华南印支期花岗岩与铀矿床关系研究

2020-03-24傅宗瑚

甘肃科技 2020年23期

傅宗瑚

（福建省核工业二九五大队，福建龙岩 364200）

1 概述

华南自古以来是我国产铀发源地，分布着大量的花岗岩型铀矿床。前人对该区产铀花岗岩综合研究发现，华南地区花岗岩型铀矿床中，主要与铀矿床成矿过程中有直接关系的大部分是燕山期室产生的花岗岩，而印支期花岗岩与铀矿床成矿过程中关系并不密切。但是，近几年随着地质学者对印支期花岗岩更加深入的研究，从印支期花岗岩的岩浆热液活动、岩石地球化学特征等，发现印支期花岗岩对铀成矿具有重要作用。

2 区域地质概况

华南地区位于我国最南部，北与华中地区，华东地区相接，南临我国最大的南海。华南地区从古至今都是铀矿床的研究热区，数以百计的铀矿床和铀矿点分布在区域中（如图1 所示），综合前人研究可知，华南地区分布着大量的赋矿花岗岩，与华南地区花岗岩型铀矿床形成具有十分密切的关系[1]，赋矿花岗岩在铀矿床的形成过程中提供主要成矿物质和能量。

图1 华南印支期花岗岩分布及铀成矿带划分示意图（据张万良，2011）

2.1 区域地层

研究区分布广泛,中生代时期花岗岩为主，震旦系至第四系地层零星出露。由老到新分别为：震旦-奥陶系是一套砂泥岩夹含钙质碳酸岩石；中生代以海相碳酸盐建造为主，部分滨海相或陆相碎屑岩建造，以花岗岩和灰岩为主，砂岩次之，少量页岩夹煤层。新生代以一套陆相沉积为主；浅色、紫红色花岗质砾岩层次之及一套紫红色砂岩、粉砂岩，灰绿色粉砂岩等。

2.2 区域构造

区域岩浆活动广泛、构造十分发育，断裂构造尤其发育，具有多旋回特点。根据地质时代构造活动划分，可将区域划分为，元古代～古生代（前震旦纪构造层、震旦纪-早古生代构造层）、古生代～中生代（泥盆纪-早、中三叠世构造层、晚三叠世-白垩纪构造层）以及新生代构造层；多旋回的构造特点反映华南地区地质年代地壳演化趋向，同时反映了地质构造形成时所产生的动力学背景可能是与古太平洋板块向欧亚大陆俯冲有关[4，13]。如图2 所示。

图2 华南地区花岗岩形成环境分区图(裴荣富，1986)

3 花岗岩与热液铀矿的关系

研究发现，花岗岩在热液型铀矿床成矿过程中具有十分密切的关系，华南地区的产铀花岗岩主要由加里东期—燕山期花岗岩组成的复式岩体，总结前人对该区花岗岩年代学研究可知，华南地区与铀矿床有关的富矿岩体花岗岩锆石定年主要为中生代（侏罗纪～三叠纪）[2，7，12]；花岗岩型铀矿床主要分布在含铀花岗岩体内部，或产于与含铀花岗岩外接触带上。受断裂构造影响，矿体形态展布方式参差不齐，矿体形态多样，成群分布在研究区各个地方[10]；产铀花岗岩体一般具有富硅、贫钙、富钾贫钠等特征（高Al、富U、富Si、富K，低Ca 等），同时产铀花岗岩往往含有非常高的铀含量(＞10×10-6)，在矿床成矿过程中，为后期热液成矿提供大量的铀源[8]。

3.1 成矿物质来源

随着前人不断对华南印支期花岗岩的岩石地球化学和同位素地球化学的深入研究工作，总结前人研究成果，研究发现热液铀矿床在成矿过程中，同时具备有大量的铀源或铀源体存在；有导矿或储矿的构造存在；含有活化铀元素和转移铀元素的条件；适宜铀元素的地球化学环境等特征[6，14，15]。在印支期构造运动中，特定地壳层位的富铀花岗岩所处的温压条件恰好满足其部分熔融的条件，从而产生富铀的印支期花岗岩体。因此，印支期花岗岩为铀成矿提供了后期热液活动中成矿物质铀的来源。

3.2 成矿热液关系

前人研究表面，华南地区花岗岩型铀矿的成矿时间主要集中在新生代（（30Ma～90±10Ma）[5，9]。而华南地区的产铀花岗岩主要由加里东期—燕山期花岗岩组成的复式岩体，以加里东期、印支期、燕山期三个时期为典型代表，因此存在着巨大的矿岩时差。在热液流体中铀的运移形式主要是六价的铀酰离子及其络合物的形式存在，高氧逸度流体对富铀花岗岩中铀起到还原作用，是花岗岩型热液铀矿床形成的重要一点；高氧逸度流体主要为地表的氧化性水流体[3，11，16]。通过燕山期岩浆构造运动可知，华南地区在燕山期花岗岩浆作用叠加，从而促使印支期产铀花岗岩中的副矿物发生蚀变，有利于高氧逸度热液浸取这些蚀变矿物中的铀；综合前人研究成果可知，燕山期构造作用为来自地表的高氧逸度水体下渗循环提供了导矿和储矿构造，这种热液流体活化了印支期富铀花岗岩中的铀，使高氧逸度水成为含铀热液，然后在还原部位铀沉淀成矿，因此，华南印支期花岗岩巨大的矿岩时差显示，印支期花岗岩在铀矿床成矿过程中不具有明显的直接成矿作用，而是在矿床形成过程中起到了活化、富集U 元素的作用。