华南花岗岩型铀矿成矿特点及其找矿标志

2015-02-25周文俊

西部探矿工程 2015年3期

关键词：基性岩铀矿华南

黄迪，周文俊

（1.东华理工大学地球科学学院，江西南昌330013；2.江西省地矿局九一六大队，江西九江332000）

华南花岗岩型铀矿成矿特点及其找矿标志

黄迪*1，周文俊2

（1.东华理工大学地球科学学院，江西南昌330013；2.江西省地矿局九一六大队，江西九江332000）

花岗岩型铀矿是我国华南地区主要的铀矿类型之一。系统地总结了前人对于华南花岗岩型铀矿的迁移形式、产铀花岗岩特征、碱交代及中基性、酸性岩脉与铀成矿关系等方面的研究成果，对于今后华南地区区域找矿具有指导意义。

华南；花岗岩型铀矿；成矿特点

华南花岗岩型铀矿与花岗岩岩体分布关系密切，花岗岩呈现多期多阶段演化的特点，多产于印支、燕山及喜山期花岗岩内。产铀花岗岩体主要分为2类，一类是重熔型花岗岩，另一类为同熔型花岗岩，其中以重熔型花岗岩为主。近年来，对隐伏花岗岩的研究，对寻找花岗岩型铀矿具有重要意义，并取得了一些成果[1]。

前人研究发现碱交代、基性岩脉等与花岗岩型铀矿的关系对找矿指导具有重要意义。

1 华南花岗岩型铀矿床区域地质特征

华南地处欧亚大陆东缘，濒临西太平洋，由扬子地块和华夏地块组成。华南的北面有晚古生代和早中生代的秦岭—大别造山带横亘于华北地块与扬子地块之间，西面有青藏高原与扬子地块接壤[2]。华南花岗岩型铀矿床绝大多数分布在后加里东隆起带内，受铀含量较高的花岗岩体控制。自中生代开始，该区进入伸展裂陷构造发育期。且本区基性岩脉与矿床关系十分明显[3]。

燕山运动早期，由于受西太平洋西缘库拉板块北北西向和印度板块北东向的挤压作用，区域应力机制为挤压性质；晚中生代—古近纪由于库拉板块向欧亚板块俯冲，且俯冲角度由低角度向中角度转变，造成上覆地层的伸展性质，使本区出现一系列与伸展作用有关的岩浆活动，包括大范围的酸性（A型花岗岩与酸性火山岩）和基性（玄武岩、辉绿岩、煌斑岩等）岩浆活动，形成一些构造断陷盆地。受构造岩浆活动的控制，规模较大的热液铀矿多产在大的构造交叉部位和岩浆活动剧烈地区。

2 铀成矿特点

2.1 铀的迁移形式

大量的铀成矿模拟实验和铀矿床研究资料均表明，铀主要以碳酸铀酰配合物运移。赋存于花岗岩中的铀以晶质铀矿为主，自深部向上迁移时主要以四价和六价铀形式迁移。关于热液中铀在浅部沉淀成矿的问题，一般认为铀酰络合物解体游离出的UO2+2被黄铁矿还原为UO2（沥青铀矿）。金景福[4]等指出，在接近岩浆作用温压条件的还原性初始含矿热液中，铀主要以四价形式迁移，而在热液上升运移的过程中，铀主要以六价铀的络合物迁移，从成矿前阶段到成矿后阶段，热液中铀的迁移形式由UO2（CO3）4-3向UO2F4-2、UO2（CO3）2-2和UO2+2形式转变。

2.2 产铀花岗岩特征

华南花岗岩型铀矿主要有硅化带型、硅质脉型、碎裂蚀变岩型、花岗岩外带型。同位素年龄值集中于（138～172）Ma和（198～250）Ma两个阶段[5]，为燕山早期和印支期。产铀岩体为具有高铝、富铀、富硅（钾）、低钙、低暗色组分的酸性花岗岩。华南印支期花岗岩侵入后，为成矿提供了大量铀源，后经历了地壳挤压及拉张，并且由于燕山期花岗岩的侵位和碱交代作用，使得早期热液破坏了富铀花岗岩的结构和富铀矿物，为铀的运移奠定了基础[3]。冯明月[6]（2012）对产铀花岗岩与富铀花岗岩做了大量研究，分析得出：（1）产铀花岗岩是断裂构造非常发育的花岗岩；（2）产铀花岗岩是蚀变非常强烈的花岗岩；（3）二云母花岗岩是产铀岩体的重要标志；（4）酸性、中基性岩脉发育是产铀花岗岩的重要特征。产铀花岗岩大多数是多期多阶段的复式岩体，如诸广—贵东岩体[7]，大多数的铀矿床均产于印支—燕山期花岗岩中，其岩性主要为黑云母花岗岩或二云母花岗岩，少量二长花岗岩和碱性花岗岩，具中—粗粒似斑状结构，岩石化学特征表现为富硅、偏碱，K2O＞Na2O，铝过饱和，暗色矿物组份少，铀含量较高，普遍含细分散的晶质铀矿，活动铀比例大，成矿物质来源主要是花岗岩体。

2.3 碱交代与铀成矿关系

在华南地区，在（160～65）Ma期间，至少有4次碱交代[8]。按分布范围和碱质来源，有2种花岗岩的碱交代[9]:一是局限于复式花岗岩内部，由岩浆晚期分异而成，处于半开放、半封闭体系的K、Na不能彻底分离而只能叠加交代原岩；二是见于花岗岩内部且扩展到围岩中，开放体系，碱质热液为幔源成因。由于碱质热液在沿区域性深大断裂、深层次伸展构造向上运移的距离长，演化时间长，因此K、Na完全分离，表现为各自的交代蚀变作用。研究表明，经碱交代作用，含铀副矿物在碱性热液中不稳定而大量减少甚至消失，铀被大量带出，进入热液体系，在成矿阶段伴随绿泥石化、赤铁矿化、碳酸盐化，大部分以裂隙充填物的形式沉淀。

在粤北石土岭铀矿成因被认为是沿深层次伸展构造上升的地幔流体的交代作用形成[10]，其依据为：①碱交代的形成时间与粤北、诸广岩体内的基性岩脉形成时间（约140 Ma[11]）一致；②呈带状分布的碱交代作用可能与基性岩脉侵入有关；③南岭地区铀矿年龄为（140～47）Ma，正处于该区地壳伸展期，地幔流体沿板块俯冲造成的深层次构造进入地壳并与地壳岩石发生碱交代作用；④碱交代作用通常具有面状展布特征，然而岩浆后期残余热液的渗透能力较弱，不能形成面状碱交代，相反，地幔流体具有超强渗透能力而形成面状碱交代；⑤石土岭矿床形成时期正值粤北地区伸展构造发育期，为地幔流体的流动提供了通道，因而可产生广泛的碱交代作用。

2.4 中基性、酸性岩脉与铀成矿关系

中基性岩脉所反映的是该区的岩浆等热液活动，其形成时间要晚于花岗岩，但与早期铀矿化年龄相近，在花岗岩体固结以后，由于引张应力条件下侵入，是在太平洋板块俯冲引起的地壳伸展、岩石圈减薄的构造背景下形成的。中基性脉岩及酸性脉岩的侵入，反映了岩体浅部与深部岩浆室甚至上地幔的联系，为深部或上地幔热流体上升提供了条件。同时，它们所在的区域形成了地热高场，为深部热水循环系统创造了条件，为铀的活化迁移提供了有利环境[6]。如贵东地区[12]，下庄铀矿田基性岩脉大量发育，且与铀矿化关系密切。矿体往往赋存于中基性岩脉与断裂交汇、复合处，且成矿成岩年龄接近。其研究发现，基性岩脉能提供高热、高驱动能和S、C、Cl等还原剂等物源。林锦荣等[13]（2011）通过对赣南中新生代晚期岩脉进行SHRⅡMP U-Pb年龄测定，确定该区酸性岩脉的形成年龄为（94～99）Ma，并且结合该区基性岩脉年龄105Ma，认为该区晚期岩脉形成年龄为（94～105）Ma，与该区铀成矿年龄相一致。基性岩脉大量出露表明该区形成环境为大陆地壳拉张环境，造成地幔基性岩浆出露地表。范洪海[14]（2005）通过对相山地区研究发现该地区区域性拉张作用的主要表现为中基性脉岩的穿插及一系列北东向张性断陷盆地的形成。中基性岩浆的主要活动产物为中基性的潜石英二长斑岩脉及煌斑岩脉，其年龄与粤北地区以辉绿岩脉形成为标志的拉张作用开始的时间（140Ma±）基本一致，但和东南沿海地区以一系列碱性（A型）花岗岩以及双峰式火山岩形成为标志的拉张作用开始的时间（100Ma±）差异明显。表明它们都受控于晚中生代时期太平洋板块向亚洲大陆俯冲的动力学机制。