花岗岩型铀矿是我国铀矿资源的重要组成部分,属于我国四大工业铀矿类型之一。下庄铀矿田位于桃山-诸广铀成矿带南段,是中国最早发现的花岗岩型铀矿之一,其矿化类型多样,成矿温度包括了高温、中温和低温。前人对下庄矿田中低温铀成矿作用进行了广泛研究,取得了显著的科研成果。然而,对于高温铀成矿作用的研究相对较少,特别是在下庄矿田北西部发现了与云英岩化有关的高温铀矿化,其成矿物质来源、成矿流体来源及演化以及成因尚未深入研究。 本文以下庄矿田北西部竹筒尖矿床为研究对象,开展了详细的野外地质调查,在此基础上对竹筒尖矿床进行了系统的岩相学、年代学、元素地球化学、同位素地球化学、流体包裹体和精细矿物学等研究,探讨了下庄高温铀矿床的形成机制,在此基础上建立了下庄高温铀矿床的成矿模式和找矿预测地质模型。本文主要认识如下: (1)竹筒尖矿床矿体主要呈脉状、透镜状,分布于北东东向F₃号组带中。铀矿化与云英岩化关系密切,原生铀矿物主要为晶质铀矿和钛铀矿,脉石矿物主要为石英、白云母、电气石、磷灰石和绿帘石等。 (2)下庄岩体和白水寨岩体锆石U-Pb年龄分别为227.8±1.7 Ma和226.2±2.0 Ma,属印支期S型花岗岩,二者具有相似的地球化学特征、源区特征和岩石成因。桃树坝岩体锆石U-Pb年龄为161.5±1.8 Ma,属燕山期花岗岩,为A₂型花岗岩,主要由碎屑岩部分熔融形成。 (3)利用晶质铀矿电子探针化学方法和与晶质铀矿紧密共生的白云母⁴⁰Ar-³⁹Ar法对竹筒尖矿床成矿年龄进行限定。晶质铀矿电子探针化学年龄为156.5±3.5 Ma(MSWD=1.4),云英岩化中与晶质铀矿紧密共生的白云母⁴⁰Ar-³⁹Ar等时线年龄为154.15±0.54 Ma(MSWD=0.38)。两种方法获得的年龄一致,表明竹筒尖矿床形成于燕山早期,与华南大面积燕山期花岗岩年龄和钨锡成矿年龄一致。 (4)LA-ICP-MS原位分析结果显示,晶质铀矿∑REE表现出分布范围广、含量高的特征。轻重稀土分馏现象显著,轻重稀土元素比值(LREE/HREE)介于0.50~1.04,平均值为0.81;轻稀土元素分馏明显,重稀土元素分馏不明显。晶质铀矿稀土配分曲线呈相对富集重稀土的左倾型。具有明显的δEu负异常(0.18~0.25)和δCe弱正异常(0.94~1.66)。晶质铀矿稀土配分曲线显示出竹筒尖矿床成矿流体主要为岩浆热液流体。 (5)成矿期石英流体包裹体主要为富液相H₂O-Na Cl包裹体,大小多介于(3×3)μm~(7×10)μm之间,多呈较规则的椭圆形或圆形。均一温度介于352~452℃之间,主要集中在350~390℃之间,均值为384.5℃,属高温成矿范围。石英流体包裹体δD_V-SMOW含量介于-68.3‰~-58.8‰之间;δ¹⁸O_H2O含量介于5.62‰~6.02‰之间,表明竹筒尖矿床成矿期流体以岩浆热液为主。 (6)竹筒尖矿床成矿流体以岩浆热液为主,燕山期富F、B的高温、低盐度、酸性的还原性的岩浆流体交代富U花岗岩,铀被酸性和富F、B的成矿流体活化,随着温度、压力的改变,伴随着热液蚀变矿物白云母等的沉淀,导致成矿热液中的铀酰络合物分解,并在印支期花岗岩中断裂构造适当的位置发生铀的沉淀富集成矿。 (7)建立了竹筒尖矿床铀成矿模式,结合贵东岩体隆升剥蚀情况,认为下庄矿田南东部深部有找竹筒尖式高温铀矿的潜力。