~42.49）、低Y（Y=8.28~9.13μg/g,平均8.89μg/g）和低的HREE（eg.Yb=0.49~0.61μg/g）的特征,并具有强分异的稀土元素组成模式（La/Yb）N=20.18~29.41。结论该岩体的时空位置及地球化学特征显示,其形成于典型的后碰撞构造环境,可能是在印支期华北和扬子板块碰撞导致地壳加厚的环境下,以砂屑岩为主和角闪岩为辅组成的源区部分熔融,产生的熔体进行不同程度的混合而成。在增厚地壳的条件下,下地壳角闪岩的部分熔融可能是导致碧口地区缩短增厚—伸张垮塌转换、发生拆沉作用的重要因素之一。

桂北沙子江铀矿床沥青铀矿原位微区年代学和元素分析:对铀成矿作用的启示

微区原位分析是地球科学研究的重要手段,但这些分析技术在华南热液铀矿床中的应用相对较少,限制了对铀矿床成矿机理的深入认识。沙子江铀矿床是华南著名的花岗岩型热液铀矿床。本文利用电子探针(EMPA)、激光电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)以及二次离子探针(SIMS)等微区原位分析技术,对沙子江铀矿床中的沥青铀矿开展了U-Pb同位素年代学及元素组成研究,确定了沥青铀矿的形成时代及成分特征,并探讨了蚀变作用对沥青铀矿成分及其表面年龄或化学年龄的影响。电子探针分析结果显示,该沥青铀矿以富铀和钙、极低含量的ThO2和稀土元素为特征,揭示其为低温热液成因,成矿热液富含Ca。LA-ICP-MS分析结果显示,沥青铀矿的稀土元素总量较低,其配分模式呈轻稀土富集型,具有明显的负Eu异常,与赋矿围岩豆乍山花岗岩的稀土元素组成相似,暗示其铀源可能与豆乍山岩体有密切的关系。蚀变和未蚀变沥青铀矿成分的对比研究显示,蚀变作用会导致硅元素大量进入沥青铀矿晶格,造成铀和铅的丢失,从而影响沥青铀矿的表观年龄或化学年龄,但沥青铀矿的稀土元素配分模式不会受到蚀变的影响。未蚀变沥青铀矿的SIMS微区原位分析获得的U-Pb年龄为101. 3±4. 5Ma,表明沙子江铀矿床存在100Ma左右的铀成矿事件。受岩石圈伸展控制形成的富CO流体与富铀花岗岩相互作用浸取出花岗岩中的铀,并在合适的构造部位沉淀形成了沙子江铀矿床。

湘中龙山大型金锑矿床成矿时代研究--黄铁矿Re-Os和锆石U-Th／He定年

龙山金锑矿床是湘中锑-金矿集区最重要的矿床之一，因缺少适合传统放射性同位素定年的矿物，其成矿时代以往未得到很好的限定，制约了对矿床成因的认识。由于分析测试技术的进步，Re-Os同位素定年技术得到了发展，可对热液矿床中形成的低Re、Os含量的硫化物进行较准确可靠的年龄测定，从而可为低温热液矿床的形成时代提供有效制约。锆石u．Th／He同位素定年，也是近年发展和成熟起来的定年技术，对低温热事件极其敏感，同样是约束低温成矿年龄的重要手段之一。本文采用矿床中黄铁矿Re-Os同位素和蚀变围岩中受成矿热事件影响的锆石U—Th／He同位素定年技术，对龙山金锑矿床的成矿时代进行了研究。定年结果显示：热液成因黄铁矿的Re-Os等时线年龄为195±36Ma，对应于印支晚期；锆石U-Th／He年龄为51．2～133．3Ma，经Ft校正后，U—Th／He年龄分布于93．78—258．29Ma之间，平均值为160．7±7．3Ma，对应于燕山早期。该矿床可能发生了200Ma和160Ma的两次成矿作用；或者矿床形成于200Ma左右，但是受到了160Ma左右岩浆热事件的改造，黄铁矿Re-Os年龄代表成矿年龄，而锆石U—Th／He年龄则代表第二期热事件发生的时间。无论是200Ma左右一次成矿，还是另有160Ma左右的成矿作用叠加，这两个年龄分别与区内两期岩浆活动的时间相当，这表明岩浆事件对驱动矿床的形成发挥了重要的作用。

华南铀矿床研究若干进展

华南是我国主要铀矿产区之一。根据赋矿围岩的不同,通常将华南广泛分布的铀矿床划分为花岗岩型、火山岩型和碳硅泥岩型等三种主要类型。本文在以往研究的基础上,总结了近年华南铀矿研究取得的若干进展。例如,沥青铀矿微区原位定年研究不断深入,获得一批较精确的成矿年龄;通过精细矿物学研究,发现了零价铀和高铀酸钙[(CaU^6+) O4]等以往在自然界少见的铀矿物;揭示华南不同类型的铀矿床是受白垩-古近纪岩石圈伸展事件统一控制并具有密切内在联系的有机整体;攻深找盲取得新突破,发现了新的成矿元素组合并预示了深部找矿的重要潜力。本专辑报道了近年华南铀矿研究的部分新进展,包括15篇文章,主要涉及这些铀矿床的地质地球化学特征、成矿时代、成矿过程、成矿动力学背景和找矿潜力等。

湘中龙山锑金矿床锆石U-Th-He年龄及其地质意义

湘中锑金成矿区是我国西南大面积低温成矿域的重要组成部分,构造上位于扬子地块与华夏地块的交接部位。龙山锑金矿床位于湘中矿集区内的白马山-龙山锑金成矿带内,构造上受北东向新宁-宁兴断裂与东西向白马山-大乘山-龙山隆起带的交接部位控制,产于龙山穹窿内,赋矿地层为震旦系江口组上段浅变质碎屑岩。由于缺少适合于传统同位素测年技术的矿物,龙山锑金矿床的形成时代尚未得到有效制约,限制了对其形成机制的认识。锆石(U-Th)

南秦岭五龙岩体暗色包体地球化学及成因研究

目的探讨南秦岭五龙岩体中暗色微粒包体的成因及源区性质。方法运用岩石学及地球化学方法进行研究。结果暗色微粒包体的野外地质、显微结构、矿物组合等特征显示其曾与寄主岩浆以熔融体状态共存,并经历淬冷作用。包体为闪长质,碱质含量高,在SiO2-K2O图解上所有样品均落入橄榄玄粗岩系列,且Na2O/K2O>1;与寄主岩相比,较富镁、铁、钙、钛;强烈富集LILE和LREE,亏损Nb,Ta等高场强元素。结论暗色包体为镁铁质岩浆侵入长英质岩浆房中并与之发生混合的产物,该镁铁质岩浆源于受俯冲流体/熔体交代的富集岩石圈地幔,其源区中金云母发生熔融,残留金红石、贫Mg角闪石和石榴子石。

陕西华阳川铀铌矿床中铀矿物的年代学与矿物化学研究及其对铀成矿的启示

本文在详细的野外地质工作基础上,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)结合能谱分析(EDS)与电子探针分析(EMPA)等手段对华阳川铀铌矿床中主要铀矿物的种类、共生组合关系及铀矿物的矿物化学与年代学开展了详细的研究工作。研究成果显示,铀主要以铌钛铀矿的形式产出,其次为晶质铀矿。晶质铀矿的矿物学研究和电子探针年代学研究结果显示,矿床中存在两期晶质铀矿年龄,早期晶质铀矿的化学年龄为~201 Ma(印支期-燕山期之交),形成于岩浆-高温热液体系,并伴随大量早期蚀变的铌钛铀矿产出,为矿床形成的主要成矿期;晚期晶质铀矿的化学年龄为~129 Ma(燕山期),形成于高温热液体系,与少量未蚀变的铌钛铀矿产出,仅占次要地位,可能是区域内强烈的燕山期岩浆热液交代早期铌钛铀矿后,淋滤出的铀再次沉淀的结果。结合区域地质关系,认为早期的铀成矿可能主要与(霓辉石)黑云母方解石碳酸岩脉有成因联系,是矿床形成的重要时期;晚期的铀矿物可能只是区域内燕山期的岩浆热液交代早期铌钛铀矿后,铀被淋滤带出后再次在有利部位沉淀的结果。因此,华阳川铀铌矿床可能是一个主要形成于印支期-燕山期之交,并被燕山期岩浆活动(叠加)改造的与碳酸岩脉有关的铀铌矿床。

湖南锡矿山超大型锑矿床围岩蚀变元素迁移特征及定量计算研究

湖南锡矿山锑矿床是目前世界上已发现的最大的锑矿床,其硅化非常发育且与矿化关系密切,根据硅化蚀变程度的强弱,从围岩到矿石大致划分为4个带:灰岩→弱硅化灰岩→强硅化灰岩→矿石。为揭示锡矿山锑矿的成矿过程及成矿流体信息,利用Isocon标准化方法,以Al_2O_3为惰性组分,对各蚀变带围岩及矿石的主、微量元素进行质量平衡计算。结果表明,热液蚀变过程中,Si、Sb、Li和Bi等大量迁入,而Ca、Mg、Na和大离子亲石元素Sr、Ba、Rb等大量迁出;成矿热液呈酸性并富硅,其中Hg、As、Au、Tl等元素含量极低,这可能是导致锡矿山锑矿床矿种单一的原因之一。稀土元素除Eu外,其他元素未发生明显的活化迁移,水岩反应并未影响原岩的稀土元素配分模式;蚀变岩及矿石中的Eu负异常可能表明成矿过程是在相对还原的环境下进行的。