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江西峡江铀矿区金滩花岗岩年代学、地球化学及岩石成因

李吉人  
【摘要】:峡江铀矿区是我国华南的一处花岗岩型铀矿产区,位于江西省中部峡江县城西面约10km处,其中铀矿化主要发生在金滩复式花岗岩体的东部。金滩岩体是一个多期次侵入的花岗岩体,野外调查表明岩体主要由斑状黑云母二长花岗岩和中粒二云母花岗岩组成。大部分铀矿体主要呈脉状和透镜状沿着断裂产出在其中的二云母花岗岩体中。 二云母花岗岩的锆石LA-ICPMS U-Pb同位素定年结果表明其为印支期花岗岩,形成时代约为239±1 Ma。地球化学分析结果表明,二云母花岗岩具有较高的Si02含量(74.09%~74.53%)和A1203含量(13.54~14.27%)。TiO2、CaO和MgO含量都很低。铝饱和指数A/CNK变化在1.20~1.46,属于强过铝花岗岩。二云母花岗岩富集Rb、Th, U,亏损Ba、Sr、Eu、Ti等元素。同时稀土元素含量较低,显示出轻稀土轻微富集和具有明显的Eu负异常的特点。 斑状黑云母二长花岗岩的锆石LA-ICPMS U-Pb同位素定年结果确定其形成时代为226±2Ma,同为印支期花岗岩,但形成时代要明显晚于二云母花岗岩。斑状黑云母二长花岗岩的地球化学特征不同于二云母花岗岩。斑状黑云母二长花岗岩具有比二云母花岗岩更低的SiO2含量(69.14~73.77%)和明显更高的TiO2、CaO和MgO含量。铝饱和指数A/CNK值变化为1.05~1.13,属于弱过铝到强过铝花岗岩。同时,斑状黑云母二长花岗岩要比二云母花岗岩更为富集高场强元素和稀土元素,具有明显更低的Rb/Sr比值和更小的Eu负异常。 同位素组成上,两者都具有较低的εd(t)值。但二云母花岗岩的εNd(t)值略高,为-9.0~-8.8。斑状黑云母二长花岗岩的εNd(t)值为-9.8~-9.4。两花岗岩都具有古元古代的两阶段模式年龄(二云母花岗岩:1.73~1.75Ga;斑状黑云母二长花岗岩:1.77~1.80Ga)。二云母花岗岩中锆石的εHf(t)值变化为-7.8~-4.8(平均-6.0),两阶段模式年龄变化为1.57~1.76Ga。斑状黑云母二长花岗岩具有稍微更低的锆石εHf(t),为-8.3~-4.8(平均-6.6),两阶段模式年龄为1.56-1.78Ga。 地球化学和同位素特征表明这两个印支期花岗岩都为S型花岗岩,但地化特征和同位素组成的差异反映了它们具有不同的地壳沉积物源区。根据微量元素源区判别图表明,二云母花岗岩主要由富粘土的泥质沉积物源区部分熔融形成,而斑状黑云母二长花岗岩则主要由贫粘土的碎屑沉积物源区部分熔融形成。结合印支构造运动对华南地区的影响以及构造判别分析,二云母花岗岩可能形成于印支运动同碰撞期增厚地壳的脱水熔融,而斑状黑云母二长花岗岩则形成于后碰撞伸展阶段的减压熔融。这两期岩浆作用正好可以指示印支运动从同碰撞到后碰撞的转换,至少从226Ma开始,华南地区进入后碰撞伸展阶段。 二云母花岗岩具有比斑状黑云母二长花岗岩更高的U含量,铀矿体也主要赋存在二云母花岗岩中。同时,二云母花岗岩具有比斑状黑云母二长花岗岩明显更低的Th/U比值,因此我们推测二云母花岗岩是峡江铀矿区真正的产铀花岗岩。可能正是泥质源区初始富集U,从而导致了二云母花岗岩较高的U含量。因此,这次研究也表明源区是控制华南产铀花岗岩形成的一个重要因素。结合对华南其他产铀花岗岩的对比研究表明,华南印支期产铀花岗岩的形成主要与印支运动同碰撞环境下富粘土的泥质沉积地层源区的部分熔融有关。


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