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诸广南长江地区花岗岩型铀矿成矿流体作用研究

赵宇霆  
【摘要】:花岗岩型铀矿铀矿我国铀矿床主要的工业类型,诸广山铀矿田则是我国华南花岗岩型矿床的重要矿田之一。长江地区作为诸广山矿田的重要组成部分,以往大量研究只针对于单个矿床,对区域中各个矿床的研究和对比存在不足。成矿流体研究一直是热液型矿床研究的核心问题之一,对诸广南长江地区热液型铀矿床开展系统性的成矿流体作用研究,可以完善和补充该地区铀矿床的成矿机制问题。长江地区的主要铀矿床分布在主断裂棉花坑断裂、里周断裂、黄溪水断裂、油洞断裂挟持位置的近南北向构造中,矿体产状相对稳定铀矿石类型多样,矿化延伸性好,在长江1号深钻的深部发现的厚大工业矿体,这证明区域上深部有较大的找矿空间。长江地区铀矿化矿物主要为沥青铀矿、伴生金属矿物有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等,脉石矿物主要有石英、萤石、伊利石、方解石等。根据各个铀矿床的实际矿化情况,铀矿化可以划分为三期三阶段,即成矿前期、成矿期和成矿后期,其中成矿期可分为三个阶段:成矿早阶段、主成矿阶段和成矿晚阶段。其中成矿早阶段以红色微晶石英为特征,主成矿阶段主要为白色微晶石英或无色石英脉和紫色萤石,而成矿晚阶段则伴随浅色萤石、方解石和梳状石英的发育。成矿流体的组成和性质方面,棉花坑矿床的成矿流体由主成矿阶段的低盐度(6.15wt%Na Cleqv)、中高温(308℃)的Na Cl-KCl-Ca SO_4-H_2O体系逐渐演化为成矿后期低盐度(3.00wt%Na Cleqv)低温(147℃)的简单Na Cl-Ca SO_4-H_2O体系。长排地区铀矿床(长江1号矿体)成矿流体在成矿早阶段为低盐度(10.77wt%Na Cleqv)、中高密度、中高温(291℃)的高硫的Na Cl(F)-KCl(F)-Ca SO_4-H_2O的体系,而在成矿后期转化为低温(152℃)、低盐度(3.9wt%Na Cleqv)、高密度的低硫的Na Cl(F)-KCl(F)-Ca SO_4-H_2O体系。成矿流体为相对富含Ca~(2+)的流体,且在成矿期萤石中包裹体气相成分主要为氢气,表明流体具还原性。书楼丘矿床的成矿流体由成矿期低盐度(5.4wt%Na Cleqv)、中高温(284℃)、中密度的流体转化为后期低温(189℃)、低盐度(4.9wt%Na Cleqv)、高密度的流体。水石矿床成矿后期的流体具有低盐度(3.87wt%Na Cleqv)、中高密度、低温(157℃)的特征。蚀变岩石地球化学研究表明,铀成矿流体为富碱土元素(Ca),大离子的过渡元素(Co、Cr、Mo)且成矿流体富集重稀土、富含成矿元素(U)以及F等挥发分,且成矿流体属还原性流体。成矿流体来源方面,成矿流体具有岩浆热液和深源地幔流体的特征,是岩浆热液作用于深部循环的地下水沿构造上涌与产铀岩体作用萃取成矿物质,并在运移和成矿过程中混入了大气降水,在成矿晚阶段和成矿后期大气降水的比例逐渐增大,并在后期作用于岩体形成较为广泛的伊利石蚀变。成矿流体的演化方面,从成矿前期到成矿期再到成矿后期,成矿流体由含幔源组分的碱性、还原性高温高压高硫流体逐渐经历降温减压和流体混合作用,演化成为具大气降水特征的氧化性、酸性流体。长江地区铀成矿是中生代大陆热点作用下,来自深部地壳和地幔的流体沿着区域深大断裂不断与富铀岩体作用富集了U元素并在浅部与大气降水混合后逐渐将铀矿卸载。长江1号的深部铀矿化表明了该地区向深部具有较好的成矿潜力。


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