诸广南部燕山期代表性花岗岩的矿物学特征及对岩石成因和成矿潜力的指示意义

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作者张丽
来源南京大学
出版年2017
摘要
花岗岩型铀矿床是我国重要的一类铀矿床类型,粤北地区是我国花岗岩型铀矿的重要产地,诸广南部复式花岗岩体是南岭桃山-诸广花岗岩型铀成矿带的重要组成,其中铀矿主要产于诸广南部复式岩体的中部和东部,而西部至今尚未发现铀矿,即诸广南部复式岩体的铀成矿能力分布并不均匀。本文选取了位于诸广南部复式岩体中部的产铀长江岩体和三江口岩体以及西部的不产铀九峰岩体作为对比研究对象,从岩体的地球化学特征及矿物学特征的角度探讨分析了导致三个岩体产铀能力不同的原因及对岩体成因和铀成矿潜力的指示,并详细研究了其中产铀花岗岩长江岩体的铀源矿物的特征及对铀成矿的贡献。得出以下认识:产铀长江岩体、三江口岩体与非产铀九峰岩体在花岗岩的成因类型、主量元素、微量元素以及矿物化学上都存在着差异,岩体中的U含量的差异以及能否为热液铀矿床提供成矿物质,不仅与其源区的U含量有关,还与铀在岩浆熔融和结晶过程中的演化有关。对于这些运用岩石地球化学特征较难划分成因类型的高硅花岗岩,运用磷灰石或黑云母的矿物学特征能进行很有效的判别,本文研究揭示磷灰石和黑云母的矿物学特征都一致地指示长江岩体、三江口岩体属于S型花岗岩,源区物质可能主要是富含泥质成分的变质沉积岩;而九峰岩体属于I型花岗岩,推测其源区物质具有壳幔混合的特征,源区岩石可能是由富杂砂质岩石或发生过壳幔混合作用的地壳物质部分熔融形成。岩体的铀成矿潜力与其源区物质成分密切相关,源区为富含U的泥质岩部分熔融形成的花岗岩具有较大的铀成矿潜力。同时,铀在花岗岩熔融和结晶过程中的演化也影响着铀成矿潜力的强弱,若随着岩浆的结晶演化,早期含Th的稀土矿物的结晶分异会导致演化到后期的岩浆结晶出晶质铀矿等含铀矿物,可以为后期热液铀成矿提供铀源。产铀长江岩体的黑云母中就包裹有较多含铀副矿物,当其发生绿泥石化蚀变时,使得其中包裹的一些含铀副矿物也发生蚀变,导致原来以类质同象形式存在于副矿物中的惰性铀转变成活性铀,并在绿泥石附近沉淀成铀石等铀含量高且在成矿期低度氧化性热液作用下容易释放U的矿物。研究发现长江岩体中的副矿物有锆石、磷灰石、褐帘石、铀石-钍石、晶质铀矿、独居石等,其中,晶质铀矿、铀石、铀钍石中铀含量高且U容易释放,是长江岩体的主要铀源矿物;独居石中铀含量较高,当其周围矿物绿泥石化时,独居石蚀变形成直氟碳钙铈矿并释放铀,因而也是长江岩体的潜在铀源矿物;锆石中铀含量虽高,但因其结构稳定,U难以释放,因此它不是长江岩体中重要的铀源矿物;磷灰石、褐帘石中U含量均低于检测限,作为铀源矿物的可能性很小。

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