陕西小花岔铀矿床是一个典型的伟晶岩型铀矿床,位于北秦岭丹凤铀矿成矿区的东北部,是近年来新发现的一个铀矿床类型。本文在详细野外地质基础上,通过对矿床野外地质特征、矿区花岗质岩石岩相学特征、岩浆岩年代学、岩石地球化学特征和同位素地球化学的综合研究获得以下认识:矿床赋存于古元古界秦岭群地层中,其矿体产生在黑云母花岗伟晶岩和黑云斜长片麻岩的接触带同化混染区。铀的赋存形式主要以晶质铀矿为主,晶质铀矿主要以分散状或浸染状分布于产铀花岗伟晶岩中,位于黑云母包晶、斜长石、更长石和黄铁矿的粒间,并与锆石、磷灰石、独居石等副矿物共生,其周围常常有金红石和钛铁矿等金属氧化物产生,少量的晶质铀矿生长在矿物中心。矿区出露的花岗质岩石如花岗闪长岩、二长花岗岩等均属于钙碱性系列;弱过铝质-过铝质的中酸性岩浆岩;矿区岩浆岩均投点于花岗岩类;在岩浆岩分类中投点于I型花岗岩区域中。本文对区内出露的花岗岩、花岗伟晶岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,结果表明:灰池子花岗岩的形成年龄为444±4.0Ma;高山沟花岗岩的形成年龄为422±0.82Ma;产铀黑云母花岗伟晶岩的形成年龄为417±2.6Ma;非矿黑云母花岗伟晶岩形成年龄为413±1.8Ma。花岗质岩石的Lu-Hf同位素二阶段模式年龄平均为1.4Ga,花岗岩和花岗伟晶岩具有相似的Hf同位素特征(εHf(t)值分别为-0.48与-0.40),表现有明显的同源性。产铀黑云母花岗伟晶岩由于同化混染作用和围岩的元素交换等原因,其基性组分(Fe、Mg)和挥发分(F)含量较高,并且富集大离子亲石元素LILE(Rb、Ba、K),亏损高场强元素HFSE(Nb、Ta)。在伟晶岩-片麻岩的接触带发生化学组分的元素交换,使得岩浆中U-F络合物发生分解,并且在良好的成矿条件下(围岩的铀含量较高、较好的构造环境)使得U饱和沉淀形成现有的铀矿物如晶质铀矿等。小花岔铀矿床的形成受到了伟晶岩、围岩成分、岩浆热液中的挥发分共同的作用,最终导致了铀矿床的形成。