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桂北376铀矿床地质地球化学特征及其意义

祁家明  
【摘要】:376铀矿床位于华南最老产铀花岗岩体——摩天岭岩体中,其深部及外围找矿前景广阔。在广西地质矿产勘探开发局项目的支持下,本论文对376矿床进行了研究。本论文在通过对该区域大量的野外地质调查工作的基础之上,系统采集矿床样品,详细研究了376矿床的常量元素、微量元素和稀土元素地球化学特征及其与成矿流体来源的内在联系,得出了以下几点成果认识: (1)376矿床形成于花岗岩体与四堡群九小组的接触带上,矿区内断裂发育,近EW、近SN向断裂规模较大,控制铀矿化的分布;NE和NW向断裂规模较小,为储矿构造。矿床周围脉岩较为发育。矿区围岩蚀变主要有硅化、碱交代化、云英岩化、黄铁矿化等。并且矿、岩时差巨大。 (2)通过对376矿床所采样品常量元素的比较,矿石的常量元素发生了较大的变化,与围岩相比,表现为矿石中SiO2、Al2O3、Na2O+K2O等的含量急剧较少,而Fe2O3、MgO、MnO、FeO等的含量较之围岩又急剧增加;在一些投图中,矿石与围岩完全可以划分为不同的两个类别。这些现象都说明在成矿的过程中,成矿流体改变了矿床附近原有花岗岩围岩的成分。 (3)从376矿床的微量元素研究来看,石英脉体的微量元素与铀矿石非常相似,应为此次流体作用促使了376矿床的形成。矿石中与U密切相关的元素有Sc、Y、Zr、Nb、Hf、Ta、Pb、Th等高场强元素;围岩中元素组合无规律,且相关性不高。从矿石与围岩各自元素的R型聚类分析发现,成矿物质并不全来自于围岩,而是有部分深部来源。 (4)376铀矿床的δ13CPDB介于-8.84‰~-8.42‰之间;δ18OSMOW介于10.45‰~13.31‰之间。碳、氧同位素数据投图显示成矿流体位于深部流体与大气降水之间,并且较靠近深部流体区域,说明了376矿床成矿流体的来源的多源性。 (5)从稀有气体同位素的数据可以看出,成矿流体主要是来自于地壳,由于放射性U、Th会对来自于地幔的3He产生一定的影响,所以原始流体的3He/4He应该比实验值大一些,因此该数据有向地幔有逐渐演化的趋势,但所占比例很小,主要还是以地壳流体为主。 (6)通过对该矿床稀土元素的研究发现,矿石中的稀土元素与围岩有很大差异,且矿石中的稀土元素与U的相关性很好,从稀土元素的地球化学性质与铀矿化的关系分析,可能是如下原因:该矿床地区碱交代较为发育,形成碱交代的热液在流动的过程中会与围岩发生热液交代作用,稀土元素可以活化进入到热液里,不断的使稀土元素富集,并且在碱性条件下稀土很容易与F-、CO32-等形成络合物进行迁移;而矿床的矿脉多与萤石共生,这就很好的解释了为什么U元素与稀土元素会有这么好的相关性,同时也侧面说明稀土元素的来源与铀相同。而矿石与围岩的稀土元素参数比值有很大差异,这也证实了成矿物质并不全来自于围岩,而是有一部分来自于地壳深部。 综合以上几点,376矿床的成因推断如下:来自深部的热液在高温高压下沿断层或裂隙运移,同时也夹带部分成矿物质,该流体经过围岩时使得岩体中U及其它伴生元素释放出来,而376矿床正好处于岩体的边缘接触带上,正是地质应力释放的区域,使得该区断裂发育,为该期含矿流体提供了很好的迁移通道及容矿空间,从而在该地区逐渐形成矿床。况且从野外地质现象来说,该区云英岩化和碱交代作用比较强烈,矿化和绿泥石化密切相关,也是这一期热液成矿作用的证据。在矿床形成之后,由于长时间的一系列地质作用,该地区抬升及剥蚀,大气降水作用对376矿床又造成了一定的影响。


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