桂东北苗儿山中段豆乍山花岗岩年代学、地球化学特征及其铀矿化机制研究

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• 责任者：谢晓华
• 主题词：花岗岩 ; 锆石 ; 铀矿床 ; 地球化学特征
• 年：2008
• 作者单位：南京大学

摘要

对于中生代时期华南大陆构造框架、动力学性质和应力状况的认识，至今尚未建立起公认的模式。但地质学家们已经普遍注意到，中生代时期的华南先后经历了两大构造运动，即印支运动(早中生代)和燕山运动(晚中生代)。因此，中生代的地质问题本质上是两大构造运动的动力学及其物质表现形式问题。鉴于先前的研究多致力于对燕山期构造-岩浆运动的研究，而对华南印支期板内构造-岩浆演化及其成矿作用的研究相对薄弱，所以本文在对广西北部的豆乍山岩体和双滑江铀矿床进行岩石学、锆石年代学、元素地球化学和包裹体温度的研究基础上，结合前人的年代学、地球化学资料，来探讨华南印支期岩浆作用和板内造山作用的特征，以及双滑江铀矿床的铀矿化机制。SHRIMP锆石定年结果显示，豆乍山岩体(中细粒二云母花岗岩)的主体年龄为228±11Ma，属于印支晚期岩浆活动产物。结合苗儿山中部其他岩体最新的年代学资料，得出苗儿山中部的花岗岩以印支晚期(<230Ma)为主，是加里东期-印支期复式花岗岩体。豆乍山岩体主要由中细粒二云母花岗岩构成，为强过铝质花岗岩(A/CNK>1.1，CIPW标准矿物C含量多>1％)；主量元素以含低Fe2O3(0.37％)，MgO(0.25％)，TiO2(0.13％)和CaO(0.74％)以及高SiO2(75.41％)和P2O5(0.12％)为特征；微量元素表现为Rb(510.4×10-6)、Th(26.59×10-6)、U(16.24×10-6)和Ta(5.28×10-6)的富集，而Ba(114.4×10-6)和Sr(35.06×10-6)亏损显著；稀土总量为30.24×10-6～139.18×10-6，轻稀土轻微富集(LREE/HREE=4.0-6.4，(La/Yb)n=3.24～6.74)，Eu亏损明显(δEu=0.14～0.19)；具有高(87Sr/86Sr)低εNd(t)的同位素特征；根据对华南全境印支期构造演化特征和相关地球化学资料的全面分析，表明豆乍山花岗岩为壳源型的后碰撞花岗岩，是在印支运动晚期地壳伸展减薄的构造背景下，通过元古代的泥质变质岩的部分熔融的产物。双滑江矿床位于豆乍山花岗岩体东南部，矿体受NE、NNE向及其次级断裂带构造控制。围岩蚀变强烈，主要包括水云母化、绢云母化、硅化、绿泥石化、赤铁矿化、碳酸盐化、高岭土化和辉沸石化。铀矿石类型包括角砾糜棱岩型、赤铁矿硅化碎裂花岗岩型、辉沸石碎裂花岗岩型和构造泥型。铀矿物主要以硅钙铀矿和准钙铀云母等六价铀矿物为主。与豆乍山新鲜花岗岩相比，构造蚀变带的蚀变花岗岩(硅化、赤铁矿化蚀变为主)以高SiO2(81.60％)和高Fe2O3/FeO比值(5.37)、低MnO(0.02％)、CaO(0.15％)、Na2O(0.33％)和K2O(3.88％)为特征；微量元素上，富集Rb(468.8×10-6)，Th(20.98×10-6)，U(27.20×10-6)和Ta(2.45×10-6)，而Ba(108.1×10-6)和Sr(19.50×10-6)亏损显著；稀土总量(38.45×10-6～144.3×10-6，平均98.14×10-6)低于新鲜花岗岩，轻稀土富集(LREE/HREE=8.29～15.23，平均12.36)、Eu亏损明显(δEu=0.27～0.35，平均0.29)。根据矿床的矿物学、岩石地球化学和流体包裹体特征，结合前人同位素资料，认为该矿床的成矿物质主要来自豆乍山花岗岩，铀及其相关元素/比值的变化主要受蚀变作用和氧化-还原条件的制约，铀矿化富集作用主要与赤铁矿化蚀变作用有关。成矿热液以富F、CO2的低温热液为特征，成矿热液的平均温度在156℃～185℃之间，盐度在11％～12％NaCl之间，属于中低温热液型矿床。矿床中的硅钙铀矿和钙铀云母两种钠酰矿物，系内生成因，而非沥青铀矿等四价铀矿物的氧化产物(即次生成因)。矿床的成因：在构造断裂活化过程中，深部富CO2和碱质的热液向上运移，与构造蚀变形成的富HSiO43-、Na+、K+和Ca2+组分的地下热水混合。由于体系中氧逸度很高，铀酰络合物解体后析出的UO2OH+不能被还原，与Ca2+和HSiO43-结合成硅钙铀矿沉淀下来，随着辉沸石和硅钙铀矿的不断沉淀，热液逐渐趋向酸性，沉淀出钙铀云母。