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诸广山复式岩体位于华南铀成矿省的桃山-诸广铀成矿带,是中国重要的花岗岩型铀矿矿集区之一。三九地区位于诸广中段,处于鹿井、城口铀矿田之间,该地区近十年来的找矿工作取得不少突破,其铀资源量已提升至矿田级别。前人已在三九矿田开展了大量工作,并取得了丰硕工作成果。然而,相比诸广岩体南部,三九矿田的富铀老地层、产铀花岗岩体、铀矿物和主要共伴生矿物、常见矿化指示标志、矿床形成时代、成矿流体性质等重要矿床学内容缺乏系统研究,制约了对区内花岗岩型铀矿床成矿地质特征的深入认识。
本文以湘东南诸广中段三九铀矿田部分铀矿床(点)为研究对象,在前人工作及研究基础上,对区内铀矿床(点)铀矿化特征进行了总结。采用SEM、EMPA、LA-ICP-MS、HelixSFT等多种高精度观察和/或分析技术,开展了多种岩矿的主微量元素和同位素地球化学、矿物学、原位微区定年、流体包裹体显微观测等研究。对铀源地层和花岗岩体、主要铀矿物和共伴生矿物、成矿年龄、成矿流体等内容开展了研究和探讨,涉及岩石矿物主微量元素地球化学组成、成矿期次、成矿流体性质和演化,并尝试完善花岗岩型铀矿床成矿模式,探讨了研究区铀资源勘查的发展方向。本文取得的主要新认识如下:
(1)三九铀矿田区域上具有优越的构造-岩浆-热液活动等有利的成矿地质条件,区内具有良好的铀多金属矿成矿和找矿潜力。区内热液铀矿床在横向上主要定位于NE向、(近)SN向、NW向等次级断裂等构造,纵向控矿标高大致定位于-330~1160m,区内成矿深度和剥蚀深度相对较浅,深部仍有较大找矿潜力。铀矿体常以脉状、网脉状、透镜状产出,矿石主要为硅质脉型、蚀变碎裂岩型、构造角砾岩型三类,矿石矿物以沥青铀矿为主,地表及浅部广泛发育多种次生铀矿物。岩体与地层接触带、岩体与岩体接触面、岩体内部导控矿构造等各种地质体界面,热液蚀变叠加区、物化探异常叠合区等是重要成矿和找矿部位;
(2)区内花岗岩型铀矿床的矿源主要为富铀的震旦-寒武系地层和燕山早期花岗岩体。区内成矿流体为多期次壳幔流体混合成因,经历了长期的深部热循环、壳源流体再混合,整体具有低盐度、低幔源组分特征。成矿流体主要在180~220℃的温度区间、0.86~0.94g/cm3的密度区间、16~20MPa的压力区间等条件下成矿。至成矿期后期,成矿流体的幔源组分逐渐降低,转化为壳源流体占主导地位的混合流体。成矿流体还原性整体较为稳定,有利于矿质的长期迁移、卸载、富集和矿体的稳定保存;
(3)三江口岩体等主要产铀花岗岩体属高分异S型花岗岩,与华南众多产铀岩体具有相同或相似的地物化特征,如矿物学特征、岩浆结晶温度、氧逸度等。华南花岗质岩体的产铀性与其侵位深度、剥蚀深度、成矿温度无关,而主要决定于岩体成岩特征;
(4)区内与铀矿化关系密切或能有效指示铀矿化的常见矿物包括:高REE含量的暗红色或杂色微晶质石英、较高Fe含量的蠕绿泥石、较高REE含量且较亏S的胶状黄铁矿、高Fe3+/Fe2+比值且较富LREE的赤铁矿、胶状他形和/或细粒自形黄铁矿与他形赤铁矿的矿物组合、LREE含量偏低的紫黑色萤石等;
(5)区内主要矿石矿物为鲕粒状、不规则细脉状产出的沥青铀矿。EMPA与LA-ICP-MS原位微区定年显示,区内矿床可能始于~140Ma形成,并存在15~25Ma、35~45Ma、55~65Ma、95~105Ma等4个主要成矿期次,其中55~65Ma、95~105Ma的成矿期对应了华南中新生代伸展构造背景下的成矿高峰期,35~45Ma、15~25Ma的成矿期对应了后期的改造成矿;
(6)岩石矿物的地球化学研究显示,区内花岗岩型铀矿床成矿过程复杂。以三九铀矿田为例,本文认为华南花岗岩型铀成矿作用具有多期次成矿改造特征。
本文以湘东南诸广中段三九铀矿田部分铀矿床(点)为研究对象,在前人工作及研究基础上,对区内铀矿床(点)铀矿化特征进行了总结。采用SEM、EMPA、LA-ICP-MS、HelixSFT等多种高精度观察和/或分析技术,开展了多种岩矿的主微量元素和同位素地球化学、矿物学、原位微区定年、流体包裹体显微观测等研究。对铀源地层和花岗岩体、主要铀矿物和共伴生矿物、成矿年龄、成矿流体等内容开展了研究和探讨,涉及岩石矿物主微量元素地球化学组成、成矿期次、成矿流体性质和演化,并尝试完善花岗岩型铀矿床成矿模式,探讨了研究区铀资源勘查的发展方向。本文取得的主要新认识如下:
(1)三九铀矿田区域上具有优越的构造-岩浆-热液活动等有利的成矿地质条件,区内具有良好的铀多金属矿成矿和找矿潜力。区内热液铀矿床在横向上主要定位于NE向、(近)SN向、NW向等次级断裂等构造,纵向控矿标高大致定位于-330~1160m,区内成矿深度和剥蚀深度相对较浅,深部仍有较大找矿潜力。铀矿体常以脉状、网脉状、透镜状产出,矿石主要为硅质脉型、蚀变碎裂岩型、构造角砾岩型三类,矿石矿物以沥青铀矿为主,地表及浅部广泛发育多种次生铀矿物。岩体与地层接触带、岩体与岩体接触面、岩体内部导控矿构造等各种地质体界面,热液蚀变叠加区、物化探异常叠合区等是重要成矿和找矿部位;
(2)区内花岗岩型铀矿床的矿源主要为富铀的震旦-寒武系地层和燕山早期花岗岩体。区内成矿流体为多期次壳幔流体混合成因,经历了长期的深部热循环、壳源流体再混合,整体具有低盐度、低幔源组分特征。成矿流体主要在180~220℃的温度区间、0.86~0.94g/cm3的密度区间、16~20MPa的压力区间等条件下成矿。至成矿期后期,成矿流体的幔源组分逐渐降低,转化为壳源流体占主导地位的混合流体。成矿流体还原性整体较为稳定,有利于矿质的长期迁移、卸载、富集和矿体的稳定保存;
(3)三江口岩体等主要产铀花岗岩体属高分异S型花岗岩,与华南众多产铀岩体具有相同或相似的地物化特征,如矿物学特征、岩浆结晶温度、氧逸度等。华南花岗质岩体的产铀性与其侵位深度、剥蚀深度、成矿温度无关,而主要决定于岩体成岩特征;
(4)区内与铀矿化关系密切或能有效指示铀矿化的常见矿物包括:高REE含量的暗红色或杂色微晶质石英、较高Fe含量的蠕绿泥石、较高REE含量且较亏S的胶状黄铁矿、高Fe3+/Fe2+比值且较富LREE的赤铁矿、胶状他形和/或细粒自形黄铁矿与他形赤铁矿的矿物组合、LREE含量偏低的紫黑色萤石等;
(5)区内主要矿石矿物为鲕粒状、不规则细脉状产出的沥青铀矿。EMPA与LA-ICP-MS原位微区定年显示,区内矿床可能始于~140Ma形成,并存在15~25Ma、35~45Ma、55~65Ma、95~105Ma等4个主要成矿期次,其中55~65Ma、95~105Ma的成矿期对应了华南中新生代伸展构造背景下的成矿高峰期,35~45Ma、15~25Ma的成矿期对应了后期的改造成矿;
(6)岩石矿物的地球化学研究显示,区内花岗岩型铀矿床成矿过程复杂。以三九铀矿田为例,本文认为华南花岗岩型铀成矿作用具有多期次成矿改造特征。