湖南省南水山地区花岗岩型铀矿成矿特征及控矿因素分析

1、    湖南省南水山地区花岗岩型铀矿成矿特征及控矿因素分析    孟繁星，李礼，韦光景，黄卫：1672-5603（2020）02-36-6摘 要 湖南省南水山地区位于雪峰山-摩天岭成矿带，是我国南方最重要的铀成矿带之一。花岗岩具有高硅、富钾、富挥发份、贫铁、镁及铝，低钙、钠等特征属于中-强钙碱性岩系，具铝过饱和特点，明显负eu异常，符合产铀花岗岩的特点。通过对研究区岩石类型、岩浆活动、断裂构造及热液活动的分析发现区内花岗岩铀矿类型为热液型-内接触带型铀矿，多期次强烈构造岩浆活动和多期次的热液蚀变活动促使铀矿在构造交汇部位汇聚，为铀的迁移创造了良好环境，为

2、铀成矿创造了有利条件。关键字 花岗岩型铀矿;成矿特征;控矿因素;热液型-内接触带型铀矿：p619.14：athe analysis of metallogenic characteristics and ore-controlling factors of granite-type uranium in nanshuishan areaof hunan provincemeng fanxing，lili，wei guangjing，huang wei（hunan nuclear industry geological survey institute， changsha hunan 41001

3、6）abstract： nanshuishan area of hunan province is located in the xuefengshan - motianling metallogenic belt， which is one of the most important uranium metallogenic belts in southern china. granite is characterized by high silicon， rich potassium， rich volatilization， low iron， magnesium and aluminu

4、m， and low calcium and sodium. it belongs to the medium-strong calc-alkaline rock series with the characteristics of aluminum sustriation and obvious negative eu anomaly， which is in line with the characteristics of uranium-producing granite. through the study of rock types， magmatic activity， analy

5、sis of the fracture structure and hydrothermal activity， it is found that granite-type uranium is a hydrothermal type - internal contact type uranium. more intense tectonic magmatic activity and hydrothermal alteration activities make uranium ore converge at the intersection of structures， which cre

6、ates a good environment for the migration of uranium and creates favorable conditions for uranium mineralization.keywords： granite-type uranium; metallogenic characteristics; ore-controlling factors; hydrothermal type - internal contact type uranium0 引言花岗岩型铀矿是指在空间和成因上与花岗岩体有着密切联系的热液铀矿化，矿体产于花岗岩体内部或外接触

7、带附近的硅化破碎带内，呈现多期多阶段演化的特点，多产于印支、燕山及喜山期花岗岩内1-3 。近些年，已发现的新建桥铀矿点、井沙冲点及苗尔山矿田，位于雪峰山-摩天岭成矿带，与南水山地区花岗岩型铀矿在同一成矿带上，表明该地区具有巨大找矿空间。1 地質背景1.1 区域地质背景研究区位于郴州-新化断裂和城步-新化断裂的交汇部位，褶皱和断裂构造十分发育。褶皱和断裂构造不仅是岩浆和热液频繁活动的场所，也是铀成矿物质频繁叠加的场所和矿体空间上交叉重叠的部位。以接触关系为依据，同位素年龄数据为参考，结合岩石学、岩石矿物学、岩石化学，稳定同位素及稀土元素和微量元素特征，将研究区花岗岩侵入体归并为两个同源岩浆序列和

8、七个单元（图1）。2 南水山地区铀矿成矿特征2.1 矿体地质特征矿体产于早侏罗世望云山序列南水山单元二云母二长花岗内接触带中，受北北东向帚状罗洪-南水山断裂带（f3）控制（图2），按地表硐探工程，圈定3个矿体，最高品位为0.091%。矿体厚度变化比较稳定，厚度为1.23.98m，长度为67.7113m，矿脉走向为144°243°，倾向234°333°。矿体受f3-3构造控制，产于f3-3构造的下盘，北东端矿体在平硐中尖灭，推测受近ew向隐伏构造所控制;矿体受f3-3构造控制，产于f3-3构造的下盘，矿体上部，北东端矿体在平硐中尖灭，推测受近ew向隐伏构造

9、所控制;矿体受f3-3构造与f3-2构造联合产生的次级构造破碎带控制，与矿体、矿体所控制的破碎带为同一组，矿体南东尖灭于f3-2构造，北西止于矿体，其交汇部位推测可形成囊状矿体。2.2 热液蚀变特征铀矿体由于构造活动发生挤压破碎，呈角砾状，棱角发育，钾长石和斜长石具碎粒化现象，常见蚀变有硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、水云母化和高岭土化等，后期黄铁矿呈微粒状不均匀散布胶结物中，呈浸染状，部分呈细脉状，局部变成褐铁矿和赤铁矿，具有多状态和多阶段特征。2.3 岩石地球化学特征2.3.1  主量元素特征通过对研究区及其周边花岗岩岩石化学成分及相关参数统计（表1），各单元 sio2 含量

10、 67.07%75.29%，含铝指数（aknc）为 0.961.23，碱度指数（kna）为0.57%0.80%，里特曼指数（）为 1.581.96。2.3.2  稀土元素特征通过对研究区及其周边花岗岩稀土元素和特征参数的统计（表2-3），发现各个单元的稀土元素总含量ree平均含量81.54233.31×10-6，轻稀土总量lree平均含量62.86205.96×10-6，重稀土总量平均含量14.5129.68×10-6， 均低于维氏花岗岩平均值;lree/hree 比值基本上高于维氏值（3.61），而只有南水山单元的lree/hree 比值（3.37）明

11、显低于维氏值（3.61）;（la/yb）n值为12.2830.46，eu为0.270.64，稀土元素球粒陨石标准化配分模式图显示其为轻稀土富集（图3）。2.3.3  放射性元素特征在放射性系列中，任何两种核素在岩石中的质量比值与他们处于平衡状态时质量比叫做这两种放射性核素的放射性平衡系数。铀镭平衡系数表示岩石中铀镭质量比值与平衡状态下存在铀的平衡的镭量为3.4×10-7g，可得铀镭平衡系数（kp）的计算公式为：式中：qrn-样品中镭含量（×10-6）;qu-样品铀含量（×10-6）。kp=1表示铀镭平衡，kp>1表示偏镭，kp<1表示偏铀。研

12、究区采取23个样品，对化学分析结果进行铀镭平衡系数的计算（表4），当铀含量小于0.03%时，铀镭平衡系数（kp）为0.633.96;当铀含量大于0.03%时，铀镭平衡系数（kp）为0.411.44。2.4 地球物理特征研究区采用音频大地电磁测深4-5，根据物性资料及地质资料推断（图4），视电阻率断面等值线图小于 300 ·m 的低阻异常应是由断裂、岩石风化引起，大于1000·m的高阻层反映的应是花岗岩岩体，电阻率断面较清晰地显示了花岗岩岩体与断裂构造形态和深度。对z03和z05剖面的测量成果可清晰地判断有3条断裂存在，而且两条剖面断裂构造的对应位置基本吻合，并与已知勘探剖面

13、的对比表明，此成果基本符合研究区的地质特征。3 控矿因素分析南水山铀矿点赋矿岩石为二云母二长花岗岩，主要蚀变为硅化、黄铁矿化等。铀矿化受岩性类型、岩浆活动、断裂构造和热液活动的联合控制。3.1 岩石类型对铀矿化的控制南水山地区发现多处铀异常点，铀矿化分布在早侏罗世望云山序列南水山单元二云母二长花岗岩中，说明铀成矿与富硅、富碱、铝过饱和花岗岩有一定的关系，铀矿化与岩石中的稀土和放射性元素关系也比较密切。3.1.1  主量元素与铀矿化的关系华南产铀花岗岩的主要造岩矿物包括钾长石、斜长石、黑云母、白云母和石英具有富硅、富碱、铝过饱和特征，其sio2含量为70%-75%，na2o+k2o含量

14、為7%-9%，岩石属铝过饱和系列，暗色组分含量低6-9。望云山序列花岗岩，与中国酸性侵入岩相比，具有高硅、富钾、富挥发份、贫铁、镁及铝，低钙、钠等特征;组合指数（）为1.58-1.92，碱度指数（kna）为0.61-0.72，含铝指数（aknc）为1.14-1.23。说明岩石属于中-强钙碱性岩系，具铝过饱和特点，符合产铀花岗岩的特点。3.1.2  稀土元素与铀矿化的关系南水山单元花岗岩稀土元素总含量ree在不同时期的岩浆岩单元中最低，稀土元素总含量ree越低越有利于铀矿的形成;南水山单元的lree/hree比值明显低于维氏值，说明稀土元素总含量ree与lree/hree比值越低越与铀

15、矿化关系密切;稀土元素总量和分量均比维氏值低，稀土模式图中曲线右倾，属轻稀土富集，明显负eu异常，说明岩浆起源较浅，斜长石在源区是相对稳定的。3.1.3  放射性元素与铀矿化的关系研究区铀镭平衡系数随着铀含量的增高而逐渐减小，平衡从偏镭逐渐变化到偏铀。当铀含量小于0.03%时，铀镭平衡系数加权平均值为大于1，平衡偏镭;当铀含量大于0.03%时，铀镭平衡系数加权平均值小于1，平衡偏铀。可见矿层铀镭平衡系数与铀含量的关系密切相关，呈显著的负相关10。3.2 岩浆活动、断裂构造对铀矿化的控制研究区构造为压扭性断裂，主构造面较平整，构造中心为硅化破碎带，呈灰色、淡红色，构造填充物为白色块状石

16、英岩、粒状硅化岩、局部有硅化碎裂岩、石英胶结角砾岩、绢云母化碎裂花岗岩。成矿期含矿热液沿断裂构造（矿源通道）上涌至花岗岩破碎带中，通过多期次强烈构造岩浆活动中心和多期次的热液蚀变的叠加形成铀矿体。3.3 热液活动对铀矿体的控制研究区与铀矿化关系密切的热液蚀变活动有硅化和黄铁矿化，热液蚀变活动使岩石中二氧化硅和黄铁矿含量增多，铀以吸附状和分散状的透镜体存于微晶石英脉体和黄铁矿中，主要次生铀矿物为铜铀云母和钙铀云母。热液活动使岩石中的铀发生再分配，大量转变为裂隙粒间铀赋存于矿物晶格之间11，或被黏土矿物吸附，铀活性迁移能力逐渐增强;而岩石的抗压强度变小，孔隙度增大，为铀成矿创造了有利条件。根据热液

17、石英脉体的特征及其相互穿插关系，将石英热液脉体活动分为三期七次（表5）。4 结论（1）花岗岩具有高硅、富钾、富挥发份、贫铁、镁及铝，低钙、钠等特征属于中-强钙碱性岩系，具铝过饱和特点，明显负eu异常，符合产铀花岗岩的特点。（2）控矿断裂基本上为北北西或近东西方向，断裂构造部位的岩石较破碎，视电阻率相对较低，多期次强烈构造岩浆活动和多期次的热液蚀变活动促使铀矿在构造交汇部位汇聚，为铀的迁移创造了良好环境，为铀成矿创造了有利条件。（3）花岗岩铀矿类型为热液型-内接触带型铀矿，富铀岩浆岩、断裂构造与热液活动联合控矿特征显著。参考文献/references1蒋喜桥，李社宏，刘战庆，等.我国铀矿找矿研究

18、现状浅析j.矿产与地质，2012（5）：357-362.2hu r z，bi x w，zhou m f，etal.uranium metallogenesis in south china and its relationship to crustal extension duringthe cretaceous to tertiary j.economic geology，2008，103（3）： 583-598.3 zhang l，chen z y，li x f，et al. zircon u - pbgeochronology and geochemistry of granites in the zhuguangshan complex，south china： implications for uranium mineralization j.lithos，2018，308-309： 19-33.4馮佐海，王春增，王葆华.花岗岩侵位机制与成矿作用j.桂林工学院学报，2009，29（2）：183194.5陈乐寿.大地电磁测深资料处理与解释m.北京：石油工业出版社，1989.6张祖还、章邦桐.华南产铀花岗岩及有关铀矿床