青海果可山地区钾长花岗岩地球化学特征及铀成矿条件*

白 强 王利文

(青海省核工业地质局)



青海果可山地区钾长花岗岩地球化学特征及铀成矿条件*

白 强 王利文

(青海省核工业地质局)

在系统研究果可山地区分布的钾长花岗岩地球化学特征的基础上，对区内铀成矿条件进行了分析，结果表明：①钾长花岗岩属高钾钙碱性系列岩石，A/CNK值均大于1.1，属典型的S型花岗岩；②稀土元素总量(不包括Y)平均1 047.30×10-6，总体显示含矿岩石稀土元素总量明显高于正常钾长花岗岩，轻重稀土元素总量比值为14.65～24.45，平均19.30，(La/Yb)N23.01～88.62，平均53.86，轻稀土元素富集明显，稀土元素配分曲线呈右倾型；③构造环境判别图解显示花岗岩形成的构造环境具有后造山花岗岩类特征，为造山带变形作用结束后形成的侵入岩；④钾长花岗岩地球化学特征与华南典型产铀岩体特征极为相似，成矿条件极为有利。

铀矿 钾长花岗岩 地球化学特征 成矿条件

果可山钾长花岗岩体位于青海省乌兰县北东部，出露面积约5.2 km2。区内侵入的围岩为下元古界金水口岩群黑云斜长片麻岩，接触带附近围岩均发生不同程度的接触变质作用。NW向断裂构造在区内较发育，是与区内铀矿化关系最密切的一套岩石[1-3]。经过2 a工作，发现果可山地区分布的钾长花岗岩具备产铀岩体的一般特征，但目前的工作侧重点为铀矿化的寻找，对岩石地球化学特征及其成因的研究较薄弱。为进一步指导区内铀矿找矿工作，本研究分别从主量元素、稀土元素2个方面对果可山钾长花岗岩体的地球化学特征进行分析，并对其铀成矿条件进行讨论。

1 岩石特征

果可山地区分布的钾长花岗岩(T ξγ)表面呈肉红色，不等粒花岗结构、碎裂结构，块状构造，受区内强烈的变形变质作用，岩石遭受不同程度的糜棱岩化，主要矿物成分为钾长石(47%)、石英(30%)、斜长石(15%)、榍石少量，裂隙充填物主要有绿泥石(4%)、绢云母(3%)。钾长石呈浅肉红色，板粒状，少数呈板状，发育格状双晶和条纹构造，为微斜条纹长石，受动力变质作用发育波状消光变形结构，伴有碎粒化，沿显微裂隙纹充填有绢云母集合体，多数晶体保留半自形粒状晶及他形粒状晶的岩浆结晶形态；石英呈他形粒状，粒径0.18～2.80 mm；斜长石呈半自形粒状结构，具强绢云母化蚀变，伴有压碎裂纹。伽马能谱测量w(U)一般(3.7～10.0)×10-6，平均5.4×10-6；w(Th)一般(16.0～36.6)×10-6，平均25.3×10-6。

2 岩石地球化学特征

在果可山地区分布的钾长花岗岩中分别采集了5件硅酸盐样品(编号分别为GSY01、GSY02、GSY03、GSY04、GSY05)及5件稀土样品(编号分别为XT01、XT02、XT03、XT04、XT05)，用以研究钾长花岗岩地球化学特征及构造环境，样品分析结果见表1。

表1 钾长花岗岩分析结果及相关参数

由表1可知：SiO2含量高，为72.67%～75.45% (平均73.77%)，K2O+Na2O含量5.46%～9.16%(平均7.76%)，K含量大于Na，w(K2O)/w(Na2O)大于1.0(为1.20～1.75，平均1.50)，在w(SiO2)-w(K2O)图上，数据点位于高钾钙碱性系列范围内；里特曼指数均小于3.3，为钙碱性系列岩石，相似于华南地区的S型花岗岩(陆壳沉积物熔融形成)；铝饱和指数(A/CNK)高，样品的A/CNK值都大于1.1(为1.31～1.92，平均1.47)，属过铝质花岗岩范畴；花岗岩构造环境w(Al2O3)-w(SiO2)判别图解(图1)显示，钾长花岗岩为后造山花岗岩类。总体而言，钾长花岗岩具有相对高硅、高铝、高钾的岩石化学特征，为造山带变形作用结束后形成的侵入岩。

图1 w(Al2O3)-w(SiO2)花岗岩构造环境判别图

由图1可知：钾长花岗岩稀土总量(不包括Y)为(174.35～3 571.06)×10-6，平均1 047.30×10-6，总体显示含矿岩石稀土总量明显高于正常钾长花岗岩；轻重稀土总量比值为14.65～24.45，平均19.30，LaN/YbN为23.01～88.62，平均53.86，表明轻稀土富集明显，轻、重稀土之间的分馏相对明显，配分曲线呈右倾型(图2)；(La/Sm)N较高，平均7.37，反应轻稀土分馏相对明显；Eu亏损相对明显，δEu为0.21～1.29，平均0.36。

图2 REE球粒陨石标准化分配型式

3 铀成矿条件

3.1 铀源条件

(1)下元古界金水口岩群。区域大地构造位于欧龙布鲁克陆块、俄博山克拉通边缘盆地(在强烈褶皱、变质和花岗岩化作用下形成钾质花岗岩)。区内出露地层主要为下元古界金水口岩群(富浅色组分的陆源沉积浅变质岩)，原岩恢复结果显示基底岩石中的80%为陆源碎屑沉积岩，反应区内出露的金水口岩群地壳成熟度高。岩石放射性物性统计显示，金水口岩群w(U)平均5.3×10-6，为形成产铀花岗岩的良好源岩(w(U)(3～5)×10-6)。

(2)三叠纪钾长花岗岩。综合分析我国南方典型花岗岩铀成矿条件后认为，区内已发现的铀矿床与铀背景值较高的花岗岩体在空间上表现出相互对应性。对已知产铀花岗岩统计研究表明，酸性岩浆岩的铀背景值是衡量产铀岩体和非产铀岩体的重要指标，与铀矿有关的酸性岩浆岩的含铀量较同类岩石高，绝大多数产铀花岗岩w(U)大于9×10-6(我国华南燕山期产铀花岗岩w(U)一般为(10～30)×10-6，法国中央地块产铀二云母花岗岩w(U)一般为(10～20)×10-6。通常认为w(U)小于4×10-6的贫铀岩体一般无法产出铀矿床。岩体中w(Th)/w(U)值对于判别岩体是否产铀具有鉴别意义，据统计，w(Th)/w(U)值小于3的花岗岩体有利于铀成矿，反之则不利。2013年开展1∶1万地面伽马能谱测量工作前，对区内各类地质体的放射性物性参数进行了统计，结果表明：三叠纪钾长花岗岩w(U)一般为(3.7～10)×10-6，平均6.85×10-6；w(Th)一般为(16～36.6)×10-6，平均25.31×10-6；w(Th)/w(U)一般为1.6～2.7，小于3。据此可认为，果可山地区发育的三叠纪钾长花岗岩具有相对较高的铀背景值，w(Th)/w(U)值适中，对铀成矿较有利，钾长花岗岩为中等产铀岩体(w(U)(4～8)×10-6)。

3.2 岩石成因条件

大量分析表明，产铀花岗岩体通常具有酸度大、碱质高、钾大于钠、铝过饱和、暗色矿物少等特征。酸度大主要体现在SiO2含量较高，一般在70%以上，据杜乐天[4]对国内数十个岩体300多件岩石样品的分析统计，产铀花岗岩w(SiO2)一般为70%～76%；碱质高，即w(K2O+Na2O)一般为7.2%～9.2%，K含量大于Na，w(K2O)/w(Na2O)约5∶3，钾长石含量占长石总量的50%以上(Na含量大于K含量是产Nb、Ta花岗岩的特征，对铀成矿不利)；铝过饱和，即w(Al2O3)含量通常为13%～14%，A/CNK大于1(岩石中Ca含量较低)；暗色矿物少指Fe、Mg、Ti含量较低。对华南花岗岩体稀土元素地球化学特征的研究表明，产铀岩体的稀土分布型式多属轻稀土富集型，δEu值一般大于0.2。

与国内典型产铀岩体对比可知，果可山地区发育的三叠纪钾长花岗岩的地球化学特征与已知产铀花岗岩的地球化学特征较接近，表现出有利于铀成矿的岩石化学属性[5]。从我国产铀花岗岩的成因类型来看，主体都属于陆壳改造成因。通常的观点认为陆壳改造型花岗岩(S型)与铀成矿关系最密切，次为地壳同熔型花岗岩(I型)。产于果可山地区的钾长花岗岩均属高钾钙碱性系列岩石，A/CNK值均大于1.1，属典型的S型花岗岩。构造环境判别图解显示花岗岩形成的构造环境具有后造山花岗岩类特征，为造山带变形作用结束后形成的侵入岩。

3.3 构造、热液活动与蚀变条件

断裂构造能够为热液型铀成矿提供必要的空间条件，热液活动是成矿作用的基础，蚀变作用是热液活动在构造控制下热液与围岩相互作用的结果。构造、热液活动与蚀变作用往往互为关联，由热液活动导致形成的蚀变现象对热液活动范围、成矿作用类型具有重要的指示意义。果可山地区区域性NW向断裂构造横穿，该断裂在长度、宽度上均呈现一定的规模，构造性质表现出张性或张扭性特点，后期受到NNW向断裂构造错动，区内构造活动表现出多期性特点。断裂在多期构造应力的作用下，岩石较破碎，中心部位为角砾岩，两侧为碎裂岩和碎裂花岗岩。在岩浆结晶分异作用过程中，岩浆期后热液沿构造活动带迁移，各种来源的热水溶液(岩浆自变质热液、期后幔源上升热液，地下循环热水等)上升至浅部，并掺和了大量大气降水，在中—低温、中—浅成条件下，由于温度、压力降低，挥发分逃逸，围岩作用加强，随着K、Na、Si及挥发分的增高以及温度、压力的降低，导致挥发分逸散，铀的络合物被分解，发生铀的还原和沉淀，局部富集成矿。区内3条断裂构造多叠加发育硅化、褐铁矿化、高岭土化等蚀变。蚀变分带较明显，其中硅化为主要的近矿围岩蚀变，且硅化与铀成矿呈明显的正相关，硅化越强烈的部位铀矿化反应越明显。区内石英脉、方解石脉等较发育，岩石裂隙中黄铁矿细脉密集分布，反应区内强烈的热液活动较发育。可见，区内构造、热液、蚀变“三位一体”叠加部位为寻找铀矿的有利地段。

3.4 已知铀矿化

已知的铀矿体或矿化体及与之相伴生的蚀变现象是铀成矿作用存在与否的直接证据，也是铀矿的直接找矿标志。区内地表工作成果表明，该区存在2条铀钍混合矿化带，且通过探槽圈定了3条铀矿体，铀矿石主要为碎裂蚀变花岗岩型，硅化蚀变在铀矿体附近最为强烈，往外围逐渐减弱直至渐变为正常围岩。电子探针分析显示，铀矿石中除了次生铀矿物(钙铀云母)外，还存在原生铀矿物(沥青铀矿)，多以微粒状或不规则状以集合体或孤立的点状体分布于岩石内发育的构造裂隙中，或赋存于矿物颗粒间，多表现为沥青铀矿孤立存在，与其他矿物交代共存者较少。矿石地球化学研究显示，矿石铀含量与稀土含量表现出一定的正相关性，含矿岩石稀土总量明显高于非含矿岩石，其配分曲线与围岩花岗岩存在差异，且Eu亏损程度较围岩有明显的下降。可见，果可山地区发育的铀矿化并非表生作用形成的，应为侵入岩固结成岩后热液作用的产物。

4 结 语

结合青海果可山地区钾长花岗岩的相关分析结果，对该类岩石的地球化学特征进行了详细分析，并分别从铀源、岩石成因、构造、热液活动与蚀变等方面对区内铀成矿条件进行了深入探讨，对于区内进一步开展铀矿找矿勘探工作有一定的借鉴价值。

[1] 王毅智.区域地质调查说明书(1∶50 000)(茶汗河幅)[R] .西宁：青海省地质调查院，2001.

[2] 白 强.青海省乌兰县果可山地区铀矿普查报告[R].西宁：青海省核工业地质局，2014.

[3] 余达淦，吴仁贵，陈培荣.铀资源地质学[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2004.

[4] 杜乐天.花岗岩型铀矿文集[G].北京：原子能出版社，1982.

[5] 章邦桐，吴俊奇，丘志力，等.论热液蚀变与铀成矿富集作用的关系[J].地质论评，1990(5)：238-242.

Geochemical Characteristics and Uranium Metallogenic Conditions of the Moyite in Guokeshan Area in Qinghai Province

Bai Qiang Wang Liwen

(The Nuclear Industry Geological Bureau of Qinghai Province)

Based on analyzing the rock geochemical characteristics of the granite distributed in Guokeshan area in Qinghai province,the uranium metallogenic conditions of the area is also discussed.The results show that:①moyite in the area is belongs to the calcium alkali rock series with high potassium,the value of A/CNK is larger than 1,it also belongs to the typical S type granite;②the average value of rare earth elements (Y is not concluded) is 1 047.30×10-6，it overall show that the ore-bearing rare earth elements is higher than that of normal moyite significantly,the total ratio value of light and heavy rare earth elements is 14.65～24.45,the average value is 19.30,the value of (La/Yb)Nis 23.01～88.62,the average value is 53.86,the enrichment characteristics of light rare earth elements is significant,the rare earth elements partition type curve is appeared with the right type;③the tectonic environment discrimination diagram show that the tectonic environment of the formation of granite has the characteristics of after post orogenic granite,it is the one that is formed after the deformation process of orogenic belt;④the rock geochemical characteristics is consistent to the typical uranium-producing rock mass characteristics in the south of China,the uranium metallogenic conditions of the area is ideal.

Uranium deposit, Moyite, Geochemical characteristics, Metallogenic conditions

*青海省地质勘查基金项目(青国土资矿[2013]160号)。

2016-05-05)

白 强(1986—)，男，工程师，810016 青海省西宁市城北区生物园区经三路38号。