花岗岩型铀矿成矿机制探讨范文

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摘要：文章通过对成矿控矿构造、物质来源、时空关系等因素进行综合分析，认为华南花岗岩型铀矿是属氧化还原和电化学吸附沉淀作用富集成矿。形成过程是由上地幔基性辉绿岩隆起，同时携带还原物质上升，经不同时期断裂运动叠加，形成还原物质上升与大气降水渗透交替的通道，构成沿断裂分布的地球化学柱，当花岗岩被剥露，大气降水携带花岗岩中的部分铀，进入地球化学柱开始成矿。

关键词：花岗岩型铀矿；成矿机制；广东

华南花岗岩型铀矿是我国重要的花岗岩型铀矿产区，从20世纪50年代开始一直有学者对其矿床成因、控矿构造、成矿规律等进行研究，比如王传文（1983）、杜乐天（1982，1983，2001）、李子颖（2004）、余达淦（2001）、邓平（2003）、张展适（2005）、黄国龙（2006）、胡国成（2011）等学者先后发表了一批论著[1-9]。关于区内花岗岩型铀矿的成因依然存在很大争议，本文在综合研究整理大量资料的基础上，对华南花岗岩型铀矿提出了如下认识。

1.控矿成矿构造最早研究

花岗岩成矿构造的是核工业中南309大队，其通过百顺矿床的研究，认为成矿构造有三期活动，即成矿前期、成矿期和成矿后期，热液活动有八个阶段，简称为成矿的三期八阶段，通过大量研究表明，三期断裂活动在成矿部位具有普遍性，通过充填物的热力学研究，我们发现成矿前期断裂往往充填中粗晶热液石英，显示出其形成时处于深部封闭的热力学环境；其次成矿期往往含矿微晶玉髓状石英，其生成的环境为低温半封闭的热力学环境；而成矿后期断裂往往没有胶结物充填的破碎带，部分热液石英呈束状产生，显示其处于热力学开放状态。而成矿期断裂活动强度的呈强至弱的趋势，且是连续动态发展的。从大量的资料研究表明成矿前期断裂规模巨大，次级断裂的发育往往沿主断裂走向和不同期次岩体侵入接触面、岩墙、岩脉等发生变异，硅质体充填膨胀收缩或交叉复合状态。成矿期断裂继承早期断裂但力偶作用方向发生了转换、早期断裂的压扭地段转变成矿的张扭段，这就是成矿空间。铀成矿构造运动是一个复杂连续的的地质构造运动过程，三期断裂不同热力学环境下生成的充填产物出现于同一矿床内，说明早期断裂形成后地块处于不断隆起抬升剥蚀中，有形迹的隆起抬升可以追溯到辉绿岩墙岩脉形成时期，辉绿岩是上地幔的物质，岩浆侵入成岩结束之后，一些地块又发生隆起运动，上地幔的基性物质沿隆起的张裂部位上升充填形成辉绿岩。华南粤北地区已查明的两个主要产铀岩体包括贵东岩体和诸广岩体，其中贵东岩体的下庄矿田发现的辉绿岩主要呈北西展布，基本控制了下庄矿田，其次是东西向展布。诸广南部岩体中辉绿岩带主要呈东西展布控制了所有矿田，其次是北西向。岩体展布方向和产出部位与铀矿田的分布和矿床富集成矿起着极为重要作用，远离辉绿岩即没矿床分布。其作用主要有三：①地块隆起抬升，构造发育岩石发生破碎，易于风化剥蚀，有利于铀的活化迁移。②辉绿岩携带大量的热液，提供反应的热能。③辉绿岩本身富含还原物质利于铀还原沉淀成矿。这应该是铀矿床成矿的重要因素。

2.成矿铀源

铀成矿的铀源有深源说，但倾向的是深源、浅源双源成矿说。从地球化学角度分析，铀、钍元素在地球化学分类中，属于同组亲氧元素，在常温和高温条件下两元素亲氧性能也基本一致，只是铀的亲氧活性略大于钍。这一地球化学特征在研究花岗岩成岩元素分异垂直分带中得到证实。同样在花岗岩体中的高温汽成放射性矿石中铀钍也不分离，铀含量约为12%～16%，钍为20%～26%，U/Th比值在0.6左右，表明在还原高温条件下岩体铀钍不可能分离，然而据资料显示广东所有花岗岩型铀矿床都是单铀型矿床，未发现有伴生矿产，证明成矿矿源不是来自深部。众所周知，铀钍在表生环境下极易发生分离。分离作用来源于大气降水，根据实际观测大气降水中铀含量一般在10-8g/L以下，通过花岗岩风化壳渗滤的大气降水，水性质转变为HCO3型，铀含量高达n×10-5g/L～n×10-4g/L，最高达10-3g/L，而且水中铀含量与HCO3含量呈正相关，这样花岗岩风化壳中的一部分铀转入水中进入成矿，一部分残留铀和钍随沙土一同迁移，这应该是花岗岩型铀矿为单铀矿床的根本原因。

3.广东花岗岩型铀矿成矿时空

3.1成矿时间广东花岗岩型铀矿成矿年龄，根据沥青铀矿年龄，测定分布在104Ma～28Ma区间，我们发现同一矿床不同空间的沥青铀矿年龄相差甚大，从矿体U238与Ra226放射性平衡系数统计，显示矿床中富矿体平衡系数不同程度偏铀，说明富矿体中一部分铀的富集沉淀时间尚未超过50Ma（平衡系数达0.98）。由此，总体看铀成矿是一个连续过程，尤其是矿床中富矿体的铀镭平衡系数显示偏铀，说明矿床自成矿开始，成矿作用一直在缓慢地进行中。之所以同一矿田不同矿床成矿年龄差异和同一矿床上部和下部出现大的年龄差异，可能与不同花岗岩被剥露的时间差异、地球化学氧化还原矿界面迁移变化有关。

3.2成矿空间从垂直分带综合表中，我们可发现矿床分布在过渡至还原带中的概率占84%，富铀钍带占16%，顶部带的概率为0，说明岩体成岩不同分异带形成后，不同地块受过不同陷落与隆起剥蚀。矿床主要分布在受过中深剥蚀的过渡层和还原层出露的地区，表明成岩时形成的过渡层和还原层，对铀成矿有很强的控制作用。从近年来勘查表明，所有矿床都直接受断裂构造地球化学界面控制。由此表明成岩时形成的地球化学界面，对后期断裂构造地球化学界的形成有一定的影响和控制作用。综合上述观点认识，可以得出广东花岗岩型铀矿床其成因都属氧化还原和电化学吸附沉淀作用富集成矿，其成矿过程大体是：印支—燕山期不同期次富铀花岗岩成岩结束之后，岩浆活动区仍处于抬升剥蚀中，而区域构造和热液等活动为铀矿的富集迁移提供了必要条件。还原汽液沿着构造裂隙通道往上迁移，同时大气富氧水沿通道下渗，在通道内交替反应，形成一个氧化还原构造地球化学柱，上升热液中的一些硅铝等物质同时在化学柱中析出沉淀。这个地球化学柱形成的深度与开放规模成反比，根据已揭露的隐伏矿床其结构由上至下。当花岗岩被剥露即铀成矿开始，大气降水溶解携带花岗岩风化壳中被活化的铀进入地球化学柱，开始缓慢的成矿过程，随着花岗岩不断隆起风化剥蚀，成矿活动就不断进行。成矿年龄在同一矿床中存在差异，就是成矿不间断和剥蚀的先后或反复有关。

参考文献：

［1］杜乐天.花岗岩型铀矿文集[M].原子能出版社，1982.

［2］杜乐天，王玉明.华南花岗岩型、火山岩型、碳硅泥岩型、砂岩型铀矿成矿机理的统一性[J].铀矿地质，1984（3）：3-12.

［3］杜乐天.中国热液铀矿基本成矿规律和一般热液成矿学[M].原子能出版社，2001.

［4］王传文.花岗岩型和火山岩型铀矿化的成因[J].矿床地质，1983（2）：61-69.

［5］李子颖，黄志章，李秀珍，等.华南铀矿成矿区域特征标志[J].世界核地质科学，2004，21（1）：1-4.

［6］余达淦.华南中生代花岗岩型、火山岩型、外接触带型铀矿找矿思路（Ⅰ）[J].铀矿地质，2001，17（5）：257-265.

［7］黄国龙，吴烈勤，邓平，等.粤北花岗岩型铀矿找矿潜力及找矿方向[J].铀矿地质，2006，22（5）：267-275.

［8］胡国成.华南花岗岩型铀矿成因探究[J].中山大学研究生学刊（自然科学.医学版），2011（2）：9-16.

［9］张展适，华仁民，邓平，等.诸广—下庄铀矿集区成矿过程中水-岩作用的地质地球化学特征[J].地球化学，2005，34（5）：483-494.

作者：韦文定 单位：广东核工业地质局二九一大队