川西巴塘地区富锂温泉的同位素特征及其成因探讨

川西巴塘地区处于青藏高原东南缘,是地壳新构造运动活跃、地震活动强烈而密集的地区,其中茶洛—德达地段是温泉聚集区,富锂沸泉与温泉密集发育。为进一步认识该区富锂温泉的成因以及温泉与地震活动的关系,开展了温泉水氢、氧、碳和锂同位素的综合研究,阐明了地热流体、锂和热量的来源,探讨了富锂温泉的成因及其与地震活动的关系,为该区富锂温泉的研究和勘查提供支撑。研究结果显示:1)茶洛—德达地段发育章柯、茶洛富锂沸泉和查青卡富锂温泉,锂含量高达1353.00~3592.00µg·L^(-1),其锂同位素组成δ7Li介于-0.53‰~1.74‰之间;2)该区富锂温泉水主要来源于周边4800~5200 m的高山区域大气降水,温泉流体循环深度可达6900~8500 m,与该区部分地震的震源深度相当;3)富锂温泉的深部发生较强的高温(温度236~289℃)水-岩反应,碳酸盐岩、富锂花岗岩等释放出碳和锂等元素,形成查青卡富锂温泉(1353~1392µg·L^(-1));章柯、茶洛沸泉除上述锂来源外,还有深部高温富锂流体混入,从而形成更高温(240~289℃)、更富锂(2736~3592µg·L^(-1))的地热流体;4)该区章柯、茶洛富锂沸泉的热源除以深部(地壳、地幔)热流为主要热源外,还有地震断层摩擦热、深部流体热为补充热源,频发的地震活动持续地、脉动式地为章柯、茶洛地热系统补充热量,形成富锂沸泉。查青卡富锂温泉热源主要为深部(地壳、地幔)热流,无断层摩擦热和深部流体热补充。

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。

大茶园铀矿床成矿物质来源:C-O和Sr-Nd同位素证据

赣杭铀成矿带是我国最大的火山岩型铀成矿带,大茶园(661)铀矿床是该成矿带东段最重要的火山岩型铀矿床,矿体赋存于晚中生代磨石山群九里坪组流纹岩中。为探讨该铀矿床成矿物质来源,对采自大茶园铀矿床中的脉石矿物开展了系统的C-O和Sr-Nd同位素研究。结果表明,成矿流体中矿化剂∑CO2主要来源于地幔,部分来自于基底大理岩或沉积碳酸盐岩碳;成矿期后方解石碳同位素组成靠近基底大理岩或沉积碳酸盐岩组成,可能主要为壳源碳酸盐岩的贡献;成矿期流体中∑CO2以HCO3-为主,CO2去气作用为方解石沉淀形成的主要机制。成矿期不同阶段方解石与萤石的Sr、Nd同位素组成没有明显差别且变化较小,显示矿床中脉石矿物的同源性。通过与基底陈蔡群变质岩和盖层火山岩的Sr、Nd同位素组成对比发现,成矿期萤石与盖层火山岩具有类似的Sr同位素组成,表明大茶园铀矿床成矿物质以壳源为主,主要来自于赋矿火山岩,而Nd同位素进一步表明成矿物质可能来源于赋矿的流纹岩。岩石圈伸展控制着富CO2热液的形成,富CO2热液在上升过程中萃取壳源(尤其是富铀火山岩)中成矿物质,并在有利的成矿部位通过CO2去气作用导致铀沉淀成矿。

西准噶尔白杨河铍铀矿床中铍与铀成生关系初探--来自围岩蚀变和矿石矿物接触关系的证据

与高硅富氟火成岩(流纹岩或花岗斑岩)有关的铍矿床中常伴有铀矿化,其成矿特色明显,是认识岩浆-岩浆热液-热液演化过程中铍与铀地球化学行为异同的理想对象,但其中铍与铀成矿的时空关系及成因关系尚不清楚。为了理解该类矿床中铍与铀的成生关系,并为区域内铍与铀的找矿勘查提供理论支撑,本文选取该类矿床的典型代表-西准噶尔白杨河铍铀矿床为研究对象,通过镜下观察、扫描电镜能谱和激光拉曼光谱分析,对矿区内单铍矿石、单铀矿石和铍铀矿石开展了系统的岩相和矿相学研究。结果显示,与铍矿化相关的围岩蚀变为钠长石化、电气石化、白云母化、萤石化、碳酸盐化和绿泥石化,与铀矿化相关的围岩蚀变为硅化、赤铁矿化、萤石化、伊利石化和锰矿化(含少量铅),且铍铀矿石中可见沥青铀矿切穿羟硅铍石的现象。结合铍与铀的地球化学行为和前人研究成果,认为白杨河铍铀矿床中铍矿化与铀矿化应是不同期热液作用的结果:铍矿化可能是花岗斑岩深部岩浆房分异的岩浆热液在不断演化过程中形成的,而铀矿化可能与后期流体(如幔源流体、加热循环的大气降水等)的淋滤作用有关。

湖南水口山铅锌多金属矿田中铀的赋存状态及其共生矿物组合

共伴生铀资源的综合开发是近年来铀矿勘查的工作重点之一。湖南水口山铅锌多金属矿田中产有诸多铅锌多金属矿床,且这些矿床中均共伴生有一定规模的铀矿化,是开展共伴生铀资源综合开发的有利地区,但铀矿化的微观地质特征尚不清楚。基于此,本文在前人研究成果的基础上,通过α径迹蚀刻、扫描电镜-能谱分析和电子探针分析,对水口山矿田铅锌多金属矿床中的铀矿石开展了岩矿相学研究。结果显示,水口山矿田中铀矿石多具角砾状构造,铀主要以独立铀矿物(沥青铀矿和铀石)的形式存在,与石英、伊利石和黄铁矿共生,广泛分布在胶结物内,围绕早期硫化物及其氧化后的次生矿物生长,或切穿早期硫化物,少量沿微裂隙充填进入早期含黄铁矿硅质角砾中。铀矿化的产出特征及共生矿物组合揭示其应是铅锌矿化之后构造-热液活动的产物,矿质沉淀发生在还原、中性-弱酸性、低温环境中。结合前人研究成果,认为水口山矿田中的铀矿化具有一定的规模、较高的品位、成熟的开采利用条件,通过现有的地质工程,可实现对共伴生铀资源的综合开发。

新疆白杨河Be-U矿床中铍、铀成生关系--来自萤石LA-ICP-MS稀土元素的约束

与高硅富氟火成岩有关的铍矿床中常伴有铀矿化,但铍、铀的成生关系仍不清楚。新疆西北部的白杨河矿床与高硅富氟花岗斑岩密切相关,铍、铀矿化相伴而生,为解决上述问题提供了理想对象。前人开展的矿床地质特征及成矿年代学研究,初步揭示了铍、铀矿化形成于不同成矿期。文章以白杨河矿床为研究对象,对与成矿作用密切相关的脉石矿物--萤石,开展了岩矿相学研究和LA-ICP-MS稀土元素分析。结果显示,萤石的形成贯穿了整个成矿过程,包括岩浆阶段萤石、Be矿化期钠长石阶段萤石、Be矿化期电气石阶段萤石、Be矿化期方解石阶段萤石和U矿化期伊利石阶段萤石;Be矿化期3阶段萤石为同一期流体演化的产物,产出于不同Ca/F比值的环境中,它们应由花岗斑岩所分异的岩浆热液(经历了>250℃的高温演化),在低温(<250℃)、氧化条件下沉淀而成;U矿化期萤石应是后期流体(未经历>250℃的高温演化)作用下,由早期萤石重结晶而成,其沉淀于还原环境中。

REE geochemical characteristics of the No. 302 uranium deposit in northern Guangdong, South China

The No. 302 uranium deposit, located in Guangdong Province, is a typical granite-type uranium ore deposit. REE geochemical characteristics of the wall rocks, pitchblende, altered rocks, calcite and fluorite from this deposit have been systematically studied in this paper. The result showed that the alkali-metasomatic granites and other altered rocks have the same REE distribution patterns as Indosinian granites. It is indicated that the hydrothermal ore-forming solution had altered the Indosinian granites, and ore-forming materials may directly originate from the Indosinian granites. Calcite and fluorite of different stages are the products derived from the same source but different stages. The evolution and degassing of the mineralizing solution might induce LREE enrichment to varying degree. Mantle fluid and a large volume of mineralizer may be the crucial factors controlling uranium mineralization, and the hydrothermal solution with mineralizer played an important role in U transport and concentration. Meanwhile, the degassing of CO2 might promote U and REE precipitation.

东秦岭黄龙铺矿田桃园Mo矿床成因研究:来自矿物学及辉钼矿Re-Os同位素的约束

黄龙铺矿田是东秦岭钼成矿带中比较特别的钼矿田,产有两种矿床类型:一种以大石沟为代表的碳酸岩脉型钼矿床,另一种是以石家湾为代表的斑岩型钼矿床。桃园钼矿床位于黄龙铺矿田西南方向,含矿脉体为长石-石英脉。前人多从宏观地质特征对桃园钼矿床的成因进行讨论,缺乏系统的矿物学和年代学研究,其成因类型具有较大的争议。本次研究通过矿物-元素组合的鉴定和辉钼矿Re-Os同位素定年,旨在对桃园钼矿床的成矿时代、成矿地质背景以及矿床成因类型进行约束。桃园钼矿床矿石中辉钼矿普Os含量在0.0105±0.0061×10^(-9)~0.0231±0.0012×10^(-9),^(187),Re^(187)Os 的相对误差均定为2.0%(2σ)。Re-Os同位素的模式年龄为224.2±3.5~218.6±3.6 Ma,等时线年龄为221.1±9.7 Ma(MSWD=2.6),表明该矿床形成于晚三叠世,其钼矿化可能与扬子板块和华北板块全面碰撞关系密切。利用扫描电镜-能谱成分分析对矿石中的矿物组成进行测试分析,结果显示矿石中除常见的辉钼矿、黄铁矿等矿物外,还伴生有许多富含REE、Nb-Ta的矿物,如氟碳铈矿、独居石、磷钇矿、含Nb金红石、天青石等。同时矿床中除Mo元素达到工业品位以外,Y,Ce,Pb,Ga等不少伴生元素也达到了工业品位,与典型的碳酸岩脉型矿床元素组合和矿物共生组合特征相似。对比区域上典型的碳酸岩脉型钼矿床,其成矿时代范围也基本一致,综上认为桃园钼矿床成因类型为与碳酸岩脉型钼矿具有一定成因联系的热液型钼矿床。

右江盆地大际山U-(Mo)矿床围岩蚀变特征及微量元素迁移规律——对区域内U、Au成生关系的指示

位于扬子地块西南缘的右江盆地,是全球第二大的卡林型Au矿(共伴生有Sb、Hg、Tl异常/矿化)矿集区,有着滇黔桂“金三角”的美誉。值得注意的是,该区除发育Au(-Sb-Hg-Tl)矿床外,还产有大量赋矿岩性和控矿构造相似的U矿床(点),成矿特色鲜明。前人对该区Au矿开展了大量研究,而U矿研究较少,对U、Au的成生关系尚不清楚。基于此,文章选取右江盆地内典型的U矿床——大际山U-(Mo)矿床为研究对象,通过开展岩矿相学研究和地球化学分析,厘定了矿化的围岩蚀变为硫化、沥青质化、磷铝锶石化、硅化和伊利石化,揭示了矿化过程中Re、Tl、Mo、U、Cd、Ni、Co、As、Sb、MREE的相对富集。蚀变矿物组合及元素迁移规律约束大际山U-(Mo)矿床中成矿物质可能来源于牛蹄塘组,成矿流体应为还原性有机流体与地表-近地表酸性、氧化性流体的混合,矿质沉淀发生在低温、酸性、还原环境中。综合分析认为,右江盆地内U、Au分布特征及矿床成因具有明显差异,二者应是不同成矿事件的产物。