相山铀矿田云际矿床碱交代型铀矿化蚀变作用及组分迁移规律研究

云际矿床是江西相山火山岩型铀矿田内最典型的碱交代型铀矿床,其矿体主要赋存于碎斑熔岩中。本文以两个典型矿化剖面为研究对象,系统研究了碱交代型铀矿化的蚀变分带特征、蚀变和矿石矿物组合以及热液蚀变过程中元素迁移变化规律。详细的岩相学观察表明,碱交代型铀矿化发育明显的侧向水平分带,由内到外可细分为矿化中心带、近矿强蚀变带、远矿蚀变带和新鲜围岩,各蚀变带之间并无明显的界线;发育的主要蚀变类型为钠长石化、赤铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化和磷灰石化;铀赋存状态主要以独立铀矿物(钛铀矿和铀石为主)、类质同象和吸附状态3种形式存在。Isocon标准化图解法表明,从远矿弱蚀变带到矿化中心带,CaO、Na_(2)O、P_(2)O_(5)、MgO、TiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、U、HREE、Sr、Cr、Co、Ni、Zr、Hf的迁入量呈逐渐升高的趋势,其中CaO、P_(2)O_(5)、MgO、U、Sr在矿化中心带表现为强烈的富集,而SiO_(2)、K_(2)O、LREE、Ba、Rb、Cs则呈明显的迁出趋势;各蚀变带均呈现Na_(2)O的大量富集和K_(2)O的极度贫化,且均不伴有钍富集和钼富集。矿石中显著升高的Y/Ho值、δEu值以及Fe_(2)O_(3)/(Fe_(2)O_(3)+FeO)值暗示碱交代铀成矿流体具有较高的氧逸度,可能为多来源流体混合形成的复杂成因流体;矿石中强烈的“去硅”作用、Zr的富集以及极高的Na^(+)/K^(+)值和Zf/Hf值表明碱交代成矿流体具有较高的碱度。综合岩相学、蚀变带元素迁移特征及前人研究成果,本文认为碱交代铀成矿流体在演化过程中呈现氧逸度、pH值和温度逐渐降低的趋势,流体中的铀可能主要以碳酸铀酰络合物的形式迁移,CO_(2)挥发分的大规模逸散可导致铀矿物和大量磷灰石、碳酸盐的共同沉淀富集并形成富大矿体;此外,铀磷络合物可能也是本矿床成矿流体中铀的赋存、迁移形式之一。

相山云际矿床铀成矿流体同位素特征及成因

通过对相山矿田云际矿床成矿期脉石矿物方解石C、O同位素及其流体包裹体He、Ar同位素组成测试研究,探讨了矿床铀成矿流体来源。分析测试结果表明,方解石的δ^(13)C_(V-PDB)和δ^(18)O_(V-SMOW)值分别为-9.4‰^-3.1‰和4.7‰~15.4‰,成矿流体中的碳主要来源于地幔;方解石流体包裹体的★~3He/~4He值为0.061 5~0.376 0 Ra,明显高于地壳特征值(0.01~0.05 Ra),显示出地幔流体与地壳流体混合特征;^(40)Ar/^(36)Ar值为314.4~334.1,略高于大气Ar的同位素组成(^(40)Ar/^(36)Ar=295.5),说明成矿流体中存在大气降水成分,并有地幔Ar的加入。综合分析认为云际矿床铀成矿流体为深源成因,其来源具有壳幔混合的特点。

相山铀矿田云际矿床绿泥石特征及其地质意义

云际铀矿床是相山矿田典型的碱交代型矿床,其围岩和矿石中的绿泥石与铀矿化关系密切。笔者在详细的岩矿鉴定基础上,利用电子探针分析了绿泥石的化学成分特征,探讨绿泥石的形成环境及其地质意义。研究表明,该矿床的绿泥石可以分为黑云母假象型和填隙型两种产出形态,均属于相对富铁的铁镁绿泥石和密绿泥石,指示其形成于相对的还原环境中;绿泥石的形成温度为188~244℃,均值为213℃,属于中低温热液作用范围;从矿前期到成矿期,绿泥石表现出逐渐由Mg取代Fe的特征,暗示热液流体有向碱性方向的演化趋势;绿泥石主要有溶蚀-结晶和溶蚀-迁移-结晶两种形成机制。

相山云际矿床电性特征及找铀意义

采用音频大地电磁测量方法,获得了相山云际矿床1000 m深度范围的电阻率。云际矿床及外围地区在浅部表现为西部高阻东部低阻的特征,在深部表现为东、西高阻,中间低阻的形态。分析了云际矿床及外围火山岩地层、控矿断裂及铀矿体的电性特征。风化层和下白垩统打鼓顶组分布于近地表和浅部,电阻率小于1000Ω·m,表现为低阻特征;下白垩统鹅湖岭组从浅部至深部均有分布,其电阻率介于1000~2000Ω·m,表现为高阻特征;次斑状花岗岩主要位于深部,电阻率大于2000Ω·m,为岩株、岩墙状的高阻体;控矿断裂F1、F2表现为条带状低阻,虽然向深部电阻率逐渐增高,但在相同深度其电阻率明显低于两侧围岩,断裂延伸超过1000 m,断裂在0 m标高以上电阻率相对较低,反映了此深度范围断裂附近岩石相对破碎富水,在0 m标高以下电阻率相对较高,反映了断裂深部岩石破碎程度较小,含水性相对较低;云际矿床目前的勘探深度大约400 m,已探明的多个铀矿体处于0~300 m深度,铀矿体产出部位电阻率明显低于围岩。云际矿床铀矿体严格受断裂F1、F2控制,断裂切割深度大,陡倾,断裂深部仍具备热液活动及矿化的有利条件,该地区进一步的铀矿找矿工作应沿断裂F1、F2深部低阻带进行。

云际铀矿床三维地质模型构建及分析

云际铀矿床位于相山矿田的东北部,为南北向、北东东向断裂和火山塌陷构造复合部位,矿区范围内断裂构造十分发育,云际主断层是本矿床的主要含矿构造。云际铀矿床的矿体严格受云际主断层的控制,主要矿体均赋存在该断层上盘附近。文章采用SKUA-GOCAD软件进行地形地貌模型、钻孔模型、构造-地层模型、岩体模型和矿体模型等地质体三维地质模型的构建。利用三维地质模型可以直观查看地质体之间关系,结合地质背景和成矿规律对矿床的成矿远景进行了预测。