中国东南部中生代含铀花岗岩成岩物质来源与铀成矿作用

岩石矿物及测试第卷诵妇曲仇恤几也八幼伍戈幼伍,!∀#∃%&∋%!%()∃%∗)+,)!())!−),quiekandsimPleinPerformanee.2.Thismethod15图ndueiveinsolvingsomeProblemsofProtoli恤restora-:ionwhieharediffieulttobesolvedwiththeortherPetroehemiealmethods.ForexamPle,宜ntheeaseofsometh主刀一beddedrocksthjsmethodmaybeusedforealeulatingthemineralco毗entsofeachlayerseParately,restoringtheprotoli伍5natureofeachlayeranddiscussing也eirformingenvironment·3.Tll.ePraeticeworkindiCated比atthismethod15notquitesueeessfulforrestorationoftheProtolithnatureofamPhibolitieroeks,butit15satisfae-toryforrestorationofothertyPeroeks.中国东南部中生代含铀花岗岩成岩物质来源与铀成矿作用成都地质学院金景福几年来野外实地调查和室内大量的实际资料表明,我国东南部中生代含铀花岗岩体大多数属原来大陆壳硅铝层浅海相陆源沉积岩和火山沉积岩,以及少量的花岗岩等物质在深部增温增压下经受重熔作用而产生的酸性岩浆侵人于距当时地表约为2一4公里深处,经过充分而完善的结晶分异作用和射气分异作用而导致的产物。为了进一步阐明和解释含铀花岗岩成岩物质来源与铀成矿作用之关系,作者在本文里试图首先对含铀花岗岩成岩物质来源进行探讨,在此基础上提出对铀成矿作用的不成熟看法。、时含袖花岗岩成岩物质来源的探讨(一)含铀花岗岩产出的岩石组合经过对实际资料的研究表明,我国东南部中生代含铀花岗岩大部分是由大陆壳硅铝层物质经受重熔一后来改造而形成的。其成分大多数属二长花岗岩和正常花岗岩,就其造岩矿物来说,石英、钾长石和斜长石等矿物含量约各占三分之一(图1)。此外,尚有少量的钾长石花岗岩和花岗正长岩,基本上第2期中国东南部中生代含铀花岗岩成岩物质来源与铀成矿作用都属碱性系列花岗岩。在空间上它很少或几乎不与其同源的火山岩共生或伴生,更没有发现含铀花岗岩体与中性一基性侵人体分布在一起。含铀花岗岩体无论在空间上还是在时间上都独自呈大型岩基状产出。l钾长石斜长石图1花岗岩石英一钾长石一斜长石图(三角图中心为含铀花岗岩)(二)含铀花岗岩类岩石化学成分从大量的岩石化学分析资料0可见,含铀花岗岩类岩石通常富硅、富碱、富铝,缺钙。其中.5102含量一般为70一76%,平均值为73%,大大地超过世界正常花岗岩平均值(63%);KZO+NaZO普遍较高,其含量通常为7.5一8%,其中KZO)NaZO;组20。含量亦较高,一般介于13一15%之间,似20」KZO+NaZO+债一CaO,即达铝过饱和。为了进一步弄清楚和解释花岗岩成岩物质来源,我们将已知的几个含铀花岗岩化学组分中的Al、K、Na、Ca等元素含量分别换算为原子数,并计算出Al/(K+Na+令Ca)〔3。的比值(表1)。从表l可见,Z含铀花岗岩体平均值为1.302;G含铀花岗岩体平均值为1.283;T含铀花岗岩体平均值为1.293。总的来看,上述的几个含铀花岗岩体的Al‘(K十Na+告一Ca)的平均值均大于大陆壳物质下限值1.2,而且它们的岩石化学成分稳定而又相近,这一点反映了它们成岩物质大部分来源于大陆壳硅铝层本身,并有少量上地慢物质参与。(三)含铀花岗岩中的黑云母组分通过对几个含铀花岗岩体中的黑云母单矿物化学分析。我们发现,含铀花岗岩中的一丑王7含铀花岗岩AI/(K十Na十粤c。)参数乙AI‘+N·+合C·26528027880969415l99”h八卜,”OU,11,月,.120l061。387l一2121。2931。302l。300l。2801。270l。283l。3051。270l。2871。2931。290只†亡n勺‘”了q‘n‘目.孟-t们匕nonl”dRn,.on七六曰nU.卫,上,工,r‘.‘人卜fRO”内bJ口6aq‘,†八‘rT岩体中粗粒黑云母花岗岩岩体粗粒斑状黑云母花岗岩岩体中粒二云母花岗岩平均值岩体巨斑状黑云母花岗岩岩体中细粒白云母花岗岩岩体中细粒黑云母花岗岩平均值岩体中粒斑状黑云母花阅岩岩体黑云母二长花岗岩岩体黑云母花岗岩平均值总平均值27827728397989814l7l2黑云母普遍贫Mg和Ca,Mg含量一般在1.50一8.37%范围内,平均值为3.97%,Ca含量在0.75一3.10%之间,平均值为1.92%但富含Fe“+,其含量在6.00一26.20%之.由成都地质学院中心实验室完成.由成都地质学院三系曾德森完成岩石矿物及测试第3卷间,平均值为15.27%,Fe3+含量则相对低,一般介于0.90一10..05%之间,其平均值为5.43%。基于上述分析资料,含铀花岗岩中的黑云母大多数以FeZ+为主,MgZ’和Fe3+的含量则相对较低,因而,各个含铀花岗岩体的黑云母中MgZ‘一Fe3‘一F扩+等三种组分在三角图中投点大部分偏FeZ十一侧,少数的偏于MgZ‘/FeZ+=l(图2一4)。从图中不难看出,含铀花岗岩中的黑云母大多数属铁黑云母,极少数为镁铁黑云母。结合野外产状的研究还看出,黑云母中的MgZ+/FeZ+比值与花岗岩演化有着密切的MgZ+尹戈.,.Fe3+MgZ+图4F已2+G含铀花岗岩体黑云母吨,+一Fe,+一F扩辛图l畏S幼,、,岁找甘馋//.:拱Fe3七图ZT含铀花岗岩体黑云母M扩十一Fe“干FeZ+一FeZ干图M护+,二Fe3+图3产.、.、.一一一一一一一一一一一一一下寿z含铀花岗岩体黑云母MgZ‘一Fe吕+一万e,+2.02.::.0:.53.03污~而百干F。/^-图5含铀花岗岩与非含铀花岗岩中黑云母si/Al与Mg+Fe,/AI相关图关系。例如早期形成的表现为MgZ+/FeZ十比值较高,而Fe3十/Fe3十+FeZ十比值则较低;晚期形成的表现为Mg“+/fe“十相对低,而Fe3+/Fe3++FeZ十比值较高。此外,若以含铀花岗岩与非含铀花岗岩中的黑云母Si/AI和Fe+Mg/川闺比值进行对比,还可以发现两者之间有着明显的区别;含铀花岗岩中的黑云母投点大多数落在I一111范围内,而非含铀花岗岩中的黑云母投点则落在W一V范围内(图5)。从上述的基本事实我们推测,含铀花岗岩很可能属大陆壳硅铝层范围内所形成的产物。第2期中国东南部中生代含铀花岗岩成岩物质来源与铀成矿作用(四)含铀花岗岩中的副矿物含铀花岗岩通常含有较多的副矿物,其含量大多数在1%以下,有时1%。副矿物种类也较多,主要有磁铁矿、黄铁矿、钦铁矿、檐石、含铀铅石、石榴石、磷灰石及电气石,尚见有少量的独居石、磷忆矿及显微粒状晶质铀矿,偶而还可见板钦矿、锐钦矿和白钦石。其中,与铀成矿作用有联系的副矿物主要有含铀错石(或含铀磷灰石)和显微粒晶质铀矿。据不完全统计,含铀花岗岩中的上述的副矿物含量与非含铀花岗岩相比,一般高出几倍,有时甚至高出几十倍。就副矿物来说,含铀花岗岩大多数属磁铁矿+钦铁矿型,钦铁矿型次之。因此,我们东南部中生代含铀花岗岩与日本的钦铁矿型花岗岩比较,有着明显的区别,而且与磁铁矿型花岗岩也不相同,即两者兼而有之。这种副矿物组合可能是与大陆壳下部岩层有关。(五)含铀花岗岩中的Th/U比值大量的统计资料表明,含铀花岗岩中的铀含量O普遍较高,但有一定的变化,其变化范围在8一24ppm,其平均含量为15ppm左右,而且其中活性铀占很大的比重。对牡O来说,其含量也相应地增高,其变化一般在14一42PPm之间,其平均值为28PPm。但是,Th/U比值普遍较低,通常在1.7一2.57之间,其平均值很少超过3(正常花岗岩中的Th/U值)。这意味着含铀花岗岩成岩物质来源于大陆壳硅铝层本身,并还有少量的上地慢物质参与。(六)含铀花岗岩中的微量元素根据样品分析资料,含铀花岗岩中碱金属含量.较高,除了常见的K和Na之外,Rb、Cs、Li、Ba含量亦较高,Rb含量为270一583.3PPm,平均含量为427ppm;Cs含量为5.2一47.gPPm,平均含量为26PPm;Li含量一般在71一188ppm之间,其平均含量为95ppm。此外,Ba含量特别高,通常在316一12o6PPm之l’ed,平均值为645PPm。但Sr含量普遍较低,一般仅100一415ppm,其平均值为150PPm。不仅如此,成矿元素.,特别是亲氧元素含量也较高:W含量为3一12ppm,平均值为7ppm;S刀含量大多数在4一3oppm范围内,平均含量为8.sppm;Nb含量普遍为3一20Ppm,平均含量为sppm,Ta含量一般在0.65一4.sppm之间,其平均值为2.8PPm;Zr含量大多数为66一425PPm范围内,其平均值为180ppm。从地球化学角度来看,上述的微量元素,除了Sr元素之外,大部分是在大陆壳上部硅铝层中极为常见的,而且它们的丰度又较高,这可以证实,含铀花岗岩成岩物质与大陆壳上部硅铝层有着一定的联系。(七)含铀花岗岩中的挥发份含铀花岗岩中的挥发份含量0普通较高,其中,HZO含量一般为1一3%,平均值为1.5%;F含量为0.1一0.4%,平均含量为0.2%;PZOS含量一般为0.05一0.3写,其平均含量为0.1%。特别应当指出的是F/CI比值较高,一般在4一30之间,大多数平均值均超过3(大陆壳硅铝层中F/cl比值大于3)。这一点可以反映出含铀花岗岩成岩物质大多数与大陆壳上部岩层有关。(I、)含铀花岗岩稀土元素配分型式根据样品分析资料¾,我国东南部中生代含铀花岗岩体中REE含量较高,通常在50一347.7PPm之间,平均值为184.2PPm。其中,LREE含量普遍较高,一般在56.90一328.6ppm,其平均值为168.2oPPm;HREE含量则相对较低,一般在4.85一32.59ppln之间,其平均值为16.soppm;LREE/HREE.由成都地质学院三系活化分析组完成.由成都地质学院三系童纯函完成.由成都冶金勘探公司实验室完成岩石矿物及测试第3卷比值较高,一般介于2.80一28.40之间,平均值为13.4。此外,Eu/Eu*除了极个别样品之外,大部分为。.70一1.0,基本上属平坦型和负异常型(表2)。含铀花岗岩稀土元紊配分特征参数表2样品号LREEHREELREEHREEREEEu/Eu*T一3T一6下一16丁一24Yp一43Yk一43E一F一09E‘F一10G一1一03G一6一8G一10一2粗拉斑状黑云母花岗岩中粒斑状黑云母花岗岩斑状黑云母花岗岩二云母花岗岩中粒斑状黑云母花岗岩中粒黑云母花岗岩粗粒二云母花岗岩少斑状黑云母花岗岩角闪石黑云母花岗岩中粒斑状黑云母花岗岩中粒少斑状黑云母花岗岩大陆壳下部平均值大陆壳上部平均值264。9156。90127。90180。6074。65108。00234。59147。20157。84328。60279。4040。40165。6010。637。964。858。2826。6411。008。265。5613。0619。1032。5738。3144。4724一旧27。8026。3721。792。809。8128.4026。4717。0017。198。571。053。72275。5464。80137。75188。7吕101。23119。00242。85152。76170。87347。70311.9778。71210。070。901。000。400。680。400。270。700。800。900。601。001。100。67为了进一步了解和解释含铀花岗岩成岩物质来源,我们将样品分析数据又经过标准化(即与标谁球粒陨石进行对比后),分别绘制出三个含铀