基于质量平衡计算对甘肃龙首山红石泉铀矿热液蚀变成矿作用的研究

红石泉矿床是甘肃省龙首山地区重要的铀矿床,但以往的研究对红石泉地区热液蚀变研究往往局限于定性分析,为了定量确定其对铀成矿作用的影响,本次研究首次引入质量平衡算法,通过对红石泉地区新鲜伟晶状花岗岩与蚀变伟晶状花岗岩的对比分析,在本地区热液蚀变对铀矿床的形成起到的作用进行了定量研究。研究表明,红石泉矿床铀成矿经历了至少二次成矿作用,其中部分矿段热液蚀变迁入的U元素达到原生的36倍以上,说明热液蚀变对铀成矿起到了至关重要的作用;同时从机理上阐述了热液蚀变产生的赤铁矿化等蚀变可以作为找矿指示标志的原因。

红石泉铀矿床晶质铀矿矿物学特征研究及其找矿意义

龙首山铀成矿带西段的红石泉铀矿床是中国典型的伟晶岩型铀矿床,具有“岩体型”矿化特征。文章以红石泉晶质铀矿为切入点,结合全岩地球化学与晶质铀矿矿物学以及元素地球化学特征,探讨红石泉矿床铀矿物蚀变演化及铀矿化特征,得出以下认识:①红石泉矿床原生晶质铀矿受明显热液蚀变改造,w(UO_(2)+ThO_(2)+PbO+REE_(2)O_(3)+Y_(2)O_(3))逐渐减少,w(CaO+SiO_(2)+FeO+Al_(2)O_(3))明显增加,在蚀变改造过程中U从晶质铀矿中释放,随流体迁移;②红石泉矿床晶质铀矿Pb丢失现象较普遍,其中在背散射图像中较亮的A类晶质铀矿Pb丢失机制为重结晶,其重结晶加权平均年龄为(416±18)Ma,而较暗的B类晶质铀矿Pb丢失机制为扩散(浸出);③红石泉矿床岩浆铀成矿阶段之后,存在后期热液铀成矿作用。根据全岩元素地球化学特征,结合区内正长岩结晶年龄,文章推测红石泉矿床热液铀成矿与正长岩浆分异的碱性热液关系密切。

红石泉铀矿床矿化特征及成因类型探讨

红石泉铀矿床位于古元古代基底褶皱带内侵入到龙首山群上部地层中的伟晶状钾质花岗岩中,矿床中铀的存在形式主要为晶质铀矿,其次为沥青铀矿、残余铀黑。通过化学全分析及相关矩阵分析得出,与铀正相关性较大的有P2O5、TiO2、MgO、Fe2O3、MnO、T失。采用三阶段规模式方法得出成矿年代复相关系数为0.9999,表明成矿与成岩时代接近,属于吕梁运动时期产物。黑云母化阶段是主要的矿化阶段,黑云母中能见到附生锆石包裹体及流线状的包裹体,结合成岩阶段(混合岩化主期)和黑云母化以后的矿化阶段,矿床成因应为与混合岩化有关的多阶段交代热液矿床,从矿床的形成过程可以看出,铀的来源主要由深部熔浆和钾硅质溶液带来。

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

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(1735±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。

甘肃红石泉地区伟晶状白岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄与铀成矿关系

白岗岩是大陆碰撞过程中陆壳低比例熔融的产物,与铀及多金属矿床在成因上密切关联。甘肃红石泉铀矿床含矿主岩为伟晶状白岗岩,前人对伟晶状白岗岩的成岩年龄研究较少且精度有限,影响了对铀矿床成因和构造背景的深入认识。对甘肃红石泉铀矿床含矿主岩——伟晶状白岗岩开展了高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得伟晶状白岗岩成岩平均年龄值为2493.5Ma,形成时代为新太古代晚期—古元古代早期。认为伟晶状白岗岩应属于新太古代晚期-古元古代早期华北克拉通微陆块拼合作用后期的产物,同时也是华北克拉通约2.5Ga岩浆构造热事件在西部地块的响应。伟晶状白岗岩与红石泉铀矿床铀成矿没有直接成因关系,只是作为铀矿的含矿主岩。

甘肃省龙首山成矿带红石泉铀矿床矿床成因及控矿研究

甘肃省龙首山铀—多金属成矿带红石泉铀矿床在大地构造位置属华北板块西南缘的阿拉善地块南缘,南接河西走廊、北邻潮水盆地。红石泉铀矿床较多学者在元素地球化学、地质特征、成矿年龄(孙圭等,1988;辛存林等,2013;赵新胤,2015;蔡煙琦等,2015;苟学明等,2017)等方面做了研究,取得了一定的成果与认识。但是,对于该矿床的矿床成因方面研究较少,笔者在龙首山成矿带红石泉铀矿床做了大量地质工作,重点对矿床的控矿因素和矿床成因等进行了研究。

红石泉铀矿床早志留世二长正长岩成因及与铀成矿关系

为了研究红石泉铀矿床二长正长岩形成年龄与成因,探讨其与热液铀成矿之间的关系,选择红石泉矿区内二长正长岩作为研究对象,开展锆石U-Pb同位素年代学和元素地球化学特征研究。结果表明:红石泉二长正长岩形成于(421±2.3)Ma,属于碱性系列;稀土元素总量变化较大,轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,富集Th、U、Nd和Ta等元素,亏损Nb、Sr、P和Ti等元素。红石泉早志留世二长正长岩是下地壳岩石部分熔融的产物,其形成与古祁连洋闭合后的祁连柴达木板块向阿拉善板块后碰撞伸展环境有关。红石泉铀矿床古生代中低温热液铀成矿作用可能与二长正长岩分异出来的流体有关。

龙首山成矿带红石泉矿床多期次铀成矿作用探讨

红石泉矿床在中国是最为典型的伟晶岩型铀矿床。近几年,通过系统工作,发现红石泉矿床具有多期次铀成矿的特点,不同成矿期形成了不同的矿石、铀矿物和蚀变特征。分别对不同铀成矿作用的拆分研究发现,在中条晚期花岗质岩浆演化到后期形成了富含晶质铀矿的浅肉红色伟晶花岗岩矿石,基本无蚀变,矿体集中于伟晶花岗岩体核部;在海西期含矿热液沿伟晶花岗岩与黑云母斜长片岩接触破碎带发生钠交代成矿作用,形成紫红色伟晶花岗岩矿石,形成沥青铀矿物;矿石发育钠长石化、赤铁矿化、碳酸盐化和绿泥石化等蚀变。因此,伟晶花岗岩体核部以及伟晶花岗岩与片岩接触破碎带可以作为重要的找矿部位。